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新型煤焦化技术助力煤焦化企业绿色转型
发布日期: 2017/2/22     浏览量:2390

如上篇文章(刊登于2016年12月14日《中国冶金报》第5版)所述,我国煤焦化产业的绿色转型对于大气污染治理和京津冀雾霾治理具有直接和重要的影响,并将有助于形成以煤焦化产业为核心的新型产业格局。

长期以来,现有传统煤焦化生产工艺过程中存在原理性的高能源消耗和严重的大气污染排放问题,是现有节能和减排技术难以有效解决的技术难题。在当前严峻的大气污染治理形势下,如何利用先进煤焦化工艺技术迅速和有效解决这些技术难题,关系到我国煤焦化产业调整和绿色转型、地方环保治理和产业结构优化以及各煤焦化企业的生存和未来发展。具有独立自主知识产权的IHC内热式清洁高效煤焦化工艺技术是新一代先进煤焦化技术。该技术为有效解决当前煤焦化行业难题提供了有效和成熟的技术和综合技术解决方案,并从技术原理和设备系统结构上改变了传统外热式煤焦化系统,使新型焦炉同时具有煤焦炉和固定床常压煤气化炉双重功能,可以有效解决煤焦化产生过程中的节能减排、生产优化和煤炭清洁利用问题。通过对现有焦炉的技术改造,传统焦化企业可以实现技术升级和绿色转型,成为同时具有煤焦化和煤气化生产能力的新型生产实体。在地方政府统筹规划下,这一技术的工业化推广应用可以彻底解决地区性高能耗和高污染排放问题,建立以煤焦化产业为核心的煤炭清洁利用产业。

新型煤焦化技术将支撑焦化企业绿色转型

IHC内热式清洁高效煤焦化技术的技术路线和专有设备系统,是在美国国家清洁煤工业项目中已得到成功应用的国际领先成熟专利技术。2015年5月30日,该技术通过了由我国炼焦和二氧化碳排放,实现清洁高效煤焦化生产。与现有传统煤焦化工艺技术相比,其能源效率更高,不仅可实现污染气体近零排放,而且其焦炉系统与工艺设备系统高度简化,摒弃了焦炉尾气排放系统,大幅降低了焦炉主体结构工程造价,节省污染减排系统的设备投资和运行成本。同时,由于IHC内热式煤焦炉具有独特的煤焦炉和常压固定床煤气化炉双重功能,焦化企业可以根据市场情况和下游客户需求选择炼焦或制气生产模式,从而摆脱长期以来焦化生产单一主要产品和完全依赖于钢铁冶金行业的被动局面,获得自由选择焦炭和焦炉煤气两种主要产品的生产和市场销售的主动权。

新型焦炉的工艺技术和经济效益特点包括以下几方面:一是高能源效率,提高煤焦化生产能源效率3倍~5倍,大幅降低煤焦化生产能源消耗和生产成本,为企业创造直接的节能效益;二是污染气体排放大幅下降,从源头解决煤焦化生产大气污染排放问题,不需要投资安装外置污染气体减排设备,节省企业减排设备资金投入,并通过污染排放税和碳排放权等减排交易产品,创造综合减排经济效益;三是提高生产效率。有效提高焦炭和焦炉煤气生产效率,扩大企业产品销售和经济效益;四是新型煤焦炉,拥有煤焦炉-煤气化炉双重功能,可以根据市场需求选择生产模式,扩大焦化企业产品销路和市场领域,提高和优化企业市场价值;五是实现煤炭清洁利用,使煤焦化企业完成绿色转型,成为下游清洁能源和煤化工产业燃料和原料的重要生产商,在未来煤炭清洁利用领域发挥关键作用。

通过焦炉技术改造,焦化企业可以彻底解决迫在眉睫的节能减排问题,大幅提高生产利润和市场竞争力;实现企业绿色转型,并成为支撑地方新型产业格局的核心产业。

综合解决方案将解决四大难题

我国煤焦化产业的规模巨大和分布相对集中,给地方大气污染治理和经济持续发展带来巨大的挑战。然而,在地方政府的引导下,依据地方煤炭资源和产业结构进行有效的产业布局和绿色发展的统筹规划,煤焦化产业的综合治理和绿色转型会使地方产业优化和经济发展取得事半功倍的效果。有效的解决方案需要综合解决以下四个方面的问题:一是首先解决煤焦化企业的严重节能减排问题,和地方大气污染治理与经济持续发展问题;二是解决煤焦化企业生存和发展、技术落后和产能过剩、技术升级与绿色转型和未来发展问题;三是为形成以新型煤焦化产业为主导的地方产业布局,统筹安排和规划地方煤焦化生产中焦炉煤气作为下游煤化工原料和清洁能琢利用问题;四是煤焦化企业绿色转型与地方钢铁、煤化工和清洁能源产业链及设施建设问题。

造成国内煤焦化产业现状和严重制约其未来发展的核心问题,首先是其严重的低能效和高污染问题,其次是煤焦化产品单一问题。基于IHC内热式清洁高效煤焦化技术的综合解决方案,即实现煤焦化清洁高效生产,又生产出焦炭和焦炉煤气两种主要产品,为区域性煤焦化产业的技术升级和绿色转型,以及地方经济发展和工业结构优化做出了巨大贡献。

低投入、高回报的焦炉技术改造

对于现有焦化企业,IHC内热式煤焦化工艺技术应用和实施,可以通过对现有焦炉系统进行低成本的技术改造项目,实现煤焦化的技术更新和升级。焦炉技术改造最大程度地维持和利用现有焦化系统中的工艺流程和设备系统,从备煤、装煤、炼焦、出焦、熄焦,到焦炉煤气的收集处理等工艺设备系统。其主要技术改造内容,是对碳化室和气体输送管线等炉体结构的改造,以及煤气燃烧和加热系统的更新。这种技术应用实施方案极大地降低了煤焦化企业的资金投入,缩短了项目施工周期,迅速实现企业技术升级和绿色转型。现有煤焦炉技术改造项目主要涉及以下四个方面:

一是焦炉碳化室结构改造,实现内热式加热与高效热量传递和交换;保持碳化室尺寸和焦炉主体结构不变,构筑新型炭化室,并实现其与现有外围设备系统的有效衔接和协调运行。

二是改造和利用现有焦炉主体结构,形成新型内热式焦炉;保持和充分利用现有结构和空间布局,构建新型焦炉加热和热能传送系统。

三是荒煤气系统的设备改造和利用,实现高效焦化工艺控制和焦炉煤气生产和利用;保持和充分利用现有荒煤气收集和净化处理设备系统,有效提高焦炉煤气生产和能源高效利用。

四是添置新型焦炉专有工艺设备系统和工艺过程控制系统,实现煤焦化和煤气化双模式生产功能和优化工艺过程控制,使新型煤焦炉具有煤焦化炉和常压煤气化炉的双重功能,实现向清洁高效煤焦化生产和煤气化生产的绿色转型。

一般炉龄在12年以内的现有传统焦炉,比较适合采用IHC内热式煤焦化技术的技术改造。其技术改造项目平均成本,约为128.5元/吨焦;项目周期约为6~8个月,其中现场施工约3~4个月。技术改造完成后,焦炉每年可以产生直接节能减排效益,约186元/吨焦;项目投资回收期约为8~10个月。另外,通过选择和调控焦炭和焦炉煤气生产,焦化企业可以实现生产价值和利润最大化;而污染排放税、碳排放交易、用能权交易和节能补贴等,可以为企业创造高额的间接经济效益。

综上所述,IHC内热式清洁高效煤焦化工艺技术及专有设备系统所构成的新型煤焦化系统,具有清洁高效煤焦化炉和煤气化炉的双重功能。是我国煤焦化行业和相关煤化工行业所迫切需要的新一代先进成熟技术。其可以迅速解决煤焦化产业节能减排的根本性工程技术难题,并将煤焦化产业从传统和被动的钢铁行业  下游产业,延伸到清洁能源和煤化工产业领域,从而实现煤焦化行业的技术升级和绿色转型。在煤焦化产业集中的地区,地方政府和产业联盟的统筹安排和规划,将会使钢铁、煤焦化、清洁能源和煤化工行业形成平衡、合理和优化发展的新型产业结构和完整产业格局,引导地方经济实现健康和可持续发展。(作者系质源恒泰清洁能源技术(北京)有限公司总经理)

 
 
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