蘭炭行業(yè)能耗的影響因素及控制措施

張璞

摘 要：針對(duì)蘭炭行業(yè)進(jìn)行充分調(diào)研，分析蘭炭企業(yè)生產(chǎn)工藝流程，進(jìn)一步挖掘其能耗的影響因素，包括干法熄焦、富氧燃燒方式、煤氣綜合利用及自動(dòng)化控制技術(shù)，提出從合理規(guī)劃產(chǎn)業(yè)布局、提高技術(shù)水平、提高副產(chǎn)品利用率、充分利用凈化回收系統(tǒng)、限制排污及有效利用水資源等方面加強(qiáng)能耗的控制措施。

關(guān)鍵詞：蘭炭；能耗；影響因素；控制措施

中圖分類號(hào)：F205 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-291X（2017）28-0156-02

一、蘭炭企業(yè)生產(chǎn)工藝流程

蘭炭企業(yè)主要采用直立炭化爐低溫干餾法生產(chǎn)蘭炭，即原料煤在炭化爐內(nèi)，通過干燥、干餾、冷卻熄焦生成蘭炭。單位產(chǎn)品綜合能耗是指單位標(biāo)準(zhǔn)蘭炭產(chǎn)量直接消耗的能耗量及分?jǐn)偟皆摦a(chǎn)品的輔助生產(chǎn)系統(tǒng)或附屬生產(chǎn)系統(tǒng)的能耗量和損失量。產(chǎn)品綜合能耗的統(tǒng)計(jì)范圍貫穿原料和能源從投入生產(chǎn)到成品入庫的整個(gè)生產(chǎn)過程。蘭炭的生產(chǎn)過程包括生產(chǎn)系統(tǒng)工藝裝置、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)和附屬生產(chǎn)系統(tǒng)三部分，具體流程（如下圖所示）。

蘭炭主要生產(chǎn)過程是先將燒焦用原煤進(jìn)行加工變成洗精煤，并儲(chǔ)存到煤廠，然后篩分、裝爐、煉焦。其中低變質(zhì)煤經(jīng)過干燥并加入干餾爐，干餾時(shí)溫度為750℃左右，干餾所用熱量通過火口進(jìn)入干餾段燃燒，干餾段下部的成品蘭炭進(jìn)入水封槽及時(shí)冷卻、熄焦、排出。煉焦所產(chǎn)生的荒煤氣通過煤氣收集罩、上升管、橋管再經(jīng)電捕焦油器洗滌，所得部分煤氣回爐加熱后放散。焦油通過沉淀池脫水后所產(chǎn)生的焦油即成品焦油。冷卻了的蘭炭從爐底取出后，經(jīng)冷卻后作為成品入倉。

二、蘭炭行業(yè)能耗的影響因素

企業(yè)應(yīng)對(duì)影響能耗的主要因素進(jìn)行分析和監(jiān)視測(cè)量，并進(jìn)行有效控制。采用了干法熄焦、富氧燃燒等技術(shù)措施降低能耗，并對(duì)回收的干餾煤氣通過發(fā)電、生產(chǎn)金屬鎂等途徑進(jìn)行了再利用。

1.干法熄焦。干法熄焦簡(jiǎn)稱“干熄焦”，是一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)，它是相對(duì)于濕法熄焦而言的。在能源消耗日益嚴(yán)重的今天，煉焦?fàn)t應(yīng)用干熄焦（裝置）技術(shù)是節(jié)能的重要途徑和方向。使用干法熄焦技術(shù)可以提高焦炭質(zhì)量，降低高爐焦比，提高高爐生產(chǎn)能力，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。干法熄焦技術(shù)的基本原理是：利用冷的惰性氣體（如氮?dú)?、氬氣等）或燃燒后的廢氣，在干熄爐中與赤熱紅焦換熱從而冷卻紅焦，吸收了紅焦熱量的惰性氣體，將熱量傳給干熄焦鍋爐產(chǎn)生蒸汽，被冷卻的惰性氣體再由循環(huán)風(fēng)機(jī)鼓入干熄爐冷卻紅焦。干熄焦鍋爐產(chǎn)生的中壓（或高壓）蒸汽或并入廠內(nèi)蒸汽管網(wǎng)或送入發(fā)電。干熄焦裝置包括焦炭運(yùn)行系統(tǒng)、惰性氣體循環(huán)系統(tǒng)和鍋爐系統(tǒng)。從炭化室中推出的700℃左右的紅焦經(jīng)過導(dǎo)焦柵落入焦罐內(nèi)，運(yùn)載車通過爐頂裝入裝置將焦炭裝入干熄爐，爐中焦炭與惰性氣體直接進(jìn)行熱量交換進(jìn)而冷卻，冷卻后的焦炭又經(jīng)爐前焦庫送篩焦系統(tǒng)，廢熱鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽將會(huì)送去發(fā)電。

2.富氧燃燒方式。富氧燃燒是指采用比空氣中氧含量高的空氣助燃，其極限方式是使用純氧。富氧燃燒既節(jié)能又環(huán)保。我國所研制的富氧膜，因含氧量高使助燃空氣量減少；因煙氣量減少使熱損失減少，加熱效率提高，進(jìn)而提高節(jié)能效果。富氧燃燒不僅可滿足煤低溫干餾工藝的溫度要求，又能使炭化爐裝置節(jié)約燃料的消耗，確實(shí)值得嘗試。

3.煤氣綜合合理利用。通過以下途徑進(jìn)行了干餾煤氣綜合利用：（1）金屬鎂及其合金生產(chǎn)。由于噸鎂耗能小于6tce，因此60萬t/a的蘭炭廠配備生產(chǎn)2萬t/a金屬鎂，每年可節(jié)約12萬tce。（2）發(fā)電（燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電）。90萬t/a的蘭炭廠配2×15MW發(fā)電機(jī)組，年發(fā)電2.1億KW/h，年節(jié)約16萬tce。

4.自動(dòng)化控制技術(shù)。炭化爐應(yīng)逐步采用自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)管理和生產(chǎn)控制，以準(zhǔn)確調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，降低消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

此外，還可以采用變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行電機(jī)節(jié)能。

三、蘭炭行業(yè)能耗的控制措施

為了保證蘭炭產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，企業(yè)在新改擴(kuò)建項(xiàng)目時(shí)應(yīng)考慮應(yīng)用先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備，如盡量采用大型低溫炭化爐、煤氣凈化與焦油回收裝置以減少能耗。能耗的控制措施如下：

1.合理規(guī)劃產(chǎn)業(yè)布局。蘭炭是陜西省地方特色產(chǎn)業(yè)、優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，要高于國家標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，才能具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，領(lǐng)先全國發(fā)展，企業(yè)方可長(zhǎng)期發(fā)展，做大做強(qiáng)。而目前，大多數(shù)蘭炭企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的污染物較多，而且焦?fàn)t煤氣的利用率很低，我們必須將污染嚴(yán)重的企業(yè)關(guān)閉，其他蘭炭企業(yè)合理整合，例如將其靠近電石廠、生鐵冶煉廠、鎂廠等，使其排放的污染物減少，焦?fàn)t煤氣的利用率適當(dāng)提高，從而大大提高企業(yè)的生產(chǎn)效益。

2.提高蘭炭企業(yè)的技術(shù)水平。鑒于蘭炭企業(yè)目前所使用的低溫干餾技術(shù)其生產(chǎn)能力有限，生產(chǎn)過程中大量的粉煤資源沒有得到有效的利用，若進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)使粉煤資源節(jié)約再利用，將大大提高蘭炭企業(yè)的有效生產(chǎn)能力。

3.努力提高蘭炭企業(yè)副產(chǎn)品的利用率。低變質(zhì)煤干餾階段溫度為300～750℃，生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的產(chǎn)物有粗煤氣、煤焦油及半焦。大多數(shù)蘭炭企業(yè)所使用的干餾裝置使煤焦油的利用率極低，在生產(chǎn)過程中有不少原料被直接加熱，這種排空燃燒的方式不僅污染空氣，而且浪費(fèi)資源。只有提高半焦、焦油、煤氣等副產(chǎn)品的深加工利用率，才能徹底改善現(xiàn)有的粗放式生產(chǎn)模式，真正提高能源的轉(zhuǎn)化效率，使蘭炭企業(yè)完成環(huán)保式生產(chǎn)。

4.充分利用回收系統(tǒng)。在蘭炭的生產(chǎn)過程中，原料煤經(jīng)自然風(fēng)干、破碎、篩分、加熱干餾、產(chǎn)品冷卻，產(chǎn)生了大量的粗煤氣及焦油蒸汽，應(yīng)利用風(fēng)機(jī)、豎式間接水冷設(shè)備及循環(huán)水泵等設(shè)備盡量回收并合理利用粗煤氣及焦油蒸汽，這樣可以減少環(huán)境污染并增加產(chǎn)品的附加值。

5.約束企業(yè)養(yǎng)成定期排污的好習(xí)慣。蘭炭企業(yè)在進(jìn)行排污時(shí)應(yīng)遵循“勤排、少排、均勻排”的原則，同時(shí)注重嚴(yán)格控制排污的時(shí)間，并盡量選擇在鍋爐水位稍高、汽壓較高、鍋爐負(fù)荷較低或壓火時(shí)進(jìn)行排污，這樣不易導(dǎo)致缺水。因?yàn)楦咂麎簳r(shí)排污水流的流速較高，便于污垢的徹底排出。

6.有效利用水資源。蘭炭鍋爐中產(chǎn)生的蒸汽可直接為工業(yè)生產(chǎn)和人民生活提供熱能，也可通過蒸汽動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。在具體實(shí)施時(shí)要注意，水質(zhì)必須是軟化水，并且要嚴(yán)格控制水的PH值。endprint

除此以外，蘭炭企業(yè)還可以在以下幾個(gè)方面加強(qiáng)管理：控制產(chǎn)能，當(dāng)前蘭炭產(chǎn)品積壓、價(jià)格下滑，就是產(chǎn)能過剩的原因，今后若要對(duì)蘭炭企業(yè)提高準(zhǔn)入門檻，限制核準(zhǔn)，控制產(chǎn)能，則可以使能耗得到有效控制；適當(dāng)借鑒環(huán)保事故案例的處理方案之經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，使降低能耗利用的措施落到實(shí)處，針對(duì)新的污染排放標(biāo)準(zhǔn)必須要認(rèn)真執(zhí)行；強(qiáng)調(diào)集約發(fā)展，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)園區(qū)化發(fā)展模式，并重視產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，提升產(chǎn)業(yè)規(guī)模度、綜合利用、循環(huán)發(fā)展水平；搞好行業(yè)自律，企業(yè)只有注重內(nèi)部管理，促進(jìn)行業(yè)發(fā)展，承擔(dān)社會(huì)責(zé)任，才能在行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先地位；嚴(yán)格執(zhí)行企業(yè)崗位操作規(guī)程；分析能源消耗現(xiàn)狀，識(shí)別改進(jìn)機(jī)會(huì)，加強(qiáng)評(píng)價(jià)與培訓(xùn)；依據(jù)能源管理法律法規(guī)進(jìn)一步建立并完善能源管理規(guī)章制度，及時(shí)貫徹實(shí)施；完善能效分析并合理匹配生產(chǎn)負(fù)荷；完善能源檢測(cè)手段并定期校驗(yàn)。只有各個(gè)方面齊抓共管，才能使蘭炭企業(yè)的能耗得到有效控制，使蘭炭行業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展之路。

參考文獻(xiàn)：

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Influence Factors and Control Measures of Coal Industry Energy Consumption

ZHANG Pu

（Xian Aeronautical Polytechnic Institute，Xian 710089，China）

Abstract：This paper invests and researches on the coal industry，then analyzes the production process of coal industry，further mining the influence factors of its energy consumption，including dry coke quenching，oxygen enriched combustion，gas comprehensive utilization and automatic control technology，putting forward the measures to control energy consumption，such as rational planning of industrial layout，improvement of technical level，improvement of utilization ratio of by-product，utilization of purification and recovery system，restriction of sewage discharge and effective utilization of water resources.

Key words：coal；energy consumption；influence factor；control measures[責(zé)任編輯 史麗麗]endprint