在當前日益嚴峻的大氣污染和環(huán)境治理形勢下，如何迅速并有效解決我國煤 焦炭生產過程中所存在的嚴重的能源浪費和大氣污染排放問題，是關系我國煤焦化行業(yè)發(fā)展和煤焦化企業(yè)生存的兩個至關重要的問題。同時，煤焦化企業(yè)因面臨巨大經濟效益下行壓力，而迫切需要尋求能夠有效優(yōu)化煤焦化生產的技術解決方案來實現(xiàn)企業(yè)效益最大化。
文/陳曉輝
質源恒泰清潔能源技術（北京）有限公司
只有技術進步和先進煤焦化技術的工業(yè)化推廣應用， 才能使煤焦化企業(yè)走出當前的艱難困境。具有顛覆性和獨立自主知識產權的IHC 內熱式清潔高效煤干餾工藝技術，能夠在世界范圍內為徹底解決煤焦化行業(yè)目前所處的困境提供有效和成熟的技術解決方案。其核心技術已經成功在工業(yè)規(guī)模技術示范項目中得到印證，通過長期的穩(wěn)定和安全運行應用使得主要技術路線和關鍵工藝設備系統(tǒng)日臻完善，并且在我公司的積極推動下完成了技術國產化。
這一新型煤干餾工藝設備系統(tǒng)工程設計和技術解決方案直接解決煤焦化企業(yè)的節(jié)能減排和生產優(yōu)化問題。
這一先進煤干餾技術極大地提高了煤干餾工藝的能源利用效率和生產效率，實現(xiàn)零污染排放，并可實現(xiàn)焦化產品和生產過程優(yōu)化。其工業(yè)化推廣應用將迅速并徹底解決我國煤焦化和相關煤化工行業(yè)所面臨嚴峻的能效浪費、污染排放以及經濟效益問題。
1 先進煤干餾技術特點
IHC內熱式清潔高效煤干餾工藝技術通過高效的內熱式加熱方式、清潔高效 氣體燃燒技術和提升系統(tǒng)熱能利用率，實現(xiàn)大幅度提高能源效率從而降低能耗， 完成清潔高效煤干餾工藝過程。與現(xiàn)有傳統(tǒng)煤干餾工藝技術相比，IHC煤干餾工 藝技術的工藝設備系統(tǒng)結構高度簡化，完全摒棄了焦爐尾氣排放和相關減排系統(tǒng)，在大幅削減焦爐主體結構工程造價的同時，還具有如下顯著的工藝技術特點：
（1） 內熱式加熱，大幅度提高煤干餾能源效率達 3～5倍以上；
（2） 污染氣體零排放，實現(xiàn)真正的煤焦化清潔生產；
（3） 大幅度縮短煤焦化時間，提高焦爐產能或生產效率達 30%～50%；
（4）可選擇煤焦化生產模式，有效實現(xiàn)焦炭與焦爐煤氣產品比例與產量控制。
煤干餾工藝能源效率的大幅度提高和零污染排放，使率先采用這一顛覆性技 術的煤焦化企業(yè)迅速解決節(jié)能減排問題，擺脫目前所處的生存困境，并成為行業(yè)的領跑者。煤焦化企業(yè)可以在收獲豐厚節(jié)能減排效益的基礎上，進一步根據市場狀況和生產需要，通過優(yōu)化煤焦化產品中焦炭和焦爐煤氣的產品比例和產量，實現(xiàn)企業(yè)經濟效益最大化。
2 技術解決方案與工程實施
對于現(xiàn)有焦化企業(yè)，IHC內熱式煤干餾工藝技術應用的最重要和突出優(yōu)點是可 以通過對現(xiàn)有焦爐系統(tǒng)進行的低成本技術改造項目，實現(xiàn)從傳統(tǒng)煤焦化向清潔高效內熱式煤焦化的技術更新和升級。而且，焦爐技術改造項目所涉及的設備系統(tǒng)少，最大限度地維持和利用現(xiàn)有焦化系統(tǒng)中工藝流程和設備系統(tǒng)，包括焦爐煤氣的收集處理及相關流程和設備系統(tǒng)均維持不變。其具體涉及的主要技術改造內容是對炭化室和氣體輸送管線等的結構修改，以及燃燒和加熱系統(tǒng)的更新；現(xiàn)有焦爐工藝設備 系統(tǒng)得到了最大限度的充分利用，極大地降低了煤焦化企業(yè)實施 IHC內熱式煤干餾工藝技術應用改造項目的資金投入。
以下四個方面為現(xiàn)有煤焦爐技術改造項目所涉及的主要設備結構改造和系統(tǒng)調整內容：
（1） 炭化室壁結構改造，實現(xiàn)內熱式高效加熱；
（2） 改造和利用現(xiàn)有煤氣和空氣預熱通道，形成高溫加熱氣體輸送管路；
（3） 煤氣系統(tǒng)設備改造和利用，實現(xiàn)高效焦化工藝控制和焦爐煤氣利用；
（4） 添置煤氣燃燒加熱系統(tǒng)，產生焦化所需高溫加熱氣體。
這一先進技術為煤焦化企業(yè)徹底解決了能源浪費和污染排放問題，是一種簡潔有效并切實可行的技術解決方案。其通過對現(xiàn)有焦爐進行技術改造的實施方案具有簡單易行、資金投入低、項目周期短見效快和節(jié)能減排效果與經濟效益顯著等優(yōu)點。
3 技改項目投資與回報
煤焦化企業(yè)通過對現(xiàn)有焦化設備系統(tǒng)進行 IHC技術應用改造，具有非常高的 技術項目投資回報。煤焦化企業(yè)通過有效解決節(jié)能減排難題，能夠使其達到并超出國家和地方政府對煤焦化企業(yè)生產運行所嚴格制定的節(jié)能和污染排放指標。而且，煤焦化企業(yè)通過技術改造升級，直接獲得顯著的節(jié)能效益、減排效益和增產效益，可以實現(xiàn)當年收回全部項目投資。企業(yè)通過這一技術改造項目將大幅度提 高企業(yè)技術水平和市場競爭力。
以年產65萬t規(guī)模煤焦化爐技術改造項目為例，其項目方案預算為8,350萬元；相當于128.5元/原-噸焦產能，或83.5元/新-噸焦產能。技改后，焦爐產能提 高到每年100萬t，即焦炭產能增加35萬噸；每年可創(chuàng)增產利潤4,875萬元； 另 外，每年創(chuàng)造增產煤焦化副產品：粗苯3,250t，焦油 10,500t，和焦爐煤氣 22,750萬m3；合計創(chuàng)利4,370萬元。除每年可以創(chuàng)造煤焦化生產的節(jié)能、減排和增產綜 合效益約18,568萬元，折合利潤率約186元/t焦；還可根據企業(yè)自身需求選擇調控焦炭和焦爐煤氣產量。
另一方面，IHC內熱式清潔高效煤干餾工藝技術的應用，首先減少焦化生產 中溫室氣體（CO2）排放，和從源頭極大地抑制和減少氮氧化物（NOx）等污染 物的產生，并最終實現(xiàn)零污染氣體排放，因而不需要外加焦爐尾氣脫硫脫硝裝置。上述特點將為焦化企業(yè)大量節(jié)省在污染物減排治理方面的設備投資，以及相應的設備運行和生產成本。
4 工程技術基礎
IHC內熱式清潔高效煤干餾工藝技術及其主要設備系統(tǒng)的國產化設計已經完 成，并可以完全在國內完成相關設備生產制造與項目設計和施工。這一技術的工程技術核心團隊具有豐富的煤干餾技術工業(yè)化和項目管理經驗，并擁有直接參與、領導和完成大中型國家級技術工業(yè)化應用項目的工作經歷，包括領導和完成美國能源部國家重點清潔煤炭利用技術開發(fā)和工業(yè)示范項目，以及中國首個年生產能力分別為35萬 t/a 和1000萬 t/a 的超大型 LFC-褐煤提質技術項目工廠的工程設計。
2015年 5月 30日，《IHC內熱式清潔高效煤干餾工藝技術》在北京得到了由中國工業(yè)節(jié)能與清潔生產協(xié)會和質源恒泰清潔能源技術（北京）有限公司共同組織，由我國煤焦化和煤化工行業(yè)頂級工程技術專家和學者組成的專家組的技術論證。專家組從這一技術的技術原理和工藝流程、工程實現(xiàn)與實施方法、工程和工藝設備系統(tǒng)，以及核心煤干餾工藝技術路線和專有設備系統(tǒng)在美國工業(yè)規(guī)模示范項目中的成功應用，并實現(xiàn)該項目長期穩(wěn)定和安全運行的示范結果等多方面，對這一技術進行了廣泛和深入的技術論證。專家一致認為這一技術具有顯著的技術先進性和創(chuàng)新性，可以大幅度提高煤焦化工藝過程的能源利用效率和實現(xiàn)污染 零排放，具備創(chuàng)造巨大節(jié)能減排和增產效益的能力。
5 技術應用和意義
我國的煉焦和煤化工產業(yè)的生產規(guī)模和產能巨大；我國目前有約 850家焦化 廠，近 3000座焦爐。另外，還有眾多各類規(guī)模的蘭炭和煤化工企業(yè)。以我國 2012 年煤焦炭產量為例，生產鋼鐵冶煉用焦炭 4.4億 t；生產蘭炭和煤化工用焦 1.55億 t。IHC煤干餾技術的節(jié)能減排能效分析研究顯示，該技術的應用可以為我國每年 實現(xiàn)節(jié)能約 7030萬 t標準煤，約合價值 422億元人民幣；實現(xiàn) CO2減排約 31,177 萬噸，約合價值 140億元人民幣；合計創(chuàng)造節(jié)能減排效益 562億元人民幣。
只有推廣應用先進技術才能提高煤干餾工藝的能源效率、實現(xiàn)污染氣體零排放和 CO2 溫室氣體低排放，是我國煉焦和煤化工產業(yè)生存和發(fā)展的必由之路，對我國大氣 污染與霧霾治理具有直接和重大的意義和影響。
綜上所述，IHC內熱式清潔高效煤干餾工藝技術是我國煤焦化行業(yè)和相關煤 化工行業(yè)所迫切需要的新一代先進成熟技術。其主要技術路線和關鍵設備系統(tǒng)成熟、工業(yè)化應用成本低，可以為焦化企業(yè)和地方政府創(chuàng)造顯著的綜合經濟技術效益和社會效益。其在煤焦化和相關煤化工行業(yè)的應用，可以通過對現(xiàn)有工藝設備系統(tǒng)進行切實可行、投資小、見效快、經濟效益顯著的技術改進方式來實現(xiàn)。這一技術的應用對于徹底并迅速解決焦化企業(yè)的能源浪費和大氣污染問題，以及大幅度提高企業(yè)生產能力、利潤率、市場競爭力具有重大意義。
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《來源：低階煤轉化提質》
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