幹熄焦脫硫技術?摘 要：分析了新鋼集團公司幹熄焦技術節能減排效益及國内應用現狀和發展趨勢，指出幹熄焦技術是焦化企業實現節能減排的重要措施之一，在鋼鐵聯合企業應大力推廣；同時分析了焦化企業在鋼鐵行業的重要性及優越性推廣幹熄焦技術應綜合考慮的相關經濟技術指标及制約因素，配套設施的同步建設如 SO2 排放增加，酚、氰廢水有外排可能，幹熄焦産生蒸汽的利用等，接下來我們就來聊聊關于幹熄焦脫硫技術?以下内容大家不妨參考一二希望能幫到您!

幹熄焦脫硫技術

摘 要：分析了新鋼集團公司幹熄焦技術節能減排效益及國内應用現狀和發展趨勢，指出幹熄焦技術是焦化企業實現節能減排的重要措施之一，在鋼鐵聯合企業應大力推廣；同時分析了焦化企業在鋼鐵行業的重要性及優越性。推廣幹熄焦技術應綜合考慮的相關經濟技術指标及制約因素，配套設施的同步建設。如 SO2 排放增加，酚、氰廢水有外排可能，幹熄焦産生蒸汽的利用等。

關鍵詞：焦化；幹熄焦；節能；環保

幹熄焦技術在鋼鐵聯合企業焦化廠已經取得了顯著的經濟效益和節能減排效果，而新鋼集團公司是江西省唯一擁有幹熄焦的的鋼鐵企業，幹熄焦技術應用于焦化廠将取得怎樣的成效，本文就此進行簡要分析。

1 幹熄焦技術的發展及在我國的應用

幹熄焦工藝起源于瑞士，20 世紀 40 年代發達國家開始研究開發幹熄焦技術；60 年代前蘇聯取得突破性進展，多數焦化廠采用幹熄焦技術；70 年代全球能源危機，幹熄焦技術得到了較快發展，多數發達國家都提倡和鼓勵應用幹熄焦技術。

我國自 20 世紀 80 年代初，寶鋼一期工程首次引進幹熄焦技術，至 2006 年前後，先後有十幾個鋼鐵聯合企業投産了44套幹熄焦裝置；目前，已建、在建的幹熄焦裝置已超過 100套；截止 2008 年底，我國幹熄焦産量達到了6000 萬 t。

幹熄焦技術發展到今天，雖然出現了不同的形式，但基本工藝流程大同小異。中國幹熄焦技術及裝置經過多年的從國外引進，目前國産化率大大提高。由于我國是産焦大國，焦爐多且爐組産能不一，造成引進裝置同爐型生産能力不匹配，因而影響了幹熄焦的節能效果。起初我國引進的幹熄焦裝置以 70t/h 和 75t/h 兩種規模為主，且采用備用幹熄焦方式，從而增加了不必要的建設投資，影響幹熄焦的經濟效益。

因此，我國幹熄焦裝置近年來根據生産能力，配置向大型化發展。繼武鋼 140t/h 幹熄焦項目之後，馬鋼(125t/h)、南鋼(140t/h)、本鋼(121t/h)、包鋼(125t/h)等十幾家企業已經建成 100t/h 以上規模的幹熄焦裝置。目前，已投産規模最大的為本鋼、天鐵 190t/h 裝置。目前我國幹熄焦裝置仍然集中在鋼鐵聯合企業，獨立焦化廠少有建設幹熄焦裝置，造成幹熄焦技術難以推廣的主要原因有：幹熄焦工藝存在着投資大、設備機型大、制造難、運行時問長、運行費用高、故障多、生産保證性差、安全保證難等問題。

2 幹熄焦工藝與濕熄焦工藝的分析對比

2.1幹熄焦節能效果分析

在幹熄焦系統中，利用惰性氣體與紅焦進行換熱，吸收了紅焦顯熱後的惰性氣體再将熱量傳遞給配套的餘熱鍋爐，生産蒸汽用于發電。理論上每噸紅焦經幹熄焦後可生産過熱蒸汽量。

計算如下 ：

（1）假定參數：裝入紅焦溫度約為 1100℃，排出焦炭溫度為 200℃，焦炭揮發分1.2％、灰分 12 ％，焦炭在 1100 ℃的比熱容為 1.561kJ/(kg· ℃ ) ，在 200 ℃時的比熱容為0.9983kJ/(kg·℃)。在沒有導人空氣的情況下，理論上每噸紅焦在幹熄爐内将被回收顯熱：Q1=1000×(1.561×1100-0.9983×200)=1.5174×106kJ

（2）焦炭燃燒産生的熱量按 33850kJ/kg，按 1%計，則每噸焦炭在幹熄爐内燒損熱量為：Q2=1000×33850×1%=3.385×105kJ

（3）幹熄爐系統傳熱效率為定值 83%，則幹熄爐内每噸紅焦被循環氣體帶入鍋爐的總熱量為：Q3=(Q1Q2) ×83%=1.54×106 kJ

（4）餘熱鍋爐熱平衡

根據參數：450℃過熱蒸汽焓 H1=3323kJ/kg，105℃鍋爐給水焓 H2=436kJ/kg，256℃鍋爐水焓 H3=1135kJ/kg，鍋爐排污率 r=1.5%，餘熱鍋爐熱效率為 80%，可得出每噸紅焦生産蒸汽量為 0.425t(3.82MPa，50℃)。如果扣除焦炭燃燒産生的熱量，每噸紅焦顯熱生産蒸汽量為 0.348t(3.82MPa，450℃)。

日前，國内配備幹熄焦裝置的焦化廠蒸汽産量一般在 0.5t/t 焦左右，于是造成幹熄焦可以節能 0.5t 蒸汽/t 焦的概念，顯然，如此理解幹熄焦的節能效果存在明顯誤區，相反，幹熄焦裝置蒸汽産量越大，焦炭損失量越大，能耗越高，因為焦炭在燃燒和生産蒸汽過程中，有約34%的能量損失。

當幹熄焦裝置蒸汽産生量達到 0.5t/t 焦時，焦炭燒損率将達到 2%，此時扣除焦炭能量損失，相當于增加回收熱量 8.5466×105kJ，折合蒸汽量為 0.295t/t 焦。

2.2環保效果分析

采用傳統的濕法熄焦，在熄焦過程中會産生多種污染物，一是熄焦産牛的粉塵，每熄1t 焦大約排放粉塵 0.2kg；二是水煤氣反應産生 CO，每熄 1t 焦 CO 産生量約為 2kg；三是熄焦時産生 H2S，每熄 1t 焦産生量約為 0.1kg；并且還有大量的酚、氰、硫化物等随蒸汽散發到大氣中，對環境影響較大。而幹法熄焦利用惰性氣體，在密閉系統中将紅焦熄滅，并配備良好的除塵設施，對環境空氣影響大大減輕。幹熄焦與濕熄焦的污染對比見表 1。

由表 1 可知，幹熄焦在減少酚、氰、CO 及焦塵方面具有明顯效果，但其工藝特點決定了SO2 排放量明顯增高，不利于 SO2 減排。對于鋼鐵聯合企業來講，采用幹熄焦工藝後，焦化廠産生的酚氰廢水經處理後，可用于沖渣，做到不外排。但對獨立焦化廠而言，酚氰廢水産量在 0.3m³/t 焦左右，若采用濕法熄焦工藝(濕熄焦耗水量為 0.5m³/t 焦左右)，酚氰廢水可做到循環使用不外排，并且還可以消耗部分循環水排污水；而若采用于熄焦工藝，酚氰廢水的循環利用将很難實現，盡管當前有許多學者在研究焦化廢水的深度處理與回用，但仍停留在試驗階段，尚未有工程實例，在焦化廠内實現循環利用不外排存在着較大的技術難題。

2.3 投資及動力消耗分析

由于當前幹熄焦裝置仍以國外引進為主，幹熄焦投資仍處在較高水平，以某 100 萬 t/a焦化廠為例，幹熄焦投資 1.4 億元（含幹熄爐及發電），且備用濕熄焦裝置（0.06 億元），而焦爐及化産部分總投資也隻在 6.5-8 億元，與之相比，幹熄焦投資所占比例明顯偏大。幹熄焦較濕熄焦相比，消耗更多的電力、壓縮空氣等動力，以安鋼 140t/h 幹熄焦裝置為例，該 I 程采用四幹一濕運行模式，2009 年 6 月投産，其動力消耗見表 2。

可知，幹熄焦電力消耗是濕熄焦的 4.87 倍，并且要消耗大量的氮氣和壓縮空氣，幹熄焦水消耗量雖然低，但其消耗的是新鮮水，而濕熄焦消耗的是生産廢水，一般不用新鮮水。綜合比較，濕法熄焦消耗的動力較十熄焦低，其運行成本也相對偏低。

3 焦化酚氰廢水處理及回用現狀

焦化廢水是一種氨氮和有機物濃度較高的難以生化降解的有機廢水，其産生量在0.3m³/t焦左右。目前國内對焦化廢水的處理通常采用 A/O 工藝，即硝化/反硝化工藝，其中典型處理工藝流程包括 A²/O、A/O²、A²/O² 這 3 種工藝。焦化廢水經過生化處理後，出水水質一般能達到《污水綜合排放标準》中二級标準要求，符合熄焦用水水質要求，因此，焦化廠通常是将處理出水用于熄焦。對于采用幹熄焦工藝的鋼鐵聯合企業，其焦化廢水的處理大體也不外乎上述3 種形式，其出水通常用作煉鋼沖渣水。總體來說，采用 A/O 工藝處理後的酚氰廢水可以做到循環使用，不外排。

由于目前國内焦化企業以濕法熄焦為主，其酚氰廢水經過處理後，能夠完全用于熄焦，做到不外排，因此，對于酚、氰廢水深度處理的研究和應用沒有得到高度重視，國内部分學者對焦化廢水的深度處理及回用雖然做了一些工作，目前僅限于研究階段，主要技術有 fenton 試劑法、催化濕式氧化技術、超臨界水氧化法等，利用上述技術對焦化二級出水進行深度處理，并輔以 R0 工藝，使焦化廢水出水水質滿足工業冷卻水水質标準，可以實現焦化廢水的回用。上述技術的工程化尚需接受投資、運行費用以及實際效果的檢驗，目前尚不成熟。

4 江西省推廣幹熄焦技術應綜合考慮的一

江西省推廣幹熄焦技術應綜合考慮的一些制約因素，幹熄焦技術可以有效回收紅焦顯熱，達到節約能源的目的，并且有效改善焦炭質量，在環保方面，可以有效減少酚、氰化物和煙塵的排放量，具有明顯的節能減排效果。幹熄焦已經列為國家鼓勵的技術，應該積極推廣。但考慮到江西的一些實際情況，推廣應用幹熄焦技術時，還應考慮以下制約因素，并盡快組織研究對策。

4.1 SO2 的減排問題

SO2 排放是造成我國大氣污染及酸雨不斷加劇的主要原因，為遏制 SO2 污染加劇的趨勢，國家相繼出台了一系列減排政策和法規，在《國家環境保護“十一五”規劃》中，明确提出“十一五”時期，全國 SO2 排放總量削減 10%的約束性目标。采用幹熄焦工藝，将增加SO2排放量，以焦炭燒損率 1.5%計，噸焦 SO2 排放量将增加 0.15kg 左右。全省幹熄焦的産能若以0.77 億 t 計，SO2 排放量将增加 1.15 萬 t/a，使本已超标的環境空氣質量将進一步惡化，為SO2 減排工作的順利實施增加難度。此外，因幹熄焦炭的水分較低，運輸過程中的粉塵轉移污染問題也應考慮。

4.2 酚氰廢水難以循環利用，有外排可能

在沒有焦化廢水深度處理與回用技術依托下，強制執行幹熄焦工藝，勢必使獨立焦化廠酚氰廢水失去循環利用的出路，存在一定的外排可能。近幾年江西不僅是水資源匮乏的省份，更是水環境污染嚴重的省份。根據 2009 年江西省主要河流重點河段 102 處水質評價站點的監測報告，超 V 類水質的河段有 55 處，占評價河段總數的 53.9%，如此惡劣的水環境現狀，絕不能再允許焦化廢水的流入，江西省地表水環境現狀已成為制約幹熄焦技術應用的重要因素。

4.3 回收能量的利用及經濟性

并非采用幹熄焦工藝就能收到節能效果，關鍵是幹熄焦産生的蒸汽有使用價值。對于焦化企業來講純粹的蒸汽并無多少實用價值，而必須将其發電，才能達到節能目的，并産生一定的經濟價值。而焦化廠幹熄焦發電規模偏小，上網困難，且上網價格偏低，因此，采用幹熄焦工藝帶來的經濟效益，遠不足以提高企業推行幹熄焦工藝的積極性。

5 獨立焦化企業節能減排的途徑分析

幹熄焦技術是焦化企業重要的節能減排措施，但不是唯一措施。對于鋼鐵聯合企業，可以大力發展幹熄焦技術；對于獨立焦化廠，在目前情況下實施節能減排應着重以下方面：

（1）提升焦爐裝備水平，走“高炭化室、大規模”的路子，從而根本降低焦化能耗。

（2）切實提高剩餘焦爐煤氣的綜合利用率，将目前省内剩餘煤氣利用率從 70%提高至98%以上。

（3）完善化産回收，提高焦油、苯等産品的回收率。

（4）采用筒倉替代露天煤場儲煤，減少煤粉的風吹損失。

（5）采用煤調濕、搗固煉焦技術，提高産品質量，降低煉焦能耗。

（6）采用節能設備，加強自動化控制。

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