洪葉發

焦化企業節能降耗是綠色低碳高質量發展的首要任務，現階段節能提效是碳減排的第一優選。在“雙碳”目標背景下，2021年11月15日國家發改委等五部門聯合發布《高耗能行業重點領域能效標桿水平和基準水平》（2021年版），對煉焦行業的單位產品能耗指標規定：頂裝焦爐標桿水平110千克標煤/噸焦，基準水平135千克標煤/噸焦；搗固焦爐標桿水平110千克標煤/噸焦，基準水平140千克標煤/噸焦。若全國焦化企業通過節能技術改造、大幅度提升能效等措施，在2025年前實現全部焦化企業達到由基準水平指標提升至標桿水平指標，如按2020年全國焦炭產量約4.7億噸測算，可實現年降碳為：470000000*27/1000*2.7725＝3518萬tCO₂  。

由“完全能耗”的概念出發，焦化企業（鋼鐵焦化聯合型企業亦稱焦化工序）節能應以降低生產工序所耗主要原料洗精煤（R）、各種輔助材料及零部件（S）、各種燃料如焦爐煤氣、高爐煤氣等（F）、各種動力如工業水、電力或載能工質（E），除對外提供優質主產品焦炭外，還應綜合利用與焦爐煤氣深加工對外提供副產品如焦爐煤氣、天然氣、氫氣、甲醇、液氨、煤焦油、粗苯、蒸汽、余能資源及其副產品（B）等，尋求系統節能措施，研究開發節能新工藝技術與裝備。

由焦化企業溫室氣體排放核算知， 焦爐及其它熱工設備加熱燃料燃燒CO₂排放量約占焦化企業CO₂排放總量的80～90%，為此本文僅就如何減少焦爐加熱燃料（F），降低煉焦耗熱量，介紹以下節能降碳及管控措施，與同仁交流。

1、開發建設采用高導熱性能、減薄爐墻厚度優質致密硅磚的大容積高效焦爐，以提高向炭化室內煤料傳熱的速度，以及采用高比換熱面積（面積/高度）的蓄熱格子磚提高換熱率，相比厚爐墻的炭化室，可縮短結焦時間或立火道溫度降低等工藝技術措施，以降低焦爐煉焦耗熱量，減少焦爐加熱用燃料（F），節能降碳。開發建設大容積高效焦爐的標準耗熱量，應比中國煉焦行業協會發布的團標《焦爐等級標準》的特級焦爐標準耗熱量降低5～10%左右。據悉鞍鋼已在開展建設炭化室高度8.5米頂裝大焦爐工程前期準備工作。

2、跟隨著冶金焦炭產品主要用戶鋼鐵企業（或行業）承諾計劃在2025年前后率先提前實現“碳達峰”，以及大力發展富氫高爐煉鐵和用短流程替代長流程等鋼鐵冶煉新工藝技術，導致冶金焦炭產品市場需求處于下行，全國焦化產能處于過剩，產能利用率出現過低。屆時國家相關部門應加大力度采取“能耗雙控”，碳配額、碳交易市場等政策措施，用市場倒逼、政策引導與管控的方法，有序的將高能耗、高碳排放以及企業能耗強度大、碳排放強度大的7米以下（不含7米）頂裝焦爐和6.25米以下（不含6.25米）搗固焦爐焦炭生產自行退出。

3、采用焦爐程序自動控制加熱煉焦技術，焦爐加熱用煤氣量不變的加熱制度（即怛定加熱）是不合理的，應按結焦過程的需熱量提供熱量。程序自動加熱的焦爐，與恒定加熱煉焦相比，加熱耗煤氣量可減少約8～12%  ，節能降碳效果較明顯。

4、配合入爐煤含水分對煉焦耗熱量有較大影響，應強化備煤原料場的科學管理，實現煤料的均勻化，采用煤調濕裝置（CMC）等工藝技術，嚴格控制配合入爐煤適合的低水分。一般認為配合入爐煤水分每變化1%，每公斤煤的煉焦耗熱量相應增減60～80KJ。

5、應用“火落管理法”替代“標準溫度”法的焦爐加熱管理方法，這有助于實現焦爐加熱控制的自動化。可準確控制各燃燒室實時所需的加熱煤氣流量，避免過剩提供熱量，以節省焦爐加熱用煤氣。

6、適當縮短換向時間，使焦爐蓄熱室內熱交換達到最大換熱量。控制并降低空氣過剩系數。減少焦爐燃燒廢氣帶出過多熱量，以節省加熱用煤氣，降低煉焦耗熱量。

7、強化焦爐爐體及鐵件的曰常熱修維護與管理，規范焦爐出焦、裝煤生產操作與管理，減少焦爐爐體表面及爐門、裝煤孔等散失熱量，以降低煉焦耗熱量。

8、焦化企業（公司）應將焦爐“煉焦標準耗熱量”工藝技術指標納入企業（公司）經濟責任制考核重點指標。

作者簡介   洪葉發   高級工程師  曾在多家國有和民營（股份）煤焦化公司擔任總顧問、總工程師、副總工程師、技術科長、生產技術部長、煤氣凈化工程副總指揮、煤氣凈化廠廠長等崗位。目前重點關注焦化企業節能與碳減排工藝過程。