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煤化工气化炉节能减排实践分析马泽华

发表时间：2020/12/30 来源：《论证与研究》2020年11期作者：马泽华戴厚鑫高志刚

[导读] 摘要：气化炉在煤化工企业属于重点的设备之一，但是该设备在使用的过程中能耗过高，为了有效体现节能环保的意识，可对气化炉进行节能减排的改造升级。基于此，本文首先分析煤化工气化炉节能减排设计原则，然后针对性的探究煤化工气化炉节能减排实践，最后总结煤化工企业节能减排的其他措施，希望可以借此给相关的研究提供一定的参考意见。

                                                                马泽华戴厚鑫高志刚
                              （国家能源集团神华包头煤化工有限责任公司内蒙古自治区包头市 014010）
        摘要：气化炉在煤化工企业属于重点的设备之一，但是该设备在使用的过程中能耗过高，为了有效体现节能环保的意识，可对气化炉进行节能减排的改造升级。基于此，本文首先分析煤化工气化炉节能减排设计原则，然后针对性的探究煤化工气化炉节能减排实践，最后总结煤化工企业节能减排的其他措施，希望可以借此给相关的研究提供一定的参考意见。
        关键词：煤化工；气化炉；节能减排
        随着我国经济的快速发展，当前社会对能源的需求越来越大，因此为了实现绿色发展和可持续发展，国家大力推动节能减排战略的落实。特别是对于煤化工企业而言，其中存在的高污染和高能耗问题较多，所以在具体的企业生产中可针对能耗较高的设备进行改造升级。降低生产过程中的能源消耗，这样不仅可以节约企业的生产成本，而且让企业的生产更为环保。
        1 煤化工气化炉节能减排设计原则
        煤化工气化炉的节能减排设计要与实际情况相结合，因此在进行节能减排改造时，需要遵循以下几点原则：
       （1）适应性原则。气化炉的改造升级要具备适应性，在保障能够维持正常生产作业的基础上进行能源节约的改造升级，否则相应的节能改造就不具备实际生产的意义。因此在具体的节能改造设计中，需要结合企业的生产计划及战略发展目标，保证设计不会对气化炉原有的功能产生影响。
       （2）经济性原则。对于生产型的企业而言，各类改造要考虑到企业的实际情况，将节能减排改造的成本控制在企业能接受的范围之内，这样才能被大多数企业所接受。因此在对气化炉进行节能减排设计时不能忽略成本投入，各类技术的引入以及设备的购置等要考虑到经济投入，以此来增强节能减排的性价比。
        （3）节能性原则。节能减排设计的初衷就是减少能源的消耗。因此相应的改造升级是以节能降耗为基础的。对于煤化工企业的气化炉而言，可借助先进的手段来减少能耗，通过升级改造现有设备来达到节能减排的目的。
        2 煤化工气化炉节能减排实践
        煤化工企业在生产的过程中有过程产品，其中包括各类的可燃气，因此可将这部分气体进行再利用，这样不仅可以减少能源的浪费，而且有利于节约企业的成本。从气化炉的应用实践来看，由于受到流量计和燃料气管的限制，其温度通常只能达到800℃，为了满足生产的要求，会在其中加入碳三和碳四等材料，以此来将温度提升至1200摄氏度。为了对气化炉进行节能减排的改造，在其气管流量计和调节阀旁边增加另一个旁路，这样就能增加进入气化炉的燃气量，提升气化炉的温度，同时也能减少碳三和碳四的使用量。具体的改造如图一所示。

图一：气化炉改造图纸

        以某企业的具体生产实践来看，气化炉改造前每次烘炉所需要的碳三和碳四约为25吨。改造升级完成之后，烘炉不需要添加碳三和碳四就可满足要求，因此大幅度节约了企业生产的成本。结合目前碳三和碳四的价格以及烘炉的次数，改造升级完成之后，每个气化炉全年大约节省300万元。
        3 煤化工企业节能减排的其他措施
        3.1以技术创新推动节能减排
        煤化工企业的生产较为复杂，因此不同企业之间的实际情况存在一定的差异。在具体的生产过程中可依托现有的技术来进行创新，进而推动节能减排，例如，我国很多大型煤化工企业创立了专门的研究所，将企业生产中的重点技术作为课题研发的任务，成功开发出了多种具有自主产权的核心技术，不仅有效降低了企业成本，而且能够推动节能减排的发展。
        对于国内的大部分煤化工企业而言，生产过程中的优化选择较多，例如减少氮气用量、减少脱盐水用量等都可作为节能减排的实现路径。在该过程中可大胆的进行技术创新。以推动节能环保为主要目标，通过现代化技术的引入来优化企业的生产。当然，为了让技术的开发更具针对性，煤化工企业还可与高校开展合作，共同探究企业生产中的难点问题通过紧密的合作来实现理论与实践的相结合，不仅有助于高校的科研攻关，而且也能推动煤化工企业的技术升级。除此之外，煤化工企业还可购买先进的技术，例如各类独创的专利等，通过这些措施来实现新技术的引入，在降低企业生产成本的同时推动节能减排的战略的落实。
        3.2以空气净化来实现废气的综合利用
        煤化工企业在生产的过程中会产生各类废气，有部分气体会对环境产生影响，因此可通过先进的空气净化手段来实现废气的综合利用，这样不仅可增加企业的经济收益，而且也能有效的推动环境保护。例如，某煤化工企业GE水煤浆加压气化装置闪蒸系统高压闪蒸气（高闪气）原始设计送往硫回收装置处理，由于高闪气中含有一定量的灰分及水分，会给硫回收装置的运行带来严重影响；后将高闪气全部通过压力控制阀送往高压富氢火炬进行燃烧，但又产生了环保问题，且对火炬系统的安全、稳定运行也有一定的危害。高闪气中有效气（co + H2）含量较高，回收利用价值较大，经对高闪气理论产出量进行计算，并对实际高闪气产出量进行分析，2016年该煤化工企业决定增设高闪气回收系统。
        通过废气的再利用，可以有效减少排放，进而推动循环经济的发展。对于煤化工企业而言，环保节能十分重要。传统生产过程中对废气的回收利用较少，这不仅造成了资源的浪费，而且严重影响了环境。因此在后续的生产中要注重生产过程各类废料的循环利用。而且随着科技的发展与进步，现代化的废气固定与净化设备也较多，通过改造升级就能对原有的生产进行优化，这样还能让煤化工企业的产品更为多元化。也能有效的增加经济效益。
        3.3设备的更新换代
        从当前的实际情况来看，我国煤化工企业的部分设备已经出现了老化问题，不仅影响着生产的效率，而且对环境的污染也较为严重。针对这一问题，煤化工企业要加大资金的投入，用现代化的设备来代替传统的设备，这样不仅能让生产过程更为环保，还有利于提高生产的效率。例如，某煤化工企业GE水煤浆加压气化装置原设计３台真空过滤机２开１备，单台最大处理黑水35m3/h，但实际只能处理约10-15m3/h。系统实际产生约60m3/h黑水，处理不掉的部分黑水排入研磨水池，沉降后送入沉降槽导致恶性循环，致使沉降槽搅拌器2次扭断联轴节螺栓而影响生产。目前已改造新加２台处理能力在45m3/h的过滤机，新过滤机运行后，沉降过滤系统恢复正常。
        在进行设备更新换代时，企业首先要对现有的设备进行排查，针对性分析哪些设备已经达到了使用年限，同时判断是否具备改造升级的意义。当然在这方面企业之间可进行技术交流，共同探讨设备升级的具体方案。通过设备的更新换代，能够有效的提高生产效率，而且现代化的设备大多更为环保，对于节能减排战略的落实有着重要的帮助。
        3.4废水的综合利用
        煤化工企业在生产的过程中会产生大量的废水。如果能将废水回收利用，就可有效地推动循环经济的发展。从我国当前的实际情况来看，废水循环利用的设备较多，但是煤化工企业的引入相对不足。所以在后续的发展中，可针对这一方面进行升级。首先要加大投资的力度，根据企业实际生产情况来引入污水处理和循环利用的设备。其次，企业的废水管网布设也要考虑到循环利用的需求，采用联动的方式来对水资源进行净化和再利用，这样就能有效的减少生产过程中的水资源应用。例如某煤化工企业GE水煤浆加压气化装置接收公用系统污水处理污泥水与原有煤浆进行掺烧，从而达到污水回收利用的效果。
        除上述的几点措施之外，煤化工企业还可针对性的进行扬尘污染的治理通，过各类降尘装置来抑制尘土的产生和排放。煤化工企业还可对现有的工艺进行优化升，通过各类方式来降低企业生产的能耗与排放。不同的煤化工企业可结合自身实际情况来针对性的制定节能减排改造措施，当然在这方面可聘请相关的专家来辅助完成。从我国当前的实际情况来看，清洁生产已经成为未来发展的主要趋势，因此煤化工企业要不断增加环保方面的投入，这对于企业的长久发展有着重要的影响，一方面要通过现代化的技术来实现工艺优化，进而降低能源的消耗，另一方面也要减少污染物的排放，推动经济的可持续发展。
        4 结语
        在传统的煤化工企业生产中，往往要消耗大量的资源，而且其排放的污染物质也会对环境造成影响。随着我国的快速发展，当前社会对环境保护问题越来越重视，国家也大力推进可持续发展经济，因此煤化工企业要进行节能减排改造。本文以煤化工企业的气化炉为例，首先分析了其节能减排的设计原则，然后结合煤化工气化炉节能减排实践探究了节能减排改造所能达到的效果，最后针对当前的实际情况，总结了以技术创新推动节能减排、以空气净化来实现废气的综合利用、设备的更新换代、废水的综合利用四项措施，希望可以借此给我国煤化工企业节能减排改造升级提供一定的方向。
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