节能减排工艺技术在马钢煤焦化公司的应用

节能减排工艺技术在马钢煤焦化公司的应用

马鞍山钢铁有限公司（以下简称马钢煤炭化工公司）拥有8个焦炉，2010年全球焦量约465万吨。近年来,马钢煤焦化公司采用干熄焦、煤调湿、真空碳酸钾脱硫、苯加氢等新型节能减排技术,取得明显进步,现逐一进行介绍。1干熄焦焦炭质量不断提高马钢煤焦化公司第1套干熄焦装置于2004年4月投产,该装置是国内第1套采用自主技术及主要设备皆国产化的干熄焦装置,处理能力为125t/h,相应配套70t/h、4.6MPa干熄焦锅炉和1.8万kW凝汽式汽轮发电机组。该套干熄焦装置投产后,当年实现达产、稳产,100%负荷下的主要工艺技术参数达到设计要求,干熄率达到97%以上。此后马钢煤焦化公司又先后在改扩建、新建焦炉中,配套4套干熄焦装置,2008年成为继宝钢之后,实现所有焦炉具备全部干熄焦的钢铁联合企业。2010年,马钢煤焦化公司干熄焦装置发电总量达4.96亿kW·h,获得可观的直接经济效益,而且马钢的干熄焦焦炭质量在行业内也处在前列,为马钢的炼铁生产提供了良好的燃料支持。2008年马钢7.63m焦炉的干熄焦和湿熄焦的焦炭质量对比见表1从表1可看出,与湿熄焦相比,干熄焦的各项指标均有改善,焦炭质量明显提高。截止2008年底,我国投产运行的干熄焦装置在70套左右,约6100万t/a焦炭生产能力配套了干熄焦装置,占我国机焦产能3.86亿t的15.8%,占我国2008年钢铁工业耗焦总量2.7亿t的22.6%,每年至少可少用1200万t强黏结性煤。2010年,我国又有16套干熄焦装置先后投产,至此重点统计大中型钢铁企业焦炭生产干熄焦率达到82.63%。27.6焦炉自动生产控制系统马钢煤焦化公司引进德国伍德公司的2×70孔7.63m焦炉,分别于2007年1月和4月投产。该炉单孔焦炭产量约为44.6t,年产全焦接近220万t。7.63m焦炉荒煤气导出系统采用了独特的单炭化室压力调节装置(PROven),集气管采用负压350Pa左右进行操作,通过该系统,可自动实现在不同结焦时间,上升管压力在60Pa~160Pa范围内调节,装煤时调为负压,省去装煤除尘地面站,理论上可大幅度减少焦炉跑烟冒火和装煤时的荒煤气外逸。独特的焦炉炉体结构和加热系统,有助于较好地控制焦炉加热时氮氧化物的形成,可使焦炉废气氮氧化物质量浓度不大于500mg/m焦炉四大机车采用德国夏尔克公司的基本设计,由大连重工负责详细设计和制造、安装和调试(其中干熄焦车由马钢重机公司制造、安装和调试)。全套焦炉机械均采用一点自动对位,按2-1串序进行操作,对位精度5mm,可实现全自动操作。马钢煤焦化公司自主开发了超大型焦炉生产控制系统,一方面实现了7.63m焦炉八大控制系统的联锁、联动运行,将许多重复性的人工确认工作改成了自动联锁、控制,使岗位操作的工作量大幅度下降,极大地提高了劳动生产率,系统运行也更加安全、可靠,误操作、设备故障率也急剧下降;另一方面实现了焦炉生产计划的自动编排和下发,及生产信息的自动采集和报表的自动生成。3真空碳酸钾脱硫系统2007年建成投产的马钢焦化新区煤气净化系统由冷凝鼓风、硫铵、终冷洗苯、脱硫和硫回收、粗苯蒸馏、油库和酚氰废水处理站,以及制冷机和循环水等单元组成,煤气处理能力约为13万m采用真空碳酸钾脱硫工艺,脱硫和再生系统均在低温低压下运行,腐蚀弱,对设备材质要求不高,脱硫效果好,可达95%以上,脱氰效果可达80%,煤气净化后硫化氢质量浓度300mg/m4降低焦化水的水分再装炉煤调湿技术主要是指利用焦化装置余热,如烟道废气、干熄焦蒸汽等,对装炉煤进行加热,使其水分降低到6%左右再装炉,也是焦化行业节能减排的重要技术之一,2008年入选《国家重点节能技术推广目录(第一批)》。马钢煤焦化公司的煤调湿项目,是以焦炉烟道废气为热源的第三代煤调湿装置(流化床),充分利用排入大气的废热、减排CO5苯加氢的萃取焦化粗苯精制的方法目前国内外普遍都采用两大类——加氢法和酸洗法。酸洗法虽然具有工艺流程简单、操作灵活等优点,但存在脱硫效率低、芳烃损失率高、环境污染大等缺点,目前正逐步被加氢法取代。粗苯加氢是先将粗苯分离为重苯和轻苯,再将轻苯在一定温度、压力和催化剂下发生加氢反应,使其中的含硫化合物、含氮化合物和含氧化合物反应生成硫化氢、氨和水,将不饱和烃转化为饱和烃和环烷烃,然后用碱水洗涤,去除轻苯中的硫化氢、氨等杂质。据德国资料介绍,加氢法比酸洗法的收率高8%~10%。苯加氢按操作条件不同可分为高温加氢法、中温加氢法和低温加氢法,马钢煤焦化公司综合各方面因素,选择了国产化低温两段气相加氢配套萃取蒸馏工艺。由于设置了脱重组分塔,对组成变化大的原料适应性强,采用SED萃取精馏方法,苯、甲苯产品质量高,操作方便,工艺流程示意图见图26焦粉的气力输送工艺流程焦炉装煤和推焦、焦炭运输和筛分以及干熄焦过程中,会有大量粉尘逸散到空气中,马钢煤焦化公司不仅配套建设了相应的粉碎机除尘、装煤出焦除尘、筛焦除尘、焦库除尘、火车放焦除尘以及干熄焦环境除尘等装置,实现了除尘设施对所有逸尘点的全覆盖,而且于2008年在国内率先建成了除尘灰气力输送装置,将除尘灰通过管道直接送到铁厂用于高炉喷煤系统,实现了除尘灰的清洁输送和高效利用。除尘灰气力输送工艺流程示意图见图3气力输送是利用压缩空气或氮气作为输送物料的载体,通过仓泵完成物料的流化,流化结束后,仓泵开始输送,同时在输送管道始端连续加入定量的压缩空气或氮气,物料以流态被输送到接受仓。接受仓设仓顶除尘,起排除余气和回收焦粉的作用,仓泵是本系统的核心设备。气力输送最早用于输送电厂除尘灰和粉煤灰,后又在高炉除尘灰输送等方面得到应用,用于输送焦粉尚无先例。焦粉与其它物料相比,主要特点是对设备管道的磨损很大,另外干熄本体除尘焦粉颗粒较大,不易输送。马钢焦化新区2座焦炉、2套干熄焦装置和1套筛焦装置共建有4套除尘装置,加上2套干熄焦本体除尘装置,每天收集的除尘灰约360t,通过气力输送系统,实现了长距离(1500m)无污染输送、做到多点取料和卸料、过程的自动化控制,同时定量与高炉喷吹无烟煤混配,置换部分无烟煤,实现了除尘灰无二次污染的综合利用。7环保问题突出的焦化行业企业发展的原因近年来,马钢煤焦化公司在节能减排方面采用了一些新技术,取得了一定成效,但对资源