國(guó)內(nèi)外煉焦工藝及山東省煉焦發(fā)展方向的探討

1、國(guó)內(nèi)外煉焦工藝及山東省煉焦發(fā)展方向的探討 宮 玉 秀 (山東省冶金工業(yè)總公司,山東 濟(jì)南 250014) 摘  要：介紹了國(guó)內(nèi)外煉焦技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,分析了當(dāng)前山東省煉焦工業(yè)生產(chǎn)狀況,提出了今后山東省煉焦工業(yè)發(fā)展應(yīng)采用的新技術(shù)。 關(guān)鍵詞：煉焦;焦?fàn)t;機(jī)焦生產(chǎn);發(fā)展方向 中圖分類號(hào): TQ520.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004-4620(2000)05-0006-03 Technology Status of Coking at Home and Abroad andA Approach to Develop Direction of Coking Industry in Shand

2、ong Province GONG Yu-xiu (Shandong Metallurgical Industrial General Corporation,Jinan 250014,China) Abstract:Introduces the developing status of coking technology at home and abroad,analyzes the production staus of coking industry in Shandong province at the present and puts forward necessary new te

3、chnologies for coking industrial development of Shandong province in thefuture Keywords:coking;coke oven;machine-processed.coke production ;developing direction 1  國(guó)外煉焦生產(chǎn)技術(shù)狀況 1.1  焦?fàn)t大型化   為了提高焦?fàn)t的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效益,設(shè)計(jì)焦?fàn)t時(shí)增加了炭化室高度和寬度,使焦?fàn)t向大型化發(fā)展。德國(guó)礦山研究院普羅斯佩爾試驗(yàn)廠研制了450mm和600mm寬炭化室焦?fàn)t。焦?fàn)t炭化室有效尺寸不斷增大,從70

4、年代的4.5m×11.7m×0.45m(高×長(zhǎng)×寬),發(fā)展到80年代的7.1m×15.9m×0.59m,90年代德國(guó)凱澤斯圖爾煉焦廠發(fā)展為7.18m×18.0m×0.61m,炭化室有效容積78.8m3,為目前世界上最大容積焦?fàn)t,一次出焦48t,僅120孔,結(jié)焦時(shí)間25h,年生產(chǎn)能力200萬t。 1.2  控制煉焦污染   煉焦廠是環(huán)境污染大戶之一。近年來隨著人們對(duì)環(huán)境意識(shí)的加強(qiáng),各國(guó)都制定了有關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。在減少焦?fàn)t裝煤時(shí)產(chǎn)生的煙塵污染方面已開發(fā)出了許多新的技術(shù)，如:(1)焦?fàn)t上升管或橋管噴灑壓力

5、約3MPa的氨水,使上升管底部保持近0.16kPa的負(fù)壓,實(shí)現(xiàn)無煙裝煤的技術(shù);(2)裝煤車上安裝抽氣、燃燒和凈化設(shè)備,采用將煤塵、碳氰化合物和苯并芘等有機(jī)物燒掉的技術(shù);(3)在爐頂炭化室焦側(cè)設(shè)置連通管,裝煤期間使用“U”型管使?fàn)t頂炭化室與相鄰炭化室相連,部分裝爐煙氣經(jīng)“U”型連通管到相鄰炭化室再入焦氣管的技術(shù);(4)安裝地面集塵裝置,采用裝爐期間裝煤車與固定吸氣管相連、經(jīng)過吸氣管將煙塵抽至袋濾器的技術(shù);(5)裝煤車采用順序裝煤以減少煙塵排放量的技術(shù)。   消除出焦污染的裝置也有多種形式,如熄焦車上裝通風(fēng)罩,罩底部開口,內(nèi)部裝有推焦期間噴水檔板,利用熱浮力罩將粉塵粒子沉降,能捕集90%

6、95%的粉塵;熄焦車集塵罩與地面捕集裝置相結(jié)合,集塵罩經(jīng)帶式傳送轉(zhuǎn)換小車連至固定管道,含塵氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)抽至袋濾器,可使含塵氣體的含塵量降至20mg/m3以下。 1.3  擴(kuò)大煉焦煤源   擴(kuò)大煉焦煤源,大比例使用弱粘結(jié)性煤是降低煉焦成本的主要途徑,為此開發(fā)了多種煉焦新技術(shù),如搗固煉焦、配型煤煉焦、煤預(yù)熱及型焦等。在今后1030年里發(fā)展大容積焦?fàn)t、采用搗固煉焦、配型煤煉焦、干法熄焦和煤調(diào)濕技術(shù),提高焦炭質(zhì)量、多用弱粘結(jié)性煤、努力降低生產(chǎn)成本,消除或減輕環(huán)境污染,將是我國(guó)及山東省煉焦工業(yè)的重要發(fā)展方向。 2  國(guó)內(nèi)煉焦生產(chǎn)技術(shù)狀況 2.1  我國(guó)煉焦技術(shù)發(fā)展的

7、回顧   建國(guó)初期我國(guó)只有日本和德國(guó)留下的老焦?fàn)t,工藝落后,裝備較差,產(chǎn)量很低,根本無法滿足新中國(guó)建設(shè)的需要。1958年,我國(guó)自行設(shè)計(jì)和建設(shè)的第一座58型焦?fàn)t在北京焦化廠一次投產(chǎn)成功,標(biāo)志著我國(guó)煉焦工業(yè)和城市煤氣事業(yè)有了革命性的進(jìn)步。隨之,一大批66型焦?fàn)t和70型焦?fàn)t如雨后春筍般出現(xiàn),為推動(dòng)我國(guó)重工業(yè)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。70年代末期和80年代,通過認(rèn)真學(xué)習(xí)、吸收國(guó)外煉焦新技術(shù),并結(jié)合我國(guó)國(guó)情,設(shè)計(jì)建設(shè)了6m焦?fàn)t。僅在短短幾年里,6m焦?fàn)t迅速推廣應(yīng)用,現(xiàn)已建成高于5m的焦?fàn)t39座(其中6m的27座,5.5m的5座,5m的4座),生產(chǎn)能力1800萬t,占全國(guó)機(jī)焦產(chǎn)量的24%,在我國(guó)煉焦工

8、業(yè)發(fā)展中占據(jù)了重要位置。進(jìn)入90年代,焦化環(huán)保技術(shù)、煉焦自控技術(shù)、各種新型煉焦技術(shù)和裝備發(fā)展迅速。我國(guó)煉焦工業(yè)在設(shè)計(jì)能力、產(chǎn)品產(chǎn)量、工藝技術(shù)水平等方面已逐步躍居國(guó)際先進(jìn)行列。 2.2  煉焦技術(shù)發(fā)展   截至1998年底,我國(guó)共有煉焦企業(yè)170余家,有各類機(jī)焦?fàn)t753座,煉焦能力8010萬t/a,其中炭化室高4m以上的焦?fàn)t177座,煉焦生產(chǎn)能力5919萬t/a,占全國(guó)機(jī)焦?fàn)t座數(shù)的23.5%、占煉焦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的73.9%。1997年全國(guó)生產(chǎn)焦炭13902萬t,其中機(jī)焦7067.2萬t,土焦6728.4萬t。   在我國(guó)煉焦工業(yè)從無到有蓬勃發(fā)展的過程中,技術(shù)水平和裝

9、備水平不斷提高。在焦?fàn)t方面,以寶鋼二期6m焦?fàn)t為代表的我國(guó)焦?fàn)t技術(shù)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,該焦?fàn)t的設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率達(dá)90%以上,其中焦?fàn)t本體的國(guó)產(chǎn)化率為100%。     在煤氣凈化方面,我國(guó)不但自行開發(fā)了氨水流程、硫銨流程、ADA脫硫工藝、氨焚燒工藝、單塔脫苯工藝等新技術(shù),還通過與國(guó)外聯(lián)合設(shè)計(jì)、技術(shù)引進(jìn)等方式掌握了全負(fù)壓煤氣凈化工藝、AS洗滌脫硫脫氰脫苯工藝、脫酸蒸氨工藝、無飽和器法硫銨工藝、FRC工藝、T-H法脫硫脫氰工藝、索爾菲班法脫硫工藝、冷法和熱法弗薩姆無水氨工藝、氨分解-克勞斯工藝等國(guó)際先進(jìn)技術(shù),并在設(shè)備和材料國(guó)產(chǎn)化方面取得了突破性進(jìn)展,把煤氣凈化

10、技術(shù)和裝備推向了國(guó)際先進(jìn)行列。 在環(huán)保方面,開發(fā)和掌握了高壓氨水噴灑無煙裝煤、熱浮力罩、焦?fàn)t裝煤與推焦集塵系統(tǒng)、帶消煙裝置的大型焦?fàn)t機(jī)械、干法熄焦工藝、焦化污水生物脫酚技術(shù)、活性炭吸附污水凈化技術(shù)等現(xiàn)代煉焦工業(yè)的環(huán)保技術(shù);特別是我國(guó)自行開發(fā)了具有國(guó)際先進(jìn)水平的焦化污水生物脫氮技術(shù),在山東薛城焦化廠工業(yè)試驗(yàn)成功后并在寶鋼二期焦化工程中應(yīng)用,取得了令人矚目的成果。 在電氣和生產(chǎn)過程自動(dòng)控制方面,PLC技術(shù)和DCS集散型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)已在新廠建設(shè)和老廠改造中廣泛應(yīng)用,并基本掌握了組態(tài)、軟件編制、控制調(diào)試和硬件計(jì)算機(jī)設(shè)備的配套技術(shù)、信號(hào)傳輸技術(shù),數(shù)據(jù)處理設(shè)備和一次元件所用材料的國(guó)產(chǎn)化程度愈來愈高;焦?fàn)t

11、溫壓自動(dòng)檢測(cè)與調(diào)節(jié)技術(shù)、工廠計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)技術(shù)、“三電一體化”設(shè)計(jì)等最新技術(shù)也在開發(fā)和推廣之中。 在化產(chǎn)品精制方面,大型焦油集中深加工技術(shù)、煤系針狀焦技術(shù)、苯加氫等粗苯精制技術(shù)也已掌握和應(yīng)用,工業(yè)萘、蒽、吡啶及其精制產(chǎn)品的品種越來越多,產(chǎn)量不斷提高。 2.3  存在問題及發(fā)展展望     盡管我國(guó)煉焦工業(yè)取得了巨大成就,但也存在一些問題,例如:煉焦企業(yè)規(guī)模小,小型焦?fàn)t比例高;化產(chǎn)品精制工藝陳舊,加工點(diǎn)分散,批量小,深加工不夠;備煤、煉焦工藝比較單一,效率較低,不適應(yīng)國(guó)內(nèi)煉焦資源特點(diǎn),且已有的搗固煉焦設(shè)備也較落后,效率低;土焦生產(chǎn)還占有一定比例,造成資源浪

12、費(fèi)嚴(yán)重,且又污染環(huán)境,在一定程度上制約了現(xiàn)代化煉焦工業(yè)大生產(chǎn)的發(fā)展等。   今后30年內(nèi)我國(guó)煉焦工業(yè)(機(jī)焦)仍將繼續(xù)發(fā)展,在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),高爐仍將占主導(dǎo)地位,焦炭消耗量將有增無減。   由于世界能源如油及天然氣將維持高價(jià),從整體上看焦炭資源將日趨緊張,而直接還原和熔融還原技術(shù)雖已發(fā)展到一定水平,但其能耗、效率及一系列工藝與材料的難點(diǎn)仍待解決,在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)難以與高爐抗衡。故21世紀(jì)初期的一段時(shí)間里仍將是傳統(tǒng)的焦?fàn)t燒結(jié)高爐轉(zhuǎn)爐流程在鋼鐵生產(chǎn)中占統(tǒng)治地位。在未來20年的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中,傳統(tǒng)的焦?fàn)t高爐冶煉流程仍將保持其優(yōu)勢(shì)。隨著鋼鐵生產(chǎn)短流程技術(shù)的發(fā)展,電爐將逐步發(fā)展為煉鋼的重要

13、手段,至2010年,世界2/3以上的粗鋼仍將由采用高爐流程的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)來生產(chǎn),所以最近幾十年內(nèi)焦炭仍將是冶金工業(yè)的重要基本原料。   可以預(yù)計(jì),今后30年內(nèi),世界范圍內(nèi)的高爐在鋼鐵生產(chǎn)中仍具有不可替代的地位和作用,尤其是發(fā)展中國(guó)家。 3  山東省煉焦生產(chǎn)技術(shù)狀況及發(fā)展 3.1  煉焦生產(chǎn)技術(shù)狀況   截止1999年底,山東省共有煉焦企業(yè)16家,分布在冶金、化工、煤炭、城建4個(gè)系統(tǒng)、9個(gè)市地。焦?fàn)t總數(shù)50座,年全焦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力421萬t,其中3.2m以上焦?fàn)t10座(4m以上焦?fàn)t7座,3.23.8 m焦?fàn)t(搗固)3座),10座焦?fàn)t年焦炭生產(chǎn)設(shè)計(jì)能力246萬

14、t,占全部焦?fàn)t設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的58.43%。1999年山東省實(shí)際生產(chǎn)機(jī)焦339.65萬t,其中冶金系統(tǒng)內(nèi)224.26萬t,山東省冶金工業(yè)總公司企業(yè)179.97萬t，提供商品煤氣1281159GJ,化工產(chǎn)品20種。在16家焦化企業(yè)中,有14家企業(yè)擔(dān)負(fù)著供應(yīng)城市居民生活用氣的任務(wù),在支援工業(yè)生產(chǎn)、方便人民生活、改善城市環(huán)境質(zhì)量和生活質(zhì)量方面做出了積極的貢獻(xiàn)。   在技術(shù)進(jìn)步、技術(shù)創(chuàng)新方面,山東省的焦化企業(yè)先后開發(fā)應(yīng)用了單塔蒸苯工藝、焦?fàn)t火焰熔焊焊補(bǔ)焦?fàn)t工藝、配焦粉煉焦、高壓氨水無煙裝煤、上升管蓋水封、橫管初冷器、螺旋板式換熱器、輕焦油洗萘、洗苯塔花環(huán)填料、焦化污水生物脫氮、針狀焦、精萘、鑄

15、造焦、搗固煉焦、干熄焦以及頂裝焦?fàn)t改側(cè)裝采用搗固煉焦技術(shù)等數(shù)十種新工藝、新技術(shù)、新材料、新設(shè)備,有力地促進(jìn)和提高了山東省焦化技術(shù)水平的提高。 3.2  存在的主要問題   一是焦?fàn)t爐型偏小,比例偏大,技術(shù)裝備水平低,環(huán)保設(shè)施差。二是原準(zhǔn)備新上大型焦?fàn)t項(xiàng)目,由于缺乏資金,只得改變方案。三是化工產(chǎn)品少,加工分散,無大型集中加工基地和裝置。 3.3  發(fā)展方向   在今后1030年,發(fā)展大容積焦?fàn)t、搗固裝煤煉焦、配型煤煉焦、干法熄焦和煤調(diào)試技術(shù)以及化工產(chǎn)品的集中加工和深加工,提高焦炭質(zhì)量、消除或減輕環(huán)境污染,多用弱粘結(jié)性煤,是山東省煉焦工業(yè)的發(fā)展方向。

16、60; 重點(diǎn)發(fā)展并推廣如下技術(shù):煤調(diào)濕技術(shù);焦油蒸餾常減壓工藝技術(shù);“vasc/scl+Nasco”或“HPF”、噴淋飽和器生產(chǎn)硫銨工藝;焦?fàn)t加熱自動(dòng)化及其四大機(jī)車對(duì)位、連鎖技術(shù);焦?fàn)t新型火焰焊補(bǔ)技術(shù);干法熄焦技術(shù);搗固裝煤煉焦技術(shù);配型煤煉焦技術(shù);延長(zhǎng)焦?fàn)t使用壽命技術(shù);焦?fàn)t自動(dòng)加熱技術(shù);煤巖配煤煉焦技術(shù);焦?fàn)t裝煤推焦除塵技術(shù);節(jié)能降耗及余熱利用技術(shù)。   總之,“十五”期間及2010年,通過技術(shù)改造,積極采用高新技術(shù),山東省煉焦工業(yè)在裝備水平、技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量水平等方面都將有一個(gè)較大的提高和發(fā)展,將為山東省的鋼鐵工業(yè)的發(fā)展及城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出積極的貢獻(xiàn)。 我國(guó)冶金行業(yè)加強(qiáng)冶金標(biāo)準(zhǔn)化工作   國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、國(guó)家冶金局近期聯(lián)合向中國(guó)