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Xi An Chen Teng Wu Zi Co., Ltd.
近年來國內鋼鐵工業高速發展，也帶動煉焦生產能力快速增長，煉焦工藝裝備、勞動生產率等方面取得了顯著進步，但在發展過程中依然存在能源消耗高、污染物排放量大和資源綜合利用率不高等一系列問題。為此，國家明確規定，2015年焦化生產工序能耗要達到《焦炭單位產品能源消耗限額》限定值的要求，降低煉焦能耗。
寶鋼有6米焦爐12座，共600孔;7米焦爐2座，共110孔。其中一期焦爐為新日鐵M型，二期為JN60-87型，三期為JNX60-2型，四期焦爐為JNX70-3型。今年4月21日一期焦爐停爐大修，預計2015年下半年投產(4×50孔7米焦爐)，投產后二期焦爐停產，到2016年形成4×50孔6米焦爐，2×55孔、4×50孔7米焦爐，設計焦炭總產能為553萬噸。20多年來，寶鋼煉焦在以高爐為中心組織生產的基礎上，一直注重區域的節能環保技術，通過技術創新、工藝局部改進等，煉焦能耗穩居國內外先進水平。尤其是2012年，寶鋼煉焦工序能耗達到93.50千克/噸焦，優于行業先進值(寶鋼煉焦電力單耗折標系數為0.320，2012年數據包含四期焦爐)。
煤調濕引入煙道氣更穩定
寶鋼焦爐煤調濕于2008年底投產運行，采用蒸汽回轉式干燥機形式，蒸汽冷凝后進入CDQ鍋爐作為純水使用，后期自主開發引入焦爐煙道氣作為載氣，提高了系統穩定性。
其焦爐煤調濕與傳統的蒸汽回轉式干燥機相比，增加了焦爐煙道氣的使用，從低碳生產出發，主要體現在3個方面：一是焦爐煙道氣是焦爐加熱煤氣燃燒后產生的，直接由煙囪排出，其主要成分為N2、CO2等，溫度在220℃左右。在引入煙道氣后，能有效控制系統的氣體成分穩定性，同時減少N2的消耗。二是煙道氣余熱較高，煤調濕引入煙道氣可以有效利用其熱量替代原有的循環氣預熱，降低排放到大氣中的廢氣溫度。三是在同等結焦時間條件下，焦爐爐溫可以降低20℃，焦爐燃料單耗可以降低3千克標煤/噸，企業可以每噸焦少購買2.5立方米天然氣，而天然氣中含有90%左右的CH4物質，年產量按540萬噸計算，一年可以減少碳排放2.47萬噸。
寶鋼以煙道氣做載氣的蒸汽回轉干燥(STD+I)煤調濕工藝，利用管網中的低壓蒸汽和焦爐煙道廢氣作為熱載體，對裝爐煤料進行間接和直接加熱，經過運行調整后，煙氣用量提高到約1.5萬立方米/小時，調濕后煤料的水分穩定在6.5%±0.5%，有利于焦爐加熱調整。此外，裝入煤水分穩定降低后，在結焦時間不變的情況下，焦爐加熱用煤氣耗量降低，以年產焦炭180萬噸計，可節能8000噸標煤，減少CO2排放在2萬噸左右。
爐體管理延長焦爐壽命
隨著焦爐爐役增加，爐體受溫度應力、自身膨脹和推焦應力等作用會逐漸出現不同程度的劣化現象，主要表現在兩個方面：一是焦爐蓄熱室封墻變形，爐外的冷空氣極易大量漏入，結果不僅增大氣流阻力，而且導致煤氣在蓄熱室內短路、燃燒，造成邊火道溫度低下。二是經過長期的高開工率生產，炭化室出現了不同程度的爐頭磚剝蝕、缺角，個別炭化室發生爐墻穿孔現象。
為此，寶鋼對焦爐蓄熱室拆除隔熱罩，對斜道正面、蓄熱室封墻表面進行清理、勾縫，然后對斜道正面、蓄熱室封墻表面用稀土抹面涂料進行涂抹，來提高封墻和斜道正面的嚴密性，增強封墻的隔熱效果。另外，對焦爐炭化室爐頭爐墻部分磚出現的剝蝕等，采用熱態陶瓷噴補技術，避免爐墻損壞加劇，延長焦爐使用壽命。
干熄焦汽化率優化控制有效節能
干熄爐內紅焦與循環氣體通過逆向流動進行換熱，熱的循環氣體再與鍋爐進行熱交換后產生中壓蒸汽。傳統的作業模式認為，中壓蒸汽屬于能源回收，應越高越好，故多采用大風量、低料位的作業模式來提高中壓蒸汽產率。其忽略了干熄焦系統的熱效率，盲目提高汽化率勢必造成焦炭燒損的增加，煉焦成焦率降低。為此，寶鋼對干熄焦汽化率的控制方式進行了以下調整：
一是減少空氣導入。在干熄焦過程中導入空氣，主要是將系統中可燃成分通過燃燒法降低，在可燃成分燃燒的過程中會造成部分焦炭的燒損。為降低系統中可燃含量同時減少空氣導入造成的燒損，寶鋼結合干熄焦現有的7點沖氮配置，增加干熄焦系統內氮氣沖入量。
二是控制干熄爐料位。合理的干熄焦預存段料位和循環風量，有利于提高干熄爐內焦炭冷卻均勻性，使干熄爐自上而下溫度梯度合理分布。為此，改變干熄焦低料位作業模式：3臺干熄爐生產時，料位控制在中下位置;4臺干熄爐生產時，料位控制在中上料位。
三是增加給水預熱器。給水預熱器的主要作用，一是可以有效降低干熄焦排焦溫度，提高紅焦處理能力;二是通過提高純水溫度來降低低壓蒸汽消耗。2007年以來，寶鋼通過技改項目陸續在二期、一期干熄焦增加給水預熱器。
在多方面措施實施后，寶鋼干熄焦系統漏風率大大降低，低壓蒸汽單耗降低約5千克/噸，干熄焦電耗下降10%，干熄焦排焦溫度降低10℃左右，汽化率穩定控制在530千克/噸～550千克/噸。
把握低碳煉焦發展方向
按照煉焦行業特點和鋼鐵聯合企業清潔生產一級標準要求，煉焦系統進一步實現低碳生產應把握如下方向：
一是實現焦爐上升管顯熱回收。焦爐上升管部位通過的荒煤氣溫度在800℃左右，約占煉焦系統總熱量的35%。回收這部分高溫顯熱對煉焦實現低碳生產意義重大，目前國內外多家煉焦企業都在自主研發這一技術。
二是采用第三代煤調濕技術即焦爐煙道氣流化床煤調濕，充分利用焦爐系統煙道氣余熱進行煉焦煤預熱，目前在馬鋼已投產。
三是發展成型煤、搗鼓煉焦技術，提高弱黏煤、非煉焦煤等的配煤比例，合理利用國內外煤炭資源。
四是發展焦爐機側除塵技術，降低推焦過程中粉塵、煙氣的排放。
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