干熄焦脱硫技术（干熄焦技术的节能减排及环保分析）

摘 要：分析了新钢集团公司干熄焦技术节能减排效益及国内应用现状和发展趋势，指出干熄焦技术是焦化企业实现节能减排的重要措施之一，在钢铁联合企业应大力推广；同时分析了焦化企业在钢铁行业的重要性及优越性推广干熄焦技术应综合考虑的相关经济技术指标及制约因素，配套设施的同步建设如 SO2 排放增加，酚、氰废水有外排可能，干熄焦产生蒸汽的利用等，接下来我们就来聊聊关于干熄焦脱硫技术?以下内容大家不妨参考一二希望能帮到您!

干熄焦脱硫技术

摘 要：分析了新钢集团公司干熄焦技术节能减排效益及国内应用现状和发展趋势，指出干熄焦技术是焦化企业实现节能减排的重要措施之一，在钢铁联合企业应大力推广；同时分析了焦化企业在钢铁行业的重要性及优越性。推广干熄焦技术应综合考虑的相关经济技术指标及制约因素，配套设施的同步建设。如 SO2 排放增加，酚、氰废水有外排可能，干熄焦产生蒸汽的利用等。

关键词：焦化；干熄焦；节能；环保

干熄焦技术在钢铁联合企业焦化厂已经取得了显著的经济效益和节能减排效果，而新钢集团公司是江西省唯一拥有干熄焦的的钢铁企业，干熄焦技术应用于焦化厂将取得怎样的成效，本文就此进行简要分析。

1 干熄焦技术的发展及在我国的应用

干熄焦工艺起源于瑞士，20 世纪 40 年代发达国家开始研究开发干熄焦技术；60 年代前苏联取得突破性进展，多数焦化厂采用干熄焦技术；70 年代全球能源危机，干熄焦技术得到了较快发展，多数发达国家都提倡和鼓励应用干熄焦技术。

我国自 20 世纪 80 年代初，宝钢一期工程首次引进干熄焦技术，至 2006 年前后，先后有十几个钢铁联合企业投产了44套干熄焦装置；目前，已建、在建的干熄焦装置已超过 100套；截止 2008 年底，我国干熄焦产量达到了6000 万 t。

干熄焦技术发展到今天，虽然出现了不同的形式，但基本工艺流程大同小异。中国干熄焦技术及装置经过多年的从国外引进，目前国产化率大大提高。由于我国是产焦大国，焦炉多且炉组产能不一，造成引进装置同炉型生产能力不匹配，因而影响了干熄焦的节能效果。起初我国引进的干熄焦装置以 70t/h 和 75t/h 两种规模为主，且采用备用干熄焦方式，从而增加了不必要的建设投资，影响干熄焦的经济效益。

因此，我国干熄焦装置近年来根据生产能力，配置向大型化发展。继武钢 140t/h 干熄焦项目之后，马钢(125t/h)、南钢(140t/h)、本钢(121t/h)、包钢(125t/h)等十几家企业已经建成 100t/h 以上规模的干熄焦装置。目前，已投产规模最大的为本钢、天铁 190t/h 装置。目前我国干熄焦装置仍然集中在钢铁联合企业，独立焦化厂少有建设干熄焦装置，造成干熄焦技术难以推广的主要原因有：干熄焦工艺存在着投资大、设备机型大、制造难、运行时问长、运行费用高、故障多、生产保证性差、安全保证难等问题。

2 干熄焦工艺与湿熄焦工艺的分析对比

2.1干熄焦节能效果分析

在干熄焦系统中，利用惰性气体与红焦进行换热，吸收了红焦显热后的惰性气体再将热量传递给配套的余热锅炉，生产蒸汽用于发电。理论上每吨红焦经干熄焦后可生产过热蒸汽量。

计算如下 ：

（1）假定参数：装入红焦温度约为 1100℃，排出焦炭温度为 200℃，焦炭挥发分1.2％、灰分 12 ％，焦炭在 1100 ℃的比热容为 1.561kJ/(kg· ℃ ) ，在 200 ℃时的比热容为0.9983kJ/(kg·℃)。在没有导人空气的情况下，理论上每吨红焦在干熄炉内将被回收显热：Q1=1000×(1.561×1100-0.9983×200)=1.5174×106kJ

（2）焦炭燃烧产生的热量按 33850kJ/kg，按 1%计，则每吨焦炭在干熄炉内烧损热量为：Q2=1000×33850×1%=3.385×105kJ

（3）干熄炉系统传热效率为定值 83%，则干熄炉内每吨红焦被循环气体带入锅炉的总热量为：Q3=(Q1Q2) ×83%=1.54×106 kJ

（4）余热锅炉热平衡

根据参数：450℃过热蒸汽焓 H1=3323kJ/kg，105℃锅炉给水焓 H2=436kJ/kg，256℃锅炉水焓 H3=1135kJ/kg，锅炉排污率 r=1.5%，余热锅炉热效率为 80%，可得出每吨红焦生产蒸汽量为 0.425t(3.82MPa，50℃)。如果扣除焦炭燃烧产生的热量，每吨红焦显热生产蒸汽量为 0.348t(3.82MPa，450℃)。

日前，国内配备干熄焦装置的焦化厂蒸汽产量一般在 0.5t/t 焦左右，于是造成干熄焦可以节能 0.5t 蒸汽/t 焦的概念，显然，如此理解干熄焦的节能效果存在明显误区，相反，干熄焦装置蒸汽产量越大，焦炭损失量越大，能耗越高，因为焦炭在燃烧和生产蒸汽过程中，有约34%的能量损失。

当干熄焦装置蒸汽产生量达到 0.5t/t 焦时，焦炭烧损率将达到 2%，此时扣除焦炭能量损失，相当于增加回收热量 8.5466×105kJ，折合蒸汽量为 0.295t/t 焦。

2.2环保效果分析

采用传统的湿法熄焦，在熄焦过程中会产生多种污染物，一是熄焦产牛的粉尘，每熄1t 焦大约排放粉尘 0.2kg；二是水煤气反应产生 CO，每熄 1t 焦 CO 产生量约为 2kg；三是熄焦时产生 H2S，每熄 1t 焦产生量约为 0.1kg；并且还有大量的酚、氰、硫化物等随蒸汽散发到大气中，对环境影响较大。而干法熄焦利用惰性气体，在密闭系统中将红焦熄灭，并配备良好的除尘设施，对环境空气影响大大减轻。干熄焦与湿熄焦的污染对比见表 1。

由表 1 可知，干熄焦在减少酚、氰、CO 及焦尘方面具有明显效果，但其工艺特点决定了SO2 排放量明显增高，不利于 SO2 减排。对于钢铁联合企业来讲，采用干熄焦工艺后，焦化厂产生的酚氰废水经处理后，可用于冲渣，做到不外排。但对独立焦化厂而言，酚氰废水产量在 0.3m³/t 焦左右，若采用湿法熄焦工艺(湿熄焦耗水量为 0.5m³/t 焦左右)，酚氰废水可做到循环使用不外排，并且还可以消耗部分循环水排污水；而若采用于熄焦工艺，酚氰废水的循环利用将很难实现，尽管当前有许多学者在研究焦化废水的深度处理与回用，但仍停留在试验阶段，尚未有工程实例，在焦化厂内实现循环利用不外排存在着较大的技术难题。

2.3 投资及动力消耗分析

由于当前干熄焦装置仍以国外引进为主，干熄焦投资仍处在较高水平，以某 100 万 t/a焦化厂为例，干熄焦投资 1.4 亿元（含干熄炉及发电），且备用湿熄焦装置（0.06 亿元），而焦炉及化产部分总投资也只在 6.5-8 亿元，与之相比，干熄焦投资所占比例明显偏大。干熄焦较湿熄焦相比，消耗更多的电力、压缩空气等动力，以安钢 140t/h 干熄焦装置为例，该 I 程采用四干一湿运行模式，2009 年 6 月投产，其动力消耗见表 2。

可知，干熄焦电力消耗是湿熄焦的 4.87 倍，并且要消耗大量的氮气和压缩空气，干熄焦水消耗量虽然低，但其消耗的是新鲜水，而湿熄焦消耗的是生产废水，一般不用新鲜水。综合比较，湿法熄焦消耗的动力较十熄焦低，其运行成本也相对偏低。

3 焦化酚氰废水处理及回用现状

焦化废水是一种氨氮和有机物浓度较高的难以生化降解的有机废水，其产生量在0.3m³/t焦左右。目前国内对焦化废水的处理通常采用 A/O 工艺，即硝化/反硝化工艺，其中典型处理工艺流程包括 A²/O、A/O²、A²/O² 这 3 种工艺。焦化废水经过生化处理后，出水水质一般能达到《污水综合排放标准》中二级标准要求，符合熄焦用水水质要求，因此，焦化厂通常是将处理出水用于熄焦。对于采用干熄焦工艺的钢铁联合企业，其焦化废水的处理大体也不外乎上述3 种形式，其出水通常用作炼钢冲渣水。总体来说，采用 A/O 工艺处理后的酚氰废水可以做到循环使用，不外排。

由于目前国内焦化企业以湿法熄焦为主，其酚氰废水经过处理后，能够完全用于熄焦，做到不外排，因此，对于酚、氰废水深度处理的研究和应用没有得到高度重视，国内部分学者对焦化废水的深度处理及回用虽然做了一些工作，目前仅限于研究阶段，主要技术有 fenton 试剂法、催化湿式氧化技术、超临界水氧化法等，利用上述技术对焦化二级出水进行深度处理，并辅以 R0 工艺，使焦化废水出水水质满足工业冷却水水质标准，可以实现焦化废水的回用。上述技术的工程化尚需接受投资、运行费用以及实际效果的检验，目前尚不成熟。

4 江西省推广干熄焦技术应综合考虑的一

江西省推广干熄焦技术应综合考虑的一些制约因素，干熄焦技术可以有效回收红焦显热，达到节约能源的目的，并且有效改善焦炭质量，在环保方面，可以有效减少酚、氰化物和烟尘的排放量，具有明显的节能减排效果。干熄焦已经列为国家鼓励的技术，应该积极推广。但考虑到江西的一些实际情况，推广应用干熄焦技术时，还应考虑以下制约因素，并尽快组织研究对策。

4.1 SO2 的减排问题

SO2 排放是造成我国大气污染及酸雨不断加剧的主要原因，为遏制 SO2 污染加剧的趋势，国家相继出台了一系列减排政策和法规，在《国家环境保护“十一五”规划》中，明确提出“十一五”时期，全国 SO2 排放总量削减 10%的约束性目标。采用干熄焦工艺，将增加SO2排放量，以焦炭烧损率 1.5%计，吨焦 SO2 排放量将增加 0.15kg 左右。全省干熄焦的产能若以0.77 亿 t 计，SO2 排放量将增加 1.15 万 t/a，使本已超标的环境空气质量将进一步恶化，为SO2 减排工作的顺利实施增加难度。此外，因干熄焦炭的水分较低，运输过程中的粉尘转移污染问题也应考虑。

4.2 酚氰废水难以循环利用，有外排可能

在没有焦化废水深度处理与回用技术依托下，强制执行干熄焦工艺，势必使独立焦化厂酚氰废水失去循环利用的出路，存在一定的外排可能。近几年江西不仅是水资源匮乏的省份，更是水环境污染严重的省份。根据 2009 年江西省主要河流重点河段 102 处水质评价站点的监测报告，超 V 类水质的河段有 55 处，占评价河段总数的 53.9%，如此恶劣的水环境现状，绝不能再允许焦化废水的流入，江西省地表水环境现状已成为制约干熄焦技术应用的重要因素。

4.3 回收能量的利用及经济性

并非采用干熄焦工艺就能收到节能效果，关键是干熄焦产生的蒸汽有使用价值。对于焦化企业来讲纯粹的蒸汽并无多少实用价值，而必须将其发电，才能达到节能目的，并产生一定的经济价值。而焦化厂干熄焦发电规模偏小，上网困难，且上网价格偏低，因此，采用干熄焦工艺带来的经济效益，远不足以提高企业推行干熄焦工艺的积极性。

5 独立焦化企业节能减排的途径分析

干熄焦技术是焦化企业重要的节能减排措施，但不是唯一措施。对于钢铁联合企业，可以大力发展干熄焦技术；对于独立焦化厂，在目前情况下实施节能减排应着重以下方面：

（1）提升焦炉装备水平，走“高炭化室、大规模”的路子，从而根本降低焦化能耗。

（2）切实提高剩余焦炉煤气的综合利用率，将目前省内剩余煤气利用率从 70%提高至98%以上。

（3）完善化产回收，提高焦油、苯等产品的回收率。

（4）采用筒仓替代露天煤场储煤，减少煤粉的风吹损失。

（5）采用煤调湿、捣固炼焦技术，提高产品质量，降低炼焦能耗。

（6）采用节能设备，加强自动化控制。

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