“十二五”我國煉焦行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)工藝發(fā)展思路

于振東 鄭文華

“十二五”期間，焦化行業(yè)面臨著調(diào)整結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的重大歷史任務(wù)，應(yīng)以“技術(shù)創(chuàng)新為動力，建設(shè)資源節(jié)約、環(huán)境友好的綠色焦化廠”為理念，實現(xiàn)焦化行業(yè)由大到強的轉(zhuǎn)變。這是國家戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的需要，是經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需要，是低碳社會發(fā)展的需要。

一、開發(fā)和推廣低NOX排放的超大型焦爐

最經(jīng)濟的焦爐匹配是以一套操作人員、一套焦爐機械、配置一個煤塔和兩座焦爐而能操作的最大孔數(shù)。只有這樣才能充分發(fā)揮操作人員、焦爐機械和焦爐本體的最大潛力，才能創(chuàng)造高效率和低能耗，才能實現(xiàn)煉焦過程的動態(tài)－有序、連續(xù)－緊湊和高效－精準的運行目標。為此，對已投產(chǎn)的多段加熱低NOX排放7米焦爐進行標定、調(diào)試、總結(jié)，建成7米低NOX排放大容積頂裝焦爐示范工程。

開發(fā)適合中國國情炭化室高8米低NOX排放的清潔型超大容積頂裝焦爐，其每孔年產(chǎn)焦炭1.579萬噸，2×67孔年產(chǎn)焦炭210萬噸，填補我國年產(chǎn)200萬噸級焦炭規(guī)模的超大型頂裝焦爐的空白，并建成能起樣板作用的示范工程，推動我國大型頂裝焦爐的發(fā)展，使其達到世界領(lǐng)先水平。

針對我國目前存在的高爐要求冶金焦質(zhì)量越來越高的現(xiàn)實，應(yīng)推動焦化工作者和煉鐵工作者共同研究適合我國國情經(jīng)濟適用的新冶金焦標準，以節(jié)省我國日趨緊張的優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源，降低煉焦和煉鐵綜合成本。

二、發(fā)展清潔生產(chǎn)的大型搗固煉焦

大力研發(fā)和推廣具有完善環(huán)保設(shè)施、能夠?qū)崿F(xiàn)清潔生產(chǎn)的大型搗固煉焦技術(shù)。標定、調(diào)試和總結(jié)我國已投產(chǎn)的6.25米大型搗固焦爐，進一步修改和完善并建成6.25米大型搗固焦爐示范工程。

開發(fā)適合中國國情的6.7米搗固焦爐，其每孔年產(chǎn)焦炭1.443萬噸，將是我國乃至世界上最大的搗固焦爐，2×52孔年產(chǎn)焦炭150萬噸，填補我國年產(chǎn)150萬噸級焦炭規(guī)模的大型搗固焦爐空白，并建成能起樣板作用的示范工程，推動我國大型搗固煉焦技術(shù)的發(fā)展，使其達到世界領(lǐng)先水平。

研發(fā)國產(chǎn)的適合中國國情的6.25米和6.7米大型搗固焦爐使用的搗固－裝煤－推焦一體車（SCP機），使其機械化、自動化、安全性能和環(huán)保水平等方面達到世界領(lǐng)先水平。

隨著我國大中型鋼鐵企業(yè)逐步接受和采用搗固煉焦技術(shù)，應(yīng)推動焦化和煉鐵工作者共同研究搗固焦炭的冶煉性能、適宜的焦炭質(zhì)量標準、相應(yīng)的高爐生產(chǎn)操作工藝和參數(shù)，推動大中型高爐使用搗固焦炭。

三、繼續(xù)推廣和普及干熄焦技術(shù)

大力推進鋼鐵企業(yè)焦化廠100%焦爐采用干熄焦工藝。

在解決好焦化污水出路和延伸效益的前提下，推進獨立焦化廠采用干熄焦工藝。

提倡干熄焦裝置采用高溫高壓鍋爐，以進一步提高節(jié)能減排效果。

改進干熄爐斜道區(qū)等易損部位的結(jié)構(gòu)，研發(fā)新型耐火材料，提高干熄爐使用壽命。

四、推廣煤調(diào)濕技術(shù)

對已投產(chǎn)和在建的四種以焦爐煙道廢氣為熱源的流化床煤調(diào)濕裝置進行調(diào)試標定、分析對比、歸納總結(jié)、改進完善，優(yōu)化其工藝和技術(shù)參數(shù)，予以大力推廣。

在使用高爐煤氣加熱焦爐的鋼鐵企業(yè)焦化廠，大力推廣以焦爐煙道廢氣為熱源的煤調(diào)濕技術(shù)；在使用焦爐煤氣加熱焦爐的獨立焦化廠，推廣以低壓蒸汽為熱源的煤調(diào)濕技術(shù)。

五、推薦采用高效節(jié)能的脫硫脫氰技術(shù)

新建焦化廠應(yīng)該首選脫硫脫氰效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、操作可靠的脫硫脫氰工藝，如利用荒煤氣余熱再生的真空碳酸鉀法脫硫工藝等。

推進我國第一套HPF法氧化脫硫工藝廢液與低純度硫磺焚燒制取硫酸的工業(yè)裝置投產(chǎn)，并建成示范裝置，解決全國已有的HPF法氧化脫硫工藝存在的問題，推動其更新?lián)Q代。

推薦采用間接法蒸氨，以減少焦化廢水，有利于實現(xiàn)焦化廢水的近零排放。

六、積極研發(fā)焦爐煤氣資源化利用技術(shù)

COG含有54%-59%H2和24%-28%CH4。COG燃料化利用不如資源化利用效益高，因此只有在萬不得已的情況下才用作燃料和發(fā)電。高質(zhì)量地利用COG不僅有利于降低鋼鐵企業(yè)單位產(chǎn)品的能源消耗和排放負荷，甚至能開發(fā)出大量最清潔能源—氫氣,從而引發(fā)鋼鐵制造流程能量流新的供-需平衡關(guān)系，甚至會引發(fā)整個社會新的供-需關(guān)系。

“十二五”期間，應(yīng)充分利用我國煉焦工業(yè)發(fā)達、COG資源豐富的優(yōu)勢，大力研發(fā)COG資源化利用的各種新技術(shù)，如焦爐煤氣制氫、制甲醇、制二甲醚、制合成天然氣、制柴油等，提高COG附加值，推動焦化行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

七、發(fā)展高效節(jié)能環(huán)保的大型焦油加工裝置

淘汰耗能高、污染嚴重、裝備水平落后的間歇蒸餾、間歇酸堿洗滌、間歇結(jié)晶和污染大的瀝青成型工藝。

進一步推動我國煤焦油加工的集中處理，建設(shè)規(guī)模大、技術(shù)先進、節(jié)能環(huán)保的世界一流煤焦油加工廠。同時通過不斷開發(fā)新產(chǎn)品，擴大產(chǎn)品品種和品級，配合化工、醫(yī)藥、材料等市場要求，開發(fā)出附加值高的洗油深加工產(chǎn)品、蒽油深加工產(chǎn)品和瀝青深加工產(chǎn)品等。對附加值低的殘油，在滿足炭黑生產(chǎn)的同時，可采用加氫催化裂化、加氫裂解等技術(shù)，使其轉(zhuǎn)化成為高附加值的汽油調(diào)和油、柴油調(diào)和油。

八、建設(shè)低能耗、低污染大型苯加氫裝置

徹底淘汰耗能高、污染嚴重、裝備水平落后的酸洗法工藝。進一步擴大單套裝置產(chǎn)能，實現(xiàn)集約化、大型化、低耗能、低污染的低碳目標。進一步完善自有知識產(chǎn)權(quán)的苯加氫技術(shù)，優(yōu)化工藝組合，實現(xiàn)技術(shù)和設(shè)備的全部國產(chǎn)化。

九、開發(fā)新型焦化污水深度處理技術(shù)

資源節(jié)約、環(huán)境友好的焦化廠必須使處理后的焦化廢水資源得到最大限度地合理使用，因為生產(chǎn)1噸焦炭通常產(chǎn)生0.48噸焦化污水和0.42噸循環(huán)水排污水（采用CDQ時循環(huán)水排污水為0.53噸）。我國已開發(fā)出成熟可靠的焦化污水生化處理技術(shù)。對鋼鐵企業(yè)焦化廠來說，焦化廢水經(jīng)生化處理后可全部回用于焦化廠和鋼鐵廠的濁循環(huán)水系統(tǒng)。對采用濕法熄焦的獨立焦化廠，生化處理時，可減少或不加稀釋水，減少生化處理水量，使處理后廢水全部作為濕法熄焦補充水，在焦化廠內(nèi)消耗掉。但是，隨著我國獨立焦化廠逐漸采用干法熄焦，處理后廢水無路可去，只能回用于凈循環(huán)水系統(tǒng)。而凈循環(huán)水系統(tǒng)對水質(zhì)要求嚴格，對其補充水的水質(zhì)要求更嚴。若將生化處理后焦化廢水用作凈循環(huán)水系統(tǒng)補充水，必須進行降低有機物和脫鹽的深度處理。

“十一五”期間，進行了大量污水回用深度處理技術(shù)的開發(fā)工作。深度處理一般采用膜分離技術(shù)。即:生物處理（A-A/O）＋超濾（UF）＋納濾（NF）（或反滲透（RO））；或生物處理（A-A/O）＋膜生物反應(yīng)器（MBR）＋納濾（NF）（或反滲透（RO））。深度處理的產(chǎn)水率可達到70%以上，產(chǎn)水水質(zhì)可達到循環(huán)水補充水的要求，用作循環(huán)水補充水。膜深度處理產(chǎn)出占原料水量30%左右的濃縮液。濃縮液不但含有較高的有機物，而且濃縮了大量的鹽。濃縮液可以深度處理回用，也可以蒸發(fā)提鹽，但這些手段成本太高，因此，濃縮液處理將是下一步重點開發(fā)的課題。

為此，“十二五”期間，應(yīng)全力推動第一套帶深度處理焦化污水裝置的投產(chǎn)，并完善、改進、總結(jié)，建成示范工程，以在全國推廣；開發(fā)能滿足《煉焦工業(yè)污染物排放標準》對COD、總氰、總氮提出新要求的焦化污水深度處理新技術(shù)；開發(fā)深度處理所產(chǎn)生的含鹽濃縮液的處理技術(shù)。

十、研發(fā)焦爐荒煤氣余熱回收及利用技術(shù)

離開焦爐炭化室的650～700℃荒煤氣所帶出的顯熱占焦爐輸出熱的36%，與紅焦帶出的顯熱相當，余熱回收利用的潛力巨大。

“十一五”期間，國內(nèi)外許多焦化企業(yè)積極研發(fā)焦爐荒煤氣余熱回收及利用技術(shù)，如：濟鋼將5個上升管做成夾套管，導熱油通過夾套管與荒煤氣間接換熱，被加熱的高溫導熱油可以去蒸氨、去煤焦油蒸餾、去干燥入爐煤等；寶鋼梅山鋼鐵公司煉焦廠在其4.3米焦爐上升管采用熱管回收荒煤氣帶出熱的試驗；濟鋼和中冶焦耐正在進行用鍋爐回收荒煤氣帶出熱的試驗；無錫焦化廠在其4.3米焦爐上進行用半導體溫差發(fā)電技術(shù)回收上升管余熱的試驗；平煤武鋼焦化進行了高效微流態(tài)傳熱材料作換熱介質(zhì)的上升管余熱回收試驗；日本已在1個上升管和正在3個上升管上進行用荒煤氣帶出熱對焦爐煤氣進行無催化高溫熱裂解和重整試驗，得到了主要含H2和CO的合成氣體；中冶焦耐在初冷器一段用82℃-85℃的荒煤氣加熱真空碳酸鉀法脫硫廢液，用熱廢液閃蒸的蒸汽再生脫硫液；有的焦化廠擬用初冷器一段熱循環(huán)水制冷，所得的低溫水直接用于初冷器三段制冷。

“十二五”期間，應(yīng)當支持荒煤氣余熱回收和利用技術(shù)的研發(fā)調(diào)試、改進完善、總結(jié)比較，選擇最優(yōu)方法；推動最優(yōu)方法盡快工業(yè)化，總結(jié)經(jīng)驗，建立示范裝置，加以推廣普及。