“十二五”我國煉焦行業節能減排技術工藝發展思路

于振東 鄭文華

“十二五”期間，焦化行業面臨著調整結構、轉變發展方式的重大歷史任務，應以“技術創新為動力，建設資源節約、環境友好的綠色焦化廠”為理念，實現焦化行業由大到強的轉變。這是國家戰略轉型的需要，是經濟可持續發展的需要，是低碳社會發展的需要。

一、開發和推廣低NOX排放的超大型焦爐

最經濟的焦爐匹配是以一套操作人員、一套焦爐機械、配置一個煤塔和兩座焦爐而能操作的最大孔數。只有這樣才能充分發揮操作人員、焦爐機械和焦爐本體的最大潛力，才能創造高效率和低能耗，才能實現煉焦過程的動態－有序、連續－緊湊和高效－精準的運行目標。為此，對已投產的多段加熱低NOX排放7米焦爐進行標定、調試、總結，建成7米低NOX排放大容積頂裝焦爐示范工程。

開發適合中國國情炭化室高8米低NOX排放的清潔型超大容積頂裝焦爐，其每孔年產焦炭1.579萬噸，2×67孔年產焦炭210萬噸，填補我國年產200萬噸級焦炭規模的超大型頂裝焦爐的空白，并建成能起樣板作用的示范工程，推動我國大型頂裝焦爐的發展，使其達到世界領先水平。

針對我國目前存在的高爐要求冶金焦質量越來越高的現實，應推動焦化工作者和煉鐵工作者共同研究適合我國國情經濟適用的新冶金焦標準，以節省我國日趨緊張的優質煉焦煤資源，降低煉焦和煉鐵綜合成本。

二、發展清潔生產的大型搗固煉焦

大力研發和推廣具有完善環保設施、能夠實現清潔生產的大型搗固煉焦技術。標定、調試和總結我國已投產的6.25米大型搗固焦爐，進一步修改和完善并建成6.25米大型搗固焦爐示范工程。

開發適合中國國情的6.7米搗固焦爐，其每孔年產焦炭1.443萬噸，將是我國乃至世界上最大的搗固焦爐，2×52孔年產焦炭150萬噸，填補我國年產150萬噸級焦炭規模的大型搗固焦爐空白，并建成能起樣板作用的示范工程，推動我國大型搗固煉焦技術的發展，使其達到世界領先水平。

研發國產的適合中國國情的6.25米和6.7米大型搗固焦爐使用的搗固－裝煤－推焦一體車（SCP機），使其機械化、自動化、安全性能和環保水平等方面達到世界領先水平。

隨著我國大中型鋼鐵企業逐步接受和采用搗固煉焦技術，應推動焦化和煉鐵工作者共同研究搗固焦炭的冶煉性能、適宜的焦炭質量標準、相應的高爐生產操作工藝和參數，推動大中型高爐使用搗固焦炭。

三、繼續推廣和普及干熄焦技術

大力推進鋼鐵企業焦化廠100%焦爐采用干熄焦工藝。

在解決好焦化污水出路和延伸效益的前提下，推進獨立焦化廠采用干熄焦工藝。

提倡干熄焦裝置采用高溫高壓鍋爐，以進一步提高節能減排效果。

改進干熄爐斜道區等易損部位的結構，研發新型耐火材料，提高干熄爐使用壽命。

四、推廣煤調濕技術

對已投產和在建的四種以焦爐煙道廢氣為熱源的流化床煤調濕裝置進行調試標定、分析對比、歸納總結、改進完善，優化其工藝和技術參數，予以大力推廣。

在使用高爐煤氣加熱焦爐的鋼鐵企業焦化廠，大力推廣以焦爐煙道廢氣為熱源的煤調濕技術；在使用焦爐煤氣加熱焦爐的獨立焦化廠，推廣以低壓蒸汽為熱源的煤調濕技術。

五、推薦采用高效節能的脫硫脫氰技術

新建焦化廠應該首選脫硫脫氰效率高、產品質量好、操作可靠的脫硫脫氰工藝，如利用荒煤氣余熱再生的真空碳酸鉀法脫硫工藝等。

推進我國第一套HPF法氧化脫硫工藝廢液與低純度硫磺焚燒制取硫酸的工業裝置投產，并建成示范裝置，解決全國已有的HPF法氧化脫硫工藝存在的問題，推動其更新換代。

推薦采用間接法蒸氨，以減少焦化廢水，有利于實現焦化廢水的近零排放。

六、積極研發焦爐煤氣資源化利用技術

COG含有54%-59%H2和24%-28%CH4。COG燃料化利用不如資源化利用效益高，因此只有在萬不得已的情況下才用作燃料和發電。高質量地利用COG不僅有利于降低鋼鐵企業單位產品的能源消耗和排放負荷，甚至能開發出大量最清潔能源—氫氣,從而引發鋼鐵制造流程能量流新的供-需平衡關系，甚至會引發整個社會新的供-需關系。

“十二五”期間，應充分利用我國煉焦工業發達、COG資源豐富的優勢，大力研發COG資源化利用的各種新技術，如焦爐煤氣制氫、制甲醇、制二甲醚、制合成天然氣、制柴油等，提高COG附加值，推動焦化行業的可持續發展。

七、發展高效節能環保的大型焦油加工裝置

淘汰耗能高、污染嚴重、裝備水平落后的間歇蒸餾、間歇酸堿洗滌、間歇結晶和污染大的瀝青成型工藝。

進一步推動我國煤焦油加工的集中處理，建設規模大、技術先進、節能環保的世界一流煤焦油加工廠。同時通過不斷開發新產品，擴大產品品種和品級，配合化工、醫藥、材料等市場要求，開發出附加值高的洗油深加工產品、蒽油深加工產品和瀝青深加工產品等。對附加值低的殘油，在滿足炭黑生產的同時，可采用加氫催化裂化、加氫裂解等技術，使其轉化成為高附加值的汽油調和油、柴油調和油。

八、建設低能耗、低污染大型苯加氫裝置

徹底淘汰耗能高、污染嚴重、裝備水平落后的酸洗法工藝。進一步擴大單套裝置產能，實現集約化、大型化、低耗能、低污染的低碳目標。進一步完善自有知識產權的苯加氫技術，優化工藝組合，實現技術和設備的全部國產化。

九、開發新型焦化污水深度處理技術

資源節約、環境友好的焦化廠必須使處理后的焦化廢水資源得到最大限度地合理使用，因為生產1噸焦炭通常產生0.48噸焦化污水和0.42噸循環水排污水（采用CDQ時循環水排污水為0.53噸）。我國已開發出成熟可靠的焦化污水生化處理技術。對鋼鐵企業焦化廠來說，焦化廢水經生化處理后可全部回用于焦化廠和鋼鐵廠的濁循環水系統。對采用濕法熄焦的獨立焦化廠，生化處理時，可減少或不加稀釋水，減少生化處理水量，使處理后廢水全部作為濕法熄焦補充水，在焦化廠內消耗掉。但是，隨著我國獨立焦化廠逐漸采用干法熄焦，處理后廢水無路可去，只能回用于凈循環水系統。而凈循環水系統對水質要求嚴格，對其補充水的水質要求更嚴。若將生化處理后焦化廢水用作凈循環水系統補充水，必須進行降低有機物和脫鹽的深度處理。

“十一五”期間，進行了大量污水回用深度處理技術的開發工作。深度處理一般采用膜分離技術。即:生物處理（A-A/O）＋超濾（UF）＋納濾（NF）（或反滲透（RO））；或生物處理（A-A/O）＋膜生物反應器（MBR）＋納濾（NF）（或反滲透（RO））。深度處理的產水率可達到70%以上，產水水質可達到循環水補充水的要求，用作循環水補充水。膜深度處理產出占原料水量30%左右的濃縮液。濃縮液不但含有較高的有機物，而且濃縮了大量的鹽。濃縮液可以深度處理回用，也可以蒸發提鹽，但這些手段成本太高，因此，濃縮液處理將是下一步重點開發的課題。

為此，“十二五”期間，應全力推動第一套帶深度處理焦化污水裝置的投產，并完善、改進、總結，建成示范工程，以在全國推廣；開發能滿足《煉焦工業污染物排放標準》對COD、總氰、總氮提出新要求的焦化污水深度處理新技術；開發深度處理所產生的含鹽濃縮液的處理技術。

十、研發焦爐荒煤氣余熱回收及利用技術

離開焦爐炭化室的650～700℃荒煤氣所帶出的顯熱占焦爐輸出熱的36%，與紅焦帶出的顯熱相當，余熱回收利用的潛力巨大。

“十一五”期間，國內外許多焦化企業積極研發焦爐荒煤氣余熱回收及利用技術，如：濟鋼將5個上升管做成夾套管，導熱油通過夾套管與荒煤氣間接換熱，被加熱的高溫導熱油可以去蒸氨、去煤焦油蒸餾、去干燥入爐煤等；寶鋼梅山鋼鐵公司煉焦廠在其4.3米焦爐上升管采用熱管回收荒煤氣帶出熱的試驗；濟鋼和中冶焦耐正在進行用鍋爐回收荒煤氣帶出熱的試驗；無錫焦化廠在其4.3米焦爐上進行用半導體溫差發電技術回收上升管余熱的試驗；平煤武鋼焦化進行了高效微流態傳熱材料作換熱介質的上升管余熱回收試驗；日本已在1個上升管和正在3個上升管上進行用荒煤氣帶出熱對焦爐煤氣進行無催化高溫熱裂解和重整試驗，得到了主要含H2和CO的合成氣體；中冶焦耐在初冷器一段用82℃-85℃的荒煤氣加熱真空碳酸鉀法脫硫廢液，用熱廢液閃蒸的蒸汽再生脫硫液；有的焦化廠擬用初冷器一段熱循環水制冷，所得的低溫水直接用于初冷器三段制冷。

“十二五”期間，應當支持荒煤氣余熱回收和利用技術的研發調試、改進完善、總結比較，選擇最優方法；推動最優方法盡快工業化，總結經驗，建立示范裝置，加以推廣普及。