焦化廠節能降耗技術的應用探討

楊明燕

(山西焦化集團有限公司，山西 洪洞 041606)

近年來，環境保護問題不斷升溫，逐漸成為國家高度重視的議題。解決好我公司生產系統不達標問題，是我公司刻不容緩的一項重要工作，也是國家環保政策的迫切要求。山西焦化集團有限公司作為山西省煉焦大戶，對山西省乃至全國的經濟發展具有很大的促進作用。針對煉焦工藝中包括煤氣、焦油、苯等物質能源，我公司已經采取相應的工藝措施進行回收，但這只占焦化工藝總體能源的很小一部分，因此還有很大一部分能源被白白浪費，這對自然資源造成了很大浪費。因此，節能降耗技術在焦化工藝中的應用是很有必要的。

1 煉焦工藝中資源浪費問題

我公司煉焦工藝主要是將煤隔絕空氣高溫干餾生產焦炭，并將煉焦過程中產生的荒煤氣進行凈化，同時附產焦油、硫酸銨、粗苯、硫磺、凈煤氣5種主要化工產品。同時，很多煤氣、焦油、苯等物質不能被回收利用，而是被浪費在大氣層中，這種資源浪費不僅帶來了我國經濟損失，同時也給環境帶來威脅。

1.1 煉焦過程中的能源的浪費

煉焦工藝中，回爐煤氣產生的煙氣，含有大量的熱量以及有害物質，這些熱量被浪費，造成了很多不必要的煤炭損失。

1.2 濕熄焦的水能源耗費

我公司先前采用的是傳統濕法熄焦技術，即將出爐的紅焦用噴水的方式熄焦。濕熄焦時，推焦車將焦餅從機側向焦側推出，通過攔焦車將焦炭倒入熄焦車內，在熄焦塔下，經噴淋將紅焦熄滅后送焦臺，晾焦20 min～30 min后，由皮帶送至篩焦樓。

這種熄焦方式不但使紅焦攜帶的顯熱無法回收，造成能源嚴重浪費，而且在熄焦過程中產生大量的含酚、氰、氨、硫化物的廢水、廢氣，廢氣中的粉塵、化學污染物，可漂移至數十里外，大氣污染非常嚴重。

1.3 其他環節的能源耗損

在煉焦過程中，在焦化工藝的生產過程中其他環節的能源損耗，同樣會造成很多能源的損耗，分析其原因，人為因素在其中起到很大的影響作用，同時對煉焦爐的不合理性使用也會對能源造成損失。

2 焦化工藝中節能降耗技術的應用

2.1 脫硫脫硝工藝

氮氧化物、硫氧化物是空氣污染的主要來源之一。煙氣脫硫脫硝技術是應用于多氮氧化物、硫氧化物生成工藝的一項煙氣凈化技術。為此，公司6座焦爐新建了5套(2#、3#焦爐共用一套)焦爐煙氣脫硫脫硝及余熱回收裝置。該裝置于2017年9月投入運行，將煉焦回爐煤氣產生的煙氣進入脫硫脫硝裝置：1#～5#裝置依次經中低溫SCR脫硝、余熱回收、半干法脫硫、除塵后回送至焦爐煙囪。6#裝置依次經半干法脫硫、除塵、中低溫SCR脫硝、余熱回收后經驗風機回送至焦爐煙囪。

經過脫硫脫硝裝置，目前，我公司焦爐煙囪煙氣、氮氧化物、二氧化硫達到特別地區排放標準[ρ(二氧化硫)≦30 mg/m3、ρ(氮氧化物)≦150 mg/m3、ρ(顆粒物)≦15 mg/m3]。

2.2 干熄焦技術及發電

近年來，由于能源危機的沖擊及環保意識的增強，我公司積極響應國家號召，采用干法熄焦。從炭化室推出的紅焦通過攔焦車倒入圓形旋轉焦罐，由提升機掛著裝有紅焦的焦罐進入干熄爐。干熄焦后，焦炭經振動給料器、旋轉密封閥、排焦餾槽排出，由皮帶輸送至篩焦樓。冷卻焦炭后的高溫循環氣體，經環形煙道匯集排至干熄爐，經一次除塵器分離粗顆粒焦粉，進入干熄焦鍋爐進行熱交換，鍋爐產生蒸汽，低溫循環氣由鍋爐出來，經二次除塵器進一步分離細顆粒焦粉后，由循環風機送至熱管換熱器進一步冷卻，再進入干熄爐循環使用。此外，焦爐配套干熄焦裝置的蒸汽將送往我公司回收系統汽輪機進行發電，節能效果顯著。

我公司5#、6#焦爐配套有干熄能力為150 t/h干熄焦裝置和額定產蒸汽能力為79 t/h的余熱鍋爐裝置及3 MW/h汽輪發電機組。3#、4#焦爐配套有干熄焦能力140 t/h干熄焦裝置和額定產蒸汽能力為81 t/h余熱鍋爐及20 MW/h汽輪發電機組。1#、2#焦爐擬建設干熄能力為125 t/h干熄焦交裝置和額定產蒸汽能力為70 t/h余熱鍋爐。

干法熄焦降低了對環境的污染，且將紅焦的顯熱回收利用，節能效果明顯，焦炭質量得到改善，焦炭產率得到提高，進一步優化了焦爐生產。

2.3 供熱首站及相關采暖改造

我公司在2019年8月開始新建供熱首站及相關采暖改造項目，該項目計劃將焦化廠回收系統供汽車間旁原有的120 t/h除鹽水廠房進行改造，建設一臺3+3 MW背壓汽輪發電機組及一座換熱站，利用回收系統2#汽機抽出的250 ℃、0.5 MPa(a)低壓蒸汽直接進入新背壓機組發電，并利用乏汽進入汽水換熱器加熱采暖循環水，將采暖水從50 ℃加熱到95 ℃。同時，設置一臺減溫減壓裝置作為背壓機的補充備用，在2#汽機或被壓機組檢修期間，利用來自原管網的400 ℃、0.5 MPa(a)低壓蒸汽經過減溫減壓后送入汽水換熱器，加熱采暖水。

本項目屬熱電聯產項目，所以對環境來說相當于減少了發電廠在同樣發電量條件下的有害物(包括粉塵、SOX、NOX及CO2等)的排放，減輕了對環境的污染；同時，無其他污染物排放，也降低了對環境的熱污染，可帶來明顯的環境效益。

3 結語

綜上所述，對于焦化企業來說，煉焦過程中，會產生大量的熱量和多種化學產品。加大焦化產品的回收率和熱量的使用率，不僅能提高我國焦化企業的環保水平，還對企業的生產經營、產品成本管控等產生很好的效果，進而增加盈利能力。因此，更應該響應國家、省市號召，貫徹綠色環保理念，不斷鉆研開發全新的節能降耗技術，加強人員素質和專業技能培訓，將其應用到焦化產品回收中，降低煉焦過程中能源損耗，進而推動我省乃至我國焦化工業走上一個新臺階，還能促進我省和我國環保事業的發展。