胡寧
摘 要:干熄焦技術是一項節能環保、經濟高效的技術,符合新世紀的工藝理念,現已被國外工廠大量應用,近年來,該技術的發展在我國受到了高度的重視,為深入研究其的效能特點,本文將以干熄焦技術的發展現狀、工藝特點、效益和存在的問題,以及在我國的發展前景進行介紹分析。
關鍵詞:干熄焦;焦化廠;節能;效益
傳統的焦化廠是用工業熄焦水冷卻熄焦,在整個過程中,會產生大量的有害毒氣和廢水,不僅會對資源造成浪費,也會對環境造成極大地污染。而干熄焦技術正是針對這樣的情況而出現,經國外企業長時間應用證明,使用該技術能夠大量的回收紅焦的熱量,提高資源的利用率,減少有害的氣體和廢水的排放,真正做到經濟環保、節能減排。
一、干熄焦技術的發展狀況
(一)國外發展狀況
干熄焦技術于瑞士發展而來,前期因時代技術條件和資金的局限性,一直未能有巨大的突破,直到60年代,前蘇聯在工業方面的大力發展激發了干熄焦技術的進步,新的干熄焦裝置處理能力可達50t/h以上,解決了裝置運行中出現的不穩定現象,較之從前的性能有了很大的提高,在整體的技術發展上取得了階段性的突破。在20世紀80年代,德國發明的水冷式裝置使系統結構更優化,進一步減少了運行成本。90年代,日本開始大力發展干熄焦技術,成為世界上使用干熄焦裝置最多的國家[1]。
(二)我國的發展狀況
干熄焦在我國的發展較晚,于20世紀80年代才從國外引進,逐步應用于首鋼、鞍鋼、武鋼、寶鋼等鋼鐵焦化廠,隨著我國經濟實力、綜合國力的不斷提升,工業體系趨于完善,市場經濟結構日漸成熟,對各個領域的高新技術開始有了更高的創新追求,干熄焦技術在不斷適應國內工業現狀的情況下,進一步得到自我吸收,近年來,國產裝置相繼研發出爐,應用于各種鋼鐵企業,并得到很好的經濟社會效益[2]。
二、干熄焦技術的原理
干熄焦是采用惰性氣體為爐中的高熱紅焦進行降溫冷卻的一種方式(如圖一所示),其整個過程為:紅焦從爐頂放入,再灌入惰性氣體進行吸熱,紅焦冷卻,熱量喪失后從爐底排出,惰性氣體吸熱后溫度上升,在鍋爐內產生蒸汽,等其再次冷卻后,由鼓風機重新灌入鍋爐循環使用[3]。
三、干熄焦的優勢
(一)回收紅焦顯熱
在鋼鐵企業中,焦化消耗的資源占比巨大,而排出的污染物也相當的多,所以對企業來說,能源的控制與減耗是一個亟待解決的難題。
在干熄焦過程中,出爐的紅焦顯熱是焦爐能耗的30%~40%左右,其可與煉焦煤5%的能量相當,使用干熄焦技術,可以讓紅焦80%的顯熱得到回收,等于40多噸標準煤的能量,總體來看,已是非常值得利用和回收的一部分,如果能夠將它充分利用,那將有效降低資源的浪費,為企業的節能減排邁出一大步。
(二)改善焦炭的質量
傳統濕熄焦的方式,使用水快速冷卻,會讓焦炭內部熱應力增大,從而加大造成氣孔和網狀裂縫,使焦炭的強度降低,與此相比,干熄焦的冷卻相對比較緩慢,它的密度更大,強度更高,并且在熄焦的過程中,質量較差的焦炭會提前脫落分解,讓整體更具穩定性。兩種技術相比之下,干熄焦在改善焦炭質量這方面的優勢也就不言而喻。
(三)減少環境污染
傳統濕熄焦的方式,每熄1t紅焦就將有0.5t含有大量硫化物及粉塵的氣體排進大氣,造成大氣污染,即使使用處理過的廢水熄焦,也仍然無法避免污染的外泄,這對之前的煉焦廠來說是個很難解決問題。現在使用干熄焦來的方式,在鍋爐中封閉操作,能源循環利用,廢氣排放得到大量減少,某些極為結構合理的成套設備對大氣的污染幾乎可以忽略不計[4]。
四、干熄焦的經濟效益分析
首先,在建設成本上,干熄焦成套設備的成本比傳統動力鍋爐要高5倍左右,但如果算上開采動力煤的成本的話,兩者就相差不多了,再算上干熄焦能源消耗和能源回收利用所節約的成本,干熄焦的所獲得的長遠經濟效益遠勝前者。
五、干熄焦裝置中存在的問題
(一)工藝技術較為繁復
我國的干熄焦工藝裝置幾乎一致,因設備較大,裝焦運輸時的方式為水平、垂直反復切換進行,整個過程運輸時間長、運行費用高、維修投入多、安全性差,這對一些規模較小的企業是無法去應用的。
(二)干熄焦裝置的嚴密性還不夠高
循環系統的嚴密性無論是對焦炭的質量,還是工作人員的人身安全來說都是相當重要的,如果循環裝置的負壓部位發生空氣侵入,那么焦炭的損耗就會增多,成焦率也會下降,更可怕的是,如果循環系統的正壓區氣體泄露,那將對環境造成污染,對人的身體造成損傷[5]。
六、干熄焦技術的前景
我國的工業技術正處于發展革新階段,有良好的政策和專業團隊來支持新技術的研發,管理水平不斷提高,運行成本和管理成本不斷下降,這對干熄焦技術的進步提供了良好的大環境。
從環保意識來說,當今時代的人民群眾節能減排意識正逐漸增強,在工業生產和應用上,企業家也不再是單純地最求利潤最大化,采用干熄焦,既能降低能耗,減少運行成本,也能夠提高產品的質量,增強競爭力,而且還可大量減少大氣污染和水資源浪費,在為經濟的發展做出貢獻的同時,也為環保事業提供了支持,所以這對企業來說是一舉多得的正確舉措,相信干熄焦技術在不久的將來便將廣泛地應用在整個工業領域之中。
結語:
21世紀是一個技術與文明共存的時代,在此之中的每一個人都無法完全脫離時代的潮流,基于以人為本的理念,我們的思想從全面追求利益向更深的社會價值體系靠攏,而當下的快節奏生活不斷地引導著我們在各個領域中去大膽創新,為符合黨和政府提出了可持續發展理論,建設節約友好型的社會就勢在必行,干熄焦作為一種先進的工業技術,必將會被越來越多的企業接受。
參考文獻:
[1]廖崗平.淺談鋼鐵焦化廠節能降耗措施[J].科技與創新,2016,23:109.
[2]張建勛,蘭鵬兵.現代焦化廠干熄焦技術效益分析及發展趨勢[J].安徽化工,2017,4302:13-14+19.
[3]劉希望.鋼廠焦化余熱回收技術應用的探討[J].河北企業,2017,07:204-205.