“十二五”中国炼焦行业节能减排技术工艺发展思路探析.doc

“十二五”中国炼焦行业节能减排技术工艺发展思路探析 “十二五”期间，焦化行业面临着调整结构、转变发展方式的重大历史任务，应以“技术创新为动力，建设资源节约、环境友好的绿色焦化厂”为理念，实现行业由大到强的转变。这是国家战略转型的需要，是经济可持续发展的需要，是低碳社会发展的需要。一、开发和推广低NOx排放的超大型焦炉最经济的焦炉匹配是以一套操作人员、一套焦炉机械、配置一个煤塔和两座焦炉而能操作的最大孔数。只有这样才能充分发挥操作人员、焦炉机械和焦炉本体的最大潜力，才能创造高效率和低能耗，才能实现炼焦过程的动态-有序、连续-紧凑和高效-精准的运行目标。为此，对已投产的多段加热低NOx排放7米焦炉进行标定、调试、总结，建成7米低NOx排放大容积顶装焦炉示范工程。开发适合中国国情炭化室高8米低NOx排放的清洁型超大容积顶装焦炉，其每孔年产焦炭1.579万吨，267孔年产焦炭210万吨，填补我国年产200万吨级焦炭规模的超大型顶装焦炉的空白，并建成能起样板作用的示范工程，推动我国大型顶装焦炉的发展，使其达到世界领先水平。针对我国目前存在的高炉要求冶金焦质量越来越高的现实，应推动焦化工作者和炼铁工作者共同研究适合我国国情经济适用的新冶金焦标准，以节省我国日趋紧张的优质炼焦煤资源，降低炼焦和炼铁综合成本。二、发展清洁生产的大型捣固炼焦大力研发和推广具有完善环保设施、能够实现清洁生产的大型捣固炼焦技术。标定、调试和总结我国已投产的6.25米大型捣固焦炉，进一步修改和完善并建成6.25米大型捣固焦炉示范工程。开发适合中国国情的6.7米捣固焦炉，其每孔年产焦炭1.443万吨，将是我国乃至世界上最大的捣固焦炉，252孔年产焦炭150万吨，填补我国年产150万吨级焦炭规模的大型捣固焦炉空白，并建成能起样板作用的示范工程，推动我国大型捣固炼焦技术的发展，使其达到世界领先水平。研发国产的适合中国国情的6.25米和6.7米大型捣固焦炉使用的捣固一装煤一推焦一体车（SCP机），使其机械化、自动化、安全性能和环保水平等方面达到世界领先水平。随着我国大中型钢铁企业逐步接受和采用捣固炼焦技术，应推动焦化和炼铁工作者共同研究捣固焦炭的冶炼性能、适宜的焦炭质量标准、相应的高炉生产操作工艺和参数，推动大中型高炉使用捣固焦炭。三、继续推广和普及干熄焦技术大力推进钢铁企业焦化厂100%焦炉采用干熄焦工艺。在解决好焦化污水出路和延伸效益的前提下，推进独立焦化厂采用干熄焦工艺。提倡干熄焦装置采用高温高压锅炉，以进一步提高节能减排效果。改进干熄炉斜道区等易损部位的结构，研发新型耐火材料，提高干熄炉使用寿命。四、推广煤调湿技术对已投产和在建的四种以焦炉烟道废气为热源的流化床煤调湿装置进行调试标定、分析对比、归纳总结、改进完善，优化其工艺和技术参数，予以大力推广。在使用高炉煤气加热焦炉的钢铁企业焦化厂，大力推广以焦炉烟道废气为热源的煤调湿技术；在使用焦炉煤气加热焦炉的独立焦化厂，推广以低压蒸汽为热源的煤调湿技术。五、推荐采用高效节能的脱硫脱氰技术新建焦化厂应该首选脱硫脱氰效率高、产品质量好、操作可靠的脱硫脱氰工艺，如利用荒煤气余热再生的真空碳酸钾法脱硫工艺等。推进我国第一套HPF法氧化脱硫工艺废液与低纯度硫磺焚烧制取硫酸的工业装置投产，并建成示范装置，解决全国已有的HPF法氧化脱硫工艺存在的问题，推动其更新换代。推荐采用间接法蒸氨，以减少焦化废水，有利于实现焦化废水的近零排放。六、积极研发焦炉煤气资源化利用技术COG含有54%-59%H2和24%-28%CH4。COG燃料化利用不如资源化利用效益高，因此只有在万不得已的情况下才用作燃料和发电。高质量地利用COG不仅有利于降低钢铁企业单位产品的能源消耗和排放负荷，甚至能开发出大量最清洁能源氢气，从而引发钢铁制造流程能量流新的供需平衡关系，甚至会引发整个社会新的供需关系。“十二五”期间，应充分利用我国炼焦工业发达、COG资源丰富的优势，大力研发COG资源化利用的各种新技术，如焦炉煤气制氢、制甲醇、制二甲醚、制合成天然气、制柴油等，提高COG附加值，推动焦化行业的可持续发展。七、发展高效节能环保的大型焦油加工装置淘汰耗能高、污染严重、装备水平落后的间歇蒸馏、间歇酸碱洗涤、间歇结晶和污染大的沥青成型工艺。进一步推动我国煤焦油加工的集中处理，建设规模大、技术先进、节能环保的世界一流煤焦油加工厂。同时通过不断开发新产品，扩大产品品种和品级，配合化工、医药、材料等市场要求，开发出附加值高的洗油深加工产品、蒽油深加工产品和沥青深加工产品等。对附加值低的残油，在满足炭黑生产的同时，可采用加氢催化裂化、加氢裂解等技术，使其转化成为高附加值的汽油调和油、柴油调和油。八、建设低能耗、低污染大型苯加氢装置彻底淘汰耗能高、污染严重、装备水平落后的酸洗法工艺。进一步扩大单套装置产能，实现集约化、大型化、低耗能、低污染的低碳目标。进一步完善自有知识产权的苯加氢技术，优化工艺组合，实现技术和设备的全部国产化。九、开发新型焦化污水深度处理技术资源节约、环境友好的焦化厂必须使处理后的焦化废水资源得到最大限度地合理使用，因为生产1吨焦炭通常产生0.48吨焦化污水和0.42吨循环水排污水（采用CDQ时循环水排污水为0.53吨）。我国已开发出成熟可靠的焦化污水生化处理技术。对钢铁企业焦化厂来说，焦化废水经生化处理后可全部回用于焦化厂和钢铁厂的浊循环水系统。对采用湿法熄焦的独立焦化厂，生化处理时，可减少或不加稀释水，减少生化处理水量，使处理后废水全部作为湿法熄焦补充水，在焦化厂内消耗掉。但是，随着我国独立焦化厂逐渐采用干法熄焦，处理后废水无路可去，只能回用于净循环水系统。而净循环水系统对水质要求严格，对其补充水的水质要求更严。若将生化处理后焦化废水用作净循环水系统补充水，必须进行降低有机物和脱盐的深度处理。“十一五”期间，进行了大量污水回用深度处理技术的开发工作。深度处理一般采用膜分离技术。即：生物处理（A-A/O）+超滤（UF）+纳滤（NF）（或反渗透（RO）；或生物处理（A-A/O）+膜生物反应器（MBR）+纳滤（NF）（或反渗透（RO）。深度处理的产水率可达到70%以上，产水水质可达到循环水补充水的要求，用作循环水补充水。膜深度处理产出占原料水量30%左右的浓缩液。浓缩液不但含有较高的有机物，而且浓缩了大量的盐。浓缩液可以深度处理回用，也可以蒸发提盐，但这些手段成本太高，因此，浓缩液处理将是下一步重点开发的课题。为此，“十二五”期间，应全力推动第一套带深度处理焦化污水装置的投产，并完善、改进、总结，建成示范工程，以在全国推广；开发能满足炼焦工业污染物排放标准对COD、总氰、总氮提出新要求的焦化污水深度处理新技术；开发深度处理所产生的含盐浓缩液的处理技术。十、研发焦炉荒煤气余热回收及利用技术离开焦炉炭化室的650-700荒煤气所带出的显热占焦炉输出热的36%，与红焦带出的显热相当，余热回收利用的潜力巨大。“十一五”期间，国内外许多焦化企业积极研发焦炉荒煤气余热回收及利用技术，如：济钢将5个上升管做成夹套管，导热油通过夹套管与荒煤气间接换热，被加热的高温导热油可以去蒸氨、去煤焦油蒸馏、去干燥入炉煤等；宝钢梅山钢铁公司炼焦厂在其4.3米焦炉上升管采用热管回收荒煤气带出热的试验；济钢和中冶焦耐正在进行用锅炉回收荒煤气带出热的试验；无锡焦化厂在其4.3米焦炉上进行用半导体温差发电技术回收上升管余热的试验；平煤武钢焦化进行了高效微流态传热材料作换热介质的上升管余热回收试验；日本已在1个上升管和正在3个上升管上进行用荒煤气带出热对焦炉煤气进行无催化高温热裂解和重整试验，得到了主要含H2和CO的合