干熄焦技術(shù)在安鋼的應(yīng)用

安鋼集團公司焦化廠邱洪森李笑芳崔學增

干熄焦技術(shù)在安鋼的應(yīng)用

安鋼集團公司焦化廠邱洪森李笑芳崔學增

隨著世界性能源短缺加劇以及環(huán)保法規(guī)日趨嚴格，綠色經(jīng)濟和循環(huán)經(jīng)濟將是今后生產(chǎn)型企業(yè)管理的發(fā)展方向。節(jié)能、環(huán)保是目前冶金行業(yè)必須面對的兩大課題，作為焦化工業(yè)重大節(jié)能環(huán)保技術(shù)的干法熄焦技術(shù)，正在成為焦化工藝中一個不可缺少的環(huán)節(jié)。國家產(chǎn)業(yè)政策要求，新建4.3m以上焦爐必須配備與之能力相適應(yīng)的干熄焦裝置。

一、干熄焦技術(shù)發(fā)展概況

干熄焦技術(shù)起源于歐洲，20世紀60年代，前蘇聯(lián)在干熄焦技術(shù)上取得了突破性進展，日本率先從前蘇聯(lián)引進了干熄焦技術(shù)，并在裝置大型化、自動控制和環(huán)境保護方面進行了有效改進。日本的干熄焦技術(shù)不僅在其國內(nèi)被普遍采用，同時它將干熄焦技術(shù)輸出到其他國家。德國TSOA公司發(fā)明了水冷壁式干熄焦裝置，使氣體循環(huán)系統(tǒng)更加優(yōu)化，并降低了運行成本。目前具有代表性的是德國TSOA公司技術(shù)和日本新日鐵技術(shù)，使干熄焦技術(shù)及其應(yīng)用達到了較先進的水平。自20世紀80年代寶鋼從日本引入干熄焦至今，我國先后引入了多套不同工藝的干熄焦裝置。近年來我國在消化吸收外來技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計投產(chǎn)了多套干熄焦裝置，整體運行狀況良好，經(jīng)濟效益可觀。

二、干熄焦技術(shù)工藝簡介

干熄焦技術(shù)工藝流程主要是：從焦爐推出的紅焦溫度為950℃～1050℃，通過運載車送往干熄焦容器內(nèi)。干熄焦容器上密封的設(shè)備，由循環(huán)風機鼓入冷惰性氣體，與紅焦直接進行熱交換，可將其冷卻到250℃以下。冷卻后的焦炭送往焦炭庫。從干熄焦容器內(nèi)出來的惰性氣體溫度為850℃左右，經(jīng)過一次除塵氣體含塵量要小于（6g/m3）進入余熱鍋爐換熱。換熱后的惰性氣體溫度可降到200℃以下。從余熱鍋爐出來的惰性氣體要進行二次除塵（氣體含塵量要小于lg/m3），再由循環(huán)風機送入干熄焦容器內(nèi)進行循環(huán)使用。

采用濕法熄焦，熄焦的蒸汽含有大量酚，氰化物，硫化物和粉塵，會擴散到大氣中。這些污染物占煉焦過程對外排放水污染物的1/3。采用干法熄焦，基本上解決了這個問題，對環(huán)境沒有污染。

首先，干法熄焦可回收80%的紅焦顯熱，平均每熄1噸焦炭可回收3.9MPa、450℃的蒸汽0.45～0.6t。由于出爐的紅焦顯熱約占焦爐能耗的35%～40%，這部分能量相當于煉焦煤能量的5%。干熄焦的能源幾乎可占鋼鐵企業(yè)可回收的二次能源總量的一半左右。如將其回收和利用，可大大降低冶金產(chǎn)品成本，起到節(jié)能降耗的作用。其次，由于干熄焦能夠產(chǎn)生蒸汽并可進一步用于發(fā)電，避免了生產(chǎn)相同數(shù)量蒸汽的鍋爐因燃煤對大氣造成污染，尤其減少了二氧化碳、二氧化硫向大氣的排放。據(jù)測算，一個年產(chǎn)100萬t焦炭的焦化廠，采用干熄焦每年可以減少8萬～10萬t動力煤燃燒向大氣排放的各種污染物。同時，在保持原焦炭質(zhì)量不變的條件下，采用干熄焦可以降低強黏結(jié)性的焦、肥煤配入量10%～20%，有利于保護資源并降低焦炭成本。

三、干熄焦技術(shù)應(yīng)用

干熄焦還可以改善焦炭質(zhì)量，同濕法熄焦相比，使焦炭M40提高了3%～8%，Ml0降低了0.3%～0.8%，且焦炭的熱反應(yīng)性（CSR、CIR）均有所改善。焦炭M40提高1%，煉鐵焦比則下降5千克/噸，產(chǎn)量則提高4%。以安鋼焦化廠140t/h干熄焦為例，年處理焦炭110萬t，投資總額控制在16000萬元，干熄焦的經(jīng)濟效益及投資償還期如下。

1.干熄焦直接經(jīng)濟效益。干熄焦年產(chǎn)蒸汽66萬t，蒸汽壓力3.82MPa、蒸汽溫度450℃，可用于發(fā)電或其他工業(yè)、民用設(shè)施，扣除干熄焦自身消耗。每年因生產(chǎn)蒸汽產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益約為2300萬元。

2.干熄焦延伸經(jīng)濟效益。高爐采用干熄焦的焦炭生產(chǎn)，其焦比可降低2%，全年因節(jié)約焦炭而產(chǎn)生的效益約890萬元。高爐采用干熄焦的焦炭可提高煉鐵產(chǎn)量約1%，全年因提高煉鐵產(chǎn)量產(chǎn)生的經(jīng)濟效益約為690萬元，總延伸效益為1580萬元。

3.干熄焦全年總經(jīng)濟效益。前二者之和為3880萬元。

4.干熄焦投入的費用。干熄焦的年折舊費按5%計，年維修費按2%計，操作人員工資及其他費用每年約100萬元，共計1220萬元。

5.干熄焦投資償還期。投資償還期約為16000/（3880-1220）= 6年。

四、存在的問題和建議

目前，干熄焦技術(shù)在我國的推廣不甚理想，原因有以下幾點。

1.規(guī)格單一各企業(yè)引進后均未進行有組織的協(xié)調(diào)和整合。

2.工程投資高引進技術(shù)后國內(nèi)沒有專業(yè)制造廠介入，設(shè)備未能實現(xiàn)國產(chǎn)化。

3.能源價格不合理。我國能源價格一直處于比較低的狀態(tài)，使干熄焦節(jié)能效益不明顯，投資回收期長。

4.沒有考慮干熄焦的延伸效益。干熄焦對焦炭質(zhì)量的提高未能在煉鐵工序中體現(xiàn)出來。

目前，河南省焦炭年生產(chǎn)能力約為2200萬t，如果全部采用干熄焦技術(shù)，每年將節(jié)省動力煤170萬～210萬t，二氧化碳排放量減少210萬～360萬t，年創(chuàng)經(jīng)濟效益6～8億元以上。同時由于干熄焦項目的巨大節(jié)能和減排潛力，還可以把干熄焦項目與清潔發(fā)展機制結(jié)合起來，通過出售二氧化碳減排指標，獲得額外的收益。煤化工產(chǎn)業(yè)，已列入河南省“十二五”規(guī)劃，作為一項支柱產(chǎn)業(yè)，必將會得到快速發(fā)展，干熄焦技術(shù)的應(yīng)用也將會開辟出一片新天地。