1前言

武鋼焦化公司目前擁有焦爐10座，其中7.63m現(xiàn)代化大容積焦爐2座、7米焦爐2座、6米焦爐6座，焦炭年生產能力達到了690萬噸。擁有處理能力為140t/h的干熄焦裝置5套以及190t/h干熄焦一套，實現(xiàn)了焦炭的全干熄;建成了國內焦化企業(yè)中單套裝置最大、技術最先進的100萬噸煤焦油深加工項目;改造建成了水處理能力為400t/h的全國最大的焦化廢水處理基地。這些先進的煉焦及回收工藝技術和設施，確保了武鋼焦化公司在節(jié)能減排方面的優(yōu)勢。但在生產過程中發(fā)現(xiàn)武鋼焦化公司在節(jié)能降耗方面還存在部分問題，這對公司的經濟效益以及社會效益造成了一定的影響。為了從根本上解決這些問題，公司從設備、工藝方面作了認真研究，提出了可行的解決辦法并應用于生產實踐過程中，效果良好。

2節(jié)能減排新項目

2.17.63m特大型焦爐

武鋼的兩座7.63m焦爐是從德國引進的超大型焦爐，分別于2008年3月份和6月份投產。該焦爐單孔焦炭產量約為45t，年產焦炭220萬噸。

7.63m焦爐炭化室容積較大，在同等生產規(guī)模下，由于炭化室容積的增大可以減少推焦、裝煤以及出爐次數(shù)，同樣從爐門、上升管和裝煤孔產生的所產生的陣發(fā)性煙塵污染也相對降低。以年產220萬噸焦炭為例，7.63m焦爐每天需推焦135次，而4.3m焦爐每天需推焦426次，這大大減少了焦爐生產過程所帶來的煙塵污染頻率。

由于7.63焦爐采用了獨特的PROven系統(tǒng)。裝煤時，PROven系統(tǒng)可使炭化室產生負壓，將荒煤氣及煤粉抽到集氣管內，同時與煤車的導套及夏爾克的快速裝煤技術(80s~90s完成裝煤)配合，確保了7.63m焦爐在裝煤過程中無煤氣和煙塵溢散。同時PROven系統(tǒng)可控制結焦過程中炭化室的壓力，因此炭化室壓力穩(wěn)定，焦爐爐門、爐蓋等不會因為炭化室壓力的波動而冒煙。因此，7.63m焦爐的PROven系統(tǒng)從理論上來講可以根本解決焦爐環(huán)保的兩大問題：一是裝煤時產生的煙塵;二是避免了結焦過程由于炭化室壓力過大而造成的爐門和爐體煙塵的排放。

并且7.63m焦爐加熱用煤氣為混合煤氣(主要是高爐煤氣，參混5%-10%左右焦爐煤氣)，燃燒室的入爐空氣分三段供應，并且在火道隔墻下部設有循環(huán)孔。由于三段加熱使空氣(O2)供應不足，可以降低了火道下部的燃燒溫度，并且高爐煤氣中碳氫類組分及其含量較少，同時廢氣循環(huán)也可以降低空氣(O2)的濃度和氣流的溫度。這三種做用的疊加，可使7.63m焦爐煙囪所排廢氣的氮氧化物的含量明顯低于國內其他爐型。因此7.63m焦爐因其先進的煉焦工藝技術和設施，確保了其在節(jié)能減排方面的優(yōu)勢。

2.2干熄焦裝置

2002年武鋼焦化公司開始引進新日鐵干熄焦技術，為7#、8#焦爐配套新建了公司的第一座140t/h干熄焦裝置。該裝置是當時國內規(guī)模最大、技術最先進的干熄焦裝置。隨后的幾年建成投產了5座大型干熄焦，今年9月份建成投產的190t/h干熄焦，標志著公司實現(xiàn)了焦炭的全干熄。

焦化行業(yè)對環(huán)境污染的33.3%左右是由濕法熄焦過程中的污染物排放所造成的，而干熄焦過程是在密閉的干熄爐內用惰性氣體對紅焦進行冷卻的，并且干熄焦裝置配置的除塵設施良好，這可以減少粉塵對周圍環(huán)境和大氣的污染，據(jù)統(tǒng)計一座干熄焦每年可減少700t廢氣排放，少排放粉塵22萬kg至44萬kg。同時紅焦顯熱中的83%左右在干法熄焦過程中可被回收利用，140t/h干熄焦每座每年可產生66萬t蒸汽用于發(fā)電，可帶來直接經濟效益2300萬元，并且每座干熄焦爐相對濕法熄焦每年可節(jié)約水資源57.8萬t。干熄焦可使焦炭質量得以提高，表1為武鋼兩種熄焦方式焦炭質量對比。

表1武鋼兩種熄焦方式焦炭質量對比

 

 

由表1可以看出干法熄焦可提高焦炭的冷強度，并且可降低焦炭的熱反應性。這可使高爐煉鐵的入爐焦比降低2%-5%，相當于每座干熄焦每年可節(jié)約28萬噸煉焦煤，同時也為武鋼的煉鐵生產提供了良好的燃料支持。

2.3焦油深加工

武鋼焦化公司焦炭產量為690萬t/a，因此相應的焦油產量將達到35萬t/a。而公司原有煤焦油加工系統(tǒng)是上世紀60年代建起來的最大生產能力只能達到14萬t/a的裝置，2010年焦油的外銷量為20萬t。并且大部分裝置已操作了四、五十年，裝備老化、規(guī)模小，對焦油類產品處理能力有限，導致產品結構比較粗放，市場競爭能力不強、市場效益不夠理想。此外，環(huán)保、安全等指標也適應不了國家和行業(yè)新的要求。因此公司于2012年2月開始建設100萬噸焦油深加工項目，該項目采用世界最大的單套50萬噸煤焦油加工生產裝置。

武鋼焦化公司100萬噸焦油深加工項目的蒸餾方式采用負壓蒸餾，既可降低操作溫度，節(jié)省能源，又可改善操作環(huán)境，有利于環(huán)境保護;油庫槽區(qū)、重沸器、換熱器大量將采用導熱油取代蒸汽加熱，節(jié)約蒸汽，減少冷凝水排量;用鍋爐給水與酚油蒸汽換熱，既可產生蒸汽，又可節(jié)約大量冷卻水;蒸餾及精酚部分塔塔頂將采用全凝器內回流而不用回流泵，也將大大降低能耗。同時對重點污染源采用了特殊環(huán)護措施，如：原料焦油分離的氨水作為產品送回集聚焦化公司生產硫銨，原料焦油脫渣產生的焦油渣作為產品送回集聚焦化公司配煤;焦油蒸餾等裝置產生的含酚工藝廢水、酚鹽分解裝置產生的含酚廢水經廢水處理裝置處理達到國家一級排放標準后達標排放;采用浮頂式油槽或設氮封以減少放散汽;對油品配置裝置所產生的放散汽統(tǒng)一收集，進行洗凈后達標排放。

一期工程投產后，新品種增加到了21個，并且新工藝能使每噸產品利潤提高10%以上。同時該項目節(jié)能環(huán)保工藝成熟的，環(huán)境保護措施完善�？墒股�產過程中的廢渣、廢水等污染物處理后減少到最低程度，并實現(xiàn)廢棄資源的可再生利用，為公司節(jié)能減排工作帶來了較好的經濟效益和社會效益。

2.4苯加氫

目前國內外主要的粗苯精制工藝是酸洗法和催化加氫法。隨著國家環(huán)保要求的日益嚴格，酸洗法粗苯精制工藝因其產生的酸焦油、再生酸和堿渣不易處理和利用，環(huán)保不達標，已難逃被淘汰的命運。而粗苯加氫精制技術因生產污染小、產品質量優(yōu)，尤其是加氫工藝和萃取精餾技術國產化的應用，近幾年來受到眾多企業(yè)和投資者的青睞。

武鋼焦化公司2009年建成投產的10萬噸苯加氫項目是原武鋼精苯車間的“升級版”。該項目采用的是德國UHDE公司設計的BASF催化劑加氫脫硫法，以粗苯為原料生產純苯、甲苯、二甲苯。該工藝只要由兩部分組成：低溫加氫和莫菲蘭萃取蒸餾工藝，而制氫工藝采用焦爐煤氣PSA制氫工藝。該工藝是目前世界上最先進的粗苯精制技術之一，其工藝流程如圖1所示。

圖1武鋼焦化苯加氫工藝流程圖

通過采取充分利用產品及中間產品的有效熱能給原料預熱、加熱爐采用廢氣預熱空氣技術提高燃燒效率、汽提塔采用減壓蒸餾等節(jié)能措施，達到國內先進水平。采用內浮頂罐、廢氣進入吸煤氣管道再利用、少量廢水送生化處理等環(huán)保措施，年減少廢水排放167萬噸。在增加環(huán)保效益的同時，經濟效益也大為增加。如果按照以往的酸洗工藝生產以上產品，產量和質量較低，利潤薄弱，產品質量最高平均水平也只有99.5%。而采取加氫精制技術后，以上三種苯的純度最高可達到99.9%，收率可提高2%，每年可多創(chuàng)收1億元。

3節(jié)能減排技術改造

3.1二生化廢水處理改造

焦化廢水成分復雜，氨氮和生物難降解組份濃度高，水質、水量變化較大，是典型難生物降解的工業(yè)廢水。為了解決這一行業(yè)性難題，2007年8月武鋼焦化公司投資5000萬元對原有生化系統(tǒng)進行改造，新建了1座處理能力為400m3/h的水處理系統(tǒng)，并于2008年8月投入運行。

該技術是以“O1(初曝)-A(缺氧)/O2(好氧)”生物處理工藝為核心的，一種基于固定化細胞技術結合生物流化床工藝的雙污泥廢水處理技術及系統(tǒng)。系統(tǒng)中投入了由固定化細胞技術制備的HSBEMBMR微生物制劑，上述獨立的污泥系統(tǒng)中通過以特殊活性炭為生物載體而形成生物膜，在曝氣和攪拌條件下，固、液、氣三相充分混合，同時，分子的劇烈碰撞又促進了微生物的成膜和代謝，從而實現(xiàn)了在單位體積內較高的MLSS和較好的生物傳質性，廢水處理系統(tǒng)抗沖擊力強，COD和NH3-N的容積負荷高，二生化建成運行后，能有效去除廢水中的氨氮、氰化物、酚等有毒有害物質，使水質得到最大程度的凈化。該工程建成運行后，既解決了焦化廢水中COD和氨氮對環(huán)境的污染，又解決了焦化產能增大，原廢水處理系統(tǒng)處理能力不夠的問題，每年削減COD排放量846噸，處理規(guī)模在全國焦化企業(yè)中名列榜首。

3.2三煉焦爐門改制

武鋼焦化公司7.63m焦爐的炭化室因其炭化室高度決定了其爐門更高，因此也導致爐門線性膨脹量更大，其熱彎曲值將可達23mm左右。由于其設計時采用了Z型刀邊爐門，其刀邊調節(jié)量較難達到上述范圍。因此隨著爐齡的增長，爐門密封性能有所降低，當集氣管壓力大幅度波動時容易造成爐門荒煤氣的逸散。這不僅僅造成了焦爐煤氣的損失，同時也對環(huán)境造成了污染。

針對這種情況，武鋼7.63m焦爐技術人員通過調查研究，對不銹鋼Z型刀邊爐門進行設計改造成腹板門。由于新的腹板門密封刀邊采用刀邊腹板式整體結構，克服了因刀邊腹板與爐門本體材質不同而發(fā)生的泄露。增加了滑板整體調整機構，消除了爐門刀邊腹板在工作狀態(tài)下的交變變形，這使爐門刀邊的密封性大大提高。并且新爐門采用的是釉面磚，在使用過程中爐門表面積炭情況明顯得到改善，月平均附著厚度僅1~2mm，有效減少焦爐爐門積炭的清理次數(shù)、清理難度以及清理過程中對焦爐爐門的損壞。從2014年1季度開始，連續(xù)兩年，公司每年投入1000萬元，將全爐290個爐門改造為新型腹板爐門。同時投入800萬元，將所有的爐門磚改為新型釉面磚，便于焦油以及石墨的清理，方便了對爐門的維護工作。新爐門在密封性能以及刀邊腹板的使用壽命提高等方面效果顯著。目前，兩座7.63m焦爐的冒煙冒火現(xiàn)象得到了明顯改善，同時也大大降低了焦爐煤氣的損失。

3.3裝車線改造

篩焦系統(tǒng)裝車線主要負責粉焦、小塊焦及多余大塊焦炭的外運，在裝車過程中由于下料沖擊造成揚塵較大，對操作人員的身心健康造成極大地危害，給周邊環(huán)境也造成很大的污染。為了解決這個難題，武鋼焦化公司投資150萬對裝車線進行攻關。

通過在倉門下方，溜槽上半部分加噴水管，水管間隔打孔，直穿溜槽內部，保證下料時中間部位濕度將粉焦充分加濕。同時在下溜口加裝百葉式擋皮，防止下料過程灰塵外揚。將下溜口現(xiàn)有噴水口改型，將噴出水狀散開，保證噴濕最大面積覆蓋。為了充分加濕，在下料前加裝特殊加濕絞龍，并且豎直或大角度傾斜方向下料，保證下料充分均勻加濕，從根源上防止揚塵。通過改造后篩焦系統(tǒng)揚塵有了很大改善，同時焦粉的回收也帶來了一定的經濟效益。

4結語

武鋼焦化公司除了對上述環(huán)保技術問題進行改進外，也完善了節(jié)能減排工作的管理制度，加強了節(jié)能減排工作的管理力度。通過每月的綜合檢查和日常的督促管理，各項節(jié)能減排制度和措施得到較好地執(zhí)行，武鋼焦化公司的各項節(jié)能減排工作順利進行。

由于武鋼焦化公司在節(jié)能減排方面取得了良好的效果和成績，公司獲得了“武漢市綠化工作先進單位”;2009年，一次性通過了質量標準、職業(yè)健康安全、環(huán)境“三標一體”綜合管理體系審核認證。并獲得了武漢市環(huán)保局頒發(fā)的“清潔化工廠”稱號;2010年公司又獲得了“2010年度武漢市綠化先進集體”，在2012年全國煉焦行業(yè)協(xié)會科技大會上獲得“全國煉焦創(chuàng)新企業(yè)”等多項榮譽。這些榮譽是對武鋼焦化公司多年來在節(jié)能減排工作方面的肯定，也激勵著武鋼焦化公司在創(chuàng)建一流節(jié)能減排企業(yè)的過程中更上一個臺階。

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質量指標

M40/%

M10/%

CRI/%

CSR/%

濕法熄焦

80.4

7.0

30.0

58.0

干法熄焦

83.5

6.2

26.2

62.2

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