焦化技術(shù)的綠色發(fā)展

劉國玉(古縣利達(dá)焦化有限公司，山西 臨汾 042400)

0 引言

化工行業(yè)污染重、能耗高，且存在高風(fēng)險(xiǎn)等，對焦化行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生制約影響的關(guān)鍵性因素。焦化行業(yè)屬于資源、市場密集型的產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)能供給高于需求，產(chǎn)能利用效率嚴(yán)重偏低。而國家提出的綠色發(fā)展理念，對焦化行業(yè)是巨大的挑戰(zhàn)，要求其積極進(jìn)行創(chuàng)新改革，從環(huán)保節(jié)能、低碳安全、智能化等方面著手進(jìn)行創(chuàng)新變革，達(dá)成持續(xù)、健康發(fā)展的目標(biāo)。

1 產(chǎn)業(yè)布局的調(diào)整方面

焦化就是基于煤炭作為原料，圍繞著煉焦生產(chǎn)、制造等，對焦化副產(chǎn)品、深加工以及交流煤氣等進(jìn)行綜合利用的一種產(chǎn)業(yè)，其在鋼鐵生產(chǎn)、化工行業(yè)中具有重要作用。當(dāng)前焦化行業(yè)發(fā)展中面臨很多問題，要求其積極進(jìn)行創(chuàng)新改革，推動(dòng)去產(chǎn)能、布局優(yōu)化等，研發(fā)并推廣和應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)，強(qiáng)化其的節(jié)能環(huán)保、低碳安全發(fā)展水平，達(dá)成可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)[1]。

1.1 落后產(chǎn)能的淘汰

綜觀最近幾年的焦炭工序情況，焦炭還處在需求過剩的狀態(tài)，伴隨供給側(cè)改革的落實(shí)執(zhí)行，焦炭期末的庫存逐漸下降。焦炭主要產(chǎn)區(qū)就是山東、山西以及河北等，當(dāng)前，山東、山西地區(qū)開始全面淘汰炭化室高度不足4.3 m、爐齡高于10年的焦?fàn)t。

1.2 兼并與重組

經(jīng)過多年的發(fā)展，焦炭行業(yè)的煉焦技術(shù)更為成熟，可是因?yàn)樾袠I(yè)當(dāng)中有很多企業(yè)，很多現(xiàn)代化技術(shù)難以獲得有效推廣與應(yīng)用。所以，基于兼并重組與深入融合，讓企業(yè)從最初的獨(dú)立打拼轉(zhuǎn)變成為聯(lián)合發(fā)展，變成大型企業(yè)、集團(tuán)，企業(yè)之間實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)和強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，強(qiáng)化焦化產(chǎn)業(yè)的規(guī)模效應(yīng)。大規(guī)模企業(yè)具備強(qiáng)大的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，基于技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行現(xiàn)代化技術(shù)手段的研發(fā)、推廣與應(yīng)用。兼并重組會(huì)衍生出規(guī)模性企業(yè)，將產(chǎn)能落后的企業(yè)淘汰掉，整合、淘汰產(chǎn)能落后的產(chǎn)業(yè)，并且同產(chǎn)業(yè)升級進(jìn)行有機(jī)整合，基于產(chǎn)能置換獲得先進(jìn)的技術(shù)與裝備，對環(huán)境污染問題進(jìn)行有效管控，減少能源消耗量，提升資源利用率。

1.3 供給的高效管控

科技的創(chuàng)新發(fā)展中，“大數(shù)據(jù)”“供給側(cè)”成為人們經(jīng)常談?wù)摰脑~語。當(dāng)前國家在積極發(fā)展大數(shù)據(jù)，其讓內(nèi)容、數(shù)據(jù)的互聯(lián)成為現(xiàn)實(shí)，讓企業(yè)信息監(jiān)測并不只是給政府提供宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，更能夠及時(shí)區(qū)域當(dāng)中的產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)反映出來，反映出企業(yè)實(shí)際運(yùn)營情況，出具更為精準(zhǔn)的供給側(cè)創(chuàng)新改革數(shù)據(jù)，構(gòu)建合理有效的區(qū)域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。通過兼并重組形成的企業(yè)集團(tuán)，可基于大數(shù)據(jù)信息，遵照區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)主動(dòng)脈，對產(chǎn)品市場的供給量進(jìn)行合理配置，穩(wěn)定市場經(jīng)濟(jì)的秩序，確保企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[2]。

2 積極開展綠色制造

焦化行業(yè)已經(jīng)初步形成了綠色制造、發(fā)展的目標(biāo)，尤其是當(dāng)前的無組織管控一體化技術(shù)平臺(tái)的推出，對環(huán)境治理系統(tǒng)、無組織排放治理技術(shù)、智能化監(jiān)測識別技術(shù)等進(jìn)行統(tǒng)籌應(yīng)用，達(dá)成企業(yè)無組織排放的精細(xì)化、科學(xué)化、智能化以及網(wǎng)格化治理，強(qiáng)化提升企業(yè)的環(huán)保工作質(zhì)量與社會(huì)形象。

2.1 環(huán)保技術(shù)的積極應(yīng)用

污染防治工作的實(shí)際開展，把生態(tài)文明建設(shè)的地位提升了，焦化行業(yè)屬于是高污染行業(yè)，以往焦化行業(yè)在環(huán)保方面的投入較少，有很多歷史遺留問題需要進(jìn)行解決。解決焦化行業(yè)的環(huán)保問題屬于是技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)的探究重點(diǎn)。焦化行業(yè)的整個(gè)運(yùn)行過程當(dāng)中，積極應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)手段，逐漸強(qiáng)化環(huán)境治理的能力。

備煤系統(tǒng)最初是露天堆場，后來逐漸轉(zhuǎn)變成煤場大棚、大型筒倉，以前的皮帶運(yùn)輸轉(zhuǎn)變成當(dāng)前的封閉式運(yùn)輸。不僅能夠降低煤炭資源損耗，同時(shí)能對原料煤的水分進(jìn)行有效管控，減少大氣當(dāng)中的顆粒物。

當(dāng)前焦化企業(yè)所執(zhí)行的焦?fàn)t煙囪氮氧化物排放限值為150 mg/m3，要求其焦?fàn)t的煙氣排放滿足這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。而焦?fàn)t脫硫脫硝技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，以及低氮燃燒技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，讓焦?fàn)t可以滿足區(qū)域排放的標(biāo)準(zhǔn)要求，降低氮氧化物的產(chǎn)生。在焦?fàn)t機(jī)側(cè)位置上廣泛應(yīng)用機(jī)側(cè)除塵相關(guān)技術(shù)，對焦?fàn)t爐門摘取、推焦、裝煤操作中機(jī)側(cè)產(chǎn)生的煙塵進(jìn)行有效收集[3]。

煤氣凈化和副產(chǎn)品加工系統(tǒng)能對VOCs進(jìn)行有效收集與處理，基于負(fù)壓、洗滌配風(fēng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，對有價(jià)值產(chǎn)品進(jìn)行回收，讓配風(fēng)尾氣進(jìn)入到焦?fàn)t當(dāng)中進(jìn)行脫硫脫硝處理。煙氣脫硫系統(tǒng)地創(chuàng)新改造，設(shè)計(jì)會(huì)時(shí)候各地區(qū)貫徹超低排放標(biāo)準(zhǔn)中的創(chuàng)新革命與推廣，完成改造的煤氣脫硫系統(tǒng)中，硫化氫含量不足20 mg/m3。當(dāng)前對二氧化硫的排放要求更為嚴(yán)格，只對硫化氫實(shí)施脫除處理難以滿足相關(guān)要求，很多科研機(jī)構(gòu)開始對有機(jī)硫生物脫除技術(shù)進(jìn)行研發(fā)。

一直以來，脫硫廢液、硫膏處理屬于是焦化行業(yè)危險(xiǎn)廢棄物處理的難題之一，脫硫廢液的提鹽技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展當(dāng)前受到制約，脫硫廢液與硫泡沫制濃硫酸技術(shù)取代了提鹽技術(shù)，基于脫硫廢液與硫泡沫所支撐的工業(yè)硫酸，應(yīng)用在硫酸銨生產(chǎn)中，讓焦?fàn)t煤氣中的硫元素實(shí)現(xiàn)優(yōu)異轉(zhuǎn)化，達(dá)成焦化企業(yè)工業(yè)硫酸物質(zhì)的自給。

焦化廢水屬于是廢水處理當(dāng)中的一大難題，焦化廢水當(dāng)中的有機(jī)污染物包含酚類、多環(huán)芳香族化合物以及氧、硫、氮等雜環(huán)化合物。無機(jī)污染物當(dāng)中包含氰化物、硫化物、硫氰化物以及銨鹽。處理技術(shù)通常都是化學(xué)處理、物理化學(xué)法以及生物處理法。焦化廢水處理中通常應(yīng)用的是活性污泥法，并且與電化學(xué)氧化法相結(jié)合，其中生物脫氮、芬頓氧化等組合形式的處理技術(shù)逐步投入應(yīng)用。電化學(xué)與活性污泥法的整合應(yīng)用，可以把煤氣水封水直接進(jìn)入到廢水處理系統(tǒng)當(dāng)中，不許要進(jìn)行蒸氨處理，能夠有效減少實(shí)際運(yùn)行的成本。

2.2 節(jié)能低碳生產(chǎn)

2.2.1 余熱余能的回收

煉焦工藝最初應(yīng)用的是煤調(diào)濕技術(shù)，其能夠?qū)γ核诌M(jìn)行合理管控與配合，減少原料煤干餾中的熱量消耗。而干熄焦技術(shù)進(jìn)行紅焦熱量回收，可應(yīng)用到發(fā)電中，是對煉焦進(jìn)行分段管控的有效措施。強(qiáng)化前期控煤與焦?fàn)t加熱自動(dòng)化，能夠?qū)卧媚芙Y(jié)構(gòu)進(jìn)行有效優(yōu)化。焦?fàn)t上升管余熱的回收利用技術(shù)、橫管初冷器顯熱回收技術(shù)、焦?fàn)t煙道氣熱回收技術(shù)等的實(shí)際應(yīng)用，更能夠達(dá)成環(huán)保的目標(biāo)。負(fù)壓蒸餾技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，有助于蒸汽耗量的降低，提升副產(chǎn)品的回收率，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

縱觀焦化工藝的運(yùn)作過程，不難發(fā)現(xiàn)爐紅焦顯熱占比相對較高，企業(yè)可以嘗試采用干熄焦技術(shù)、布設(shè)干熄焦裝備、利用干熄焦備用將傳統(tǒng)濕熄焦備用取代等方法去回收更多的余熱，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。煙道廢氣帶出熱的回收應(yīng)用可以采用第三代煤調(diào)濕技術(shù)進(jìn)行，積極研發(fā)煤調(diào)濕工藝和技術(shù)去回收余熱，當(dāng)下該項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用過程中暴露出很多不足，將其對煉焦工藝形成的不良影響降至最低，規(guī)避氨水噴嘴發(fā)生堵塞情況，減少凈化設(shè)備運(yùn)行過程中的承受壓力，進(jìn)而使化工產(chǎn)品質(zhì)量得到更大保障，對粉塵污染形成較大抑制作用，采用提升技術(shù)優(yōu)越性的方法去回收更多余熱，并將其對焦?fàn)t操作過程形成的不良影響降至最低。干熄焦工藝流程如圖1所示。

2.2.2 低碳發(fā)展模式的推廣

(1)焦化副產(chǎn)品的深加工。行業(yè)當(dāng)中焦化苯加氫和煤焦油深加工以及煤氣制甲醇、天然氣等技術(shù)應(yīng)用的占比逐年提升，達(dá)成了能源轉(zhuǎn)化和經(jīng)濟(jì)的高效利用，更能夠?yàn)槠髽I(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)收益。

圖1 干熄焦工藝流程

(2)鋼化模式的發(fā)展。焦化企業(yè)和鋼鐵企業(yè)進(jìn)行聯(lián)合發(fā)展，基于富余的焦?fàn)t、轉(zhuǎn)爐、高爐煤氣制成宜春、甲酸以及乙二醇等諸多化工產(chǎn)品，屬于是焦化行業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展目標(biāo)的有效措施，當(dāng)前其在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中被廣泛應(yīng)用。

2.3 智能化生產(chǎn)制造

面對產(chǎn)品全生命周期進(jìn)行智能化生產(chǎn)制造，是傳感技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、自動(dòng)化管控技術(shù)等地深度融合。智能化制造對自動(dòng)化制造進(jìn)行了創(chuàng)新升級，有助于產(chǎn)品研制周期的巖梭，減少能源資源的消耗量，縮減運(yùn)營成本，對工作環(huán)境進(jìn)行有效改善，同時(shí)有助于生產(chǎn)質(zhì)量的提升。

3 對管理工作模式進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化

管理工作方面的創(chuàng)新優(yōu)化，為企業(yè)持續(xù)、健康、穩(wěn)定的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。人本理念屬于是企業(yè)管理現(xiàn)代化發(fā)展的核心目標(biāo)。企業(yè)發(fā)展中會(huì)涉及到內(nèi)部人與外部人，內(nèi)部人是為企業(yè)提供工作、服務(wù)的工作者，外部人則是消費(fèi)企業(yè)產(chǎn)品的人[4]。針對內(nèi)部職工要倡導(dǎo)“事業(yè)留人，待遇留人、感情留人”，讓職工有更為廣闊的發(fā)展平臺(tái)。針對外部人企業(yè)要提升運(yùn)營中的誠信，用良好的產(chǎn)品、優(yōu)異的質(zhì)量滿足個(gè)性化需求。基于人本理念作為核心內(nèi)容，對企業(yè)的裝備水平進(jìn)行優(yōu)化升級，為職工提供更為良好、舒適的工作環(huán)境。

4 結(jié)語

綜上所述，焦化技術(shù)的綠色發(fā)展是可持續(xù)發(fā)展必然產(chǎn)物，也是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢。在綠色焦化的實(shí)際發(fā)展中，企業(yè)要制訂綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展的方案內(nèi)容，基于綠色發(fā)展相關(guān)理念，進(jìn)行自主積極地創(chuàng)新，對現(xiàn)代化技術(shù)、設(shè)備、管理理念等進(jìn)行研發(fā)、推廣與應(yīng)用，奠定綠色發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，積極建設(shè)現(xiàn)代化的人才團(tuán)隊(duì)，積極進(jìn)行升級改造，達(dá)成產(chǎn)業(yè)和社會(huì)得和諧發(fā)展，實(shí)現(xiàn)綠色焦化的發(fā)展目標(biāo)。