蘭炭行業能耗的影響因素及控制措施

張璞

摘 要：針對蘭炭行業進行充分調研，分析蘭炭企業生產工藝流程，進一步挖掘其能耗的影響因素，包括干法熄焦、富氧燃燒方式、煤氣綜合利用及自動化控制技術，提出從合理規劃產業布局、提高技術水平、提高副產品利用率、充分利用凈化回收系統、限制排污及有效利用水資源等方面加強能耗的控制措施。

關鍵詞：蘭炭；能耗；影響因素；控制措施

中圖分類號：F205 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2017）28-0156-02

一、蘭炭企業生產工藝流程

蘭炭企業主要采用直立炭化爐低溫干餾法生產蘭炭，即原料煤在炭化爐內，通過干燥、干餾、冷卻熄焦生成蘭炭。單位產品綜合能耗是指單位標準蘭炭產量直接消耗的能耗量及分攤到該產品的輔助生產系統或附屬生產系統的能耗量和損失量。產品綜合能耗的統計范圍貫穿原料和能源從投入生產到成品入庫的整個生產過程。蘭炭的生產過程包括生產系統工藝裝置、輔助生產系統和附屬生產系統三部分，具體流程（如下圖所示）。

蘭炭主要生產過程是先將燒焦用原煤進行加工變成洗精煤，并儲存到煤廠，然后篩分、裝爐、煉焦。其中低變質煤經過干燥并加入干餾爐，干餾時溫度為750℃左右，干餾所用熱量通過火口進入干餾段燃燒，干餾段下部的成品蘭炭進入水封槽及時冷卻、熄焦、排出。煉焦所產生的荒煤氣通過煤氣收集罩、上升管、橋管再經電捕焦油器洗滌，所得部分煤氣回爐加熱后放散。焦油通過沉淀池脫水后所產生的焦油即成品焦油。冷卻了的蘭炭從爐底取出后，經冷卻后作為成品入倉。

二、蘭炭行業能耗的影響因素

企業應對影響能耗的主要因素進行分析和監視測量，并進行有效控制。采用了干法熄焦、富氧燃燒等技術措施降低能耗，并對回收的干餾煤氣通過發電、生產金屬鎂等途徑進行了再利用。

1.干法熄焦。干法熄焦簡稱“干熄焦”，是一項節能技術，它是相對于濕法熄焦而言的。在能源消耗日益嚴重的今天，煉焦爐應用干熄焦（裝置）技術是節能的重要途徑和方向。使用干法熄焦技術可以提高焦炭質量，降低高爐焦比，提高高爐生產能力，具有較好的經濟效益。干法熄焦技術的基本原理是：利用冷的惰性氣體（如氮氣、氬氣等）或燃燒后的廢氣，在干熄爐中與赤熱紅焦換熱從而冷卻紅焦，吸收了紅焦熱量的惰性氣體，將熱量傳給干熄焦鍋爐產生蒸汽，被冷卻的惰性氣體再由循環風機鼓入干熄爐冷卻紅焦。干熄焦鍋爐產生的中壓（或高壓）蒸汽或并入廠內蒸汽管網或送入發電。干熄焦裝置包括焦炭運行系統、惰性氣體循環系統和鍋爐系統。從炭化室中推出的700℃左右的紅焦經過導焦柵落入焦罐內，運載車通過爐頂裝入裝置將焦炭裝入干熄爐，爐中焦炭與惰性氣體直接進行熱量交換進而冷卻，冷卻后的焦炭又經爐前焦庫送篩焦系統，廢熱鍋爐所產生的蒸汽將會送去發電。

2.富氧燃燒方式。富氧燃燒是指采用比空氣中氧含量高的空氣助燃，其極限方式是使用純氧。富氧燃燒既節能又環保。我國所研制的富氧膜，因含氧量高使助燃空氣量減少；因煙氣量減少使熱損失減少，加熱效率提高，進而提高節能效果。富氧燃燒不僅可滿足煤低溫干餾工藝的溫度要求，又能使炭化爐裝置節約燃料的消耗，確實值得嘗試。

3.煤氣綜合合理利用。通過以下途徑進行了干餾煤氣綜合利用：（1）金屬鎂及其合金生產。由于噸鎂耗能小于6tce，因此60萬t/a的蘭炭廠配備生產2萬t/a金屬鎂，每年可節約12萬tce。（2）發電（燃氣輪機發電）。90萬t/a的蘭炭廠配2×15MW發電機組，年發電2.1億KW/h，年節約16萬tce。

4.自動化控制技術。炭化爐應逐步采用自動化控制技術進行生產管理和生產控制，以準確調節工藝參數，降低消耗，提高產品質量。

此外，還可以采用變頻調速技術進行電機節能。

三、蘭炭行業能耗的控制措施

為了保證蘭炭產業持續健康發展，企業在新改擴建項目時應考慮應用先進的節能設備，如盡量采用大型低溫炭化爐、煤氣凈化與焦油回收裝置以減少能耗。能耗的控制措施如下：

1.合理規劃產業布局。蘭炭是陜西省地方特色產業、優勢產業，要高于國家標準建設，才能具有市場競爭優勢，領先全國發展，企業方可長期發展，做大做強。而目前，大多數蘭炭企業運轉所產生的污染物較多，而且焦爐煤氣的利用率很低，我們必須將污染嚴重的企業關閉，其他蘭炭企業合理整合，例如將其靠近電石廠、生鐵冶煉廠、鎂廠等，使其排放的污染物減少，焦爐煤氣的利用率適當提高，從而大大提高企業的生產效益。

2.提高蘭炭企業的技術水平。鑒于蘭炭企業目前所使用的低溫干餾技術其生產能力有限，生產過程中大量的粉煤資源沒有得到有效的利用，若進行生產技術的改進使粉煤資源節約再利用，將大大提高蘭炭企業的有效生產能力。

3.努力提高蘭炭企業副產品的利用率。低變質煤干餾階段溫度為300～750℃，生產過程中所產生的產物有粗煤氣、煤焦油及半焦。大多數蘭炭企業所使用的干餾裝置使煤焦油的利用率極低，在生產過程中有不少原料被直接加熱，這種排空燃燒的方式不僅污染空氣，而且浪費資源。只有提高半焦、焦油、煤氣等副產品的深加工利用率，才能徹底改善現有的粗放式生產模式，真正提高能源的轉化效率，使蘭炭企業完成環保式生產。

4.充分利用回收系統。在蘭炭的生產過程中，原料煤經自然風干、破碎、篩分、加熱干餾、產品冷卻，產生了大量的粗煤氣及焦油蒸汽，應利用風機、豎式間接水冷設備及循環水泵等設備盡量回收并合理利用粗煤氣及焦油蒸汽，這樣可以減少環境污染并增加產品的附加值。

5.約束企業養成定期排污的好習慣。蘭炭企業在進行排污時應遵循“勤排、少排、均勻排”的原則，同時注重嚴格控制排污的時間，并盡量選擇在鍋爐水位稍高、汽壓較高、鍋爐負荷較低或壓火時進行排污，這樣不易導致缺水。因為高汽壓時排污水流的流速較高，便于污垢的徹底排出。

6.有效利用水資源。蘭炭鍋爐中產生的蒸汽可直接為工業生產和人民生活提供熱能，也可通過蒸汽動力裝置轉換為機械能，再通過發電機轉換為電能。在具體實施時要注意，水質必須是軟化水，并且要嚴格控制水的PH值。endprint

除此以外，蘭炭企業還可以在以下幾個方面加強管理：控制產能，當前蘭炭產品積壓、價格下滑，就是產能過剩的原因，今后若要對蘭炭企業提高準入門檻，限制核準，控制產能，則可以使能耗得到有效控制；適當借鑒環保事故案例的處理方案之經驗教訓，使降低能耗利用的措施落到實處，針對新的污染排放標準必須要認真執行；強調集約發展，加強產業園區化發展模式，并重視產業鏈建設，提升產業規模度、綜合利用、循環發展水平；搞好行業自律，企業只有注重內部管理，促進行業發展，承擔社會責任，才能在行業內處于領先地位；嚴格執行企業崗位操作規程；分析能源消耗現狀，識別改進機會，加強評價與培訓；依據能源管理法律法規進一步建立并完善能源管理規章制度，及時貫徹實施；完善能效分析并合理匹配生產負荷；完善能源檢測手段并定期校驗。只有各個方面齊抓共管，才能使蘭炭企業的能耗得到有效控制，使蘭炭行業走向可持續發展之路。

參考文獻：

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[2] 賈志強.神木蘭炭可望成為煉鐵節焦降炭新產品[N].中國冶金報，2012-08-09.

Influence Factors and Control Measures of Coal Industry Energy Consumption

ZHANG Pu

（Xian Aeronautical Polytechnic Institute，Xian 710089，China）

Abstract：This paper invests and researches on the coal industry，then analyzes the production process of coal industry，further mining the influence factors of its energy consumption，including dry coke quenching，oxygen enriched combustion，gas comprehensive utilization and automatic control technology，putting forward the measures to control energy consumption，such as rational planning of industrial layout，improvement of technical level，improvement of utilization ratio of by-product，utilization of purification and recovery system，restriction of sewage discharge and effective utilization of water resources.

Key words：coal；energy consumption；influence factor；control measures[責任編輯 史麗麗]endprint