我国焦化工艺技术的发展

周博强徐哲左为为(.中钢集团鞍山热能研究院有限公司， 辽宁 鞍山 4000) (.新余钢铁集团有限公司， 江西 新余 33800)

我国焦化工艺技术的发展

周博强1徐哲1左为为2(1.中钢集团鞍山热能研究院有限公司， 辽宁 鞍山 114000) (2.新余钢铁集团有限公司， 江西 新余 338001)

随着我国焦化行业的不断发展和我国大力引进国外先进的焦化工艺、信息技术的同时，在一定程度上推动着高效能源转换及高效能工艺技术装备、无水工艺技术、信息自动化智能管控等高效管理技术的相继研发，这促使焦化工艺逐渐向信息化、高效化、清洁化的趋势不断演变。接下来，本文针对我国焦化工艺技术的发展进行论述，望能够对大家有一定的参考价值。

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1 焦化工问题分析

1.1 炼焦过程中的能源浪费

在炼焦的整个过程的开端，使用炼焦的煤当中的含水量超出规定标准。我国煤炭行业管理部门规定的炼焦用煤含水量标准在70%的范围。从相关调查中得知：很多企业的用煤水分含量超出10%。我们知道，在现有炼焦炉当中若煤的含水量比较多的话，那么纯净煤的投入量则需相应的减少一些，这会在很大程度上增加煤炭的总消耗量，致使额外热能耗损的增加。除此之外，遵循国家相关规定，通过煤气炉加热来进行炼焦，那么，其热量损耗不可高出2250 kJ/kg。在炼焦的中间环节，造成的能源浪费情况是经常多见的。因目前许多焦化企业在先进焦化技术的引入及研发上的资金投入非常少，焦炉设备老化、破漏现象十分严重，与此同时，焦炉门口向外不断冒烟、冒气。在这个中间环节当中所损耗的热能是很大的，若能加强炼焦过程中能源损耗的有效掌控，则会将煤的损耗量降到最低的程度。

在焦炉的最后一个环节，焦炉尾部的设备排放出的气体温度可高达300℃以上，若采用某种焦化工艺把这一部分的余热进行回收，同时用于最初的环节，这样不仅能够节省入炉煤的使用数量，同时可很好地减少废气、废热的排出量，从而对环境起到良好地保护作用。除此之外，一些焦化企业的焦化煤气回收系统需不断地加以完善化，在炼焦的过程中形成的煤气未能得到充分地利用，从而造成热能的巨大浪费。

1.2 其他环节的能源耗损

除炼焦中心环节之外，在人为因素的影响下致使最终统计数据真实性完全丧失，并且信息记录并不完整。所以，在炼焦的过程当中对于能源损耗的具体分析也仅仅是残留于外在的形式。炼焦入炉煤的配合比并不协调，优质主焦煤的使用数量比重比较大，未根据现实状况来进行热值的化验，盲目地遵循国家统一标准对煤的使用量进行折算，在人为因素的影响下造成大量的煤炭资源损耗。同时，焦化企业的水量使用也是需要加以重视的一个方面，从当下的焦化企业现状来看，纵使创建了循环用水机制及相关设备，可是因废水处理花费要比新水使用费用要高出很多，所以并未真正意义上对水的循环使用问题加以重视，通常所说的设备也只是为了应付检查罢了，为此，水资源遭受到巨大的浪费，废水污染问题十分严峻。

2 焦化工艺技术的发展

这些年，我国钢铁工业得到了迅速的进步及发展，在此过程当中，焦化工艺技术水平不断升高。未来焦化工艺技术势必会逐渐成为焦化发展的主流趋势，将为焦化行业的生存及未来发展提供强大的支持。可是，在优质炼焦煤资源日益紧张的基本现状下，焦化工艺技术的革新变得更为重要。

2.1 科学配煤方法的运用与配煤专家系统的研究运用

在我国冶金技术水平的不断提高，其对焦炭质量有了更高的具体要求，过去的配煤方式早已不能对于配煤炼焦生产中发生的异常现象做出正确的解释，未能促使其顺利地由定性转变为定量，现已不能达到焦化正常生产的相关需求。在焦化理论内容中，焦化工艺技术属于一门基础性学科，目前仍然处在发展的过程当中，可是因我们在煤资源的认识上更为全面一些，在煤炭理论不断完善化、配煤技术日益发展的今天，通过科学的方式进行配煤早已获得了大众的认可。截至目前，世界各个国家都在不断地进行配煤技术的研发，这些先进的技术皆是以煤岩学作为理论基础的。二十世纪八十年代，我国的配煤科学技术获得了迅速地发展，在我国对煤的系统性研究与日常生产中，随处都可以看到煤岩学的影子。在焦化工业当中，配煤技术也作为一种独具特色的科学技术得到了大范围地投入使用。

2.2 顶装焦炉的超大型化

对于焦炉的发展方向而言，焦炉大型化炭化室宽度与高度的增加、单孔炭化室的产焦量不断地增多成为主流。通过焦炉的不断发展，我国新建的顶装焦炉最为常见的一般为6米，2007年，有41座煤炉在我国正式投入使用，其中，煤炭产量增加2163万吨，煤炉中，炭化室达到6米以上的焦炉达到了23座，产能在1435万吨的占到整个新增产能的66%左右；2009年，我国平均每年投产的焦炉达到50余座，新增焦炭产能大都高出三千万吨的水平。目前，我国达到6米以上的焦炉其年产能超出了1亿吨，现在逐渐与总产能的25%相接近；2005年，鞍山焦耐院开发出具有自主知识产权的7米的焦炉，这种焦炉与6米焦炉相比，在焦炉炉体、施工工艺、环保水平相比来看产生了本质性的改变，其逐渐跻身于世界先进行列。

2.3 捣固焦炉的推广及大型化

(1)捣固焦炉技术的显著优势。第一，降低技术成本。将固有的煤饼堆密度由顶装煤炼焦0.74 t/m3增至1.1t/m3，煤料颗粒中的距离逐渐地缩小，煤饼堆比例升高，这对于配入高挥发性能的煤、粘结性低的煤是比较有利的。捣固炼焦工艺促使一些不可再生的炼焦煤资源有效地节约，从而降低了生产成本；第二，捣固炼焦可提升焦炭的机械强度与热反应强度，据有关生产数据分析：在添加30%弱粘结性煤的基础上，煤炭的机械强度会明显的提高；第三，其与炭化室高度未450毫米的顶装焦炉对比来看，捣固焦炉的出焦次数将会得到明显地减少，劳动强度明显降低，并且对具体的操作氛围会产生良好的改善，具备缩减无组织排放的明显优势；第四，大容积焦炉捣固，在焦炉的容积与捣固炼焦上有着独特的优点。

(2) 国内外捣固焦炉的推广与大型化。德国目前是全世界最早运用捣固炼焦技术的国家，1989年，原苏联第一顶装焦炉

改造成捣固炼焦炉后不断地得到了广泛地应用。波兰因本国内部挥发分高的煤炭资源较多，适合炼焦的煤资源并不多，所以捣固工艺也得到了广泛性的使用。像印度、法国、罗马尼亚等国家，捣固炼焦技术也获得了较为广泛化的运用。二十世纪七十年代，6米的大型捣固焦炉被西德成功地进行了研发，于西德萨尔堡煤矿焦化工程正式的投入使用。

捣固焦炉在我国有着近百年的使用历史，上世纪，鞍山焦耐院、化二院成功研制出4.3米、5.5米的捣固焦炉。2006年，鞍山焦耐院成功研制出6.25米捣固焦炉，其代表了我国捣固炼焦技术达到一个很高的水平。我国是一个煤炭资源比较丰富的国家，但是，能够进行炼焦的煤炭资源却是十分稀缺，通过最近几年我国炼焦技术水平的显著升高，这在一定程度上使得我国的焦煤在市场供应现状上得到了明显地改善，再加上国际市场上主焦煤价格的不断升高，都在一定程度上推动着我国焦化技术工艺获得了大范围地运用。

2.4 干熄焦技术的推广及大型化

(1)干熄焦技术的独特优势。第一，高效率红焦余热的回收，在一定程度上使得炼焦能源损耗量得到显著性的降低，其中，干熄焦达到的回收率在80%左右，在确保焦炭固有质量的基本前提下，通过干熄焦的方式能够在配煤当中多使用15%的弱粘结性煤，这样能够达到资源节约的目的，促使炼焦使用煤成本明显地降低；第二，最大限度上将给自然环境的不良影响降到最低的程度，干熄焦的采用是惰性气体在密封的干燥环境下冷却红焦，并且有着非常显著的除尘设施，不会给自然环境造成任何不良的影响。(2)国内外干熄焦技术的发展及大型化。干熄焦工艺技术在初期发展的过程，受到相关装置处理性能较低的影响，其发生的蒸汽稳定性能较低、需投入较大成本，为此并没有得到重视。到二十世纪末期，日本成功创建单槽处理性能的干熄焦装置，其中，干熄焦概率大概占到了日本高焦炉使用总量的八成，促使日本演变为干熄焦装置运用最多的国家之一。

2.5 煤调湿技术的发展及推广

煤调湿工艺技术为装炉煤水分控制工艺技术的简称，其实将炼焦煤料进行装炉处理前期把其中含有的水分完全清除，将装炉煤的水分保持在6%的比例，进而开展装炉炼焦。

(1)煤调湿技术的优势。随着焦炉生产性能的明显升高，装炉煤中的水分在明显缩减的基础上，其煤堆密度不断升高，在添加煤装量的基础上，能够使得煤炭的实际产量不断提高，据日本的生产结果证明：CMC焦化技术可促使焦炉生产性能提升7%～11%左右。此外，炼焦耗热量促使煤水分显著地降低，炼焦耗热量得到进一步地减少。(2)煤调湿技术的发展与推广。二十世纪，CMC焦化工艺技术所具有的显著环保、节能及社会经济效益得到了人们的共同认可，在此过程中该技术获得了非常迅速的发展。到2000年，日本有15家焦化工厂的焦炉当中，就开始以CMC焦化工艺技术的运用为主，由此看来，CMC焦化工艺技术必定会在我国逐渐普及、应用。

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