辽河石油勘探局有限公司石油化工分公司 辽宁盘锦124010
【摘要】石油焦是石油的一种副产物,其是原油的一种。随着我国石油工业的快速发展,石油焦锻烧后品质特征的变化引起了严重的环境问题。本文将对锻烧工艺的创新和节能减排展开了有效的分析,这样才能让石油焦在锻烧工艺中,有效地减少了污染的排放,并减少了能源的消耗。
【关键词】石油焦;煅烧工艺;节能减排
石油焦锻烧时会产生大量的有害物质和能耗,严重制约了其可持续发展。所以,为了减少石油焦在锻烧过程中对环境和能源造成的损失,需要加大对锻烧过程的改革力度,以达到节能减排的目的。同时,减少锻烧过程的污染指数,也是当前我国经济发展、建设绿色锻烧技术、实现石化行业可持续发展的现实需求。
1 石油焦煅烧工艺现状分析
如何锻烧石油焦并将其用于预焙阳极的材料制备,是提高预焙阳极品质的关键。近年来,我国对石油焦的需求日益增长,对其锻烧技术提出了严峻的挑战。有些炼厂在锻烧过程中,为提高自己的经济效益,多次锻烧,造成了严重的污染。特别是二氧化硫的浓度明显升高,引起了严重的环境污染。与此同时,传统的炼焦技术也难以满足炼焦行业对炼焦的迫切需要,炼焦过程存在着能耗过高的问题,这与我国炼焦行业的可持续发展不符。
在炼焦工艺中,不能将其除去,并且会对产品的品质产生很大影响。水分也会对石油焦锻烧工艺的调整有很大的影响,所以,石油焦的贮存也很重要,到库后的石油焦,通常不能立即上线,由于石油焦的运输通常都是通过铁路敞开的方式进行,在运输过程中,在淋雨后,水分远高于设计低于3%的水平,而且由于季节的原因,其含量差异也很大。所以,在制造时,必须将其贮存一段时间(通常是2个月),让其内部的水分经过蒸发和沥干后再使用。但这并非是说,石油焦储藏的时间越久,其品质就会变差,而且还会有外来的杂质掺杂进来。
2 加强节能减排的煅烧工艺革新举措探究
2.1 优化回转炉煅烧设备
回转炉在锻烧过程中发挥着举足轻重的作用,而传统回转炉在型号和性能上存在着较大的缺陷。为此,要提高石油焦锻烧的总体品质,就需要对其进行强化改造,以使其具有更好的锻烧特性,以适应日益增长的需求。对于回流炉,应强化喂料机构的控制,使喂料机构的称量性能得到有效提高。通过本项目研究,不仅能有效地改善因喂料不顺畅而导致的施工延误,而且还能对回转炉内的温度进行合理的控制,显著提高了石油焦的品质,改善了锻烧过程。另外,通过增加回转炉的类型,能够有效地提高整个锻烧过程,比如沈阳研究所就研制出了2.84×55米的大型回转炉,这使得锻烧过程的进展得到了很大的提高。
2.2 合理设置窑体风次
在对炼制技术进行改革时,可通过调整炉体风次,提高炼制品质。通过把空气等级改成2~3级,可为焙烧过程提供充足的风能供给[2]。利用强风能的供给,使得石油焦得到充分的燃烧,提高了其在窑内的锻烧品质。同时,若其含水量较小,且配合适当的锻烧过程,则可实现其完全无油的完全燃烧,可有效降低锻烧过程能耗。
2.3 筒内外喷水结合冷却方式的创新
在焙烧过程中,由原来的冷却方法,改为采用桶内和桶外同时喷水的方法,以提高其冷却速率。同时,采用此一内一外一体化的冷水喷射方法,可迅速降低炼制过程中的温度,防止炼制过程中由于氧化而导致炼制过程中的品质降低。通常,双向冷却后的石油焦温度不会超过70℃。能有效地降低了石油焦的氧化度,降低了焦炭的烧损。与传统的单向降温方法相比,碳的损伤降低了4个百分点,显示出了更大的节能效果。
2.4 加强煅烧回转窑烟气的余热利用
对回转式高炉的结构进行了改造,在高炉炉膛内引入一条烟气母管,使之与炉膛有效连接,涂上导热油,并对高炉进行了加热。该炉的烟气温度约为265摄氏度,经除尘器净化后再排放。这样,就可以达到废热的目的。利用废热锅炉,将高炉内的烟气,转换为高压、高温的蒸汽,作为小型机械的动力来源,以及照明。通过循环炉渣的余热利用,提高了锻烧过程的能量回收,使锻烧过程的可持续发展得到了有效地实现。
2.5 脱硫技术的应用
随着我国石油焦业的发展,我国石油焦业中出现了大量的产品质量问题,特别是其中的硫化物含量远超国家标准。这就使得它在锻烧过程中产生了大量的二氧化硫,对环境产生了严重的污染。所以,在进行炼钢前,必须先对其进行脱硫,这样才能减少炼钢过程中的污染。由于烟气脱硫技术的广泛使用,使烟气的脱硫方式日趋多元化。石灰法作为一种广泛使用的脱硫工艺,因其高效的脱硫特性而备受锻烧界的青睐。而双碱法硫化工艺的使用也较为广泛,其中以 NAOH为主,用于石油焦的脱硫。另外,采用氨-硫铵法进行脱硫,还能有效地减少因脱硫而带来的费用。
2.6降低石油焦上生产线时的水分含量
由于近年来我国炼制的炼焦资源日益紧缺,导致炼制过程中的水份在进入炼制环节后逐渐升高,其重要原因在于炼制后的炼制过程与炼制过程相比,炼制后炼制环节的水份较少。随着石油焦含水量的增加,其在回转窑中的预热、干燥所需的时间会变得更长,且所需的热量也会变得更大,这将影响到其锻烧温度的提升与稳定性,进而导致所锻烧的石油焦品质下降。针对石油焦含水量高的问题,采取了以下措施:提高贮存期,尽量降低上线时的含水量;为防止石油焦被雨水浸透而导致其含水率升高,在运输时应做好防水处理;增设石油焦预干装置,在其上线之前对其进行预干,利用回转窑的烟气作为干燥的热源,达到节能的目的。但是,对于中段的加热方式,应视各生产环节的具体情况而定。
2.7合理安排高硫石油的使用
为适应目前石油焦难以获得的情况,可将高含硫量的石油焦放入炼钢厂的生产流程中。但是,为了确保阳极的品质,铝用预焙阳极的制造单位在采购和使用过程中,必须结合自己的实际,采取切实的对策。
1、采购高硫化度的石油焦,其主要技术参数必须符合如下条件:挥发性不大于12%,而且其变化幅度必须很小;灰分≤0.5%,各种微量元素,尤其是对阳极抗氧化性有重要作用的钠,钒,钙,镍,和其他微量元素,如 Fe, Si,对原铝的品质等级有一定的影响;粉末焦炭的含量(小于8毫米)要尽量少。已有研究发现,我国原油的灰分值一般都要比进口的低,采用国产原油焦化的延迟石油焦的灰分值也要比进口原焦化的低。所以,在炼油过程中,我们应该尽可能多地购买高硫的国内焦炭,而不是从进口的或者是从进口的石油焦制得的。
2、高硫焦要按照其物理化学性质和含硫量的测定结果,与其他焦炭按照一定的配比配制。高硫石油焦和低硫石油焦的最优组合应该是:混合焦的硫含量较低(硫含量的极限最大值也较小), S/Ca, S/Na, S/V,即混合焦中 Na/Ca等元素的相对含量尽量低。
3、为了实现混焦配比的精确,用于混焦配比的高低硫焦配比,原则上应该分批存放。
4、由于高硫焦锻烧过程中所排放的烟雾会对空气造成一定的污染,所以,要依据实际测量的烟雾中二氧化硫含量的结果,来调整和完善炼焦配方。
3 结语
石油焦是炼油过程中产生的一种副产物,它是炼油过程中的一种重要产物,也是炼油过程中重要的一环。由于对预焙阳极的需求量大幅上升,使得石化焦锻烧出现了供不应求的局面。由于缺乏标准的锻烧材料和工艺,导致了石油焦品质的恶化。为此,应加大对炼制过程改革的关注,促进炼制过程的节能减排。
【参考文献】
[1] 李德伟, 张紫光. 煅后石油焦的生产工艺与环保研究[J]. 云南冶金, 2022(003):051.
[2] 黄金堤. 煅后石油焦质量影响因素的灰色关联分析[J]. 有色金属工程, 2018, 8(3):4.
[3] 陈小波. 石油焦罐式煅烧炉使用寿命及硅砖侵蚀的研究[J]. 世界有色金属, 2017(10):2.
[4] 王鸿妹, 曹红飞, 李燕君. 从石英相变分析玻璃窑用硅砖的生产和使用[J]. 玻璃搪瓷与眼镜, 2021, 49(12):7.