提高能源利用效率促進(jìn)焦化技術(shù)進(jìn)步2013年全國(guó)冶金焦化節(jié)能減排關(guān)鍵技術(shù)研討會(huì)紀(jì)要

提高能源利用效率促進(jìn)焦化技術(shù)進(jìn)步2013年全國(guó)冶金焦化節(jié)能減排關(guān)鍵技術(shù)研討會(huì)紀(jì)要

2013年6月25日至28日，由中國(guó)金融石學(xué)會(huì)和山鋼集團(tuán)回族山地秘書處聯(lián)合舉辦的“2013年全國(guó)冶金工業(yè)化節(jié)能減排重點(diǎn)研討會(huì)”。會(huì)議目的是促進(jìn)我國(guó)焦化工序節(jié)能減排,總結(jié)我國(guó)在煉焦過(guò)程等余熱回收技術(shù)、焦?fàn)t減排關(guān)鍵技術(shù)與煤氣和煙道氣資源化利用技術(shù)等方面所取得的進(jìn)步,提升焦化工序節(jié)能減排科技成果的普及和推廣。參加會(huì)議的單位有鋼鐵企業(yè)、科研和大專院校、焦化生產(chǎn)企業(yè)、化工生產(chǎn)企業(yè)及設(shè)備制造廠等單位。共160余人參加會(huì)議;文集收錄了71篇文章;進(jìn)行了27個(gè)交流報(bào)告。中國(guó)金屬學(xué)會(huì)常務(wù)副理事長(zhǎng)王天義致開(kāi)幕詞。他首先通報(bào)了2013年1―5月份中國(guó)生鐵、鋼材及焦炭產(chǎn)量、庫(kù)存量和利潤(rùn)率等指標(biāo),說(shuō)明中國(guó)鋼鐵形式依然很嚴(yán)峻,產(chǎn)能過(guò)剩仍是主要原因。如何實(shí)現(xiàn)焦化企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí),重在非鋼產(chǎn)品找出路。焦化工序節(jié)能潛力巨大,如何實(shí)現(xiàn)焦化企業(yè)節(jié)能減排,資源高效綜合利用,必須發(fā)展新技術(shù)、新工藝和新產(chǎn)品,提高創(chuàng)新能力,為扭轉(zhuǎn)焦化行業(yè)形勢(shì)作出貢獻(xiàn)。他還指出當(dāng)前在焦化行業(yè)普遍突出的問(wèn)題是:焦?fàn)t荒煤氣的余熱回收;煤氣的高效利用;焦化污水的深度處理等,加上國(guó)家7月1日即將執(zhí)行新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn);如果按照常規(guī)模式運(yùn)作,很難達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn),學(xué)會(huì)要通過(guò)搭建這個(gè)技術(shù)交流平臺(tái),為大家提供一個(gè)技術(shù)溝通、技術(shù)共享的機(jī)會(huì),共同為焦化節(jié)能減排和資源高效利用做出貢獻(xiàn)。山鋼集團(tuán)黨委副書記、紀(jì)委書記蘇斌致歡迎詞,他首先感謝中國(guó)金屬學(xué)會(huì)為鋼鐵行業(yè)內(nèi)企業(yè)及大專院校的技術(shù)交流和研討搭建了良好的技術(shù)平臺(tái),使各企業(yè)和大專院校、科研院校的專家們能夠定期濟(jì)濟(jì)一堂,相互取長(zhǎng)補(bǔ)短,共同研討行業(yè)內(nèi)專項(xiàng)技術(shù),通過(guò)交流研討,為企業(yè)技術(shù)發(fā)展指明方向。他表示希望借此機(jī)會(huì)虛心向與會(huì)的專家、代表們學(xué)習(xí),誠(chéng)心向各位專家請(qǐng)教,大家一起研討,為我國(guó)焦化節(jié)能減排技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展共同努力,共同創(chuàng)造美好明天。中國(guó)金屬學(xué)會(huì)專家委員會(huì)專家溫燕明做了題為“提高過(guò)程效率,做強(qiáng)焦化企業(yè)”的報(bào)告。他引用了徐匡迪院士報(bào)告:“目前鋼鐵企業(yè)尚有30%的余熱、余能未被回收利用。其中,焦化過(guò)程約有50kg/t(焦)。這意味著在2011年煉焦生產(chǎn)過(guò)程中,有2139萬(wàn)t(標(biāo)煤)的余熱未被回收利用?！彼赋?目前中國(guó)焦化工業(yè)進(jìn)入產(chǎn)能過(guò)剩、成本上升、環(huán)境壓力增大、同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈、經(jīng)濟(jì)效益微利的發(fā)展階段。面對(duì)資源、成本、環(huán)境、市場(chǎng)四道關(guān)的焦化工業(yè)必須創(chuàng)新轉(zhuǎn)型發(fā)展,尋找新的價(jià)值和發(fā)展空間。焦?fàn)t大型化、搗固煉焦、干法熄焦、煤調(diào)濕、負(fù)壓蒸餾、焦?fàn)t煤氣制甲醇、焦化化工產(chǎn)品加氫、煉焦配煤優(yōu)化技術(shù)等八大技術(shù)的突破和有序集成,實(shí)現(xiàn)了我國(guó)焦化工藝技術(shù)結(jié)構(gòu)升級(jí)。高溫高壓干熄焦、焦?fàn)t煙道氣煤調(diào)濕、導(dǎo)熱油替代蒸氣、焦?fàn)t煙氣負(fù)壓蒸氨、夾點(diǎn)及能源網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、上升管余熱回收、焦?fàn)t煙氣余熱回收技術(shù)使焦化過(guò)程余熱余能利用技術(shù)取得突破性進(jìn)展。焦?fàn)t煤氣與轉(zhuǎn)爐煤氣等制甲醇、焦?fàn)t煤氣制天然氣、焦油加氫制車用油、無(wú)水氨、硝酸銨、硫氰酸銨、輕吡啶、噻酚等,消納城市醫(yī)療垃圾、廢塑料、余熱城市供暖技術(shù)等使焦化工藝產(chǎn)品價(jià)值及服務(wù)功能價(jià)值明顯提升。大型儲(chǔ)配煤倉(cāng)、氣膜室內(nèi)煤場(chǎng)、焦?fàn)t高效除塵技術(shù)、上升管壓力單調(diào)、過(guò)程酚水消減技術(shù)、過(guò)程尾氣負(fù)壓回收處理技術(shù)、瀝青水下成型技術(shù)、物理化學(xué)法含酚廢水處理技術(shù)、微波含酚廢水處理技術(shù)等,使焦化工藝清潔度明顯改善。我們應(yīng)按“過(guò)程工業(yè)”理念,優(yōu)化結(jié)構(gòu),做強(qiáng)焦化企業(yè),過(guò)程工業(yè)諸“要素”匹配耦合、協(xié)同集成-有序運(yùn)行。同時(shí)還要不斷創(chuàng)新技術(shù)、創(chuàng)新發(fā)展模式、創(chuàng)新焦化流程新價(jià)值,構(gòu)建潔凈焦化技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái),建設(shè)綠色焦化企業(yè)。中冶焦耐工程技術(shù)有限公司的鄭文華教授作了“焦化廠余熱回收利用技術(shù)”的報(bào)告。他指出在焦化生產(chǎn)過(guò)程中,出爐紅焦顯熱約占焦?fàn)t輸出熱的37%,荒煤氣帶出熱約占36%,焦?fàn)t煙道廢氣帶出熱約占17%,爐體表面熱損失約占10%。他還指出在大力推進(jìn)干熄焦技術(shù)的同時(shí),鋼鐵聯(lián)合企業(yè)應(yīng)采用一套干熄焦備用方式(在生產(chǎn)干熄焦檢修時(shí)用)。應(yīng)大力研究和推廣以焦?fàn)t煙道氣為熱源的煤調(diào)濕技術(shù);回收煙道氣余熱生產(chǎn)蒸氣;以焦?fàn)t煙道氣為熱源的負(fù)壓蒸氨技術(shù)等都已投產(chǎn)生產(chǎn)且有較好的推廣前景。在荒煤氣余熱回收利用方面目前主要有上升管、導(dǎo)熱油、熱管、余熱鍋爐、半導(dǎo)體溫差發(fā)電等方法回收荒煤氣余熱;把荒煤氣凈化處理后的焦?fàn)t煤氣進(jìn)行高溫裂解或重整生成合成氣;還有利用荒煤氣余熱進(jìn)行負(fù)壓蒸氨、脫硫液的再生、制冷等等。會(huì)議交流專題綜述如下:1焦?fàn)t煤調(diào)濕技術(shù)研究概況焦?fàn)t入爐煤水分控制(CoalMoistureControl)技術(shù)(簡(jiǎn)稱煤調(diào)濕或CMC)是將煉焦煤料在裝爐前除掉一部分水分,保持裝爐煤水份穩(wěn)定在6%～7.5%,然后裝爐煉焦。這項(xiàng)技術(shù)從第1代導(dǎo)熱油煤調(diào)濕技術(shù)發(fā)展到第2代蒸氣煤調(diào)濕技術(shù),直到現(xiàn)在的第3代煙道氣煤調(diào)濕技術(shù)。國(guó)內(nèi)已投產(chǎn)的采用焦?fàn)t煙道氣為熱源的第3代煤調(diào)濕裝置共有:濟(jì)鋼、昆鋼煤焦化公司(4.3m搗固焦?fàn)t)、貴州天能焦化廠等采用氣流分級(jí)調(diào)濕裝置,是由濟(jì)南鋼鐵公司聯(lián)合國(guó)內(nèi)科研院所自主研發(fā)并應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的第3代煤調(diào)濕裝置,特點(diǎn)是:①占地面積小、換熱效率高。②具備風(fēng)選煤料分級(jí)功能。③利用回轉(zhuǎn)隔板機(jī)刮料。技術(shù)節(jié)約加熱焦?fàn)t用煤氣、減少焦化污水排放、降低高溫氣體的排放,實(shí)現(xiàn)了配合煤的良好分級(jí),控制了配合煤的粒度組成,能夠有效避免配合煤中黏結(jié)組分的過(guò)細(xì)粉碎。昆鋼煤焦化公司(師宗5.5m搗固焦?fàn)t)等單位采用節(jié)能型滾筒干燥機(jī)技術(shù);馬鋼煤焦化公司煤調(diào)濕裝置是由“日本新能源·產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)”(簡(jiǎn)稱NEDO)和馬鋼煤焦化公司共同實(shí)施的節(jié)能環(huán)保示范項(xiàng)目,工藝流程與北海制鐵(株)室蘭廠采用焦?fàn)t煙道氣對(duì)煤料調(diào)濕的流化床煤調(diào)濕工藝相同。2012年,唐鋼焦化廠年144萬(wàn)t能力的焦?fàn)t,煤調(diào)濕系統(tǒng)正式投入運(yùn)行,處理能力350t/h,其采用了由大連理工大學(xué)與北京國(guó)能中天環(huán)?？萍加邢薰韭?lián)合研發(fā)的“移動(dòng)熱風(fēng)分布板式流化床”煤調(diào)濕裝置。技術(shù)特點(diǎn):①采用移動(dòng)式流化床在停機(jī)后流化床內(nèi)不會(huì)有存料現(xiàn)象,避免了因存料,產(chǎn)生的煤粉自燃等問(wèn)題,有利于停機(jī)的檢查作業(yè)。②為了將煙道氣用作煤調(diào)濕的熱源,創(chuàng)建了不對(duì)稱多點(diǎn)氣源集中取氣的操作模型,有力地保證了焦?fàn)t現(xiàn)有生產(chǎn)不受影響,取氣靈活可靠。系統(tǒng)設(shè)置多點(diǎn),可聯(lián)鎖控制,保證焦?fàn)t煙道吸力的穩(wěn)定。③移動(dòng)式流化床設(shè)備簡(jiǎn)單合理、熱效率高,投資成本低、運(yùn)行費(fèi)用省。④采用了自主設(shè)計(jì)的自動(dòng)化控制程序,自動(dòng)化程度高,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守。⑤采用全封閉式設(shè)備,保證環(huán)境粉塵含量達(dá)標(biāo)。⑥設(shè)置多處的聯(lián)鎖和旁路,保證后續(xù)布袋除塵不產(chǎn)生結(jié)露問(wèn)題,也保證煙囪吸力穩(wěn)定。正在研究和在建項(xiàng)目中應(yīng)用的煤調(diào)濕技術(shù)如下:中冶焦耐工程技術(shù)有限公司研發(fā)的“振動(dòng)流化床煤調(diào)濕技術(shù)”工藝特點(diǎn):由于振動(dòng)流化床下部氣速大,且附加振動(dòng),因此該工藝的分離效率高,調(diào)濕效果好,且快速高效、有選擇性,系統(tǒng)安全性好、可靠性高,投資和運(yùn)行費(fèi)用低,占地面積小。中冶焦耐工程技術(shù)有限公司與長(zhǎng)沙通發(fā)高新技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司聯(lián)合研發(fā)的“旋流流化床煤調(diào)濕技術(shù)”工藝特點(diǎn)是:①獨(dú)特的旋流氣流帶動(dòng)并強(qiáng)制物料進(jìn)行充分熱交換,能夠充分利用熱氣體所攜帶的熱量,熱效率高達(dá)60%～67.7%。②采用風(fēng)動(dòng)原理,結(jié)構(gòu)形式獨(dú)特,內(nèi)部無(wú)機(jī)械傳動(dòng),維護(hù)工作量小,長(zhǎng)期運(yùn)行可靠。③設(shè)備阻力較小約3000Pa,有效降低熱風(fēng)輸送系統(tǒng)的電力消耗。④微正壓操作,調(diào)濕機(jī)煙氣排出口壓力為±100Pa,避免由于空氣進(jìn)入造成設(shè)備氧含量超標(biāo)情況的發(fā)生。⑤調(diào)濕機(jī)上部氣體流速較小,氣體攜帶灰塵量較少,經(jīng)多次試驗(yàn)標(biāo)定氣體攜帶灰塵量為調(diào)濕煤量的3%～5%。中冶焦耐還具有“全沸騰振動(dòng)推進(jìn)式煤調(diào)濕及分級(jí)一體化技術(shù)”自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),處于中試試驗(yàn),技術(shù)特點(diǎn):①將原料煤調(diào)濕與煤分級(jí)技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái),充分利用焦?fàn)t煙道氣廢熱,在對(duì)原料煤進(jìn)行高效、均勻調(diào)濕的同時(shí),實(shí)現(xiàn)煤料的高效分級(jí)。②焦?fàn)t煙道廢氣以二次送風(fēng)方式送入煤調(diào)濕分級(jí)機(jī),一次風(fēng)僅滿足原料煤流化及粗中顆粒煤料調(diào)濕的需求,二次風(fēng)用于補(bǔ)充細(xì)顆粒煤料調(diào)濕所需的熱量,同時(shí)防止尾部煙氣結(jié)露。③氣流分布板輔以電磁振動(dòng),有助于團(tuán)粒振散、煤料流化,防止流化床出現(xiàn)溝流。④全沸騰振動(dòng)推進(jìn)式煤調(diào)濕與分級(jí)一體化技術(shù)不僅適用于粉碎前煤料,同時(shí)也適用于粉碎后煤料。無(wú)錫億恩科技股份有限公司開(kāi)發(fā)的“煉焦配合煤梯級(jí)篩分煤調(diào)濕技術(shù)”工藝流程特點(diǎn):①煙道氣余熱回收裝置不受焦?fàn)t加熱煤氣種類的影響。加熱煤氣種類不同,廢氣組分也不同。②熱源輸送靈活方便。③有效控制調(diào)濕煤水分基本恒定。雨季來(lái)煤水分超過(guò)設(shè)計(jì)值時(shí),通過(guò)在廢熱回收系統(tǒng)設(shè)置的蒸氣噴射裝置提高高溫?zé)崴臏囟?保證調(diào)濕煤水分基本恒定。④系統(tǒng)安全性高。調(diào)濕機(jī)內(nèi)置熱源采用熱水,系統(tǒng)安全可靠。⑤系統(tǒng)調(diào)節(jié)方便。通過(guò)調(diào)節(jié)高溫?zé)崴牧髁?、溫?控制去濕量;通過(guò)調(diào)節(jié)各風(fēng)室的風(fēng)量使其達(dá)到最佳流化狀態(tài)。⑥粉塵有序控制?？筛鶕?jù)生產(chǎn)要求調(diào)整、控制裝爐煤粉塵量,有效降低細(xì)煤粉在炭化室頂、上升管等部位快速炭化結(jié)石墨。⑦干煤返混系統(tǒng)。設(shè)置干煤返混,提高裝置對(duì)來(lái)煤水分的適應(yīng)性。青島利物浦環(huán)保科技有限公司研發(fā)的“高效復(fù)合床分級(jí)預(yù)熱調(diào)濕技術(shù)”。技術(shù)特點(diǎn):①焦?fàn)t煙道廢氣為熱載體及流化介質(zhì),調(diào)濕與分級(jí)一體化。②核心設(shè)備由淺層流化床、輸送床和移動(dòng)床組成,單位處理能力大、傳質(zhì)傳熱快、效率高,機(jī)組阻力低于2kPa。③對(duì)煤料適應(yīng)能力強(qiáng),針對(duì)不同粒度、濕度的煤料及去濕強(qiáng)度的要求,進(jìn)行最優(yōu)化的控制。④運(yùn)動(dòng)部件較少,易維護(hù)。寶鋼專家從3個(gè)方面考慮煤調(diào)濕過(guò)程中的節(jié)能效果得出邊界條件為:煤調(diào)濕后煤中水分含量不高于6%,設(shè)備投資不高于6000萬(wàn)元,余熱熱源的煙氣溫度不低于180℃。超出該邊界,則其節(jié)能效率不會(huì)明顯,甚至可能不僅不會(huì)節(jié)能,反而增加系統(tǒng)的能耗,增大生產(chǎn)成本。2上升管余熱利用目前,從炭化室經(jīng)上升管逸出的650～700℃荒煤氣帶出熱量占焦?fàn)t總熱量的36%。為了冷卻高溫的荒煤氣必須噴灑大量70～75℃循環(huán)氨水,高溫荒煤氣因循環(huán)氨水的大量蒸發(fā)而被冷卻至82～85℃,再經(jīng)初冷器冷卻至22～35℃,荒煤氣帶出熱被白白浪費(fèi)。中鋼和無(wú)錫億恩科技公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的利用惰性氣體氮?dú)庾鳛檩d體進(jìn)行的荒煤氣余熱回收技術(shù),其特點(diǎn)是:①使用惰性氣體氮?dú)庾鳛槊浇?避免泄露帶來(lái)安全隱患;潔凈煙氣,無(wú)磨損和腐蝕。②采用夾套式。適宜的壁溫避免結(jié)焦;合適的材料確保長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。③結(jié)構(gòu)緊湊。利用原有上升管空間,布置緊湊,靈活。④余熱鍋爐。采用強(qiáng)化傳熱,高效率地吸收氮?dú)鉄帷Ｎ錆h平煤武鋼聯(lián)合焦化有限責(zé)任公司承擔(dān)“煉焦荒煤氣顯熱利用關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化示范工程”科研課題。首先在一個(gè)上升管進(jìn)行用特殊水套管(傳熱方式是高導(dǎo)熱的金屬導(dǎo)熱劑)回收上升管余熱的試驗(yàn)。研發(fā)出低熱應(yīng)力的換熱結(jié)構(gòu)、高導(dǎo)熱耐腐蝕的上升管內(nèi)襯材料及高效導(dǎo)熱介質(zhì)材料。中試獲得成功后,在武鋼8號(hào)焦?fàn)t55個(gè)上升管進(jìn)行工業(yè)化試驗(yàn),其荒煤氣余熱回收效率達(dá)到32%,噸焦可降低煉焦工序能耗10kg(標(biāo)煤)。后工序還能減少氨水循環(huán)量、冷卻用循環(huán)水、循環(huán)水系統(tǒng)電耗及補(bǔ)充水消耗。每組焦?fàn)t每年可減少二氧化碳排放2.8萬(wàn)t,節(jié)能減排效果顯著。但是在運(yùn)行8個(gè)月后,因種種原因出現(xiàn)變形問(wèn)題,為此,現(xiàn)只在5個(gè)上升管上繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)試驗(yàn),至2013年4月底已穩(wěn)定運(yùn)行2個(gè)月,前景看好。來(lái)自寶鋼集團(tuán)中央研究院的專家指出,目前荒煤氣余熱利用研究主要有3個(gè)方向:換熱方式余熱利用;利用荒煤氣余熱直接裂解提高氫含量;荒煤氣直接燃燒發(fā)電。在不考慮運(yùn)行和投資費(fèi)用的情況下,從經(jīng)濟(jì)效益初步計(jì)算結(jié)果來(lái)看,裂解式余熱回收經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu),直接燃燒發(fā)電次之,換熱式余熱回收經(jīng)濟(jì)效益最小。3焦?fàn)t煤氣制備液化焦?fàn)t煤氣主要成分是H中冶焦耐/日暉制備LNG技術(shù)是采用日本日暉公司提供基本工藝設(shè)計(jì),中冶焦耐進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)和施工的合作技術(shù)。技術(shù)特點(diǎn):有針對(duì)性的去除原料焦?fàn)t煤氣中的各種雜質(zhì);甲烷化工藝在較低壓力工況下操作,有利于節(jié)能;合理地確定富氫氣的成分與熱值,并使其得到充分地利用。漢興能源提出了4種制備天然氣技術(shù):①直接提純制壓縮天然氣(CNG),該方法特點(diǎn):投資和能耗較低,但天然氣產(chǎn)量較小,焦?fàn)t煤氣利用率低。②無(wú)甲烷化生產(chǎn)LNG特點(diǎn):該方案的LNG產(chǎn)量小,單位能耗較高,焦?fàn)t煤氣利用率低。③甲烷化生產(chǎn)LNG特點(diǎn):該方案的LNG產(chǎn)量大,單位能耗較低,進(jìn)入LNG之前是否需要脫CO內(nèi)蒙古恒坤化工有限公司焦?fàn)t煤氣制液化天然氣項(xiàng)目(LNG),是首家焦?fàn)t煤氣制液化天然氣項(xiàng)目。工藝流程為:氣柜→螺桿壓縮→預(yù)凈化→活塞壓縮→