我國焦化工藝技術(shù)的發(fā)展

周博強徐哲左為為(.中鋼集團鞍山熱能研究院有限公司， 遼寧 鞍山 4000) (.新余鋼鐵集團有限公司， 江西 新余 33800)

我國焦化工藝技術(shù)的發(fā)展

周博強1徐哲1左為為2(1.中鋼集團鞍山熱能研究院有限公司， 遼寧 鞍山 114000) (2.新余鋼鐵集團有限公司， 江西 新余 338001)

隨著我國焦化行業(yè)的不斷發(fā)展和我國大力引進國外先進的焦化工藝、信息技術(shù)的同時，在一定程度上推動著高效能源轉(zhuǎn)換及高效能工藝技術(shù)裝備、無水工藝技術(shù)、信息自動化智能管控等高效管理技術(shù)的相繼研發(fā)，這促使焦化工藝逐漸向信息化、高效化、清潔化的趨勢不斷演變。接下來，本文針對我國焦化工藝技術(shù)的發(fā)展進行論述，望能夠?qū)Υ蠹矣幸欢ǖ膮⒖純r值。

焦化;工藝技術(shù);發(fā)展

1 焦化工問題分析

1.1 煉焦過程中的能源浪費

在煉焦的整個過程的開端，使用煉焦的煤當中的含水量超出規(guī)定標準。我國煤炭行業(yè)管理部門規(guī)定的煉焦用煤含水量標準在70%的范圍。從相關(guān)調(diào)查中得知：很多企業(yè)的用煤水分含量超出10%。我們知道，在現(xiàn)有煉焦爐當中若煤的含水量比較多的話，那么純凈煤的投入量則需相應的減少一些，這會在很大程度上增加煤炭的總消耗量，致使額外熱能耗損的增加。除此之外，遵循國家相關(guān)規(guī)定，通過煤氣爐加熱來進行煉焦，那么，其熱量損耗不可高出2250 kJ/kg。在煉焦的中間環(huán)節(jié)，造成的能源浪費情況是經(jīng)常多見的。因目前許多焦化企業(yè)在先進焦化技術(shù)的引入及研發(fā)上的資金投入非常少，焦爐設備老化、破漏現(xiàn)象十分嚴重，與此同時，焦爐門口向外不斷冒煙、冒氣。在這個中間環(huán)節(jié)當中所損耗的熱能是很大的，若能加強煉焦過程中能源損耗的有效掌控，則會將煤的損耗量降到最低的程度。

在焦爐的最后一個環(huán)節(jié)，焦爐尾部的設備排放出的氣體溫度可高達300℃以上，若采用某種焦化工藝把這一部分的余熱進行回收，同時用于最初的環(huán)節(jié)，這樣不僅能夠節(jié)省入爐煤的使用數(shù)量，同時可很好地減少廢氣、廢熱的排出量，從而對環(huán)境起到良好地保護作用。除此之外，一些焦化企業(yè)的焦化煤氣回收系統(tǒng)需不斷地加以完善化，在煉焦的過程中形成的煤氣未能得到充分地利用，從而造成熱能的巨大浪費。

1.2 其他環(huán)節(jié)的能源耗損

除煉焦中心環(huán)節(jié)之外，在人為因素的影響下致使最終統(tǒng)計數(shù)據(jù)真實性完全喪失，并且信息記錄并不完整。所以，在煉焦的過程當中對于能源損耗的具體分析也僅僅是殘留于外在的形式。煉焦入爐煤的配合比并不協(xié)調(diào)，優(yōu)質(zhì)主焦煤的使用數(shù)量比重比較大，未根據(jù)現(xiàn)實狀況來進行熱值的化驗，盲目地遵循國家統(tǒng)一標準對煤的使用量進行折算，在人為因素的影響下造成大量的煤炭資源損耗。同時，焦化企業(yè)的水量使用也是需要加以重視的一個方面，從當下的焦化企業(yè)現(xiàn)狀來看，縱使創(chuàng)建了循環(huán)用水機制及相關(guān)設備，可是因廢水處理花費要比新水使用費用要高出很多，所以并未真正意義上對水的循環(huán)使用問題加以重視，通常所說的設備也只是為了應付檢查罷了，為此，水資源遭受到巨大的浪費，廢水污染問題十分嚴峻。

2 焦化工藝技術(shù)的發(fā)展

這些年，我國鋼鐵工業(yè)得到了迅速的進步及發(fā)展，在此過程當中，焦化工藝技術(shù)水平不斷升高。未來焦化工藝技術(shù)勢必會逐漸成為焦化發(fā)展的主流趨勢，將為焦化行業(yè)的生存及未來發(fā)展提供強大的支持。可是，在優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源日益緊張的基本現(xiàn)狀下，焦化工藝技術(shù)的革新變得更為重要。

2.1 科學配煤方法的運用與配煤專家系統(tǒng)的研究運用

在我國冶金技術(shù)水平的不斷提高，其對焦炭質(zhì)量有了更高的具體要求，過去的配煤方式早已不能對于配煤煉焦生產(chǎn)中發(fā)生的異?，F(xiàn)象做出正確的解釋，未能促使其順利地由定性轉(zhuǎn)變?yōu)槎?，現(xiàn)已不能達到焦化正常生產(chǎn)的相關(guān)需求。在焦化理論內(nèi)容中，焦化工藝技術(shù)屬于一門基礎性學科，目前仍然處在發(fā)展的過程當中，可是因我們在煤資源的認識上更為全面一些，在煤炭理論不斷完善化、配煤技術(shù)日益發(fā)展的今天，通過科學的方式進行配煤早已獲得了大眾的認可。截至目前，世界各個國家都在不斷地進行配煤技術(shù)的研發(fā)，這些先進的技術(shù)皆是以煤巖學作為理論基礎的。二十世紀八十年代，我國的配煤科學技術(shù)獲得了迅速地發(fā)展，在我國對煤的系統(tǒng)性研究與日常生產(chǎn)中，隨處都可以看到煤巖學的影子。在焦化工業(yè)當中，配煤技術(shù)也作為一種獨具特色的科學技術(shù)得到了大范圍地投入使用。

2.2 頂裝焦爐的超大型化

對于焦爐的發(fā)展方向而言，焦爐大型化炭化室寬度與高度的增加、單孔炭化室的產(chǎn)焦量不斷地增多成為主流。通過焦爐的不斷發(fā)展，我國新建的頂裝焦爐最為常見的一般為6米，2007年，有41座煤爐在我國正式投入使用，其中，煤炭產(chǎn)量增加2163萬噸，煤爐中，炭化室達到6米以上的焦爐達到了23座，產(chǎn)能在1435萬噸的占到整個新增產(chǎn)能的66%左右；2009年，我國平均每年投產(chǎn)的焦爐達到50余座，新增焦炭產(chǎn)能大都高出三千萬噸的水平。目前，我國達到6米以上的焦爐其年產(chǎn)能超出了1億噸，現(xiàn)在逐漸與總產(chǎn)能的25%相接近；2005年，鞍山焦耐院開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的7米的焦爐，這種焦爐與6米焦爐相比，在焦爐爐體、施工工藝、環(huán)保水平相比來看產(chǎn)生了本質(zhì)性的改變，其逐漸躋身于世界先進行列。

2.3 搗固焦爐的推廣及大型化

(1)搗固焦爐技術(shù)的顯著優(yōu)勢。第一，降低技術(shù)成本。將固有的煤餅堆密度由頂裝煤煉焦0.74 t/m3增至1.1t/m3，煤料顆粒中的距離逐漸地縮小，煤餅堆比例升高，這對于配入高揮發(fā)性能的煤、粘結(jié)性低的煤是比較有利的。搗固煉焦工藝促使一些不可再生的煉焦煤資源有效地節(jié)約，從而降低了生產(chǎn)成本；第二，搗固煉焦可提升焦炭的機械強度與熱反應強度，據(jù)有關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析：在添加30%弱粘結(jié)性煤的基礎上，煤炭的機械強度會明顯的提高；第三，其與炭化室高度未450毫米的頂裝焦爐對比來看，搗固焦爐的出焦次數(shù)將會得到明顯地減少，勞動強度明顯降低，并且對具體的操作氛圍會產(chǎn)生良好的改善，具備縮減無組織排放的明顯優(yōu)勢；第四，大容積焦爐搗固，在焦爐的容積與搗固煉焦上有著獨特的優(yōu)點。

(2) 國內(nèi)外搗固焦爐的推廣與大型化。德國目前是全世界最早運用搗固煉焦技術(shù)的國家，1989年，原蘇聯(lián)第一頂裝焦爐

改造成搗固煉焦爐后不斷地得到了廣泛地應用。波蘭因本國內(nèi)部揮發(fā)分高的煤炭資源較多，適合煉焦的煤資源并不多，所以搗固工藝也得到了廣泛性的使用。像印度、法國、羅馬尼亞等國家，搗固煉焦技術(shù)也獲得了較為廣泛化的運用。二十世紀七十年代，6米的大型搗固焦爐被西德成功地進行了研發(fā)，于西德薩爾堡煤礦焦化工程正式的投入使用。

搗固焦爐在我國有著近百年的使用歷史，上世紀，鞍山焦耐院、化二院成功研制出4.3米、5.5米的搗固焦爐。2006年，鞍山焦耐院成功研制出6.25米搗固焦爐，其代表了我國搗固煉焦技術(shù)達到一個很高的水平。我國是一個煤炭資源比較豐富的國家，但是，能夠進行煉焦的煤炭資源卻是十分稀缺，通過最近幾年我國煉焦技術(shù)水平的顯著升高，這在一定程度上使得我國的焦煤在市場供應現(xiàn)狀上得到了明顯地改善，再加上國際市場上主焦煤價格的不斷升高，都在一定程度上推動著我國焦化技術(shù)工藝獲得了大范圍地運用。

2.4 干熄焦技術(shù)的推廣及大型化

(1)干熄焦技術(shù)的獨特優(yōu)勢。第一，高效率紅焦余熱的回收，在一定程度上使得煉焦能源損耗量得到顯著性的降低，其中，干熄焦達到的回收率在80%左右，在確保焦炭固有質(zhì)量的基本前提下，通過干熄焦的方式能夠在配煤當中多使用15%的弱粘結(jié)性煤，這樣能夠達到資源節(jié)約的目的，促使煉焦使用煤成本明顯地降低；第二，最大限度上將給自然環(huán)境的不良影響降到最低的程度，干熄焦的采用是惰性氣體在密封的干燥環(huán)境下冷卻紅焦，并且有著非常顯著的除塵設施，不會給自然環(huán)境造成任何不良的影響。(2)國內(nèi)外干熄焦技術(shù)的發(fā)展及大型化。干熄焦工藝技術(shù)在初期發(fā)展的過程，受到相關(guān)裝置處理性能較低的影響，其發(fā)生的蒸汽穩(wěn)定性能較低、需投入較大成本，為此并沒有得到重視。到二十世紀末期，日本成功創(chuàng)建單槽處理性能的干熄焦裝置，其中，干熄焦概率大概占到了日本高焦爐使用總量的八成，促使日本演變?yōu)楦上ń寡b置運用最多的國家之一。

2.5 煤調(diào)濕技術(shù)的發(fā)展及推廣

煤調(diào)濕工藝技術(shù)為裝爐煤水分控制工藝技術(shù)的簡稱，其實將煉焦煤料進行裝爐處理前期把其中含有的水分完全清除，將裝爐煤的水分保持在6%的比例，進而開展裝爐煉焦。

(1)煤調(diào)濕技術(shù)的優(yōu)勢。隨著焦爐生產(chǎn)性能的明顯升高，裝爐煤中的水分在明顯縮減的基礎上，其煤堆密度不斷升高，在添加煤裝量的基礎上，能夠使得煤炭的實際產(chǎn)量不斷提高，據(jù)日本的生產(chǎn)結(jié)果證明：CMC焦化技術(shù)可促使焦爐生產(chǎn)性能提升7%～11%左右。此外，煉焦耗熱量促使煤水分顯著地降低，煉焦耗熱量得到進一步地減少。(2)煤調(diào)濕技術(shù)的發(fā)展與推廣。二十世紀，CMC焦化工藝技術(shù)所具有的顯著環(huán)保、節(jié)能及社會經(jīng)濟效益得到了人們的共同認可，在此過程中該技術(shù)獲得了非常迅速的發(fā)展。到2000年，日本有15家焦化工廠的焦爐當中，就開始以CMC焦化工藝技術(shù)的運用為主，由此看來，CMC焦化工藝技術(shù)必定會在我國逐漸普及、應用。

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