干熄焦技术的节能减排及环保分析_王永林

干熄焦技术的节能减排及环保分析王永林（山西省环境保护技术评估中心，山西太原030024）收稿日期：2011-03-21作者简介：王永林（1964—），男，1999年毕业于太原理工大学，高级工程师，现从事环境保护及评估相关工作。摘要分析了干熄焦技术节能减排效益及国内应用现状，指出干熄焦技术是焦化企业实现节能减排的重要措施之一，在钢铁联合企业应大力推广；同时分析了独立焦化企业推广干熄焦技术应综合考虑的相关制约因素，如SO2排放增加，酚氰废水有外排可能，干熄焦产生蒸汽的利用等。关键词焦化干熄焦节能环保文章编号：1005-9598(2011)-03-0033-04中图分类号：TQ522.16文献标识码：B干熄焦技术在钢铁联合企业焦化厂已经取得了显著的节能减排效果，而山西焦化行业以独立焦化厂为主，干熄焦技术应用于独立焦化厂将取得怎样的成效，本文就此进行简要分析。1干熄焦技术的发展及在我国的应用干熄焦工艺起源于瑞士，20世纪40年代发达国家开始研究开发干熄焦技术；60年代前苏联取得突破性进展，多数焦化厂采用干熄焦技术；70年代全球能源危机，干熄焦技术得到了较快发展，多数发达国家都提倡和鼓励应用干熄焦技术。我国自20世纪80年代初，宝钢一期工程首次引进干熄焦技术，至2006年前后，先后有十几个钢铁联合企业投产了44套干熄焦装置[1]；目前，已建、在建的干熄焦装置已超过100套；截止2008年底，我国干熄焦产量达到了6000万t。干熄焦技术发展到今天，虽然出现了不同的形式，但基本工艺流程大同小异。中国干熄焦技术及装置经过多年的从国外引进，目前国产化率大大提高。由于我国是产焦大国，焦炉多且炉组产能不一，造成引进装置同炉型生产能力不匹配，因而影响了干熄焦的节能效果。起初我国引进的干熄焦装置以70t/h和75t/h两种规模为主，且采用备用干熄焦方式，从而增加了不必要的建设投资，影响干熄焦的经济效益。因此，我国干熄焦装置近年来根据生产能力，配置向大型化发展。继武钢140t/h干熄焦项目之后，马钢（125t/h）、南钢（140t/h）、本钢（121t/h）、包钢（125t/h）等十几家企业已经建成100t/h以上规模的干熄焦装置。目前，已投产规模最大的为本钢、天铁190t/h装置。目前我国干熄焦装置仍然集中在钢铁联合企业，独立焦化厂少有建设干熄焦装置，造成干熄焦技术难以推广的主要原因有：干熄焦工艺存在着投资大、设备机型大、制造难、运行时间长、运行费用高、故障多、生产保证性差、安全保证难等问题。山西焦炭产能目前达1.5亿t/a左右，受历史因素的影响，山西焦化存在着生产规模普遍偏小、技术装备水平普遍落后的状况[2]。焦炭产量超过100万t/a的企业仅有潞安、阳光、山焦、大土河、太钢等20多家，产能约3600万t，占2007年全省焦炭总产量的37%；焦炉炭化室以4.3m为主，只有山焦、太原煤气化、安泰建有6m高焦炉，太钢建成7.63m焦炉。在山西200多家焦化企业中，仅有太钢7.63m焦炉配套建设了干熄焦装置，山焦、阳光等企业拟建。由此可见，距山西省政府提出的“到2015年，产业集中度得到明显提升，产业技术水平达到国内领先水平”的目标还有相当大的差距，山西焦化的发展任重道远。2干熄焦工艺与湿熄焦工艺的分析对比2.1干熄焦节能效果分析在干熄焦系统中，利用惰性气体与红焦进行换热，吸收了红焦显热后的惰性气体再将热量传递给配第3期(总第154期)2011年6月煤化工CoalChemicalIndustryNo.3(TotalNo.154)Jun.20112011年第3期煤化工表1干熄焦与湿熄焦的污染对比kg/t焦套的余热锅炉，生产蒸汽用于发电。理论上每吨红焦经干熄焦后可生产过热蒸汽量计算如下[3]：（1）假定参数：装入红焦温度约为1100℃，排出焦炭温度为200℃，焦炭挥发分1.2%、灰分12%，焦炭在1100℃的比热容为1.5610kJ/(kg·℃)，在200℃时的比热容为0.9983kJ/(kg·℃)。在没有导入空气的情况下，理论上每吨红焦在干熄炉内将被回收显热：Q1=1000×(1.5610×1100-0.9983×200)=1.5174×106kJ（2）焦炭燃烧产生的热量按33850kJ/kg，烧损率按1%计，则每吨焦炭在干熄炉内烧损热量为：Q2=1000×33850×1%=3.385×105kJ（3）干熄炉系统传热效率为定值83%，则干熄炉内每吨红焦被循环气体带入锅炉的总热量为：Q3=(Q1+Q2)×83%=1.54×106kJ（4）余热锅炉热平衡根据参数：450℃过热蒸汽焓H1=3323kJ/kg，105℃锅炉给水焓H2=436kJ/kg，256℃锅炉水焓H3=1135kJ/kg，锅炉排污率r=1.5%，余热锅炉热效率为80%，可得出每吨红焦生产蒸汽量为