我國焦化工藝技術的發展

周博強徐哲左為為(.中鋼集團鞍山熱能研究院有限公司， 遼寧 鞍山 4000) (.新余鋼鐵集團有限公司， 江西 新余 33800)

我國焦化工藝技術的發展

周博強1徐哲1左為為2(1.中鋼集團鞍山熱能研究院有限公司， 遼寧 鞍山 114000) (2.新余鋼鐵集團有限公司， 江西 新余 338001)

隨著我國焦化行業的不斷發展和我國大力引進國外先進的焦化工藝、信息技術的同時，在一定程度上推動著高效能源轉換及高效能工藝技術裝備、無水工藝技術、信息自動化智能管控等高效管理技術的相繼研發，這促使焦化工藝逐漸向信息化、高效化、清潔化的趨勢不斷演變。接下來，本文針對我國焦化工藝技術的發展進行論述，望能夠對大家有一定的參考價值。

焦化;工藝技術;發展

1 焦化工問題分析

1.1 煉焦過程中的能源浪費

在煉焦的整個過程的開端，使用煉焦的煤當中的含水量超出規定標準。我國煤炭行業管理部門規定的煉焦用煤含水量標準在70%的范圍。從相關調查中得知：很多企業的用煤水分含量超出10%。我們知道，在現有煉焦爐當中若煤的含水量比較多的話，那么純凈煤的投入量則需相應的減少一些，這會在很大程度上增加煤炭的總消耗量，致使額外熱能耗損的增加。除此之外，遵循國家相關規定，通過煤氣爐加熱來進行煉焦，那么，其熱量損耗不可高出2250 kJ/kg。在煉焦的中間環節，造成的能源浪費情況是經常多見的。因目前許多焦化企業在先進焦化技術的引入及研發上的資金投入非常少，焦爐設備老化、破漏現象十分嚴重，與此同時，焦爐門口向外不斷冒煙、冒氣。在這個中間環節當中所損耗的熱能是很大的，若能加強煉焦過程中能源損耗的有效掌控，則會將煤的損耗量降到最低的程度。

在焦爐的最后一個環節，焦爐尾部的設備排放出的氣體溫度可高達300℃以上，若采用某種焦化工藝把這一部分的余熱進行回收，同時用于最初的環節，這樣不僅能夠節省入爐煤的使用數量，同時可很好地減少廢氣、廢熱的排出量，從而對環境起到良好地保護作用。除此之外，一些焦化企業的焦化煤氣回收系統需不斷地加以完善化，在煉焦的過程中形成的煤氣未能得到充分地利用，從而造成熱能的巨大浪費。

1.2 其他環節的能源耗損

除煉焦中心環節之外，在人為因素的影響下致使最終統計數據真實性完全喪失，并且信息記錄并不完整。所以，在煉焦的過程當中對于能源損耗的具體分析也僅僅是殘留于外在的形式。煉焦入爐煤的配合比并不協調，優質主焦煤的使用數量比重比較大，未根據現實狀況來進行熱值的化驗，盲目地遵循國家統一標準對煤的使用量進行折算，在人為因素的影響下造成大量的煤炭資源損耗。同時，焦化企業的水量使用也是需要加以重視的一個方面，從當下的焦化企業現狀來看，縱使創建了循環用水機制及相關設備，可是因廢水處理花費要比新水使用費用要高出很多，所以并未真正意義上對水的循環使用問題加以重視，通常所說的設備也只是為了應付檢查罷了，為此，水資源遭受到巨大的浪費，廢水污染問題十分嚴峻。

2 焦化工藝技術的發展

這些年，我國鋼鐵工業得到了迅速的進步及發展，在此過程當中，焦化工藝技術水平不斷升高。未來焦化工藝技術勢必會逐漸成為焦化發展的主流趨勢，將為焦化行業的生存及未來發展提供強大的支持。可是，在優質煉焦煤資源日益緊張的基本現狀下，焦化工藝技術的革新變得更為重要。

2.1 科學配煤方法的運用與配煤專家系統的研究運用

在我國冶金技術水平的不斷提高，其對焦炭質量有了更高的具體要求，過去的配煤方式早已不能對于配煤煉焦生產中發生的異常現象做出正確的解釋，未能促使其順利地由定性轉變為定量，現已不能達到焦化正常生產的相關需求。在焦化理論內容中，焦化工藝技術屬于一門基礎性學科，目前仍然處在發展的過程當中，可是因我們在煤資源的認識上更為全面一些，在煤炭理論不斷完善化、配煤技術日益發展的今天，通過科學的方式進行配煤早已獲得了大眾的認可。截至目前，世界各個國家都在不斷地進行配煤技術的研發，這些先進的技術皆是以煤巖學作為理論基礎的。二十世紀八十年代，我國的配煤科學技術獲得了迅速地發展，在我國對煤的系統性研究與日常生產中，隨處都可以看到煤巖學的影子。在焦化工業當中，配煤技術也作為一種獨具特色的科學技術得到了大范圍地投入使用。

2.2 頂裝焦爐的超大型化

對于焦爐的發展方向而言，焦爐大型化炭化室寬度與高度的增加、單孔炭化室的產焦量不斷地增多成為主流。通過焦爐的不斷發展，我國新建的頂裝焦爐最為常見的一般為6米，2007年，有41座煤爐在我國正式投入使用，其中，煤炭產量增加2163萬噸，煤爐中，炭化室達到6米以上的焦爐達到了23座，產能在1435萬噸的占到整個新增產能的66%左右；2009年，我國平均每年投產的焦爐達到50余座，新增焦炭產能大都高出三千萬噸的水平。目前，我國達到6米以上的焦爐其年產能超出了1億噸，現在逐漸與總產能的25%相接近；2005年，鞍山焦耐院開發出具有自主知識產權的7米的焦爐，這種焦爐與6米焦爐相比，在焦爐爐體、施工工藝、環保水平相比來看產生了本質性的改變，其逐漸躋身于世界先進行列。

2.3 搗固焦爐的推廣及大型化

(1)搗固焦爐技術的顯著優勢。第一，降低技術成本。將固有的煤餅堆密度由頂裝煤煉焦0.74 t/m3增至1.1t/m3，煤料顆粒中的距離逐漸地縮小，煤餅堆比例升高，這對于配入高揮發性能的煤、粘結性低的煤是比較有利的。搗固煉焦工藝促使一些不可再生的煉焦煤資源有效地節約，從而降低了生產成本；第二，搗固煉焦可提升焦炭的機械強度與熱反應強度，據有關生產數據分析：在添加30%弱粘結性煤的基礎上，煤炭的機械強度會明顯的提高；第三，其與炭化室高度未450毫米的頂裝焦爐對比來看，搗固焦爐的出焦次數將會得到明顯地減少，勞動強度明顯降低，并且對具體的操作氛圍會產生良好的改善，具備縮減無組織排放的明顯優勢；第四，大容積焦爐搗固，在焦爐的容積與搗固煉焦上有著獨特的優點。

(2) 國內外搗固焦爐的推廣與大型化。德國目前是全世界最早運用搗固煉焦技術的國家，1989年，原蘇聯第一頂裝焦爐

改造成搗固煉焦爐后不斷地得到了廣泛地應用。波蘭因本國內部揮發分高的煤炭資源較多，適合煉焦的煤資源并不多，所以搗固工藝也得到了廣泛性的使用。像印度、法國、羅馬尼亞等國家，搗固煉焦技術也獲得了較為廣泛化的運用。二十世紀七十年代，6米的大型搗固焦爐被西德成功地進行了研發，于西德薩爾堡煤礦焦化工程正式的投入使用。

搗固焦爐在我國有著近百年的使用歷史，上世紀，鞍山焦耐院、化二院成功研制出4.3米、5.5米的搗固焦爐。2006年，鞍山焦耐院成功研制出6.25米搗固焦爐，其代表了我國搗固煉焦技術達到一個很高的水平。我國是一個煤炭資源比較豐富的國家，但是，能夠進行煉焦的煤炭資源卻是十分稀缺，通過最近幾年我國煉焦技術水平的顯著升高，這在一定程度上使得我國的焦煤在市場供應現狀上得到了明顯地改善，再加上國際市場上主焦煤價格的不斷升高，都在一定程度上推動著我國焦化技術工藝獲得了大范圍地運用。

2.4 干熄焦技術的推廣及大型化

(1)干熄焦技術的獨特優勢。第一，高效率紅焦余熱的回收，在一定程度上使得煉焦能源損耗量得到顯著性的降低，其中，干熄焦達到的回收率在80%左右，在確保焦炭固有質量的基本前提下，通過干熄焦的方式能夠在配煤當中多使用15%的弱粘結性煤，這樣能夠達到資源節約的目的，促使煉焦使用煤成本明顯地降低；第二，最大限度上將給自然環境的不良影響降到最低的程度，干熄焦的采用是惰性氣體在密封的干燥環境下冷卻紅焦，并且有著非常顯著的除塵設施，不會給自然環境造成任何不良的影響。(2)國內外干熄焦技術的發展及大型化。干熄焦工藝技術在初期發展的過程，受到相關裝置處理性能較低的影響，其發生的蒸汽穩定性能較低、需投入較大成本，為此并沒有得到重視。到二十世紀末期，日本成功創建單槽處理性能的干熄焦裝置，其中，干熄焦概率大概占到了日本高焦爐使用總量的八成，促使日本演變為干熄焦裝置運用最多的國家之一。

2.5 煤調濕技術的發展及推廣

煤調濕工藝技術為裝爐煤水分控制工藝技術的簡稱，其實將煉焦煤料進行裝爐處理前期把其中含有的水分完全清除，將裝爐煤的水分保持在6%的比例，進而開展裝爐煉焦。

(1)煤調濕技術的優勢。隨著焦爐生產性能的明顯升高，裝爐煤中的水分在明顯縮減的基礎上，其煤堆密度不斷升高，在添加煤裝量的基礎上，能夠使得煤炭的實際產量不斷提高，據日本的生產結果證明：CMC焦化技術可促使焦爐生產性能提升7%～11%左右。此外，煉焦耗熱量促使煤水分顯著地降低，煉焦耗熱量得到進一步地減少。(2)煤調濕技術的發展與推廣。二十世紀，CMC焦化工藝技術所具有的顯著環保、節能及社會經濟效益得到了人們的共同認可，在此過程中該技術獲得了非常迅速的發展。到2000年，日本有15家焦化工廠的焦爐當中，就開始以CMC焦化工藝技術的運用為主，由此看來，CMC焦化工藝技術必定會在我國逐漸普及、應用。

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