炼焦生产过程中的节能减排研究

王雪俊

摘要：在炼焦生产过程中节能减排是实现“双碳”目标最为重要的途径，积极推进节能减排多种技术的应用，确保经济社会的可持续发展。在本文的论述中从焦化工艺概述出发，论述了如何做好节能减排工作。

关键词：炼焦;生产;节能

引言

作为冶金行业重要的上游原材料产业，焦化行业曾在我国社会经济发展和城市化进程中发挥过重要作用。然而，随着我国进入高质量发展阶段，在“碳达峰、碳中和”背景下，传统重工业行业尤其是煤基高耗能行业将面临着新的压力和挑战，节能降耗、减煤降碳将成为焦化等高耗能行业可持续发展的必然路径。

1、焦化工艺概述及其资源浪费问题

废热浪费是焦化过程中的主要问题，如原料气、烟道气体、焦炭热和炉膛散热，其整个生产流程比较繁杂，不仅仅要对化工产品进行回收，同时也要加强对余热的循环利用。

1.1、炼、焦过程中能源的浪费

炼焦过程中，还需要使用其他资源辅助炼焦工作，其中以煤最为常用，但也是最浪费的，在焦炭生产过程中，煤的含水率是最重要的因素。几家公司的调查显示，许多公司在炼焦过程中，使用的煤的含水率高于全国炼焦煤含水率指数。这样可以增加凝结点内的水份，减少洁净煤的组分，从而增加煤炭的总输送，造成大量不必要的煤炭资源流失。

1.2、其他环节的能源损耗

炼焦生产过程中会产生大量的能量损失，在分析其原因时，人为因素也起着重要作用，炼焦不合理也会导致能量损失。

2、节能降耗技术

2.1、干法熄焦工艺

目前而言，焦化厂普遍选取湿法熄焦的工艺，使得红焦热量浪费，并且在其加热和蒸发的过程中对于环境还造成了一定污染。大部分的水在熄焦的过程中以蒸汽的形式进入到大气中，从而通过降水渗入在土壤和水体之中，一部分外泄或者是溢出，而熄焦水当中具有一些酚、氰等有害物质，排放出去极易污染自然环境。

因此，为了贯彻国家绿色的发展观，并且对于工厂的节能减排的要求，需要采用一种较为可靠的方式对于红焦物理热进行吸收，最好采用干法熄焦。相比于湿熄焦，干熄焦具有改善质量、回收热量等优点。并且干熄焦技术已经趋于成熟，一些规格单一，工程成本高的设备制作和管理的问题被解决，干熄焦技术是焦化厂炼焦工艺之中最为可靠的技术之一，也是我国所掌握的炼焦方法之一，其可以使得我国焦化厂的装备系列化生产，能够保证焦化厂的长期安全、稳定的生产，进一步保障焦化厂的自动化工艺，维持低成本，高回收的运作模型。

而干熄焦系统以循环的惰性气体为载体，可以对于红焦热量进行回收做调整，通过锅炉生产蒸汽，这些蒸汽不会被排放到大气之中，而是可以循环再使用，用于发电或者是生产的领域，这种技术节能减排较为强大，并且能够循环焦化厂的能量回收，帮助焦化厂进一步可持续发展。

2.2、煤调湿

焦炭工艺不可避免地消耗大量的煤炭资源，因此节能首先必须从消耗煤炭资源开始，低水分含量是减少焦化生产过程中热量消耗的重要措施，进入炼焦炉的炼焦煤中的水必须蒸发以去除加热气体，并产生大量难以处理的含酚废水。合理控制煤粉的水分含量，不仅可以节约能源，减少消耗，而且可以保护环境，保证焦炉的正常生产，煤水控制技术是减少和稳定煤水的代表性技术。在降低并稳定配煤水分方面，煤调试是一项代表技术，可简称为CMC，是指充分利用余热，使水分减小至5%～6%，然后進加热焦炉。

煤调湿技术具有非常显著的效果。一是提高焦炉生产能力。使用CMC技术可以提高单孔焦化室中煤的质量，提高焦炭产量，缩短焦化时间。二是通过减少气体冷却剂，原料气，系统能耗和污水排放，环境保护过程对环境保护非常重要，该技术可将煤炭原料的水分降低4～5kg/t，将残余氨氮降低1/3，并减少生产中的废水处理负荷，每吨煤可平均减少二氧化碳排放约38.5kg。

2.3、焦化三废资源化回收利用技术

2.3.1、炭化室单调技术

炭化室单调技术能够从根本上解决装煤过程扬尘污染的问题，避免荒煤气、煤尘扩散外溢的问题，有效地优化了焦化厂的环境污染问题。

2.3.2、自除尘式加煤车技术

自除尘式加煤车技术通过向加煤车安装第三导套结构的方式，解决传统除尘系统的设计问题，从根本上提升加煤车的除尘效果。除尘过程和装煤过程基本达到同步操作，因此并不会导致焦炉的运行效率下降等的问题，还实现控制装焦烟尘的目标。

2.3.3、脱硫液使用氧气再生技术

脱硫液使用氧气再生技术主要适用于焦炉煤气脱硫步骤。在这一技术的作用下，脱硫液实现循环利用，能够对脱硫尾气进行回收再利用。

2.3.4、密封无尘排渣技术

密封无尘排渣技术，对焦油渣排放过程进行全程密闭处理，避免排放泄漏问题的发生。

2.3.5、化产尾气回收利用技术

为解决焦化厂尾气排放问题，对尾气进行回收，优化焦化生产的环保效益。

2.4、能源系统的余热资源回收利用途径

2.4.1、循环水余热资源分析

焦化厂是需要消耗大量水资源的，重钢焦化厂是有两套循环水系统，净化循环水系统主要供煤气净化工艺使用，由于循环水量较大，温度不高温差不大，暂总的余热量较大。这就需要焦化行业进一步降低水资源的消耗，可以采用水源热泵的技术进行回收水低温余热。

实际上，水源热泵是专用的供热装置，一般在路基工程领域上使用效果显著，装置在运行期间所取用的热源是水低温的热能，通过直接膨胀，压缩和冷却的方式，进行搜索和采集热能，将自身的品质得到一定的提升后进一步释放，在集热段之中，储有的液态制冷剂吸热后，通过蒸发的形式将其转变为低温低压的状态，用蒸汽的形式吸收热效应为支撑经稳定水源中采集到品质相对较低的热能。而压缩机在运行的时候，会进一步吸收其上一个阶段所产生的蒸汽，对于蒸汽进行压缩处理，产生出高温高压的气体，通过这一阶段的气体会在供热的阶段进一步进行冷凝和液化的处理，作为热源进行提供热能。其中的制冷剂将会吸收水中的热量从而将热量转移到需要的地区之中，避免热量直接流入大气之中，减少温室气体的排放，在夏季储存的热量到冬天可以通过水源热泵的装置释放出来，达到热量的二次利用。

2.4.2、蒸汽和焦炉煤气的使用

蒸汽是一种热力的能源，它方便使用安全，并且能够应用在工业的领域之中。但是蒸汽的成本较高，热效率低，成为了焦化厂炼焦工艺中主要的消耗源，针对焦化厂的蒸汽而言，其材料用量大，针对其中蒸汽的节能措施主要是减少用量和提高热效率等方面，提高蒸汽的使用热效率主要从改进装备和提高工艺技术装备等方面从而考虑，尽量利用焦化自产二次能源和回收的余热资源，可以大量的节约蒸汽。而焦炉煤气也是近几年所消耗的重要因素，焦炉煤气含有丰富的余热资源，但是煤气产量高，没有办法对于煤气进行大量的泄漏和放散，使得煤气的回收率较低。

3、结语

基于对节能降耗技术的利用，对焦炭生产流程中产生的能耗与污染进行严格把控，如技术改造、焦炭余热回收、减少污染物排放等等，最大限度的保证能源的循环利用，加大节能技术的推广力度;提高焦化工艺的环保经济水平，优化生产工艺效率。

参考文献

[1]杨明燕.焦化厂节能降耗技术的应用探讨[J].山西化工，2020，40（05）：169-170.

[2]张鹏，刘王生.浅谈钢铁冶炼节能环保技术发展方向[J].冶金管理，2019（23）：138+140.

[3]杨瑞岭.分析炼焦化工工艺流程及新工艺的应用[J].化工管理，2019（27）：207-208.

[4]杨文彪.我国炼焦产业现状及绿色发展研究[J].煤炭经济研究，2019，39（08）：4-14.