10年來我國焦化技術進步明顯

　　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爐型最為齊全、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)大國走向煉焦技術強國。

　　裝備技術水平不斷提升

　　
　　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米以下小機焦爐的同時，全力推進焦爐的大型化。截至2011年底，我國共有炭化室高6米頂裝焦爐163座、7.63米大型焦爐15座。在吸收消化7.63米大型焦爐技術的同時，中冶焦耐工程技術公司進行焦爐組合燃燒技術、爐體結構、關鍵部位耐火材料、關鍵設備和焦爐智能化控制技術的研究，自主開發(fā)了6.98米JNX70型系列焦爐及世界上最大的炭化室高6.25米搗固焦爐和配套的焦爐機械裝備，至今共建成投產(chǎn)7米焦爐17座、6.25米搗固焦爐8座。

　　“十一五”期間，在國家鋼鐵產(chǎn)業(yè)政策及《焦化行業(yè)準入條件》推動下，伴隨著焦爐大型化的發(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)達到500萬噸。我國焦爐煤氣制甲醇總產(chǎn)能也突破900萬噸，最大單套裝置年加工能力達到了30萬噸。

　　焦爐大型化及干熄焦技術的推廣普及，促進了焦炭質量的穩(wěn)步改善，降低了煉焦耗熱量，減少溫室效應氣體二氧化碳和氮氧化物的排放量，煉焦工序能耗下降1.52千克標煤/噸焦，標志著我國煉焦技術跨入世界先進行列。

　　低碳綠色經(jīng)濟步伐加快

　　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)濟綠色轉變的進程，通過引進消化吸收、自主創(chuàng)新，廣泛推廣應用國內(nèi)外成熟的先進工藝技術，如干熄焦、煤調(diào)濕、焦爐自動加熱與控制燃燒、焦爐機械自動化控制、導熱油、無蒸汽蒸氨、負壓蒸苯、焦油深度加工、廢水深度處理、中水梯度利用零排放等技術，以及焦爐裝煤和出焦煙塵治理技術和污水處理工藝等得到廣泛應用；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，使得焦化產(chǎn)業(yè)“高能耗、高排放”的狀況有了改觀，促進了行業(yè)的整體裝備水平較快提升。

　　近10年來，干熄焦技術得到迅猛發(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)技術的長期壟斷。高溫煤焦油加氫技術取得重大進展，加氫裂化制取柴油的關鍵技術路線已基本形成，研發(fā)出高壓反應器及催化劑，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，各項指標均達到設計值。該技術具有較強的抗風險能力，經(jīng)濟效益可觀，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)品結構，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，節(jié)能降耗指標逐年改善。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)濕技術成為焦化行業(yè)節(jié)能減排的一大亮點，振動流化床的煤調(diào)濕技術得到焦化企業(yè)的認同，目前已運行的7套煤調(diào)濕裝置規(guī)模達到180噸/小時~350噸/小時。寶鋼330噸/小時煤調(diào)濕裝置，調(diào)濕后原料煤實際運行水分穩(wěn)定在7%左右，在不改變結焦時間的情況下，焦爐標準溫度下降了15℃，產(chǎn)量提高約3%左右，焦炭抗碎強度提高2%。特別是以焦爐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-煤炭干餾轉化加工的重要能源流程產(chǎn)業(yè)，能源加工轉換效率達到97.6%，是國內(nèi)能源加工轉換率最高的行業(yè)。近10年來，焦化行業(yè)充分發(fā)揮能源工藝轉化的優(yōu)勢，推進綠色發(fā)展，發(fā)展低碳循環(huán)經(jīng)濟，開展了一次能源煉焦煤的科學配用和二次能源余熱余能的開發(fā)利用。

　　煉焦煤資源的科學利用。為降低配煤成本，節(jié)約優(yōu)質煉焦煤資源，擴大煉焦煤源開發(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特性、結焦機理和成焦微觀結構等內(nèi)在本質特征的技術研究進展，通過單種煤的煤質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。該技術成功應用于武鋼7.63米大型焦爐，貧瘦煤配用量達14%~16%，少用優(yōu)質瘦煤10%以上，低變質弱黏煤配用量達20%以上，焦炭熱強度提高2%~3%，配煤方案比國內(nèi)同類型焦爐少用肥煤15%～30%以上，少用焦煤5%，年節(jié)約稀缺的優(yōu)質煉焦煤200萬噸～300萬噸。馬鋼、攀鋼、沙鋼等焦化企業(yè)結合大容積焦爐用煤的特殊性，開展煉焦用煤細化分類使用技術及煤巖學配煤研究，利用鏡質組反射率分布曲線圖形和煤巖分析指標對煤質進行判斷，達到了煤場科學管理、優(yōu)化配煤、提高焦炭質量、降低生產(chǎn)成本的目的。

　　我國搗固焦炭產(chǎn)能已達2億噸，逐步形成4.3米、5.0米、5.5米、6.0米、6.25米焦爐系列，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、焦爐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。截至2011年底，我國建成運行的干熄焦裝置已達117套，大中型鋼鐵企業(yè)焦炭平均干熄焦率達到84.7%，目前我國已具備設計建設單爐處理量為50噸/小時~260噸/小時的能力。據(jù)了解，約占36%的焦爐散熱量是由溫度高達650℃～750℃的焦爐荒煤氣帶出炭化室。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熱油回收的方式，濟鋼、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)的導熱材料做傳熱材質，荒煤氣顯熱回收效率達32%，噸焦可降低煉焦工序能耗10千克標煤/噸焦，近期有望投入工業(yè)化應用。180℃～250℃焦爐煙道廢氣帶出約17%的焦爐輸出熱量，通過煙囪放散至大氣中，余熱被大量浪費。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。

　　近年來，利用煉焦廢氣的煤調(diào)濕技術發(fā)展迅猛，開發(fā)出以振動流化床實現(xiàn)調(diào)濕分級相結合的調(diào)濕分級一體型的新型煤調(diào)試技術及不同的干燥設備，應用在馬鋼、濟鋼及昆鋼的調(diào)濕工藝上，經(jīng)濟及環(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。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)應用，山西太化焦化廠的應用實踐表明，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10千克標準煤，同時二氧化碳、二氧化硫及氮化物排放量明顯減少。

　　焦爐煤氣資源實現(xiàn)綜合利用

　　焦爐煤氣資源化利用是我國煉焦行業(yè)近10年來的最大亮點。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，結合先進的化工合成技術，攻破了合成氣體的深度凈化、轉化和合成技術裝備和自動化控制等一系列難題，利用焦爐煤氣制甲醇、天然氣、合成氨及提氫，使焦爐煤氣的資源性開發(fā)成為焦化行業(yè)新經(jīng)濟增長點。甲醇制烯烴、發(fā)酵制乙醇等技術的開發(fā)成功，構建了焦化行業(yè)新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展鏈條。四川達鋼焦爐煤氣配加轉爐煤氣補碳制甲醇技術更是在此基礎上的一大創(chuàng)新。

　　2011年，利用焦爐煤氣制取天然氣這一關鍵技術取得重大突破，處理量5000立方米/小時的焦爐氣低溫甲烷化制天然氣工業(yè)示范裝置在山西同世達公司運行，今年內(nèi)山東菏澤富海能源及邯鄲裕泰集團的焦爐煤氣制液化天然氣（LNG）規(guī)模8萬噸/年將建成投產(chǎn)，使我國焦爐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)轉型的過程中，以焦化產(chǎn)品―再生資源―循環(huán)利用為路徑，構建協(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)綠色轉型奠定了堅實基礎。

來源：中國冶金報

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