兰炭行业能耗的影响因素及控制措施

张璞

摘 要：针对兰炭行业进行充分调研，分析兰炭企业生产工艺流程，进一步挖掘其能耗的影响因素，包括干法熄焦、富氧燃烧方式、煤气综合利用及自动化控制技术，提出从合理规划产业布局、提高技术水平、提高副产品利用率、充分利用净化回收系统、限制排污及有效利用水资源等方面加强能耗的控制措施。

关键词：兰炭；能耗；影响因素；控制措施

中图分类号：F205 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2017）28-0156-02

一、兰炭企业生产工艺流程

兰炭企业主要采用直立炭化炉低温干馏法生产兰炭，即原料煤在炭化炉内，通过干燥、干馏、冷却熄焦生成兰炭。单位产品综合能耗是指单位标准兰炭产量直接消耗的能耗量及分摊到该产品的辅助生产系统或附属生产系统的能耗量和损失量。产品综合能耗的统计范围贯穿原料和能源从投入生产到成品入库的整个生产过程。兰炭的生产过程包括生产系统工艺装置、辅助生产系统和附属生产系统三部分，具体流程（如下图所示）。

兰炭主要生产过程是先将烧焦用原煤进行加工变成洗精煤，并储存到煤厂，然后筛分、装炉、炼焦。其中低变质煤经过干燥并加入干馏炉，干馏时温度为750℃左右，干馏所用热量通过火口进入干馏段燃烧，干馏段下部的成品兰炭进入水封槽及时冷却、熄焦、排出。炼焦所产生的荒煤气通过煤气收集罩、上升管、桥管再经电捕焦油器洗涤，所得部分煤气回炉加热后放散。焦油通过沉淀池脱水后所产生的焦油即成品焦油。冷却了的兰炭从炉底取出后，经冷却后作为成品入仓。

二、兰炭行业能耗的影响因素

企业应对影响能耗的主要因素进行分析和监视测量，并进行有效控制。采用了干法熄焦、富氧燃烧等技术措施降低能耗，并对回收的干馏煤气通过发电、生产金属镁等途径进行了再利用。

1.干法熄焦。干法熄焦简称“干熄焦”，是一项节能技术，它是相对于湿法熄焦而言的。在能源消耗日益严重的今天，炼焦炉应用干熄焦（装置）技术是节能的重要途径和方向。使用干法熄焦技术可以提高焦炭质量，降低高炉焦比，提高高炉生产能力，具有较好的经济效益。干法熄焦技术的基本原理是：利用冷的惰性气体（如氮气、氩气等）或燃烧后的废气，在干熄炉中与赤热红焦换热从而冷却红焦，吸收了红焦热量的惰性气体，将热量传给干熄焦锅炉产生蒸汽，被冷却的惰性气体再由循环风机鼓入干熄炉冷却红焦。干熄焦锅炉产生的中压（或高压）蒸汽或并入厂内蒸汽管网或送入发电。干熄焦装置包括焦炭运行系统、惰性气体循环系统和锅炉系统。从炭化室中推出的700℃左右的红焦经过导焦栅落入焦罐内，运载车通过炉顶装入装置将焦炭装入干熄炉，炉中焦炭与惰性气体直接进行热量交换进而冷却，冷却后的焦炭又经炉前焦库送筛焦系统，废热锅炉所产生的蒸汽将会送去发电。

2.富氧燃烧方式。富氧燃烧是指采用比空气中氧含量高的空气助燃，其极限方式是使用纯氧。富氧燃烧既节能又环保。我国所研制的富氧膜，因含氧量高使助燃空气量减少；因烟气量减少使热损失减少，加热效率提高，进而提高节能效果。富氧燃烧不仅可满足煤低温干馏工艺的温度要求，又能使炭化炉装置节约燃料的消耗，确实值得尝试。

3.煤气综合合理利用。通过以下途径进行了干馏煤气综合利用：（1）金属镁及其合金生产。由于吨镁耗能小于6tce，因此60万t/a的兰炭厂配备生产2万t/a金属镁，每年可节约12万tce。（2）发电（燃气轮机发电）。90万t/a的兰炭厂配2×15MW发电机组，年发电2.1亿KW/h，年节约16万tce。

4.自动化控制技术。炭化炉应逐步采用自动化控制技术进行生产管理和生产控制，以准确调节工艺参数，降低消耗，提高产品质量。

此外，还可以采用变频调速技术进行电机节能。

三、兰炭行业能耗的控制措施

为了保证兰炭产业持续健康发展，企业在新改扩建项目时应考虑应用先进的节能设备，如尽量采用大型低温炭化炉、煤气净化与焦油回收装置以减少能耗。能耗的控制措施如下：

1.合理规划产业布局。兰炭是陕西省地方特色产业、优势产业，要高于国家标准建设，才能具有市场竞争优势，领先全国发展，企业方可长期发展，做大做强。而目前，大多数兰炭企业运转所产生的污染物较多，而且焦炉煤气的利用率很低，我们必须将污染严重的企业关闭，其他兰炭企业合理整合，例如将其靠近电石厂、生铁冶炼厂、镁厂等，使其排放的污染物减少，焦炉煤气的利用率适当提高，从而大大提高企业的生产效益。

2.提高兰炭企业的技术水平。鉴于兰炭企业目前所使用的低温干馏技术其生产能力有限，生产过程中大量的粉煤资源没有得到有效的利用，若进行生产技术的改进使粉煤资源节约再利用，将大大提高兰炭企业的有效生产能力。

3.努力提高兰炭企业副产品的利用率。低变质煤干馏阶段温度为300～750℃，生产过程中所产生的产物有粗煤气、煤焦油及半焦。大多數兰炭企业所使用的干馏装置使煤焦油的利用率极低，在生产过程中有不少原料被直接加热，这种排空燃烧的方式不仅污染空气，而且浪费资源。只有提高半焦、焦油、煤气等副产品的深加工利用率，才能彻底改善现有的粗放式生产模式，真正提高能源的转化效率，使兰炭企业完成环保式生产。

4.充分利用回收系统。在兰炭的生产过程中，原料煤经自然风干、破碎、筛分、加热干馏、产品冷却，产生了大量的粗煤气及焦油蒸汽，应利用风机、竖式间接水冷设备及循环水泵等设备尽量回收并合理利用粗煤气及焦油蒸汽，这样可以减少环境污染并增加产品的附加值。

5.约束企业养成定期排污的好习惯。兰炭企业在进行排污时应遵循“勤排、少排、均匀排”的原则，同时注重严格控制排污的时间，并尽量选择在锅炉水位稍高、汽压较高、锅炉负荷较低或压火时进行排污，这样不易导致缺水。因为高汽压时排污水流的流速较高，便于污垢的彻底排出。

6.有效利用水资源。兰炭锅炉中产生的蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，再通过发电机转换为电能。在具体实施时要注意，水质必须是软化水，并且要严格控制水的PH值。endprint

除此以外，兰炭企业还可以在以下几个方面加强管理：控制产能，当前兰炭产品积压、价格下滑，就是产能过剩的原因，今后若要对兰炭企业提高准入门槛，限制核准，控制产能，则可以使能耗得到有效控制；适当借鉴环保事故案例的处理方案之经验教训，使降低能耗利用的措施落到实处，针对新的污染排放标准必须要认真执行；强调集约发展，加强产业园区化发展模式，并重视产业链建设，提升产业规模度、综合利用、循环发展水平；搞好行业自律，企业只有注重内部管理，促进行业发展，承担社会责任，才能在行业内处于领先地位；严格执行企业岗位操作规程；分析能源消耗现状，识别改进机会，加强评价与培训；依据能源管理法律法规进一步建立并完善能源管理规章制度，及时贯彻实施；完善能效分析并合理匹配生产负荷；完善能源检测手段并定期校验。只有各个方面齐抓共管，才能使兰炭企业的能耗得到有效控制，使兰炭行业走向可持续发展之路。

参考文献：

[1] 程达多.我国电碳行业的现状[J].炭素，2003，（9）.

[2] 贾志强.神木兰炭可望成为炼铁节焦降炭新产品[N].中国冶金报，2012-08-09.

Influence Factors and Control Measures of Coal Industry Energy Consumption

ZHANG Pu

（Xian Aeronautical Polytechnic Institute，Xian 710089，China）

Abstract：This paper invests and researches on the coal industry，then analyzes the production process of coal industry，further mining the influence factors of its energy consumption，including dry coke quenching，oxygen enriched combustion，gas comprehensive utilization and automatic control technology，putting forward the measures to control energy consumption，such as rational planning of industrial layout，improvement of technical level，improvement of utilization ratio of by-product，utilization of purification and recovery system，restriction of sewage discharge and effective utilization of water resources.

Key words：coal；energy consumption；influence factor；control measures[責任编辑 史丽丽]endprint