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焦化行业打造绿色焦化干熄焦技术应用将向纵深推进dd-【新闻】

发布时间:2021-04-11 14:53:03 阅读: 来源:完井缓蚀剂厂家

焦化行业 打造绿色焦化 干熄焦技术应用将向纵深推进

在11月22日召开的首届中国焦化行业科技大会上,业内专家表示,近年来,钢铁联合企业的焦化厂干熄焦普及率已经达到90%,不少企业已经实现了100%采用干熄焦。今后,干熄焦技术的推广应用将为企业在激烈的市场竞争中,进一步降低生产成本、实现节能降耗发挥积极的作用,应主要解决两个方面的问题:一是独立焦化企业由于干熄焦焦炭的价格因素和上网电价因素不使用该技术;二是如何实现干熄焦由早期的中温中压向高温高压过渡。

深度

我国干熄焦推广应用硕果累累

干熄焦技术应用成效显著

目前,我国已发展成为世界上运用干熄焦技术最广泛、投产装置最多、规格最多的国家。我国的干熄焦装置已由2005年的21套增加至2011年底的119套,总处理能力突破1.3亿吨;大中型钢铁企业焦炉干熄焦普及率达到83%以上。截至2011年底,有26家企业实现了理论上的干熄焦,配套66套干熄焦装置,可为6705万吨焦炭进行干熄焦处理。干熄焦的大量使用为提高钢铁行业的经济效益、摘掉炼焦行业高能耗的帽子、促进炼焦行业绿色发展作出了贡献。

一是干熄焦技术的发展可满足各类焦炭生产企业的需求。

自2008年10月份我国首套125吨处理捣固焦炉焦炭的干熄焦装置投产以来,陆续有方大特钢焦化厂、攀钢集团攀钢钒公司煤化工厂、昆钢煤焦化有限公司等企业的处理捣固炼焦焦炭的干熄焦投产。目前,中国干熄焦技术发展到了可以满足在任何焦炭企业都能使用的新高度。

二是干熄焦为钢铁联合企业高炉生产稳定出力。

干熄焦是以竖炉的方式、让炽热的高温红焦与作为冷却介质的惰性气体进行热交换、回收高温炽热焦炭所带出的热量的一种熄焦方式。通常采用以氮气为主的循环混合气体将红焦降温冷却,可以回收高温红焦炭所带热能的80%以上,即每吨焦炭可以有效回收35千克标煤~40千克标煤的热能,节能效果十分显著。

通过长期对干熄焦机理的研究发现,高温红焦炭在干熄炉中大约经历2小时~2.5小时的缓慢冷却,起到了焦炉焖炉调质的作用,同时也避免了湿熄焦时炽热的高温红焦炭被大量温度较低的熄焦水冷激产生大量的裂纹和熄焦水在焦炭孔隙中汽化膨胀的扩孔冲击作用。干法熄焦能很好地改善和提高焦炭的机械强度和热强度,焦炭水分很低,粒度组成也趋于均化,更有利于满足高炉生产的需要,能够带来提高冶炼强度、降低焦比、增加喷煤比等诸多效益。根据最近的研究发现,由于焦炭质量的改善和良好的冶金性能已成为一些企业炼铁生产稳定运行的重要措施,一些大型联合企业正在考虑在新建焦炉配套时,力争采用全干熄焦备用。

三是干熄焦成为企业动力蒸汽或电力供应的重要组成。

每吨干熄焦可产生0.45吨~0.55吨压力为3.82兆帕(或9兆帕以上)的动力蒸汽。如果钢铁联合企业在进行焦炉配套规划建设时,就把这部分动力蒸汽作为动力源之一纳入整体平衡中,那么干熄焦就可以作为动力锅炉,为企业提供高品质的动力蒸汽。例如,首钢京唐钢铁公司的2套处理能力为260吨/小时的干熄焦,每小时可生产蒸汽240吨,发电后抽汽向企业动力管网供应蒸汽,实现了高品质蒸汽的梯级利用,成为首钢京唐钢铁公司洁净钢铁生产流程的重要组成部分。

目前,焦化企业的干熄焦平均发电量为105千瓦时~110千瓦时,每吨焦炭生产一般耗电约50千瓦时(含干熄焦生产自身耗电10千瓦时)。单就焦化企业而言,干熄焦发电自给有余,可以外送干熄焦发出的50%以上的电能。此外,干熄焦实实在在的余热回收使一些企业由于取得了清洁发展机制(CDM)项目核准而获得额外的补偿收益和奖励。还有一些独立焦化企业已经把干熄焦生产的蒸汽作为企业生产透平机驱动的动力源,以提高干熄焦运行的经济效益。

四是改善了环境和炼焦企业的形象,节能减排作用很大。

采用湿熄焦,大约每吨焦炭会把300千克的熄焦水汽化成蒸汽排入大气。这些蒸汽中夹带着细微的焦炭粉尘颗粒和热焦水煤汽化产生的一氧化碳、二氧化硫等物质,如用没有净化达标的焦化废水,可能还会携带一些氨类和其他化学污染物,对环境产生二次污染。干熄焦是在较为密闭的系统中用惰性气体将焦炭缓慢熄灭,看不见滚滚冲天的排空蒸汽柱,也节约了熄焦用水。

干熄焦可以从每吨炽热焦炭中获得60千克标煤(计算到蒸汽并含烧损放热)的热能,全部有效利用相当于每吨焦炭可减排二氧化碳0.15吨。按照每年运行330天(扣除年修与故障)干熄率为90%计算,一座年产焦炭100万吨的焦化厂可以减排二氧化碳12万吨。同时,CDM也把干熄焦技术纳入可执行CDM的重要技术。唐山中润煤化工公司干熄焦申报CDM项目,把减排的二氧化碳指标外售给奥钢联,每年可以获得2500万元的回报。

四大因素助推干熄焦技术快速发展

目前,钢铁联合企业约80%以上的焦炉都配备了干熄焦,其中最典型是上海宝钢,其14座焦炉配备了12套75吨/小时干熄焦装置和3套90吨/小时干熄焦装置,采用全干熄焦和热备用的生产方式为高炉炼铁生产提供高质量的焦炭。现在,全国还有25家企业实现了理论上的干熄焦,在建或拟建干熄焦的企业也日益增加。干熄焦被广泛采用主要有以下几个原因。

一是国家政策引导与支持为干熄焦技术的应用护航。

在国家发展改革委2005年和2011年发布的《产业结构调整指导目录》中,干法熄焦技术都被列入鼓励发展类技术。工信部2010年1月20日下发的《关于印发钢铁企业推广煤调湿等四项技术推广实施方案的通知》,把干熄焦技术列为推广技术,制定了干熄焦技术推进规划。在2005年和2008年颁布的《焦化行业准入条件》中,焦炉配套建设干熄焦装备都被作为鼓励条件。据统计,新近投产的钢铁企业的焦炉都同时配套建设了干熄焦装置。在国家政策的引导与支持下,干熄焦技术得到很好的发展。

二是干熄焦技术日臻成熟,建设投资与日常运行费用进一步降低。

十余年的干熄焦建设与运行实践,使干熄焦建设投资大为降低。装备国产化程度逐步提高、专业化队伍发展壮大促进了干熄焦技术的日臻成熟,以及建造质量和管理运行水平的提高。运行费用降低为干熄焦的普及使用打下了良好基础。

三是培养了一大批干熄焦技术人才,推进了干熄焦技术的广泛使用。

通过十余年的摸索和实践,我们积累了丰富的运行操作和管理经验,也造就了一大批建设、操作干熄焦的技术人才队伍,可为各类企业的干熄焦项目提供全方位的服务,为干熄焦技术的普及应用提供了人才保证。同时,各种干熄焦技术研讨会为解决干熄焦运行与建设的难题难点提供了交流的平台。在最近举办的马钢杯第六届全国钢铁行业职业技能竞赛中,20名干熄焦操作工被选拔为“钢铁行业技术能手”。这些人才大大推进了干熄焦技术的普及和提高。

四是合同能源管理为干熄焦技术的应用推进助力。

最近,一些机构开始采用合同能源管理(EMC)这种市场化节能机制,参与企业的干熄焦等项目建设,为干熄焦技术的推进助力。合同能源管理模式的引入,将更有利于干熄焦技术的发展。

观察

干熄焦未来发展尚须解决四大问题

干熄焦是炼焦行业最有发展潜力的节能技术措施,干法熄焦焦炭因比湿法熄焦焦炭更具优越的冶金性能而被钢铁企业高炉炼铁生产者所看重。实践证明,一个新的技术项目要实现持久发展,应具有良好的经济效益、环境效益、社会效益。未来,干熄焦的应用和运行实践还须解决好以下几个问题。

第一,干熄焦焦炭如何合理定价有待探讨。

独立焦化厂(商品焦炭的生产者)对干熄焦技术的关注度不高,主要是由于现行的市场定价存在矛盾。干熄焦在高炉炼铁生产中具有降低焦比、提高利用系数的增产降本、节能降耗的功效,还具有稳定高炉操作的潜在作用,能够让钢铁企业受益很大。但是,目前在对焦炭定价时只注重对水分的补偿。湿法熄焦可以允许焦炭含水5%左右,而干法熄焦的焦炭含水量很低,计重时只采用补偿水分差的定价方法没有顾及到干熄焦生产过程中的焦炭烧损、冶金焦率降低、干熄焦操作运行等费用,以及连带的炼焦废水的深度处理等成本,没有给予合理的补偿。所以,合理的焦炭市场定价模式应引起各方的关注。

第二,上网电价的优惠政策尚待落实。

目前,干法熄焦的热能回收是以发电或联产蒸汽为主要方式。我国独立的炼焦企业众多,采用干熄焦发电时,企业有40%~60%的富余电量要外送(即每吨焦炭有50千瓦时~70千瓦时的电能须要外送)。由于种种原因,这些企业的上网电价较低,在一些地方外送电价每千瓦时只有0.3元左右,而从电网取得的用电价格都是0.5元/千瓦时~0.7元/千瓦时。这样仅仅靠发电外送难以回收干熄焦的投入,大大降低了干熄焦的经济效益。

第三,建议国内试行采用CDM机制,加大推进合同能源管理。

干熄焦技术是得到国际公认的节能减排技术,对干熄焦的节能减排有一套完整的评估体系与计算方法。建议在国际上继续执行CDM机制的同时,国内也能试行类似CDM的机制,让采用干熄焦技术的企业在完成节能减排任务的基础上,出让减排二氧化碳的排放权益,让干熄焦的节能减排效果为社会所鼓励。同时,还要进一步推进项目的合同能源管理,以利于推进干熄焦技术的应用。

第四,加大科研投入,加强攻关协作,破解各类难点难题。

从目前干熄焦技术的运行情况看,一些企业还没有达到预期的效果,存在一些必须解决的难题。例如,关键设备的国产化和设计的优化、特种耐材的质量提升,运行中降低焦炭烧损、提高锅炉效率和发电量,解决好环型烟道坏损、循环风机等磨损、干熄焦系统的除尘降尘和运输过程中的粉尘等问题,降低维修与运行费用,实现长周期的安全高效运行等;研究低成本的焦化废水深度处理回用技术,使原用于熄焦的废水得到更好地利用不外排;努力破解在设计、设备制造、特种耐材和建设施工等方面存在的难题,解决操作运行和技术管理方面存在的难点。

链接

焦化行业发展取得四大新突破

进入新世纪,中国炼焦行业发展有了质的飞跃,已基本形成了以常规机焦炉生产高炉炼铁用冶金焦,以热收焦炉生产机械铸造用铸造焦,以立式炉加工低变质煤生产电石、铁合金、化肥化工等用焦,世界上最为完整,对煤资源开发利用最为广泛、炼焦煤化工产品的价值潜力挖掘最为充分,独具中国特色的焦化工业体系。

“十一五”以来,炼焦行业大力开展技术进步与创新,企业成为推进焦化技术发展的主力军。其中,一些有实力的焦化企业集团结合自身发展的需求,采用“外引内育”等多种形式,组建了不同形式、研究方向各异的企业研究机构,成为炼焦行业科研攻关的主体,推进了中国炼焦行业由焦炭生产大国向世界焦化技术强国发展的进程,推动了中国焦化行业的可持续发展。具体表现在以下几个方面:

一是炼焦大型化与配套技术发展协调并进。

在充分融合世界炼焦技术发展成果的基础上,结合中国丰富的焦炉建设与管理经验,我们开发了炭化室高6.98米的常规焦炉和世界上最大的炭化室高6.25米的捣固焦炉及其配套的焦炉机械等,建设了每小时处理量达到300吨和400吨的煤调湿项目,联合开发出世界最大的260吨/小时的干熄焦装置。同时,我们在焦炉生产大型化、自动化方面也取得了实质性进展。

二是炼焦煤气资源化利用和炼焦煤化工产品加工取得突破性进展。

焦化行业是重要的煤资源加工利用的能源转换产业。近年来,我们发展循环经济,延伸产业链,在做好煤化工产品的回收与加工的同时,越来越注重煤气等资源性产品的转化利用。自2004年世界上第一套焦炉煤气制甲醇和设备在云南曲靖大为炼焦制气有限公司投产以来,我国已经攻克了合成气体的深度净化和转化、合成技术装备、自动化控制等一系列难题,焦炉煤气制甲醇已达到1000余万吨的规模,焦炉煤气资源化利用走上良性发展的轨道。目前,我们正在进行焦炉煤气制天然气、制乙二醇等技术的开发与实践。焦炉煤气制甲醇、二甲醚、乙二醇、天然气、甲醇制烯烃等技术的引进,构建了我国炼焦行业新的产业发展链条。

煤焦油加工向高端发展。在煤焦油加工装置大型化发展的同时,煤焦油加氢技术有所突破。目前,第一套年产10万吨高温煤焦油加氢装置已成功出油;中低温煤焦油加氢技术已经取得突破,位于陕西的50万吨中温煤焦油加工项目已经建成;煤沥青制针状焦也有新的突破性发展,鞍山热能院、宝钢煤化等先后投产的4套生产装置标志着我国已建成世界最大煤系针状焦工业化生产装置,实现了煤焦油资源价值的升值。

清洁焦化苯加工技术有了新突破。丰富的焦化化工产品资源和我国经济发展的需求,为焦化化工产品的回收和精深加工提供了发展机遇和广阔市场,促进了焦化苯加工技术的发展。以苯加氢、苯萃取等为代表的清洁苯加工技术发展迅速,目前已有50余套装置在运行,总处理能力近500万吨。粗苯加氢等清洁苯精制技术为取代严重污染的硫酸法工艺奠定了良好基础,不仅极大地改善了生产环境、节约了能源,也提高了焦化苯类产品的质量和市场竞争力。

三是发展循环经济,节能减排取得新进展。

2011年,焦炉煤气高效利用水平进一步提高;焦炉煤气制甲醇产能突破900万吨,最大单套装置能力达到30万吨/年。同时,煤气甲烷化技术应用取得进展,预计在云南曲靖、内蒙鄂尔多斯、河南平顶山、河北唐山等地的焦炉煤气制天然气项目今年将投产。

此外,干熄焦装置由2005年的21套增至2011年底的119套,如果按照每吨焦炭回收热能40千克标煤估算,可回收相当于520万吨标煤的热能,减排二氧化碳1900万吨。再加上在炼焦生产过程中的余热余能的回收利用,干熄焦技术为我国焦化行业优化产业结构和节能减排、清洁生产、环保治理、扭亏增盈、提高经济效益发挥了重要作用。

四是企业联合重组拓展了产业发展空间。

近年来,一批焦化企业兼并重组、战略合作,不断加强煤-焦-钢-化的产业链建设,推进了焦化企业的联合重组和产业结构优化。截至2011年底,鞍本集团的焦炭产量已超过1000万吨,宝钢焦化、平煤武钢、首钢焦化等已成为的特大型焦化集团,加快了钢铁生产用焦炭的自给和大型焦化园区的建设。同时,一些独立的商品焦生产企业已发展成为年产量超过500万吨的大型焦化企业集团,建设了高水平的煤焦化工循环经济园区,增强了企业的市场竞争力。

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