溫燕明（濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)有限公司）
1 前言
煤化工是煉焦煤通過干餾、實(shí)現(xiàn)焦炭和其關(guān)聯(lián)產(chǎn)品的生產(chǎn)、分離及重構(gòu)的工藝模式。這個模式是煤深加工形式中工藝最簡單、能源轉(zhuǎn)化率最高、成本最低、關(guān)聯(lián)產(chǎn)品最豐富的最優(yōu)模式
我國煤化工產(chǎn)業(yè)經(jīng)過60年的積累，特別是改革開放三十年，實(shí)現(xiàn)了跨越式高速發(fā)展，創(chuàng)造了一系列世界之最，支撐了我國鋼鐵工業(yè)的高速發(fā)展，支撐了城市燃料清潔化，促進(jìn)了化工合成、電石、醫(yī)藥、染料等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，保障了國民經(jīng)濟(jì)跨越式發(fā)展對煤化工產(chǎn)品的需求，是影響國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的化工產(chǎn)業(yè)之一。
圖1 煤炭主要利用模式的效率比較圖
表1 我國2005年能源結(jié)構(gòu)與發(fā)達(dá)國家比較（％）
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國別 |
煤炭 |
石油 |
天然氣 |
核電 |
水電 |
|
中國 |
76.5 |
12.6 |
3.2 |
0.9 |
6.8 |
|
美國 |
24.6 |
40.4 |
24.4 |
8.0 |
2.6 |
|
日本 |
23.1 |
46.6 |
13.9 |
12.6 |
3.8 |
|
法國 |
5.1 |
35.5 |
5.5 |
39.0 |
4.9 |
|
德國 |
23.9 |
37.5 |
25.3 |
11.4 |
1.9 |
表2 我國2006年重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)外購能源結(jié)構(gòu)與國外企業(yè)的對比（％）
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國別 |
煤炭 |
水電 |
油類 |
天然氣 |
|
中國 |
79.4 |
19.1 |
1.1 |
0.4 |
|
美國 |
59.8 |
16.1 |
7.3 |
16.8 |
|
德國 |
55.8 |
15.3 |
20.7 |
8.2 |
至2007年，我國生產(chǎn)焦炭3.35億噸，占世界總產(chǎn)量的60%；出口焦炭1530萬噸，占世界總貿(mào)易量的50%；生產(chǎn)1800萬噸煤焦油、450萬噸焦化苯、1400億m3煤氣，成為我國少數(shù)幾個國人自豪的影啊世界市場的產(chǎn)業(yè)之一。
我國的能源結(jié)構(gòu)缺油、少氣、富煤的稟賦，使煤炭能源的清潔高效利用技術(shù)的開發(fā)利用，成為我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、節(jié)能減排的科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略核心。2005年，全球能源消耗結(jié)構(gòu)中煤炭僅占27.8% ,而我國能源消耗結(jié)構(gòu)中煤炭比例則達(dá)到76.5％。
我國燃煤火電占總發(fā)電量的82.6%，如果冶金電力折合煤炭，則冶金廠的能源結(jié)構(gòu)中95.2％為煤炭。焦化廠的焦炭質(zhì)量及成本決定了鋼鐵產(chǎn)品的成本和競爭力，焦?fàn)t煤氣對鋼鐵廠氣態(tài)能源的優(yōu)化并用于發(fā)電使鋼鐵廠能源結(jié)構(gòu)高效運(yùn)行，焦化廠環(huán)境的改善和資源的回收利用決定了鋼鐵廠環(huán)境友好型企業(yè)的建設(shè)，因而成為鋼鐵廠的能源中心、成本中心，其對鋼鐵廠的節(jié)能、減排及清潔生產(chǎn)發(fā)揮著不可替代的作用。
20世紀(jì)90年代，面對鋼鐵工業(yè)的跨越式大發(fā)展，國家落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，推行節(jié)能降耗、清潔生產(chǎn)以來，我國焦化工作者積極引進(jìn)、消化國外技術(shù)，大膽自主創(chuàng)新，為改變焦化產(chǎn)業(yè)為高污染、高能耗和粉塵、毒素、高勞動強(qiáng)度的狀況，做出了極其艱苦的努力，擴(kuò)大煉焦煤炭資源，提高焦炭質(zhì)量，創(chuàng)新脫氨、脫硫工藝，開發(fā)清潔工藝技術(shù)，發(fā)展一碳化工，增加化工產(chǎn)品品種，消滅土焦，提高能源利用率，使焦化行業(yè)發(fā)生了根本性的改變，成為歷史上少有的煤焦化技術(shù)高速、高發(fā)集成創(chuàng)新和普及期，成就了一代焦化產(chǎn)業(yè)的輝煌。但是由于歷史的、技術(shù)的、機(jī)制的原因，整個行業(yè)仍處在高污染、高能耗、粗放狀態(tài)，面對煤炭價格居高不下、焦炭價格下降、產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高、成本壓力、環(huán)境壓力越來越大的現(xiàn)狀，如何發(fā)揮工藝優(yōu)勢、破解制約瓶頸、培育新競爭力，只能依靠技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步來實(shí)現(xiàn)。
2 焦化工作者面臨的任務(wù)
面對煤炭資源、市場、成本、環(huán)境高約束期的到來，必須認(rèn)識到綜合解決四大制約的關(guān)鍵是提高資源利用率、能源轉(zhuǎn)化率和勞動生產(chǎn)率，以“污染物和廢棄物是放錯位置的資源”的視角，通過價值創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新，認(rèn)真改變焦化產(chǎn)業(yè)依然存在的高污染、高能耗、低效益、低效率的狀態(tài)，這是焦化工作者面對的挑戰(zhàn)，也是難得的機(jī)遇。
縱觀焦化工藝，我們面對的主要矛盾有如下幾方面：一是高爐大型化，對焦炭質(zhì)量的要求越來越高與煉焦煤資源短缺、煤質(zhì)劣化的矛盾；二是焦化工藝的生產(chǎn)能耗高、污水多、難處理和節(jié)能減排約束指標(biāo)越來越嚴(yán)的矛盾；三是焦化生產(chǎn)成本高、產(chǎn)品價格下降與盈利空間越來越小的矛盾；四是焦化生產(chǎn)工藝過程粉塵多、氣味大、毒素多與環(huán)境要求越來越高的矛盾；五是產(chǎn)品單一、附加值低和市場需求與生產(chǎn)能力的矛盾；六是操作崗位分散、勞動強(qiáng)度大、勞動生產(chǎn)率低與現(xiàn)代化高效管理的矛盾。
走向21世紀(jì)的中國焦化產(chǎn)業(yè)，在國際上把焦化產(chǎn)業(yè)定為“夕陽產(chǎn)業(yè)”的形勢下，只有靠我們自已自主創(chuàng)新、轉(zhuǎn)變視角、更新觀念，實(shí)現(xiàn)焦化產(chǎn)業(yè)的新跨越，建設(shè)清潔、高效、高附加值產(chǎn)品群的焦化廠，適應(yīng)國家節(jié)能減排的形勢，滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展新需求。
3 對目前焦化生產(chǎn)工藝的分析
長期以來，我們一直關(guān)注產(chǎn)品形成技術(shù)的開發(fā)和產(chǎn)品主流程的資源保證及管理，而忽視了產(chǎn)品形成過程中能質(zhì)轉(zhuǎn)換及技術(shù)的開發(fā)和管理，忽視能質(zhì)轉(zhuǎn)換及傳遞過程的耦合匹配，恰恰是這些能質(zhì)轉(zhuǎn)換技術(shù)直接涉及資源、能源的高效利用和高效轉(zhuǎn)化，因而造成過程運(yùn)行成本高、效率低、污染嚴(yán)重，其實(shí)質(zhì)是資源、能源的流失。
3. 1 從焦?fàn)t能源平衡看能效
按年產(chǎn)焦炭120萬噸計算，應(yīng)用煤調(diào)濕工藝，生產(chǎn)1噸焦炭可回收煤氣余熱6kgce。配煤水分下降4％，可降低焦?fàn)t煤氣消耗，減少剩余氨水的產(chǎn)生，年直接經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)1260余萬元；利用干熄焦工藝，可回收焦炭余熱42kgce/t焦，年發(fā)電可達(dá)1.66億kWh, 創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益1億元。開發(fā)應(yīng)用上升管余熱回收技術(shù)后，可回收荒煤氣余熱34kgee/t焦，年經(jīng)濟(jì)效益達(dá)8200萬元。合計每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤11萬噸，經(jīng)濟(jì)效益巨大。
圖2 焦?fàn)t能源平衡圖
圖3 焦化回收采用正壓工藝的溫度變化曲線
3. 2 從回收工藝過程的溫度梯度看能效
圖3 中示出了焦化回收工序采用正壓工藝的溫度變化曲線。
(1) 對于傳統(tǒng)的回收工藝，年產(chǎn)120萬噸焦炭的焦化廠需消耗蒸汽69t /h，消耗新水150 t/h（無制冷水的為800t/h），產(chǎn)生酚氰污水99t/h。
(2) 煤氣洗滌、蒸餾采用正壓工藝造成物料蒸發(fā)耗散，工藝效率低、污染環(huán)境。
(3) 化工生產(chǎn)及掃氣、保溫、消防大量使用蒸汽，熱效率低，產(chǎn)生大量酚水。
(4) 焦?fàn)t生產(chǎn)除干熄焦回收余熱，其余余熱基本未回收利用，且回收火用 值效率低。
(5) 槽罐、塔器放散管對環(huán)境污染突出。
(6) 產(chǎn)品品種少、精度低，附加值不高。
(7) 含酚廢水產(chǎn)生點(diǎn)多、量大，分布廣，處理難度大，運(yùn)行成本高。
(8) 能源轉(zhuǎn)化效率低，傳遞使用不偶合、不匹配。
3. 3 從焦化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看能效
2007年全國焦炭產(chǎn)量3.35億噸，理論測算煤焦油產(chǎn)量應(yīng)為1782萬噸，粗苯產(chǎn)量445萬噸，焦?fàn)t煤氣1400億m3。有關(guān)部門重點(diǎn)統(tǒng)計的118家大中型焦化廠，年產(chǎn)焦炭2.2億噸，焦油648.55萬噸，粗苯156萬噸。按此統(tǒng)計數(shù)據(jù)推算，對于年產(chǎn)3.3億噸焦炭的生產(chǎn)能力，其焦油產(chǎn)量為972.8萬噸、粗苯234萬噸，說明化工產(chǎn)品的實(shí)際回收量與理論回收量差距巨大！精加工產(chǎn)品的品種少、產(chǎn)量低、附加值不高，甚至還有近200億m3的焦?fàn)t煤氣放散。
基于以上認(rèn)識，我們必須改變現(xiàn)有傳統(tǒng)的單一產(chǎn)品加工模式，提倡工藝全價開發(fā)、深度加工、綜合利用。由只注重產(chǎn)品到一也注重過程，取得過程能質(zhì)轉(zhuǎn)化價值的最大化，以價值創(chuàng)新重塑工藝過程，提高資源效率和能源火用 效率，即在源頭節(jié)約資源和減少污染，開發(fā)提高效率的技術(shù)，改變消耗高、污染重、成本高的狀況，提高綜合競爭力。
4 濟(jì)鋼對焦化生產(chǎn)工藝過程結(jié)構(gòu)調(diào)整的嘗試
長期以來，我們注重能量第一定律，注重能量守恒，注重能源平衡。還未充分注意能量第二定律，即注重能量傳遞的質(zhì)量。實(shí)際上，能量傳遞只是一個耗散過程和不可逆過程，而不是一個簡單的能源平衡問題。現(xiàn)實(shí)告訴我們，只有注重火用 和火無 的價值利用，才能在工藝過程中實(shí)現(xiàn)價值最大化，在能量高效轉(zhuǎn)化中實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
長期以來，在能源轉(zhuǎn)化傳遞中，只注重需求的量滿足及保證余熱余能的量的回收，忽視了回收能源的質(zhì)量及能源使用的匹配耦合及利用價值，造成過剩供應(yīng)能源的損失耗散，因而出現(xiàn)回收能效低、使用能源效率低。
長期以來，我們廣泛使用蒸汽做能源載體，但傳遞的能源質(zhì)量差、效率低，并產(chǎn)生大量含酚廢水，污染環(huán)境，治理成本高?；谝陨险J(rèn)識，濟(jì)鋼開發(fā)了一批新的工藝技術(shù)，主要有以下幾方面
4. 1 開發(fā)高效能源轉(zhuǎn)化及高效用能工藝技術(shù)裝備
(1) 干熄焦余熱回收高壓高溫自循環(huán)全冷凝發(fā)電。在充分分析研究國內(nèi)外干熄焦余熱發(fā)電工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了高壓高溫自循環(huán)全冷凝發(fā)電工藝，在經(jīng)濟(jì)效益方面具有明顯的優(yōu)勢。表3示出了按年產(chǎn)焦炭120萬噸的焦化廠采用不同的干熄焦發(fā)電工藝的對比結(jié)果。
| 作者:溫燕明 時間:2009-2-6 9:07:57 |
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|
|
發(fā)電方式 |
蒸汽壓力
MPa |
蒸汽流量
t/h |
發(fā)電量
kWh |
發(fā)電效益
萬元 |
蒸汽產(chǎn)量
t/h |
蒸汽效益
萬元 |
總效益
萬元 |
|
高壓全發(fā)電 |
9.8 |
78 |
21000 |
11600 |
－ |
－ |
11600 |
|
中壓全發(fā)電 |
3.9 |
79 |
16000 |
9600 |
－ |
－ |
9600 |
|
背壓式發(fā)電 |
5.4 |
79 |
5700 |
3420 |
63.2 |
4429 |
7849 |
(2) 熱導(dǎo)油代替蒸汽。從傳熱過程的熱力學(xué)原理角度分析
火用 損失＝T0ΔQ(TH－TL)/( TH×TL)
據(jù)此，對于同樣的熱量需求，使用蒸汽（煤氣）與熱導(dǎo)油（煤氣）的成本相當(dāng)于17: 1。以熱導(dǎo)油代替蒸汽用于化產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)，既可大幅度提高能源的利用效率，又不會產(chǎn)生廢水。與傳統(tǒng)的煤燒鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽相比，不僅熱效率大為提高，而且杜絕了因蒸汽冷凝產(chǎn)生的廢水。與使用干熄焦回收余熱產(chǎn)生的蒸汽相比，杜絕了廢水。按年產(chǎn)120萬噸焦炭的規(guī)模計算，每年可創(chuàng)效益 7253萬元，減少廢水量46.8萬噸。
(3) 煤的氣流分級分離調(diào)濕技術(shù)。該技術(shù)可以充分利用焦?fàn)t煙道廢氣的余熱，使配合煤水分降低，粉碎機(jī)電耗降低，且焦炭的粒度分布會更均勻。該技術(shù)采用的對流傳熱比傳導(dǎo)、輻射傳熱系數(shù)高數(shù)十甚至幾百倍，使低品位余熱焦化煙氣的使用成為可能，可節(jié)約煤氣7.01億m3 /a ,減少廢水7.9萬m 3/a，還提高了焦炭質(zhì)量。
(4) 負(fù)壓脫硫。該工藝可將煤氣脫硫裝置布置在鼓風(fēng)機(jī)前、電捕焦油器后。初冷后的煤氣以24 ℃左右進(jìn)入電捕焦油器，然后進(jìn)入脫硫系統(tǒng)，不需要專門設(shè)置預(yù)冷塔及相配套的循環(huán)水泵和換熱器，脫硫后的煤氣送鼓風(fēng)機(jī)加壓輸送。該工藝與正壓脫硫工藝相比，其優(yōu)點(diǎn)是脫硫效率高，而且可使進(jìn)入硫銨系統(tǒng)的煤氣溫度控制在40℃左右，減輕了煤氣預(yù)熱器的熱負(fù)荷，煤氣溫度梯度的變化合理。
(5) 燃?xì)庵评?。對于制冷裝置，使用煤氣與使用蒸汽相比，可提高能源效率，減少廢水，降低生產(chǎn)成本。
4.2 開發(fā)少用水和不用水的新工藝
(1) 不用蒸汽的蒸氨、蒸苯新技術(shù)。上述工序不用直接蒸汽，改用熱導(dǎo)油加熱。熱導(dǎo)油只提高20℃與蒸汽加熱至240℃相比，節(jié)能效果明顯，熱導(dǎo)油循環(huán)使用，節(jié)能效率高；且溫度穩(wěn)定，控制精度高。若蒸汽作間接加熱，其冷凝熱要浪費(fèi)相當(dāng)部分。如濟(jì)鋼焦化廠采用本工藝后，蒸氨熱效率提高54.2%，工序能耗降低22.16 kg ce/t焦，每年減少廢水15.6萬噸。
(2) 煤焦油加工使用負(fù)壓精餾?？扇∠s份塔的直接汽，加熱爐的加熱煤氣耗量可從常壓蒸餾的65 m3/t焦油降至50 m3/t焦油以下；萘收率明顯提高，平均為10.48%，最高可達(dá)到12.48%，比常壓蒸餾提高了0.85%；瀝青的軟化點(diǎn)波動范圍小，質(zhì)量穩(wěn)定。由于取消了蒸汽，與常壓蒸餾相比，每年可節(jié)約蒸汽2.5萬噸，既降低了能耗，又減少廢水量。
(3) 脫硫廢液提鹽技術(shù)。通過提取焦?fàn)t煤氣脫硫廢液中的多銨鹽，使脫硫液中的副產(chǎn)鹽類逐漸下降，凈煤氣中的硫化氫含量也明顯降低，可實(shí)現(xiàn)脫硫廢液的零排放和廢物資源化。統(tǒng)計表明，該技術(shù)使用前后，凈煤氣中硫化氫的平均含量由2.78g/m3降低到0.3g/m3。
(4) 油罐、管線伴熱用熱導(dǎo)油和電伴熱。硫銨干燥用熱導(dǎo)油后，改善了環(huán)境，杜絕了用蒸汽作熱源時造成的廢水，降低了生產(chǎn)成本。
通過實(shí)施以上幾項(xiàng)措施，可以實(shí)現(xiàn)焦化廠的零蒸汽生產(chǎn)和工藝過程酚水的零排放。按年產(chǎn)焦炭120萬噸的焦化廠計算，每年可減少酚水量31.5萬噸，見表4。
表4 焦化廢水產(chǎn)生量對比表
|
項(xiàng) 目 |
蒸汽生產(chǎn)設(shè)計量
t/h |
熱導(dǎo)油生產(chǎn)
t/h |
降低量
t/h |
|
蒸氨廢水 |
13 |
0 |
13 |
|
脫苯工序分離水 |
8 |
0 |
8 |
|
精苯工序分離水 |
6 |
0 |
6 |
|
焦油工序分離水 |
3 |
0 |
3 |
|
油罐 |
6 |
0 |
6 |
|
廢水總量 |
36 |
0 |
36 |
4. 3 開發(fā)使用高效斜孔塔盤
斜孔塔盤是用于石油系統(tǒng)的新型高效塔盤，該塔盤上沖有一排排斜孔,與液流方向垂直，氣體從斜孔水平方向噴出，相鄰兩排的孔口方向相反，交錯排列，造成液體高度湍流。用于蒸氨后，處理能力比原來提高近60％，能耗下降50%；用于10萬噸焦油加工裝置，實(shí)現(xiàn)了焦油的負(fù)壓高效蒸餾。
4. 4 開發(fā)除塵及有毒氣體的密封技術(shù)
(1) 自除塵式加煤車。該車的除塵采用非燃燒和干式煙塵凈化技術(shù)。裝煤采用螺旋給料和球面密封導(dǎo)套，克服了地面站除塵系統(tǒng)處理大量荒煤氣的弊端，提高了除塵效率。也沒有水的二次污染問題。除塵收集下來的煤粉又摻入裝爐煤中使用，解決了煤粉外排問題。與地面除塵站相比，不但達(dá)到了相同的除塵效果（煙塵捕集率＞95%、除塵凈化率＞99％），而且節(jié)省了大量投資，操作方便，運(yùn)行費(fèi)用低，不需配備操作人員及額外占地，特別是實(shí)現(xiàn)了煤粉的回收利用，有效降低了資源浪費(fèi)，節(jié)約了煉焦用煤。
(2) 高壓水清掃爐門。通過在上下及兩側(cè)設(shè)置水壓高達(dá)65MPa的高壓水噴槍，產(chǎn)生高壓高速的水流對爐門不銹鋼刀邊、密封槽以及耐火磚進(jìn)行全方位、高效率的清掃，實(shí)現(xiàn)了爐門管理自動化，大大提高了爐門的密封質(zhì)量，杜絕了爐門外泄煙氣造成的能源資源浪費(fèi)現(xiàn)象，以及對環(huán)境的污染，而且還降低了操作者的勞動強(qiáng)度。
(3) 瀝青水下成型。瀝青水下成型的工藝流程見圖4。熱瀝青經(jīng)冷卻后，由制粒機(jī)的噴嘴噴入水中，并在水下將其切成規(guī)則的顆粒而冷卻成型，瀝青成型溫度低，避免了瀝青煙的產(chǎn)生，徹底解決了瀝青煙的污染問題。
圖4 瀝青水下成型工藝流程示意圖
(4) 除塵煤粉成型技術(shù)?？杀苊舛螕P(yáng)塵，提高了焦炭質(zhì)量。
4. 5 開發(fā)信息自動化技術(shù)，提高管理水平
崗位離線集中控制，操管一體化，煤調(diào)濕和干熄焦實(shí)現(xiàn)智能化控制。年產(chǎn)能120萬噸焦化廠定員由原設(shè)計的430人減少到246人，減少了43 ％。
4. 6 開發(fā)新材料，適應(yīng)焦化工藝及環(huán)境
一是不銹鋼復(fù)合板用于脫硫塔、蒸氨塔、脫苯塔等，成本低，耐腐蝕。以脫苯塔為例，采用復(fù)合板代替不銹鋼，成本可下降30％以上；二是使用高效陶瓷多管除塵器，可耐高溫、酸、堿，成本低。
4. 7 效果
以上技術(shù)的成功開發(fā)，有效地降低了能耗，提高了工藝過程的清潔度，實(shí)現(xiàn)了低能高效的運(yùn)行模式，與原模式相比，噸焦成本下降228元，年效益2.73億元。還可獲得以下效果：一是大幅降低焦化工序的能耗，由1995年的188kgce/t焦降低到92.5 kgce/t焦，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤24萬余噸；二是大幅降低新水耗量，并實(shí)現(xiàn)了廢水零排放。廢水量從1995年的10.9 m3/t焦降低至0.97 m3/t焦, 工業(yè)水復(fù)用率達(dá)到97%，有效杜絕了對水的污染；三是蒸汽消耗逐年減少，節(jié)能效果和環(huán)保效益顯著，蒸汽耗量從1995年的358kg/t焦降低到26kg/t焦，按年產(chǎn)120萬噸的焦化廠計算，每年節(jié)約蒸汽40萬噸，減少生產(chǎn)含酚廢水36萬噸，節(jié)約處理費(fèi)用 2000萬元；四是實(shí)現(xiàn)了焦化廠用電自給，并可向外供電；五是實(shí)現(xiàn)焦炭全干熄，使焦炭質(zhì)量在煤種不變的情況下大幅提高；六是焦化廠運(yùn)行成本明顯下降，按工藝結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整后的能源利用方式計算，每年可降低成本2.73億元；七是在實(shí)現(xiàn)“無渣、無塵、無味、無水外排”的四無焦化廠的目標(biāo)上邁出了扎實(shí)的步伐。
5 焦化工藝技術(shù)進(jìn)步的設(shè)想
焦化產(chǎn)業(yè)在環(huán)境壓力、成本壓力、市場壓力的推動下，高效工藝技術(shù)的創(chuàng)新迅速發(fā)展、大量涌現(xiàn)。本著工藝過程能效提高、資源利用率提高、提高工藝清潔度和市場競爭力的目標(biāo)，以工藝創(chuàng)新為基礎(chǔ)，以設(shè)備創(chuàng)新為手段，以自動化創(chuàng)新為保證，以資源高效利用、高效轉(zhuǎn)化、能質(zhì)耦合匹配為目標(biāo)，建設(shè)環(huán)境友好型、資源節(jié)約型、自主創(chuàng)新型的都市焦化廠，實(shí)現(xiàn)以下幾個指標(biāo)：焦化工序能耗＜80kgce/t焦；新水消耗達(dá)到0.5m3/t焦;蒸汽零消耗、廢渣零排放；工藝產(chǎn)生的酚水30t/h（按年產(chǎn)120萬噸焦計），實(shí)現(xiàn)無廢水、無廢渣、無廢氣、無異味?；谏鲜鲈O(shè)想，提出幾種工藝進(jìn)步設(shè)想與焦化同行共同探討、共同開發(fā)，推動焦化產(chǎn)業(yè)清潔化、高效化。
5. 1 理順回收工藝溫度梯度高效用能
工藝改進(jìn)再邁一步，洗苯前移，形成自然溫度梯度過程（見圖5），不消耗外加能源，以最佳溫度洗苯，提高脫苯、脫萘效率，取消終冷，減少廢水和冷卻水使用。減少投資和場地，降低能耗，減輕污染，降低成本。
圖5 焦?fàn)t煤氣回收工藝的溫度變化圖 | |
| 作者:溫燕明 時間:2009-2-6 9:07:57 |
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圖6 負(fù)壓蒸氨工藝圖
圖7 負(fù)壓苯蒸餾工藝圖
5. 2 開發(fā)蒸氨、脫酚的優(yōu)化負(fù)壓蒸氨工藝
酚實(shí)現(xiàn)資源化回收，降低成本，提高工藝清潔度（圖6）。
5. 3 開發(fā)負(fù)壓苯蒸餾工藝
取消蒸汽，降低能耗，提高產(chǎn)品收率，每年可減少蒸汽消耗3.5萬噸，相應(yīng)減少廢水3.5萬噸，并降低生產(chǎn)成本，見圖7。
5. 4 回收輕吡啶及化工合成高附加值產(chǎn)品群的開發(fā)
5. 5 開發(fā)工藝過程放散氣微負(fù)壓回收，作為助燃?xì)怏w燃燒消除污染，凈化環(huán)境
6 結(jié)論
綜上所述，可得出如下結(jié)論：一是焦化工藝流程結(jié)構(gòu)的調(diào)整，可使工藝實(shí)現(xiàn)了耦合匹配，高效設(shè)備的開發(fā)及熱導(dǎo)油、電伴熱的使用，使能質(zhì)傳遞實(shí)現(xiàn)了耦合匹配；二是以源頭削減、過程控制、末端資源化治理的原則，以能質(zhì)高效轉(zhuǎn)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的工藝結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，使廢水及粉塵、毒素大幅下降，能耗大幅下降，焦化工藝的競爭力大為增強(qiáng)；三是歷史將進(jìn)一步證明，煤焦化工藝是高效清潔工藝，在國民經(jīng)濟(jì)及節(jié)能減排中的作用是不可替代的；四是基于大量高效技術(shù)的開發(fā)，煤化工工作者只要大膽創(chuàng)新，勇于擔(dān)負(fù)歷史責(zé)任，就一定會在焦化工業(yè)技術(shù)進(jìn)步中有所發(fā)現(xiàn)、有所發(fā)明、有所創(chuàng)造、有所前進(jìn)，在推動焦化產(chǎn)業(yè)清潔高效的道路上大有作為
我們有理由相信，通過模仿創(chuàng)新、集成創(chuàng)新、自主創(chuàng)新推動焦化產(chǎn)業(yè)高效化、清潔化，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，克服和消除產(chǎn)業(yè)弊端，完全可以把焦化廠建成都市型焦化廠。可以預(yù)見，未來的焦化企業(yè)，將完全有能力以自身的清潔融入城市、服務(wù)城市，并以低成本、高效工藝、多產(chǎn)品優(yōu)勢服務(wù)市場，形成市場優(yōu)勢。全體焦化工作者也一定能夠以焦化行業(yè)清潔能源、高效轉(zhuǎn)化的優(yōu)勢，為我國以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)的國民經(jīng)濟(jì)的節(jié)能減排做出積極貢獻(xiàn)。 | |
