煉焦工藝節(jié)能降耗途徑探討
時(shí)間:2022-07-26 11:04:29
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摘要:內(nèi)蒙古恒坤化工有限公司堅(jiān)持“綠色、數(shù)字、智能、系統(tǒng)”的發(fā)展理念,通過(guò)實(shí)施煉焦工藝優(yōu)化、節(jié)能改造、余熱回收利用等項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)能耗指標(biāo)降低、減少煤氣消耗、降低氮氧化物排放,并使余熱得到充分的回收利用。
關(guān)鍵詞:煉焦工藝;生態(tài)環(huán)境;安全發(fā)展;綠色發(fā)展
內(nèi)蒙古恒坤化工有限公司成立于2008年11月,地處內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市鄂托克前旗上海廟鎮(zhèn)精細(xì)化工園區(qū)。其主要產(chǎn)品為焦炭、粗苯、焦油、硫銨、液化天然氣(LNG)等。公司堅(jiān)持“綠色、數(shù)字、智能、系統(tǒng)”的發(fā)展理念,從而改變發(fā)展模式,實(shí)現(xiàn)安全發(fā)展、綠色發(fā)展。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中,既可以保護(hù)生態(tài)環(huán)境,也可以提升企業(yè)本身的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。
1煉焦工藝優(yōu)化
煤焦化又稱煤炭高溫干餾,以煤為原料,在隔絕空氣條件下,加熱到950℃左右,經(jīng)高溫干餾生產(chǎn)焦炭,同時(shí)獲得煤氣、煤焦油并回收其它化工產(chǎn)品的一種煤轉(zhuǎn)化工藝。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步,對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越高,煉焦工藝水平也需要從根本上進(jìn)行科學(xué)性的提升。為使焦?fàn)t達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)、高效、節(jié)能、長(zhǎng)壽的目的,需要焦餅在規(guī)定的結(jié)焦時(shí)間內(nèi)沿長(zhǎng)向和高向方向均勻成熟,為降低焦?fàn)t煤氣消耗提高熱工效率需要從以下幾個(gè)方面加以控制:(1)保證配合煤水分穩(wěn)定。當(dāng)配合煤水分增大時(shí),進(jìn)入炭化室高溫干餾時(shí)水變成水蒸氣吸收的熱量就會(huì)增多,配合煤水分(高于6%時(shí))每增加1%時(shí),標(biāo)準(zhǔn)溫度應(yīng)增加5~7℃,相應(yīng)的煤氣消耗會(huì)增加1%。加強(qiáng)對(duì)入場(chǎng)煤的管理,每批煤種進(jìn)廠前都需要按規(guī)定取樣分析,確保入場(chǎng)煤水分指標(biāo)合格;加強(qiáng)煤場(chǎng)管理,來(lái)煤按煤種分類指定存放,避免不同煤種混存,同時(shí)煤場(chǎng)抑塵灑水過(guò)程中嚴(yán)格控制灑水量;根據(jù)裝煤過(guò)程中塌煤率,調(diào)整配合煤水分,在保證不塌煤的情況下盡可能降低配合煤水分。(2)合理控制焦餅中心溫度減少煤氣消耗。焦餅中心溫度是衡量焦炭是否成熟的指標(biāo),一般生產(chǎn)過(guò)程中焦餅中心溫度達(dá)到1000±50℃時(shí)焦餅已成熟,若950℃焦炭成熟,則焦餅中心溫度每增加50℃,焦炭帶走的熱量就會(huì)增加5%左右,煤氣消耗相應(yīng)的增加6%左右。(3)保持合理的看火孔壓力。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,以看火孔壓力為基準(zhǔn)來(lái)確定燃燒系統(tǒng)的各點(diǎn)壓力是比較方便的。在各周轉(zhuǎn)時(shí)間下看火孔壓力均應(yīng)保持在-5~5Pa。如果看火孔壓力過(guò)大,會(huì)增加焦?fàn)t爐頂散熱,不便于觀察火焰燃燒情況,給調(diào)火工作帶來(lái)一定困難;當(dāng)看火孔壓力過(guò)小即負(fù)壓過(guò)大時(shí),大量冷空氣將被吸入燃燒系統(tǒng),造成燃燒不正常,能耗增加。
2節(jié)能改造提高效率
高效節(jié)能水泵的應(yīng)用,“SCES技術(shù)”集系統(tǒng)配置、系統(tǒng)運(yùn)行和水泵水力性能優(yōu)化于一體。從系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念、運(yùn)行管理等能耗源頭入手,憑借先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集及計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù),對(duì)設(shè)備的Q(流量)、H(揚(yáng)程)、n(效率)進(jìn)行建模分析。以合理的水送能耗指標(biāo)做指導(dǎo),以系統(tǒng)最佳運(yùn)行工況為設(shè)計(jì)理念,從降低系統(tǒng)阻抗、提高水泵在系統(tǒng)中的運(yùn)行效率、調(diào)整合理流量三方面入手最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能的目的。公司根據(jù)生產(chǎn)工藝要求,對(duì)三臺(tái)制冷循環(huán)水泵和五臺(tái)工藝循環(huán)水泵等進(jìn)行系統(tǒng)性改造,實(shí)現(xiàn)節(jié)電率不小于25%。表1為節(jié)能數(shù)據(jù)。
3余熱回收提高能源利用率
(1)循環(huán)氨水余熱利用。煤在干餾過(guò)程中產(chǎn)生的700~800℃的荒煤氣在橋管和集氣管處用壓力為0.3MPa,溫度為78℃的循環(huán)氨水噴灑冷卻,荒煤氣冷卻至82℃左右。根據(jù)實(shí)際情況,在循環(huán)氨水泵出口管線上增加一換熱器,用循環(huán)氨水余熱代替原來(lái)的煤氣鍋爐作為熱源進(jìn)行冬季采暖和澡堂熱水供應(yīng),可節(jié)約煤氣及蒸汽能源,冬季采暖期每小時(shí)可節(jié)約蒸汽8t。(2)上升管余熱利用。公司現(xiàn)有5.5m焦?fàn)t兩座,年產(chǎn)焦炭量約100萬(wàn)t,煉焦過(guò)程中熱量分布見(jiàn)表2。為回收高溫荒煤氣帶出的顯熱,公司對(duì)上升管系統(tǒng)進(jìn)行改造,增加余熱回收裝置。工藝流程為用除氧器給水泵將除鹽水箱內(nèi)水輸送至除氧器內(nèi)進(jìn)行除氧,除氧水采用多級(jí)給水泵輸送至汽包,水在汽包與上升管換熱裝置之間通過(guò)強(qiáng)制循環(huán)泵進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán),在汽包進(jìn)行汽水分離,水繼續(xù)循環(huán)進(jìn)入上升管換熱器進(jìn)行再次熱交換,產(chǎn)生蒸汽并入至低壓蒸汽管道?,F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)公司生產(chǎn)負(fù)荷95孔/天,可以穩(wěn)定產(chǎn)出蒸汽8t/h。能源消耗-回收計(jì)算數(shù)據(jù)如表3所示。飽和蒸汽價(jià)格,不含稅120元/t。去掉電費(fèi)、水費(fèi),可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益770萬(wàn)元/年左右。減少循環(huán)氨水量約15%~30%,減少循環(huán)氨水系統(tǒng)電耗約15%~30%,上升管表面溫度由260℃降低到60℃,大大改善焦?fàn)t爐頂員工的工作環(huán)境。
4結(jié)語(yǔ)
公司通過(guò)煉焦工藝優(yōu)化、節(jié)能改造、余熱回收利用等項(xiàng)目的實(shí)施,2018年單位產(chǎn)品能耗指標(biāo)較2017年降低5kgec/t,同時(shí)通過(guò)優(yōu)化煉焦工藝減少煤氣消耗降低廢氣中氮氧化物含量,通過(guò)余熱回收利用實(shí)現(xiàn)了廠區(qū)冬季供暖的自平衡。隨著國(guó)家環(huán)保政策的逐步完善,焦化行業(yè)產(chǎn)能將持續(xù)處于過(guò)剩狀態(tài)。唯有加強(qiáng)自我革新突破,降低綜合能耗、減少污染物排放、實(shí)施系統(tǒng)性全過(guò)程分析監(jiān)控、建設(shè)智慧工廠、數(shù)字型的化工園區(qū),才有可能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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[2]左春生.降低焦?fàn)t煤氣消耗的途徑[J].硅谷,2014(3).
作者:李棟柱 單位:內(nèi)蒙古恒坤化工有限公司