兰炭干法熄焦技术研究与应用

兰炭干法熄焦技术研究与应用

苏怀强

陕西煤业集团神木天元化工有限公司陕西省榆林市719319

摘要：我国总的能源特征是“富煤、少油”，随着我国能源供应形势的日益严峻，对兰炭生产技术应用水平也提出更高的要求。以煤间接液化技术为典型代表，当前较为先进的兰炭炭化炉干法熄焦控制技术的应用价值得以提升，具有较大的经济、环保意义。本文主要对干法熄焦工艺概述以及干法熄焦工艺相关研究进行探析。

关键词：兰炭；煤干馏；间接液化；干法熄焦技术；研究

前言：作为当前兰炭生产技术之一，煤干馏技术是实现环保目标并使资源利用率进一步提高的重要途径。尤其炭化炉干法熄焦技术对解决传统以水捞焦为主的出焦方式存在的如工艺流程复杂、经济效益低以及污染严重等弊病起到明显的作用，但需注意的是尽管出焦方式的变化有较大益处，仍存在一定不足。因此，对炭化炉干法熄焦的研究具有十分重要的意义。

一、干法熄焦的基本工艺概述

炭化炉从上至下依次分为：干燥段、干馏段、焦炭冷却段，首先煤料由上部加入干馏室，最上段循环热气流把煤干燥、预热到150℃，在中段，即干馏段，热气流把煤加热到500-850℃。在下段，焦炭被冷循环气流冷却到100-150℃，最后排出。干馏煤气和废热尾气由干馏段引出，其中液态产物在后续冷凝冷却系统中分出。部分的净化煤气由气柜经压缩机返回到干馏段用于加热，多余煤气外送至其他煤气需求点作为加热原料或者作为制氢原料气。

排焦系统控制着炉子的生产能力，控制着产品质量，是炉子的核心部位。干法熄焦是煤炭在经过干馏段后下移至冷却段的蒸汽冷却段，蒸汽在倒煤箱处注入进行预冷却，继续下移后，由注入的冷却水进行二次冷却，水量的控制由排焦温度、焦炭含水量、挥发分等指标决定，冷却后的兰炭通过拨料器、密封排焦阀后落入刮板机，排出的焦炭送至转运皮带，最后运至焦场进行储存。

目前，我国西北地区应用炭化炉干法熄焦装置的企业已有十几家，以陕西神木天元化工75万吨兰炭生产装置为典型代表，其在炭化炉干法熄焦方面表现出较强的实力，通过蒸汽和水相结合方法冷焦使得产品具有较高的质量，相比水捞焦工艺焦炭大料水份含量由17%降低至10%；中料水份由21%降至15%；小料水份由23%降至19%，每年可节约干燥煤气量约为8000万Nm3，年熄焦水量约为28万吨。每年为企业节约成本1100多万元。

蒸汽熄焦后使得煤气中有效成分（CO+H2）得到提高：一氧化碳含量由11.51%提高至12.27%，氢气含量由30.28%提高至氢气30.74%，为后续工艺提供纯度更高的原料气，由于不在使用煤气干燥兰炭，预计减少二氧化硫排放量约4.91吨/年，减少氮氧化物排放量约7.85吨/年，减少二氧化碳排放量约2350吨/年。经济效益、环境效益、社会效益巨大。

二、几种干法熄焦工艺的对比研究

目前，西北地区兰炭干法熄焦工艺已经投入使用的主要有以下几种类型，各优缺点如下：

通过对比分析我们可知，陕西神木天元采用的组合排焦阀卸料系统在兰炭破碎率、泄漏程度、负荷调节、检修维护方面等优势较大，冷却后进入拨料阀，其拨料速度由偏心轮电机控制，后下落至排焦阀，最后落到刮板机，排出的焦炭送至转运皮带，底部排出的熄焦蒸汽、微量的污染气体等由后部的烟囱排放至大气，现场操作环境良好，气体排放符合国家相关标准。经试验证明改造后的拔料装置工作平稳，可靠，故障极少，设备磨损小。

结论：兰炭干法熄焦工艺是促进煤焦油资源利用率得以提高的重要途径。实际选择过程中应注重工艺的选择与反应装置的应用，由文中所述可发现，未来干法熄焦工艺中更倾向于拨料器、密封排焦阀组合排焦的应用，其处理量、应用范围、产品质量、经济、社会、环保效益等方面对煤焦油的加工极具吸引力，但这种熄焦工艺方式仍需在未来应用中不断验证，使资源利用率提高的同时保证产品符合环境友好型特征，降低设备磨损程度、延长设备使用周期。

参考文献：

[1]郭树才，煤化工工艺学[M]，第二版，化工工业出版社，2006.

[2]李树民，魏飞，冶理炼焦污染的有效方法[J].水利采煤与管道运输，2015

作者简介：

苏怀强（1983年5月），男，汉族，籍贯：陕西省榆林市，大学本科学历，工程师，研究方向：煤制油。