焦化企业工艺优化与降本增效的研究 

焦化企业工艺优化与降本增效的研究 

吴蕾

灵石县中煤九鑫焦化有限责任公司     山西省  晋中市    031300

摘要：本次研究以煤焦化工艺及其管理效率改善为研究方向，剖析了当前煤焦化生产流程中的问题和改进措施。首先，我们对煤焦化工艺进行全面的理论分析，识别出当前生产过程中的能源浪费、环保难题和生产效率低下等问题。然后采用几种先进生产工艺方法，对煤焦化工艺进行了全面优化，如降低煤焦生产过程的耗气量和热损失，增强焦炭质量，提高生产线运行效率等。经过改进后的煤焦化工艺和管理方式，生产效率和产品质量均有明显改善。此研究为同行业进一步提高煤焦化工生产和管理效率提供了有力的参考。

关键词：煤焦化工艺; 生产流程优化; 管理效率; 焦炭质量;

引言

在当前的环境与能源压力下，煤焦化属于高耗能、高排放行业，环保问题严重且生产效率低。为解决这些问题，我们探索了新的生产和管理方案，比如减少煤气消耗，显热回收、提高焦炭品质，使生产线运行更高效。通过这些新方案，我们实现了生产效率和产品质量的大幅提高，给煤焦化工业的可持续发展带来了积极影响。

1、煤焦化工艺的问题与挑战

1.1 当前煤焦化工艺的能源浪费问题

煤焦化是一种传统的能源转化工艺，但当前煤焦化工艺中存在能源浪费的问题[1]。传统煤焦化工艺中炉温控制不精确，煤炭在高温干馏时能源耗散较大[2]，焦炉的热损失较高，热效率较低。煤焦化过程中产生的废弃热能未得到充分利用，造成了能源的浪费。

1.2 环保压力对煤焦化工艺的影响

随着环保意识的提高和环境法规的限制，煤焦化面临着严峻的环保压力。煤焦化气体中含有大量的致废物和污染物，如二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等，对大气和水环境都会造成严重的污染。煤焦化过程中产生的固体废物也对土壤和地下水构成潜在的威胁。提高煤焦化工艺的环保性能，成为了当前煤焦化工业亟待解决的问题。

1.3 煤焦生产效率的现状与挑战

当前煤焦化工艺在生产效率方面面临着一些挑战。传统的工艺存在操作复杂、生产负荷高等问题，生产效率不高。煤焦炉的寿命较短，需要频繁更换和维修，影响了生产效率。煤焦化过程中的自动化程度较低，生产线的运行效率较低。提高煤焦生产的效率和稳定性，是当前煤焦化工业面临的重要挑战。

煤焦化工艺面临着能源浪费、环保压力以及生产效率的问题与挑战。解决这些问题并提升工艺的效率至关重要。在下文中，将探讨煤焦化工艺的优化策略与方法，以及提升煤焦化工业的管理效率。通过应用新的技术和方法，可以提高煤焦化工艺的能源利用效率、降低环境污染、提高生产效率，为煤焦化工业的可持续发展做出贡献[3]。

2、煤焦化工艺优化的策略与方法

2.1 降低煤焦生产过程的耗气量的策略

煤气消耗是煤焦化工过程中的重要优化目标。针对这一问题，研究人员提出了一些策略和方法。

可以通过改变煤焦化炉的操作条件来降低耗气量。例如，优化配煤比例和炉内温度分布，以降低煤的氧化程度，减少气体的生成量。采用先进的控制技术，如模型预测控制（MPC）和反馈控制，根据实时数据对炉内温度、煤气品质等进行调控，使炉内反应得以精确控制，从而降低能耗。

可以改变焦化炉的结构和设计，以减少漏风和气体泄漏[4]。例如，采用块煤焦化技术和密封设计，减少气体的泄漏和煤气的浪费。优化炉内通风系统的设计，确保正常的炉内气流分布，减少热能的散失。

2.2降低煤焦生产过程的热损失的策略

能量回收技术也是降低焦炉热损失的有效手段。可以将炉内排放的高温废气转化为热能或电能，提高能源利用效率。

2.1.1采用上升管余热回收技术，上升管内荒煤气温度约650~750℃，约占焦炉支出热的36%，采用余热回收系统，可产生约0.7MPa饱和蒸汽，用于日常生产。

2.1.2干熄焦发电技术，红焦温度约为1000℃，如采用湿法熄焦，不能有效将红焦显热回收，还会造成一定的环境污染。采用干法熄焦回收红焦显热可以产生约9.8MPa的饱和蒸汽，用于汽轮机发电。

2.1.3烟道气余热回收技术，炭化室干馏过程中产生的荒煤气汇集到炭化室顶部空间，经上升管换热器、桥管进入集气管，上升管换热器与余热锅炉换热后的热量可用于产生蒸汽0.7MPa，并蒸汽管网。煤气加热后的废气温度约230~260℃。焦炉上升管内荒煤气温度约650~750℃，约占焦炉支出热的36%。

2.1.4.制酸焚烧炉烟气余热回收技术，制酸预处理单元是将硫浆在废液喷枪内经压缩空气雾化后送入焚烧炉，在高温条件下燃烧分解生成约1150℃的SO2过程气。SO2的高温过程气进入废热锅炉，对高温过程气的余热进行回收，回收的热量产生4.3MPa的饱和蒸汽，经减压至0.7MPa，可并入蒸汽管网使用。

2.1.5降膜蒸发技术，焦炉烟气余热包括显热与潜热，潜热是烟气中水蒸气冷凝释放的热量，通过降膜接触式烟气余热回收法可以将低温喷淋水以液膜的方式与高温烟气直接接触实现热值交换，降膜蒸发器利用被蒸发液体在垂直管道中形成膜流动，在极短的时间内与高温烟气进行热交换使低沸物蒸发，从而达到回收潜热的效果。

2.1.6循环氨水余热回收技术，循环氨水余热回收是在初冷器上段对荒煤气喷洒循环氨水的过程中，加装溴化锂制冷机组以循环氨水为直接驱动热源生产低温水。可以利用煤气燃烧制取约16℃的低温冷水满足荒煤气冷却、化产品回收需求。

2.1.7循环晾水塔余热回收，晾水塔低温热能直接排放到环境中会造成热污染,浪费能源。利用溴化锂吸收式热泵来加热热网水，可以有效的回收再利用这余热水热量，其利用的驱动蒸汽为机组的五段抽气,可以减少生产抽气量,提高机组效率。

2.3增强焦炭质量的方法

焦炭是煤焦化工的主要产品之一，其质量的提升对煤焦化工艺的优化至关重要[5]。为了增强焦炭的质量，研究人员提出了一些方法和策略。

通过优化焦炉的操作条件，控制结焦温度和时间，调节配合煤比例改善焦炭的孔隙结构和物理性能。

对配合煤进行预处理，减少杂质和难燃物质的含量，提高焦炭的纯度和质量。

另外，加强焦炭质量监测和控制也是提高焦炭质量的重要手段。通过建立完善的焦炭质量评价指标体系和现场监测系统，及时掌握焦炭的性能参数，并通过优化控制策略，确保焦炭在生产过程中的稳定性和一致性。

2.3 提高生产线运行效率的方案

加强设备维护和管理，保障设备的正常运行和高效能力。建立完善设备管理制度和维修保养体系，及时进行设备故障诊断和维修，减少设备停机时间，提高生产效率。

另外，采用先进的信息技术和自动化控制系统，实现生产线的智能化管理。通过数据采集和分析，实时监测生产过程中的关键参数，及时进行调整和控制；通过采用自动化控制系统，实现生产线的自动化调度和运行，提高生产效率和能源利用效率。

总而言之，煤焦化工艺的优化需要综合运用各种策略和方法。通过降低耗气量、增强焦炭质量和提高生产线运行效率等方面的改进，可以有效提高煤焦化工业的生产效率和资源利用率。这些优化策略和方法有望在实践中推广应用，促进煤焦化工业的可持续发展。

结束语

本研究深入分析了煤焦化工艺和管理效率的优化方案，对当前的生产过程中存在的问题进行了全面剖析，并提出了具有针对性的改进措施。实施改进后，煤焦化工艺的生产效率及产品质量得到了显著提升，证实优化生产流程和提高管理效率对于推动煤焦化工业的可持续发展的重要性。在此基础上，未来的研究还可以深入探讨如何将新的生产和管理理念、技术广泛应用到煤焦化工业中，为该行业的技术更新和发展开拓新的方向。

参考文献

[1] 王振宇，郑建西，贾秀萍，等.百吨级煤焦化工生产线生产效率提升与节能改造[J].中国化工,2019,(04):12-21.

[2] 李毅强，刘晓光，段江平.先进生产流程优化方法在煤焦化工艺中的应用研究[J].煤炭科学技术,2023,51(02):177-187.

[3] 陶云，张振丰.化工生产中现代管理理念的应用及其效果评估[J].化工管理,2022,32(01):56-61.

[4] 段江平，罗文秀，张小方，等.提高煤焦化工生产效率的新方法[J].化工科技,2021,29(03):35-43.

[5] 高志强，孙成林，朱彦辉.煤焦化工业生产流程改进与管理创新[J].工业工程与管理,2019,24(04):84-90.