龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

论国富炉低阶煤热解干法熄焦

作者：高鹏 丁红武

来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第03期

摘 要：干熄焦项目属于国家《产业结构调整指导目录》（2005年本）第一类鼓励类第七条钢铁第四款干法熄焦、导热油换热技术应用的鼓励类项目，该项目已被列为国家2008年重点推广支持的环保节能项目名录中，符合国家产业政策。干熄焦也是在煤源既定条件下较为有效的提高焦炭质量的方法。采用干法熄焦，可提高焦炭质量，同时可大大降低焦炭水分，不但满足了市场对焦炭的强度质量要求，也保证了国富炉能够连续稳定运行。 关键词：干熄焦；国富炉；国家产业政策；改善环境 1 榆林兰炭现行状况

随着经济快速发展及国家对环保要求的进一步提高，目前榆林兰炭企业均开始进入清洁生产、循环利用的新阶段。但是，榆林兰炭产业仍然处于装备简单化、工艺低端化、市场单一化的急需优化升级阶段，特别是在2012年以来宏观经济持续下行、市场需求严重不足的大背景下，兰炭大量积压，企业大面积停产，兰炭产业可持续发展面临更为严峻的挑战。榆林制兰炭核心工艺仍然延用传统的内燃内热式工艺，对原料品质要求高、煤气质量低、焦油收率低。目前SJ-Ⅲ型干馏炉是榆林地区的主力炉型，占到热解市场90%左右。榆林兰炭企业无组织排放和废水处理两大难题还没有彻底解决，尚难实现真正意义上的清洁生产。

而且，榆林兰炭行业在生产过程中普遍采用水熄焦的方法来冷却兰炭，传统的生产工艺存在显热浪费、烘干兰炭耗费煤气、兰炭碎裂、耗水量大、兰炭含水率高、环境污染严重等问题。而高温物料余热利用和干法熄焦技术则通过多级余热回收系统，实现了余热高效利用，大大减少了水资源的消耗，节约了大量的烘干兰炭所使用的煤气，避免了兰炭激冷产生破碎问题，有效降低了粉焦量，提高了兰炭品质，降低了兰炭含水率。同时，可直接进入下游使用领域，有助于产品销售，并利用余热增加收益。 2 国富炉项目提出以及建设情况

2014年7月21日，应榆林市政府邀请，陕煤化集团煤炭分质利用工作领导小组组织有关人员赴内蒙锡林浩特实地考察了北京国电富通科技发展有限责任公司研发的国富炉热解装置运行情况，从现场看装置运行平稳，而且在内蒙褐煤热解装置取得成功，对长焰煤热解有重要的借鉴作用，可以引进共同开发长焰煤的热解技术。2014年10月30日，由陕煤化集团化工事业部、联合能源、上海胜帮、陕北矿业、陕西陕北乾元能源化工有限公司有关人员赴北京，对装置进行实地考察并召开专题会议，会上陕西陕北乾元能源化工有限公司与北京国电富通科技发展有限责任公司达成了合作框架协议。

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

2014年11月陕西陕北乾元能源化工有限公司50万吨/年低阶煤国富炉热解工业试验项目开始建设，于2016年8月装置联动试车，9月进入试生产阶段。国富炉干馏工艺采用立式方炉，从上到下分为三段，上段为干燥段，中段为干馏段，下段为冷却段。其中冷却段采用来自干燥段产生的烟气经除尘降温后的冷烟气冷却半焦。吸收热量的烟气再经除尘后，循环利用，用来为干燥段提供热源。在此过程中冷却段进入的高温半焦与来自脱硫后的80℃冷烟气进行热交换后，将温度降至100℃以下，直接经推焦机、刮板机输出。吸收热量后的烟气，经过除尘后，由风机重新进入干燥段对原料煤进行干燥。 3 国富炉干法熄焦最新研究进展

国富炉装置的干法熄焦充分利用红焦显热，节约能源；湿熄焦时对红焦喷水冷却，产生的蒸汽直接排放到大气中，红焦的显热也随蒸汽的排放而浪费掉；而干熄焦时红焦的显热则是以高温烟气的形式进行回收利用，因此可以节约大量的能源。降低有害物质的排放，保护环境；湿熄焦过程中，每熄1t红焦炭将要消耗0.45 t水，大量的水蒸汽直接排空，其中产生大量的酚、氰化合物和硫化合物等有害物质也随之自由排放，严重腐蚀周围设备并污染大气；干熄焦采用惰性循环气体在密闭的干熄焦炉内对红焦进行冷却，可以免除对周围设备的腐蚀和对大气的污染。提高焦炭质量 ；在焦炭质量方面，干熄焦比湿熄焦显著提高。湿熄焦时红焦因为喷水急剧冷却，焦炭内部结构中产生很大的热应力，网状裂纹较多，气孔率很高，因此其转鼓强度较低，且容易碎裂成小块；干熄焦过程中焦炭缓慢冷却，降低了内部热应力，网状裂纹减少，气孔率低，因而其转鼓强度提高，真密度也增大。国富炉生产出的焦炭质量固定炭含量普遍达到82-85%以上，水分最低可以控制在3-5%，下游电石生产可以省去炭材烘干这一步骤，从而减少电石生产成本的50%兰炭破碎下限率。而且焦炭挥发份也完全符合市场的需求。 在试用运行期间装置刚开始运转，国富炉冷却烟气循环量不足，导致生产出来的焦炭内部没有完全冷却，焦炭大量的堆积在一起，内部热量集聚造成部分产品焦自燃。分析焦自燃原因后，随后就调整国富炉运行参数，加大冷却烟气循环量，彻底冷却降低产品焦温度。继续试生产，发现国富炉装置冷却段烟气带出的热量，在不投用干燥段燃烧器的情况下，完全能够使干燥段煤层温度达到设计指标，加大煤气外输送量，增加了公司效益。

要说明的是通过此次国富炉干熄焦，确定论证了干法熄焦完全是可行的，而且连续运行情况下也能保证焦炭的冷却效果。既能提高兰炭行业的装备水平，又贯彻了国家的可持续发展战略；既实现节能降耗，又改善了环境。通过干熄焦生产线可提高焦炭质量，使生产成本降低，充分利用能源，从而进一步提高兰炭行业的整体效益，对提高产品的市场竞争能力有较大作用。

参考文献：

[1]闫江伟，张小兵，张子敏.煤与瓦斯突出地质控制机理探讨[J].煤炭学报，2013（07）：1174-1178.

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

[2]张守玉，陈川，施大钟，吕俊复，王健，郭熙，董爱霞，熊绍武.高钠煤燃烧利用现状[J].中国电机工程学报，2013（05）：1-12+17.

[3]李云波，张玉贵，张子敏，姜波.构造煤瓦斯解吸初期特征实验研究[J].煤炭学报，2013（01）：15-20.