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行业动态
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2023年底前，山西全面关停4.3米焦炉以及不达超低排放标准的5.5米及以上焦炉！
关于推动焦化行业高质量发展
的指导意见(征求意见稿)
为深入推进能源革命综合改革试点，建设国家绿色焦化产业基地，推动焦化行业高质量发展，按期实现“碳达峰、碳中和”目标，制定本指导意见。
一、指导思想
坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的十九大和十九届历次全会精神，深入贯彻黄河流域生态保护和高质量发展战略，按照省十二次党代会精神，遵循全方位推动高质量发展要求，聚焦延链补链强链、提质降碳增效总目标，突出智能化、绿色化和服务化，以大型焦化升级改造项目建设，提升行业技术装备水平;以化产品加工高端延伸和企业综合管理水平提升，增强企业核心竞争力;以节能技术改造、超低排放改造和安全生产标准化改造，提高行业绿色发展和安全生产水平，实现焦化行业高质量发展。
二、基本原则
--总量控制。严禁新增焦化产能。科学调控焦炭产量。加快在建、拟建大型焦化升级改造项目建设，“先立后破”2023年底前分期分批关停4.3米焦炉以及不达超低排放标准的5.5米及以上焦炉。
--绿色安全。围绕2030年碳达峰目标，实施节能技术改造、超低排放改造和安全标准化改造“三改造”，着力提升焦化行业环保、节能、安全水平，实现经济效益与生态效益、社会效益的有机统一。
--市场导向。推动焦化企业按照市场规律，提高经营管理水平，增强核心竞争力，提升产品市场占有率，保障产业链供应链安全稳定。充分发挥有效市场和有为政府作用，营造有利于行业发展的良好环境，全面建设国家绿色焦化产业基地。
--创新驱动。推动管理体制创新，构建绿色焦化企业“生存线、发展线”综合评价体系和评价结果应用政策体系。推动技术研发创新，加大化产品加工高端延伸技术及焦化行业碳捕集、封存、利用技术的研发、应用和推广。
三、总体目标
2023年底前，全省焦化企业全面实现干法熄焦，全面完成超低排放改造，全面关停4.3米焦炉以及不达超低排放标准的5.5米及以上焦炉。2025年，全行业能耗总量和能耗强度较2020年实现“双下降”，焦化企业全面迈过“生存线”，力争30%以上企业达到“发展线”。
四、主要任务
(一)全面提升焦化行业节能环保安全水平
推动吕梁、长治等8个产焦市，实施节能、环保、安全“三改造”和干熄焦、余热发电“两运行”工程，提高焦化行业高质量发展水平。加强焦化行业分市能耗双控和环境容量约束性指标管理。对未落实能耗替代指标的已建成和在建、拟建焦化项目，只要符合所在市焦化行业能耗强度和能耗总量约束性目标，可无需针对单个项目落实能耗替代指标，省节能审查机关进行节能技术审查后，即可出具节能审查意见。坚持源头防控、过程管控、末端治理，实施干熄焦、上升管余热回收等节能技术改造和超低排放改造，千熄焦余热发电并网应并尽并。(责任单位:省能源局、省工信厅、省生态环境厅、省应急厅、山西能监办、国网山西省电力公司，各市人民政府负责组织落实。)
(二)依法依规推动大型焦化升级改造项目建设
在建、拟建焦化项目必须按照能效标杆水平和超低排放标准进行设计、建设和运行。根据能耗强度和超低排放标准限值，科学确定各市焦化产能对应的能耗双控和环境容量约束性指标。焦化企业实施兼并重组或产能置换，造成焦化产能跨市转移的，通过用能权、排污权市场化交易等手段，满足焦化项目用能、排污需求。各市在能耗双控和环境容量约束性指标范围内，统筹本市焦化项目建设。各市确定推进的焦化项目，省直有关部门要按照职责分工，研究建立绿色通道，加快项目建设手续办理。对手续完善达到开工条件的拟建焦化项目，市人民政府报省人民政府备案并开工建设。(责任单位:省发展改革委、省能源局、省生态环境厅、省工信厅、省自然资源厅、省水利厅、省应急厅，各市人民政府负责组织落实。)
(三)分期分批关停退出4.3米焦炉
截至2021年底，我省4.3米焦炉产能共3666万吨，其中3221万吨已备案“上大关小”大型焦化项目。已“上大关小”的4.3米焦炉，新项目建成具备投产条件后关停，2023年底前全部关停;未“上大关小”的4.3米焦炉，2023年底前全部关停。对涉及气源热源等民生保障的拟关停4.3米焦炉，各市人民政府要提前谋划，提前完成气源热源调整替代，妥善安置拟关停企业职工，确保按期完成关停任务。(责任单位:省工信厅、省生态环境厅、省能源局，各市人民政府负责组织落实。)
(四)加快推进化产回收利用链条高端延伸
加大科技攻关力度，推动焦炉煤气、煤焦油、粗苯等焦化副产品延伸产业链条，提升焦化化产加工利用水平。鼓励焦炉煤气制氢，打造全国氢能高地。鼓励焦炉煤气制甲醇、乙二醇，延伸发展高端聚酯新材料等产业链。鼓励煤焦油轻组分精细分离，生产间对甲酚、二甲酚、苯酐、四氢化奈等萘系列产品，以及精蒽、菲、咔唑等医药中间体。鼓励煤焦油重组分深加工，生产锂电池负极材料、超高功率石墨电极等高端炭素产品。鼓励粗苯精深加工生产系列尼龙新材料及生物可降解塑料等产品。(责任单位:省发展改革委、省科技厅、省工信厅，各市人民政府负责组织落实。)
(五)提高焦化企业生存力发展力
结合“生存线、发展线”指标，编制山西省绿色焦化企业综合评价体系，从项目合规性、管理规范性、产业链延伸、污染物排放、节能降耗、安全生产等多个维度，对焦化企业实施生存力发展力评价和对标管理。研究将焦化企业生存力发展力达标情况，作为产量调控、要素配置、财税和金融支持等行业政策的依据，引导焦化企业不断提升可持续发展水平。(责任单位:省工信厅、省生态环境厅、省能源局、省自然资源厅、省财政厅、省地方金融监管局)
(六)打造国家绿色焦化产业基地
按照能源革命综合改革试点任务要求，充分发挥我省炼焦煤资源优势，深入开展煤炭分质分级利用，打造国家绿色焦化产业基地。焦化企业要突出智能化、绿色化和服务化，通过加大研发投入、开展技术改造、加强对标管理等措施，不断提升投入产出水平和全员劳动生产率，持续增强企业核心竞争力。按照适度集中、资源共享、各有侧重、特色发展原则，推动焦化企业集群集聚发展，延伸上下游产业链条，降低物流运输及能耗成本，打造“钢-焦-化-氢”特色优势产业链条。(责任单位:省发展改革委、省工信厅、省能源局、省自然资源厅，各市人民政府负责组织落实。)
五、保障措施
(一)加强组织领导
在山西省焦化行业压减过剩产能专项工作领导小组基础上，增补省统计局、省能源局，成立山西省推动焦化行业高质量发展领导小组。省领导小组要加强统筹协调，指导各市各部门做好相关工作。各市领导小组要参照省级进行相应调整，切实抓好落实，取得实效。
(二)压紧压实责任
严格落实能耗双控和环境容量指标约束性作用。各市要尽快明确拟推进建设的焦化项目名单，各部门要尽快提出加快焦化项目手续办理的具体措施并落实到位。严格落实产能置换、项目备案、排污许可、环评、能评等政策法规，加大违法建设、违法排污、超标准用能等行为的执法监察和专项督察力度，确保能效先进水平和超低排放标准落地，稳规模，控产量，推动行业有序发展。
(三)提升服务水平
加强入企服务，加快推进千熄焦改造等项目建设。对符合条件的干熄焦等技术改造项目，给予省级技术改造专项资金支持。完善工作协调衔接机制，加快焦化项目手续办理。支持符合条件的绿色焦化企业上市融资和再融资。搭建供需对接平台，引导社会资本加大焦化企业节能、环保、安全生产改造项目的支持力度，推动焦化行业绿色低碳发展。
(四)加强宣传引导
充分发挥行业协会、专业机构作用，推动各类媒体做好有关行业政策措施和典型经验的宣传报道。事绕我省工业结构和资源禀赋，加强正面宣传引导，讲好山西绿色焦化故事。积极回应社会关切，广泛凝聚思想共识，切实增强行业自信，为焦化行业高质量绿色发展营造良好舆论氛围。
2022-04-26
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化产车间工艺简介及工艺控制指标
冷鼓工段
一、 工艺流程
1、 冷鼓系统
来自焦炉的荒煤气经吸气管、荒煤气管进入外管上的气液分离器，在此煤气与焦油氨水等分离，分离出的粗煤气合并后进入初冷器，分离下来的焦油、氨水和焦油渣一起进入机械化氨水澄清槽。
初冷器分采暖段、上段、下段三部分。在初冷器采暖段，煤气与冷却管内采暖水换热，煤气从80℃冷却到70℃，采暖水由55℃上升至65℃（非采暖期，采暖段与上段串联走循环水）；在初冷器上段，煤气与冷却管内的循环水换热，煤气从70℃冷却到45℃，循环水由32℃上升至40℃；在初冷器下段，煤气与冷却管内制冷水换热，煤气从45℃冷却到22℃，制冷水由16℃上升至23℃。经冷却后的煤气进入旋风捕雾器捕集煤气中夹带的雾滴后进入离心鼓风机进行加压，加压后的煤气进入蜂窝式电捕焦油器，最大限度清除煤气中的焦油雾滴及荼，经电捕后的煤气送往脱硫工段。
初冷器的煤气冷凝液分别由初冷器上段和下段流出，进入初冷器上、下段水封槽，溢流至上、下段冷凝液循环槽，然后分别由上段冷凝液循环泵和下段冷凝循环泵送至初冷器上、下段喷淋，以清除管壁上的焦油、萘等杂质，多余冷凝液由集液槽泵送至机械化氨水澄清槽。为保证初冷器的冷却效果，需从机械化氨水澄清槽压抽取一部分轻质焦油补入循环喷洒液中，以提高洗萘效果。
从气液分离器分离的焦油、氨水与焦油渣自流至机械化氨水澄清槽，澄清后分离成三层：上层为氨水，中层为焦油，下层为焦油渣。分离的氨水溢流至循环水槽，然后用循环氨水泵送至炼焦车间冷却荒煤气。从循环氨水泵后抽出一部分送至洗脱苯工段使用，多余的氨水由循环氨水槽溢流至剩余氨水槽，用剩余氨水泵送到脱硫工段进行蒸氨处理。分离的焦油溢流至焦油中间槽贮存，当达到一定液位时用焦油泵将其送至焦油槽加热、静置脱水，合格焦油用焦油泵送往装车平台装车外售。机械化氨水澄清槽分离的焦油渣定期送往煤场掺混炼焦。
离心鼓风机及其煤气管道的冷凝液均流入鼓风机水封槽。由鼓风机水封槽液下泵送至上、下段冷凝液循环槽。经电捕焦油器捕集下来的焦油排入电捕水封槽，当沉淀管用循环氨水冲洗时，冲洗液亦进入电捕水封槽中，由电捕水封槽液下泵送至机械化氨水澄清槽分离。
此外，罐区各贮槽的尾气集中后，由排气风机抽送到排气洗净塔被由脱硫与硫回收送来的蒸氨废水洗涤后排放，吸收了尾气的蒸氨废水则由排气洗净泵送至生化处理。
2、空压站
空压站是为脱硫工段和炼焦车间提供压缩空气。该站共配备螺杆式空气压缩机4台，其中排气量为22.2M3/min的水冷空压机三台，排气量为 40M3/min的空冷空压机一台。生产中炼焦车间为间断用气，脱硫工段为连续供气。为了保证用气压力及用气量的稳定，设置了压缩空气贮气罐，压缩空气经缓冲后再送往各用户。
从空压站出来的压力为0.8Mpa的空气一路供脱硫再生，当脱硫塔出来的富液通过再生塔时与塔底由空压站送来的过量空气充分接触反应将单体硫再生出来，随泡沫引出去，使循环富液变为贫液进入脱硫塔重新脱硫。
另一路送焦炉，主要供煤塔风动震煤。
二、工业指标
1、煤气系统压力（吸力）
初冷器前煤气吸力：－（1200—1800）Pa
初冷器后煤气吸力：－（3500—4000）Pa
初冷器阻力: <3000 Pa
旋风捕雾器阻力： <1500Pa
鼓风机前吸力： ≤-7000 Pa
鼓风机后煤气压力：氨苯硫工序开前≤10000Pa
氨硫工序开产后：保持1500--16000 Pa
最高值：19000 Pa
电捕焦油器阻力： ≤1000 Pa
回炉煤气压力： 5000--6000 Pa
2、煤气温度
初冷器前煤气温度： 78℃--85℃
初冷器后煤气温度： 22℃--26℃
鼓风机后煤气温度： <42℃
电捕焦油器后温度：35℃--38℃
3、初冷器
（1）初冷器一段循环水
上水压力： 0.3MPa
上水温度; 28℃--35℃
回水温度：40℃--45℃
（2）初冷器二段制冷水
上水压力：0.3MPa
上水温度; 16℃--18℃
回水温度：22℃--25℃
4、电捕焦油器
氧含量： ≤1%
处理煤气量：32000--38000 M3/h
工作压力：<21Kpa
工作温度 a绝缘箱： 90℃--110℃
b煤气： 20℃--50℃
绝缘箱夹套蒸汽压力：0.3MPa
顶部清洗喷洒液压力：
0.1—0.15 MPa 流量：60 M3/h
工作压力：35—45KV
工作电流： 0.2—1.0mA/m
5、鼓风机
(1)工作电流 ≤40A
(2)润滑油总管压力： ≤0.25MPa
下限报警联锁： 0.079MPa
下限联锁值（停风机电机）：0.049 MPa
油冷却器冷却水压： ≥0.1 MPa
液力偶合器出口油压力：0.05—0.35 MPa
(3)鼓风机润滑油温度：30℃--40℃
液力偶合器进口油温度：≤45℃
液力偶合器出口油温度：45--85℃
鼓风机增速器轴瓦温度： ≤65℃
鼓风机增速器轴瓦报警温度: 75℃
鼓风机增速器轴瓦温度联锁（停风机电机）: ≥85℃
鼓风机主电机轴承温度：≤65℃
(4)鼓风机轴位移： ≤0.5mm
风机转子第一临界转速3300r/min,折合液力偶合器转速为1132r/min，因此 转速禁止在1000-1260 r/min停留。
偶合器油箱液体： 309L
鼓风机机体振动不大于：3道
(5)22号汽轮机油指标（在重载和环境温度高时，可考虑用N32汽轮机油）：
粘度E50 2.95—3.31
凝点： ≤-10℃
闪电： ≥180℃
灰分： ≤0.005%
酸值： ≤0.02KOH毫克/克油
水分; 无
6、冷凝岗位
循环氨水泵出口压力：0.4 MPa
循环氨水温度：70--75℃
初冷器上段冷凝液喷洒温度：30--50℃
排气洗净泵出口压力：<0.4 MPa
蒸氨废水温度; 40℃
焦油大罐、焦油中间槽温度：80--90℃
7、焦油质量指标
一级
二级
密度g/ml:
1.15--1.21
1.13--1.22
甲苯不溶物（无水基）%
3.5--7.0
<9
灰分%不大于：
4.0
4.0
水分%不大于：
4.0
4.0
粘度E80不大于：
4.0
4.2
萘含量（无水基）不大于：
7.0
7.0
脱硫工段
一、工艺流程
冷鼓工段来的煤气经煤气预冷塔冷却，进入脱硫塔下部与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触，脱除煤气中的硫化氢后的至硫氨工段。
脱硫富液由脱硫塔经液封自流入溶液循环槽，补加催化剂和浓氨水后，经溶液循环泵加压、溶液换热器换热（夏天冷却、冬天加热）后进入再生塔再生。在再生塔内，脱硫富液与空压站来的压缩空气并流而上，对脱硫液进行氧化、再生，再生后的脱硫贫液返回脱硫塔顶部喷淋，继续循环洗涤煤气中的H2S。
氧化生成的单质硫在再生塔内被空气吹到塔顶形成硫泡沫，利用位差自流入泡沫槽。硫泡沫在泡沫槽内经搅拌、破裂、分离出空气，形成固液混合物，由泡沫泵加压至熔硫釜或离心机，生产产品硫磺或硫膏，清液返回溶液循环槽。
由于生产中的各种损耗，需定时补充催化剂，将PDS和对苯二酚按一定比例加入催化剂储槽，经搅拌均匀溶解后，连续加入溶液循环槽。
脱硫液在不断的循环过程中，由于副反应，NH4CNS和(NH4)2S2O3等副盐不断累积，以致溶液粘度增加，并伴随晶体析出，导致堵塔现象和脱硫效率下降，严重时可使系统崩溃。因此，必须排除部分脱硫废液，并补充新液，以保证脱硫系统稳定运行。
由冷鼓来的剩余氨水经氨水过滤器，过滤氨水中的焦油等杂质后进入氨水换热器，与从蒸氨塔底来的蒸氨废水换热，剩余氨水被加热后进入蒸氨塔。蒸出的氨汽进入氨分缩器冷却，部分冷凝下来的液体自流入蒸氨塔顶作回流，未冷凝的氨汽（约含氨10%）经冷凝冷却器进入溶液循环槽，作为脱硫补充液。蒸氨塔底排出的蒸氨废水经氨水换热器、废水槽、蒸氨废水泵、废水冷却器送至排气洗净塔或生化处理。蒸氨塔底定期排出焦油，送至煤场掺入煤中炼焦。
外购来的碱液（40%）卸入卸碱槽，经卸碱槽腋下泵送入碱液储槽，然后由碱液输送泵打入剩余氨水管道，与剩余氨水混合进入蒸氨塔，以调节PH值，保证固定氨的分解。
二、工艺指标
1、温度指标
（1）脱硫液温度：35～45℃
（2）脱硫塔入口焦炉煤气温度：低于溶液3--5℃
（3）熔硫釜内操作温度：140--150℃
（4）蒸氨塔顶温度：101--103℃
（5）氨分缩器后氨汽温度：85--92℃
（6）冷凝冷却器后浓氨水温度：30-70℃
（7）废水冷却器后废水温度：60-70℃
2、压力指标
（1）溶液循环泵出口压力：>0.5MPa
（2）入再生塔空气压力：0.5--0.6MPa
（3）脱硫工序阻力：＜3500Pa
（4）入工段蒸汽压力： >0.4Mpa
（5）入蒸氨塔蒸汽压力： ≤0.2MPa
（6）蒸氨塔底操作压力: ≤0.035MPa
（7）蒸氨塔底操作压力: ≤0.025MPa
（8）荣硫釜操作压力： 0.4MPa
3、流量指标
（1）再生塔鼓风强度：100--120m3/m2.h
（2）溶液循环量：30-35L/Nm3
4、液位指标
（1）溶液循环槽：1/2--2/3(高度)
（2）废水槽： 2/3(高度)
5、质量指标
（1）煤气质量：
工段入口H2S：3--5g/Nm3
工段出口H2S： ≤20mg/Nm3
（2）脱硫液质量：
脱硫液中游离氨含量：４－６ｇ/l
PDS含量： 10-18ppm
对苯二酚含量： 0.3-0.5g/l
悬浮硫含量： 1g/l
富盐含量[NH4CNS+(NH4)2S2O3]：＜250g/l
溶液PH值：8.2-8.5
（3）剩余氨水加碱后PH值：8-9
蒸氨废水NH3-N含量：≤200mg/l
硫铵工段
一、工艺流程
来自脱硫工段的粗煤气经煤气预热器加热至60--70℃，进入硫铵饱和器上端的喷淋室。在此煤气分成两股沿饱和器内壁与内除酸器外壁的环形空间流动，循环母液逆向喷洒，使煤气与母液充分接触，煤气中的氨被母液中的硫酸所吸收，生成硫酸铵结晶。然后煤气沿切线方向进入硫铵饱和器内的除酸器，分离煤气中夹带的酸雾后被送往洗脱苯工段。
在硫酸饱和器下段结晶室上部的母液，用母液循环泵连续抽出送至上段喷淋室进行喷洒，吸收煤气中的氨，并循环搅动母液以改善硫铵的结晶过程。
硫铵饱和器母液中不断有硫铵结晶生成，且沿饱和器内的中心管进入下端的结晶室，用结晶泵将其中一部分母液送至结晶槽，在此分离的硫铵结晶及少量母液排放到离心机内进行离心分离，滤除母液，并用热水洗涤结晶降低成品酸度，保证成品质量。离心分离出的母液与结晶槽溢流出来的母液一同自流回饱和器。
从离心机卸出的硫铵结晶，由螺旋输送机送至沸腾干燥器，经热空气干燥后进入硫铵斗，然后称量包装送入成品库。
沸腾干燥器用的热空气是由送风机从室外吸入空气热风器用蒸汽加热至140℃后送入，开车时器内温度应高于正常操作温度20℃左右，在加料前15分钟往器内送入适量热风加热升温。沸腾干燥器排出的热空气经旋风除尘器捕集夹带的细粒硫铵结晶后，由排风机抽送至湿式除尘器进行湿法再除尘，最后排入大气。旋风除尘器捕集的细粒硫铵定期排入硫铵贮斗。
外购92.5%硫酸至卸酸槽，用卸酸槽液下泵送至硫酸贮槽，再用硫酸泵送至硫酸高位槽，经流量控制自流
2022-04-14
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焦油质量的影响因素及控制办法
我焦化厂自投产以来，焦油比重偏大，粘度大，一方面不利于焦油脱水，再者焦油流动性大，向初冷补焦油使混合质量 差，影响初冷温度优化控制。今年焦炉提高煤饼高度、化产加强焦油管理，提高焦油质量
焦油质量可由喹啉不溶物QI（或甲苯不容物）、灰分和水分来衡量。喹啉不容物主要有五种成分：煤粉焦粉炭黑无机灰分和沸点高于350℃的重质组分。
焦油由喹啉不溶物和装煤高度有关。装煤高度低，由于没有足够的煤来吸收炉墙的热量，从而导致炉鼎温度升高。炉顶空间大使碳化室内的焦炉煤气停留时间长，从而使焦炉煤气过热分解，形成更多的QI副产物。炭黑是不完全燃烧的产物由于装煤平煤次数增加，进入炭化室的空气或氧气增多，产生炭黑多
喹啉不容物QI（或甲苯不容物）、灰分和水分彼此相关， 喹啉不容物QI增高，则水分和灰分含量相应增加。
炭化室顶部厚结石墨问题
在焦炉生产管理中，由于焦炉吸压力制度、加热制度的不规范、及煤饼倒塌后未采取降温措施等诸多原因，导致炭化室顶部结了厚厚的一层石墨。石墨的增多会导致炉顶空间温度升高，在加煤时也会因石墨的增多而产生阻力从而导致煤饼倒塌，影响生产产量，煤饼的倒塌反过来又造成炉顶空间过大，煤气导出缓慢，煤气在里面发生二次裂解，进一步使石墨增多，形成恶性循环。
焦油乳化
煤焦油和氨水形成了以碳质粉末（煤粉＋焦粉）为乳化剂的稳定油包水型（w/o）型乳化液。其稳定性受乳化剂粒度、组成、剂量、及分散相组成等因素影响乳化剂越细乳化剂中煤粉比例越大乳化剂的剂量越大焦油乳化剂就越稳定，乳化剂剂量越大，乳化液粘度越大。
焦油含水控制
水在焦油中能形成稳定的乳浊液，在受热时形成乳浊液的小水滴存在于交油中不能立即蒸发，而处于过热状态，当党建热温度过高时所有小水滴在焦油整个容积中急剧汽化蒸发，容易造成突沸窜油事故。加热过高，对流现象严重，轻质组分易挥发，造成焦油损失，污染环境。焦油必须控制好加热温度。加热温度可根据其比重大小控制。如下：
焦油比重
加热温度
轻油含量
静止周期（h）
1.12-1.15
50-60
5
8
1.15-1.18
60-70
4
12
1.18-1.19
70-90
3
24
1.19-1.20
90-100
2
48
1.20-1.24
100-105
1
96
解决焦油质量的根本方法
一、防止炭化室顶部结石墨，使喹啉不溶物Q降低措施
1．集气管的压力控制
集气管压力是根据吸气管正下方炭化室底部压力在结焦末期保持在5Pa来确定的。如果集气管压力控制不当，焦炉煤气在炭化室顶部停留时间过长，焦炉煤气不能及时导出，就会发生焦炉煤气二次裂解。发生的主要裂解反应方程式为：
C2H6=C2H4+H2
C2H4=CH4+C
CH4=C+2H2
2．炉顶空间温度控制
炉顶空间温度是指炭化室顶部空间里的荒煤气温度。根据《焦炉技术管理规程》规定，炉顶空间温度宜控制在800±50℃，不宜超过800℃，炉顶空间温度过高，则焦炉煤气在炭化室顶部产生二次裂解，大量的沉积碳附着在炭化室顶部，空间温度过高，造成化产回收焦油质量不合格，如焦油比重增大、含萘高、粘度增大、脱水困难。
3．合理的标准温度
合理的制定标准温度是生产中很重要的一个环节，标准温度制定的过高，则会导致炉顶空间温度过高，焦炭过熟，如果标准温度制定的过低，则会导致焦炭不成熟，因此标准温度的制定就显得尤为重要。标准温度的制定可根据以下几方面来把握：
（1） 根据焦饼中心温度来制定：焦饼中心温度是焦炭成熟的指标，一般焦炉生产中，焦饼中心温度达到1000±50℃时焦炭已经成熟。
（2） 根据焦炭的挥发分来作为参考：一般规定焦炭的挥发分不超过1.9，在我们公司的生产中，我们所要求的焦炭挥发分在0.9～1.9之间。
（3 ）还可根据炉顶空间温度来作为参考，一般焦炉生产中炉顶空间温度适宜控制在800±50℃。
4 ．横排温度的均匀 保证横排温度均匀，是焦炉热工管理中最重要的一个环节。如果横排温度不均匀，将导致整个燃烧室立火道加热混乱，焦饼成熟也生熟不一，从而在制定标准温度时产生过高标准。这也导致炉顶空间温度升高，使焦炉煤气发生二次裂解，使炭化室顶部石墨生长加剧。
5．正确执行烧上升管制度 按推焦计划提前10分钟～20分钟打开上升管盖(最多不得超过三个)，并同时关闭桥管水封翻板，打开远离上升管的除尘孔盖，吸入空气，烧去炭化室顶部的石墨。
6．及时处理倒塌部位的燃烧室立火道 在装煤过程中，如果捣固煤饼倒塌时，要及时对倒塌部位的燃烧室立火道进行处理，常用的方法是减少煤气量，如插铁丝，防止温度过高而影响炉顶空间温度。
7．加强煤饼捣固质量。 加强煤饼捣固质量，可以有效防止煤饼倒塌后造成的炉顶空间增大，进而造成煤气滞留时间过长而产生二次裂解。
二、初冷器前吸力及初冷后煤气温度控制
在化产回收车间初冷器前吸力过大，会将煤粉焦粉带入煤气，吸力过大炭化室形成负压，吸入空气，引起部分化学产品在炭化室内烧掉，使炭化室内温度增高。
初冷器煤气出口温度21～23℃为宜，温度过高也会影响煤气的导出，煤气滞留引发煤气二次分解加重。
焦油中水分、灰分、甲苯不溶物是焦油质量的重要指标，它主要取决于冷凝工序的生产操作。操作中应注意如下几点：
(1)焦油氨水澄清槽内应保持—定的焦油层厚度，—般为1.5～2m，排出焦油时应连续均匀，不宜过快，要求夹带的氨水和焦油渣尽可能少，最好应装有自动控制装置。
(2)严禁在焦油澄清槽内随意排入生产中的杂油(硫氨酸焦油等)、杂水（蒸氨废水等），以利于焦油、氨水、焦油渣分层，便于分离。
(3)静置脱水的焦油储槽，严格控制温度在80~90℃，保证静置时间在两昼夜以上。同时应按时放水，向精制车间送油时应均匀进行，且保持槽内有一定的库存量。
(4)严格控制初冷器后的集合温度符合工艺要求，避免因增大风机吸力而增加煤粉和焦粉的带入量。另外，焦炉操作应力求稳定，严格执行各项技术操作规定，尽量减少因煤粉、焦粉带入煤气而形成焦油渣，防止焦油氨水分离困难。
(5)机械化氨水澄清槽氨水满流情况、焦油压油情况、油水界面升降，减速机、刮渣机运行情况保持正常。
2022-04-11
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焦炉大烟道烟气余热利用
“目前钢铁企业尚有30%的余热、余能未被回收利用。其中，焦化过程约有50kg/t焦。”这意味着，在2012年的炼焦生产过程中，有44323万t×50kg/t焦=2216万tce的余热未被回收利用。因此，炼焦生产过程的余热回收利用、节能减排的潜力巨大。
1、焦炉输出热充分回收利用
焦炉是能量转换装置中高效率的热工设备，净效率高达87%-89%。这是因为炼焦过程不仅是一个较完善的能量转换过程，产生优质的二次能源，而且焦炉本体设备经过一百余年的不断改进，在煤气燃烧、烟气热量利用、绝热等方面均较完善。但这并不能说明它已达到最完善的程度，没有节能的余地了。
高效回收利用在炼焦过程中产生的余热资源是资源节约、环境友好的绿色焦化厂节能的主要方向和潜力所在，也是提高效率的主要途径之一。
分析焦炉生产过程的物质流和能量流可以看出，在焦炉的输出端：
950-1050℃的红焦炭承载着较多部分的能量，其作为物质流从炭化室被推出。出炉红焦显热约占焦炉总输出热量的37%，当大型焦炉炼焦耗热量为108kgce/t焦时，则生产每吨焦炭红焦带出40.0kgce热量。
650-700℃荒煤气和气态化学产品带着热能和化学能以能量流的形式从上升管排出。则生产每吨焦炭荒煤气带出热约占焦炉总输出热量的36%，相当于带出38.9kgce热量。
250-300℃焦炉烟道废气带着热能和动能以能量流的形式从烟囱逸出。则生产每吨焦炭烟道废气带出热约占焦炉总输出热量的17%，相当于带出18.4kgce热量。
一部分热量作为能量流的一部分，从焦炉炉体表面散发损失至环境空气中。炉体表面热损失约占焦炉总输出热量的10%，相当于生产每吨焦炭损失10.8kgce热量。
2、深入推广干熄焦技术，充分回收利用红焦余热
干熄焦是相对于用水熄灭炽热红焦的湿熄焦而言的。其基本原理是利用冷惰性气体在干熄炉中与红焦直接换热，从而冷却焦炭。
采用干熄焦技术可回收约80%的红焦显热，平均每熄1t红焦可回收3.9MPa、450℃蒸汽0.5-0.6t，可直接送入蒸汽管网，也可发电。采用中温中压锅炉，全凝发电95-105kWh/t;采用高温高压锅炉，全凝发电110-120kWh/t。
采用干熄焦技术可以改善焦炭质量、降低高炉焦比，或在配煤中多用10%-15%的弱粘结性煤;吨焦炭节水大于0.44m3;可净降低炼焦能耗30-40kgce/t焦，效率高达70%。
至2012年末，我国已投产和在建的干熄焦装置近200套，干熄焦炭能力近2亿t，占我国2012年炼铁消费焦炭量的近57%。我国钢铁企业已有88%以上的焦炉配置了干熄焦装置;独立焦化厂依据节能减排的理念，也开始采用干熄焦技术。按干熄焦套数和干熄能力计算，我国已位居世界第一。
近几年，我国干熄焦技术发展的特点是：
1)干熄焦技术在钢铁企业焦化厂发展迅速。
按照国家产业政策要求，钢铁企业新建焦炉必须配套建设干熄焦装置。要求“十二五”期间钢铁企业焦炉100%都要采用干熄焦技术。至2012年底，我国钢铁企业焦化厂已经有88%以上的焦炉配套了干熄焦装置。
2)大型钢铁企业从以往的湿熄焦备用改为干熄焦备用。
以前为节省基建投资，我国干熄焦装置几乎都是采用湿熄焦备用，因为一套湿熄焦装置的投资仅为干熄焦装置的1/4-1/5。即当干熄焦装置正常检修或事故停产时，启动备用的湿熄焦装置，临时向高炉供应湿熄焦炭，以维持焦炉的正常生产，但对大型高炉的正常操作会带来一些不利影响。为此，需要采取一些特殊措施，如有的焦化厂临时在入炉煤配比中增加10%强粘结性的肥煤或焦煤，以提高焦炭质量，缓解对高炉的不利影响。
近年来，随着我国大型钢铁联合企业大型、特大型高炉的快速发展，高炉的稳定操作对整个钢铁联合企业的生产与效益越发重要。如某大型钢铁公司因干熄焦检修，大型高炉调整不顺，两个多月生产不正常，损失近十亿元人民币。因此，一些大型钢铁联合企业如沙钢、武钢、马钢、太钢等开始要求焦化厂全部采用干熄焦装置，即备用也采用干熄焦装置，以保证大型、特大型高炉连续不断地获得质量稳定的干熄焦炭。从投入和产出的对比来看，全干熄方式比干熄为主湿熄备用方式投资高，但这些增加的投资可在两年多一点的时间内收回，因此，全干熄方式得到了认可和采用。
3)独立焦化厂开始形成建设干熄焦装置热潮。
国家的产业政策并未强制要求独立焦化厂必须配套建设干熄焦装置，主要是因为：采用干熄焦提高焦炭质量，其对炼铁高炉的延伸效益，较难体现;经生化处理的焦化废水不能作湿熄焦补充水，无出路，只能外排，较难实现“零”排放。
但是，最近一些独立焦化厂从节能和环保角度出发也在配套建设干熄焦装置，如河北中润、安徽临焕、山西焦化、长治潞宝、山东博兴诚力、河北九江、徐州天裕等。尤其一些发展循环经济、延长产业链的独立焦化厂，需要更多的蒸汽和电力，主动采用干熄焦技术。
4)合同能源管理政策推动了干熄焦技术的采用推广。
国家提倡的合同能源管理政策，为一些想建设干熄焦装置、但在资金方面又有困难的焦化厂提供了建设机会，如山东博兴诚力、江苏徐州天裕、兰州渝中等焦化厂纷纷采用合同能源管理模式吸引资金，建设干熄焦装置。
3、研发荒煤气余热的回收利用
从炭化室经上升管逸出650-700℃的荒煤气带出热占焦炉总输出热量的36%。以往为冷却高温荒煤气必须喷洒大量70-75℃的循环氨水，高温荒煤气因循环氨水的大量蒸发而被冷却至82-85℃，再经初冷器冷却至22-35℃，荒煤气带出热被白白浪费。因此，研发荒煤气余热回收利用技术意义重大。国内外许多企业都在研发这方面的技术，相关情况介绍如下。
3.1用导热油回收荒煤气余热
国内某钢铁企业焦化厂曾用5个上升管做导热油夹套管回收荒煤气热量的试验。即将上升管做成夹套管，导热油通过夹套管与荒煤气间接换热，被加热的高温导热油可以去蒸氨、去煤焦油蒸馏、去干燥入炉煤等。实验取得阶段性成功，但因种种原因未继续进行生产应用。
3.2用热管回收荒煤气余热
2007年，国内某钢铁企业焦化厂在即将停产的4.3m焦炉上进行试验，用热管回收荒煤气的带出热，将荒煤气从750℃冷却至500℃，结果每个上升管可回收1.6MPa蒸汽66kg/h。整个焦炉回收的热量每年约产1.6MPa的蒸汽3.5万余吨，预计18个月内即可回收设备投资。试验取得阶段性成功，但未继续进行生产应用。
3.3用锅炉回收荒煤气带出热的试验
2010年，国内某钢铁企业焦化厂在一座4.3m焦炉靠近炉端台处选取5个上升管作荒煤气余热回收试验。在上升管水封盖增设三通导出管，将750℃荒煤气导出，并通过管道送入设置在焦炉附近的余热锅炉进行换热。考虑节省试验费用，余热锅炉选用中压锅炉，生产3.82MPa、450℃过热蒸汽。在荒煤气进入余热锅炉前设置陶瓷多管除尘器，以有利于高温段析出焦油。换热后的荒煤气从余热锅炉排出，通过管道由风机排至集气管端部，经氨水喷洒进入集气管，工业试验流程见图2。目前试验仍在进行中。
3.4用半导体差压发电技术回收荒煤气余热
2010年，国内某焦化厂在JN43-80型42孔焦炉的一个上升管上进行了用半导体温差发电技术回收上升管余热的试验。取消传统上升管内衬砖，在上升管外壁安装半导体温差发电模块。当高温荒煤气通过上升管时，热量通过上升管筒体传递到半导体温差发电模块的热面，形成温度为320℃左右的热场;散热器通过冷却水的冷却使半导体温差发电模块的冷面温度稳定在70℃左右;这样在半导体温差发电模块的冷热面间形成约250℃的温差，在塞贝尔效应的作用下，半导体发电模块的两端产生直流电压，输出电能，使热能直接转变成电能，实现能量的全固态转换。
试验历时72个小时，涵盖3个完整的结焦周期，获取了温度、电压、电流、流量等2700多个数据。试验结果是：单根上升管回收的热能可发电500W，同时每小时可提供98℃的热水400kg。随后直接在另一焦化厂60孔新建焦炉上进行全炉试验。
2011年初投产后，因出现冷却器漏水等问题而失败。
3.5荒煤气余热微流态回收技术
国内某焦化企业首先在一个上升管进行用水套管回收上升管荒煤气余热的试验。研发出低热应力的换热结构、高导热耐腐蚀的上升管内衬材料及高效导热介质材料。试验数据表明，单个上升管可回收0.6kPa、161℃的蒸汽158kg/h，后续将采用两级低压蒸汽螺杆膨胀机发电，实现回收热量的最大化。
中试获得成功后，在某企业一座焦炉55个上升管中进行工业化试验，其荒煤气余热回收效率达到32%，吨焦可降低炼焦工序能耗10kgce。2012年2月所产蒸汽并网运行。以该企业蒸汽结算价计算，每年可创直接经济效益560万元。后续工序还能减少氨水循环量、冷却用循环水、循环水系统电耗及补充水消耗。每组焦炉每年可减少二氧化碳排放2.8万t，节能减排效果显著。
但是在运行八个月后，因种种原因出现变形问题。为此，现在5个上升管上继续进行改进试验，至2013年4月底已稳定运行两个月，前景看好。
3.6用荒煤气带出热对COG进行高温热裂解或重整
20世纪90年代，德国人提出将高温荒煤气从炭化室逸出后不冷却，直接进入热裂解炉，将COG中煤焦油、粗苯、氨、萘等有机物热裂解成以CO和H2为主要成分的合成气体，然后去合成氨或合成甲醇或生产二甲醚，也可以直接还原制海绵铁。
日本人直接把焦炉上升管和集气管改造成COG重整装置，利用COG自身显热和夹带的水分，直接鼓入纯氧，发生高温裂解和转化反应，重整生成合成气。优点是节能;可大幅度提高H2、CO成分和调整H2与CO的比例;不产生焦油等副产品，可大幅降低生产用水量和污水排放。不足是不回收COG里的焦油、粗苯等副产品，等于失去许多难以替代的化学物质;焦炉每个炭化室至少有一个上升管，而且管内荒煤气量波动、压力很低，把它们逐一或分组改造成在高温下工作的重整炉，无论从技术上还是从经济上实施起来都有一定难度。
日本煤炭能源中心在三井矿山焦化厂的焦炉间进行了一孔炭化室无催化转化技术试验。即安装一个COG重整装置，在1200-1250℃的高温下，分别对焦炉上升管直接排出的650-750℃高温COG和经煤气净化车间净化后的COG进行重整、生成合成气的对比试验。对两种COG无催化高温转化合成甲醇进行了经济性对比。试验结果表明：对焦化厂而言，将高温荒煤气全部进行高温热裂解、合成甲醇比回收煤焦油后净化的COG高温热裂解、合成甲醇能获得更高的效益。2009年，日本拟继续进行三孔炭化室试验，然后进行商业化评估并推进中型试验。
3.7回收初冷器前或第一段的荒煤气余热和循环水余热
1)以荒煤气余热为热源的高效负压蒸氨工艺。
为充分利用吸煤气管道或者初冷器顶74-82℃的荒煤气余热，国内某企业提出用循环热介质吸收荒煤气余热后，温度控制在60-78℃。为保证此热介质的热量能在蒸氨工艺中有效利用，将蒸氨塔操作压力用真空泵或者喷射器抽吸至15-35kPa，操作温度控制在55-70℃。将蒸氨塔塔底蒸氨废水与吸收了荒煤气余热的热介质在再沸器中换热后作为蒸氨热源。
2)初冷器第一段荒煤气带出热用于脱硫液的加热再生。
近年，国内某企业在设计焦炉煤气真空碳酸钾法脱硫时，将再生塔底部分脱硫贫液抽出，送至初冷器上段与荒煤气间接换热。换热后脱硫贫液通过再生塔底部闪蒸装置产生蒸汽，作为脱硫液再生热源，节能效果显著。对于一个年产200万t焦炭的焦化厂，采用此技术年节约低压蒸汽26万t，相当于回收利用了25%的荒煤气带出热。此技术已在多项焦化工程中应用。
3)初冷器循环水制冷，冷却焦炉煤气。
国内某企业开发出一种热水
2022-04-08
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焦炉煤气脱硫装置 长期稳定运行成果分享
内蒙古庆华集团庆华煤化有限公司化产一期焦炉煤气脱硫系统采用以Na2CO3为碱源的湿式氧化法，气体在常压填料塔进行脱硫，富液用高塔再生，从2013年至今，生产稳定，净化度高，运行工况在同行业内已达到领先水平。
我公司化产一期脱硫系统使用宁波中科远东催化工程技术有限公司ISS-J脱硫催化剂已正常运行10年，焦炉煤气量在2017年后由40000~42000Nm3/h，提升至目前50000~55000Nm3/h，煤气中硫化氢含量由2017年以前的6~8g/m3提升至目前的12-15g/m3，脱硫系统负荷增大一倍，在不增加脱硫塔的情况下，出口稳定控制在20 mg/m3以下，纯碱的使用量并未大幅度增加，生产稳定，净化度高，综合经济效益有大幅度提高，下面我就公司化产一期脱硫系统运行情况做一下分享：
（1）车间管理：为了保证焦炉煤气净化后硫化氢含量达到≤20 mg/Nm3 的技术要求，车间在管理上做到了以下几方面：①加强学习，提高操作工业务水平、操作水平，落实岗位责任制，加强管理。②脱硫前各工段生产平稳，减少了对脱硫系统的影响。③加强对脱硫生产各流程的监控，对脱硫液质量、煤气进出口硫含量等指标制定规范的监测周期，及时发现问题，及时解决。④碱、催化剂、再生用风量的控制都严格要求，实现了稳定连续性。⑤加强熔硫系统操作控制。⑥对异常情况借助催化剂厂家的技术力量及时分析解决。
（2）ISS-J脱硫催化剂脱高硫能力强，副反应生成率低，纯碱消耗低，硫回收率高，副产硫磺质量高，从而增大系统操作弹性。
2013年使用ISS-J焦炉气专用脱硫催化剂替代酞菁钴催化剂，脱硫效果稳定，并达到更换的预期效果和目的。2013年-2017年脱硫系统入口焦炉煤气量为40000~42000Nm3/h，硫化氢含量6~8g/m3，出口控制在20 mg/m3以下，与未使用前比较，纯碱用量下降40%，硫磺产量有较大幅度的增加，每天排液量下降80%，双塔改为单塔脱硫，停用一台脱硫溶液循环泵和一台空压机，用电量有较大幅度下降；2017年至今脱硫系统入口焦炉煤气气量增加到50000~55000Nm3/h，煤气H2S含量高达12-15g/Nm3，采用双塔串联操作工艺，塔后H2S均能长期稳定20mg/Nm3以下，脱硫液排放控制在8-10m3/天左右前往提盐系统。
（3）现场操作细致，重视再生系统，保证再生出来的单质硫及时浮选并溢流出来。
现场重视再生操作，保证再生时浮选的硫磺颗粒大，及时分离回收，不仅利于脱硫反应的进行，而且不积硫堵塔；脱硫液自清洗能力强，在塔阻略有上升时，现场严格操作，采用冲洗浮选的办法解决，使两脱硫塔达到持续运行10年的运行记录，相比国内大部分企业脱硫塔使用年限也达到领先水平，节约了更换填料及检修费用。
结论：
1，内蒙古庆华焦化使用ISS-J焦炉气专用脱硫催化剂后，纯碱和电力消耗大幅度下降，生产稳定，净化度高，综合经济效益有显著提高。
2，ISS-J焦炉气专用脱硫催化剂为“二元氧化催化剂”，吸收脱硫过程中可将绝大部分HS-离子氧化成单质硫，仅有极少量在吸收及再生过程中被继续氧化形成副盐，脱硫副反应生成率与使用酞菁钴磺酸盐类催化剂相比大幅度降低，纯碱用量下降40%左右，排放的废液量下降80%以上，起到很好的节能减排作用，是一个符合环境保护、节能型脱硫催化剂。
3，现场管理：俗话说：“三分药剂七分管理”。取得这样的成绩来源于庆华煤化公司扎实的基础管理与现场人员勤恳操作，才使得ISS-J焦炉气专用脱硫催化剂在庆华煤化脱硫系统完全发挥了它的优势，进一步保证脱硫系统的稳定运行。
2022-03-30
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