10年來我國焦化技術(shù)進(jìn)步明顯

　　近10年來，我國焦化行業(yè)得到了快速發(fā)展，總體裝備水平不斷完善，基本形成了世界上煉焦?fàn)t型最為齊全、資源利用最為廣泛、深度加工工藝最為充分的獨(dú)具中國特色的焦化工業(yè)體系，逐步由焦炭生產(chǎn)大國走向煉焦技術(shù)強(qiáng)國。

　　裝備技術(shù)水平不斷提升

　　
　　我國焦炭產(chǎn)量從2002年的14289萬噸到2011年的42779萬噸，年均產(chǎn)量遞增12.95%。焦炭產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的比重也由2000年的35.33%發(fā)展到2011年的66.47%。

　　10年來，我國在取締土焦、改良焦，淘汰炭化室4.3米以下小機(jī)焦?fàn)t的同時，全力推進(jìn)焦?fàn)t的大型化。截至2011年底，我國共有炭化室高6米頂裝焦?fàn)t163座、7.63米大型焦?fàn)t15座。在吸收消化7.63米大型焦?fàn)t技術(shù)的同時，中冶焦耐工程技術(shù)公司進(jìn)行焦?fàn)t組合燃燒技術(shù)、爐體結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵部位耐火材料、關(guān)鍵設(shè)備和焦?fàn)t智能化控制技術(shù)的研究，自主開發(fā)了6.98米JNX70型系列焦?fàn)t及世界上最大的炭化室高6.25米搗固焦?fàn)t和配套的焦?fàn)t機(jī)械裝備，至今共建成投產(chǎn)7米焦?fàn)t17座、6.25米搗固焦?fàn)t8座。

　　“十一五”期間，在國家鋼鐵產(chǎn)業(yè)政策及《焦化行業(yè)準(zhǔn)入條件》推動下，伴隨著焦?fàn)t大型化的發(fā)展，焦化行業(yè)的化產(chǎn)回收加工裝置得到了同步發(fā)展，突出表現(xiàn)在煤焦油及粗苯加工裝置規(guī)模的大型化，提高了資源配置的利用率。山西焦化單套年加工30萬噸煤焦油裝置，推動了我國煤焦油加工技術(shù)的大型化，粗苯加氫裝置由年產(chǎn)能5萬噸增加到15萬噸水平，目前我國苯加氫的總產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到500萬噸。我國焦?fàn)t煤氣制甲醇總產(chǎn)能也突破900萬噸，最大單套裝置年加工能力達(dá)到了30萬噸。

　　焦?fàn)t大型化及干熄焦技術(shù)的推廣普及，促進(jìn)了焦炭質(zhì)量的穩(wěn)步改善，降低了煉焦耗熱量，減少溫室效應(yīng)氣體二氧化碳和氮氧化物的排放量，煉焦工序能耗下降1.52千克標(biāo)煤/噸焦，標(biāo)志著我國煉焦技術(shù)跨入世界先進(jìn)行列。

　　低碳綠色經(jīng)濟(jì)步伐加快

　　近10年來，我國焦化行業(yè)加快由傳統(tǒng)煉焦生產(chǎn)向低碳經(jīng)濟(jì)綠色轉(zhuǎn)變的進(jìn)程，通過引進(jìn)消化吸收、自主創(chuàng)新，廣泛推廣應(yīng)用國內(nèi)外成熟的先進(jìn)工藝技術(shù)，如干熄焦、煤調(diào)濕、焦?fàn)t自動加熱與控制燃燒、焦?fàn)t機(jī)械自動化控制、導(dǎo)熱油、無蒸汽蒸氨、負(fù)壓蒸苯、焦油深度加工、廢水深度處理、中水梯度利用零排放等技術(shù)，以及焦?fàn)t裝煤和出焦煙塵治理技術(shù)和污水處理工藝等得到廣泛應(yīng)用；一批大型儲煤罐、防塵抑塵網(wǎng)及大批裝煤除塵、推焦除塵、地面除塵站、污水處理裝置的建設(shè)，使得焦化產(chǎn)業(yè)“高能耗、高排放”的狀況有了改觀，促進(jìn)了行業(yè)的整體裝備水平較快提升。

　　近10年來，干熄焦技術(shù)得到迅猛發(fā)展，“十一五”期間短短的5年時間，我國投產(chǎn)和建成了75套干熄焦裝置，是前20年的2.5倍，并研發(fā)了世界領(lǐng)先的260噸/小時干熄焦裝置。利用煤焦油瀝青生產(chǎn)針狀焦技術(shù)漸趨完善。采用延遲焦化工藝年產(chǎn)5萬噸~8萬噸針狀焦裝置已生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，打破了國外對針狀焦生產(chǎn)技術(shù)的長期壟斷。高溫煤焦油加氫技術(shù)取得重大進(jìn)展，加氫裂化制取柴油的關(guān)鍵技術(shù)路線已基本形成，研發(fā)出高壓反應(yīng)器及催化劑，首套10萬噸/年高溫煤焦油加氫裝置已于2009年在七臺河寶泰隆煤化工公司成功產(chǎn)出柴油餾分，內(nèi)蒙古慶華焦化也于今年成功出油，各項指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計值。該技術(shù)具有較強(qiáng)的抗風(fēng)險能力，經(jīng)濟(jì)效益可觀，為焦化行業(yè)開辟了煤焦油加工的新途徑。

　　10年來，困擾我國焦化企業(yè)多年的只“焦”不“化”局面得到改善。焦化企業(yè)努力優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，開拓新產(chǎn)品，推廣煤氣綜合利用、苯加氫精制以及煤焦油深加工等技術(shù)，節(jié)能降耗指標(biāo)逐年改善。2011年，全國焦化企業(yè)噸焦耗洗煤同比下降9千克/噸焦，煉焦耗新水量下降3千克/噸焦，水二次循環(huán)利用率提高0.3%。

　　煉焦煤調(diào)濕技術(shù)成為焦化行業(yè)節(jié)能減排的一大亮點(diǎn)，振動流化床的煤調(diào)濕技術(shù)得到焦化企業(yè)的認(rèn)同，目前已運(yùn)行的7套煤調(diào)濕裝置規(guī)模達(dá)到180噸/小時~350噸/小時。寶鋼330噸/小時煤調(diào)濕裝置，調(diào)濕后原料煤實際運(yùn)行水分穩(wěn)定在7%左右，在不改變結(jié)焦時間的情況下，焦?fàn)t標(biāo)準(zhǔn)溫度下降了15℃，產(chǎn)量提高約3%左右，焦炭抗碎強(qiáng)度提高2%。特別是以焦?fàn)t煙道廢氣為熱源的第三代調(diào)濕工藝，余熱利用率高、工藝流程短，從根本上減緩焦化生產(chǎn)的資源消耗總量和污染物排放量，減少溫室氣體的排放，為焦化行業(yè)節(jié)能減排開辟了一條新途徑。目前，鞍鋼、武鋼、萊鋼等企業(yè)的煤調(diào)濕項目正在緊鑼密鼓進(jìn)行中。

　　資源化利用取得突破

　　焦化行業(yè)是化石能源-煤炭干餾轉(zhuǎn)化加工的重要能源流程產(chǎn)業(yè)，能源加工轉(zhuǎn)換效率達(dá)到97.6%，是國內(nèi)能源加工轉(zhuǎn)換率最高的行業(yè)。近10年來，焦化行業(yè)充分發(fā)揮能源工藝轉(zhuǎn)化的優(yōu)勢，推進(jìn)綠色發(fā)展，發(fā)展低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)，開展了一次能源煉焦煤的科學(xué)配用和二次能源余熱余能的開發(fā)利用。

　　煉焦煤資源的科學(xué)利用。為降低配煤成本，節(jié)約優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源，擴(kuò)大煉焦煤源開發(fā)，焦化工作者開展了一系列研究工作。武鋼常年跟蹤煉焦煤的煤質(zhì)特性、結(jié)焦機(jī)理和成焦微觀結(jié)構(gòu)等內(nèi)在本質(zhì)特征的技術(shù)研究進(jìn)展，通過單種煤的煤質(zhì)研究和配煤煉焦試驗，建立高流動煉焦煤控制模型，實現(xiàn)高流動、高膨脹煉焦煤的合理替代。該技術(shù)成功應(yīng)用于武鋼7.63米大型焦?fàn)t，貧瘦煤配用量達(dá)14%~16%，少用優(yōu)質(zhì)瘦煤10%以上，低變質(zhì)弱黏煤配用量達(dá)20%以上，焦炭熱強(qiáng)度提高2%~3%，配煤方案比國內(nèi)同類型焦?fàn)t少用肥煤15%～30%以上，少用焦煤5%，年節(jié)約稀缺的優(yōu)質(zhì)煉焦煤200萬噸～300萬噸。馬鋼、攀鋼、沙鋼等焦化企業(yè)結(jié)合大容積焦?fàn)t用煤的特殊性，開展煉焦用煤細(xì)化分類使用技術(shù)及煤巖學(xué)配煤研究，利用鏡質(zhì)組反射率分布曲線圖形和煤巖分析指標(biāo)對煤質(zhì)進(jìn)行判斷，達(dá)到了煤場科學(xué)管理、優(yōu)化配煤、提高焦炭質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的目的。

　　我國搗固焦炭產(chǎn)能已達(dá)2億噸，逐步形成4.3米、5.0米、5.5米、6.0米、6.25米焦?fàn)t系列，焦煤和肥煤配比使用分別下降8.9%和5.2%，氣煤、1/3焦煤和瘦煤配比分別提高4.6%、3.5%和6.5%，不僅拓展了煉焦煤源，而且節(jié)省焦煤和肥煤資源。

　　煉焦余熱余能的回收利用。近10年來，焦化行業(yè)抓好二次能源的回收利用，挖掘節(jié)能降耗潛力，強(qiáng)調(diào)“資源－能源－再資源”的綜合利用，著力開發(fā)紅焦余熱、煉焦荒煤氣顯熱、焦?fàn)t煙道廢氣余熱的回收利用。干法熄焦是回收利用紅焦余熱的最佳技術(shù)。截至2011年底，我國建成運(yùn)行的干熄焦裝置已達(dá)117套，大中型鋼鐵企業(yè)焦炭平均干熄焦率達(dá)到84.7%，目前我國已具備設(shè)計建設(shè)單爐處理量為50噸/小時~260噸/小時的能力。據(jù)了解，約占36%的焦?fàn)t散熱量是由溫度高達(dá)650℃～750℃的焦?fàn)t荒煤氣帶出炭化室。鞍鋼、武鋼、馬鋼等企業(yè)曾采用“上升管汽化冷卻裝置”來回收這部分熱能，重鋼焦化廠又采取了以導(dǎo)熱油回收的方式，濟(jì)鋼、梅山焦化、中冶焦耐與無錫焦化也紛紛開展試驗。目前，平煤武鋼聯(lián)合焦化公司研發(fā)出高效微流態(tài)的導(dǎo)熱材料做傳熱材質(zhì)，荒煤氣顯熱回收效率達(dá)32%，噸焦可降低煉焦工序能耗10千克標(biāo)煤/噸焦，近期有望投入工業(yè)化應(yīng)用。180℃～250℃焦?fàn)t煙道廢氣帶出約17%的焦?fàn)t輸出熱量，通過煙囪放散至大氣中，余熱被大量浪費(fèi)。目前這部分熱能利用方式有煤調(diào)濕和熱管鍋爐回收技術(shù)。

　　近年來，利用煉焦廢氣的煤調(diào)濕技術(shù)發(fā)展迅猛，開發(fā)出以振動流化床實現(xiàn)調(diào)濕分級相結(jié)合的調(diào)濕分級一體型的新型煤調(diào)試技術(shù)及不同的干燥設(shè)備，應(yīng)用在馬鋼、濟(jì)鋼及昆鋼的調(diào)濕工藝上，經(jīng)濟(jì)及環(huán)保效益顯著。工業(yè)與信息化部已下發(fā)《鋼鐵企業(yè)煉焦煤調(diào)濕技術(shù)推廣實施方案》，逐步在條件成熟的大中型鋼鐵企業(yè)中推廣煤調(diào)濕技術(shù)。煙道廢氣余熱用于熱管鍋爐來生產(chǎn)蒸汽，已在多家焦化企業(yè)應(yīng)用，山西太化焦化廠的應(yīng)用實踐表明，280℃、14萬立方米/小時的煙道廢氣余熱產(chǎn)生的過熱蒸汽，使噸焦綜合能耗降低10千克標(biāo)準(zhǔn)煤，同時二氧化碳、二氧化硫及氮化物排放量明顯減少。

　　焦?fàn)t煤氣資源實現(xiàn)綜合利用

　　焦?fàn)t煤氣資源化利用是我國煉焦行業(yè)近10年來的最大亮點(diǎn)。我國焦化行業(yè)利用豐富的煤氣資源和煉焦煤氣富氫的特性，結(jié)合先進(jìn)的化工合成技術(shù)，攻破了合成氣體的深度凈化、轉(zhuǎn)化和合成技術(shù)裝備和自動化控制等一系列難題，利用焦?fàn)t煤氣制甲醇、天然氣、合成氨及提氫，使焦?fàn)t煤氣的資源性開發(fā)成為焦化行業(yè)新經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。甲醇制烯烴、發(fā)酵制乙醇等技術(shù)的開發(fā)成功，構(gòu)建了焦化行業(yè)新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展鏈條。四川達(dá)鋼焦?fàn)t煤氣配加轉(zhuǎn)爐煤氣補(bǔ)碳制甲醇技術(shù)更是在此基礎(chǔ)上的一大創(chuàng)新。

　　2011年，利用焦?fàn)t煤氣制取天然氣這一關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破，處理量5000立方米/小時的焦?fàn)t氣低溫甲烷化制天然氣工業(yè)示范裝置在山西同世達(dá)公司運(yùn)行，今年內(nèi)山東菏澤富海能源及邯鄲裕泰集團(tuán)的焦?fàn)t煤氣制液化天然氣（LNG）規(guī)模8萬噸/年將建成投產(chǎn)，使我國焦?fàn)t煤氣資源化利用走上良性發(fā)展的軌道。

　　總體來看，10年來在我國焦化行業(yè)由傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的過程中，以焦化產(chǎn)品―再生資源―循環(huán)利用為路徑，構(gòu)建協(xié)調(diào)發(fā)展新格局的成就令人矚目，為“十二五”焦化行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型奠定了堅實基礎(chǔ)。

來源：中國冶金報

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