兰炭生产节能技术与节能空间探讨

兰炭生产节能技术与节能空间探讨

杨琪

神木市电石集团能源发展有限责任公司   陕西，神木市719300

摘要：为了更好地推动我国兰炭产业发展，本文重点对兰炭行业内常用的节能技术进行了分析，最后对兰炭行业的节能空间以及节能方向进行了探究，希望能够为我国兰炭行业发展提供一些帮助。

关键词：兰炭生产；节能技术；节能空间

一、兰炭概述

兰炭又被称为半焦，属于煤转换的产品。兰炭是弱黏性或无黏性且具有高挥发特性的烟煤在低温条件下经干馏热解得到的一种固体“炭”制品，具有不易挥发的特性，外表呈浅黑色状。兰炭具有化学活性高、固定碳高、电阻高以及含硫、灰、磷低等特征，并且兰炭的强度较低，在生产和使用兰炭的过程中很容易产生粉末。

二、兰炭生产中常用节能技术分析

（一）工艺节能技术

兰炭生产中的能耗主要集中在能源转换环节。在干馏热解的过程中，工艺所需热量较大，生产过程中热量损失较大，同时在熄焦期间存在加大热量耗散。对此，需要在兰炭生产中采取工艺节能措施很有必要。一方面，需要优化兰炭生产中炭化炉、隔热结构、设计，保证炭化炉结构严密性，在生产过程中不会出现煤气泄漏的问题，同时引进新型保温隔热材料，优化炭化炉的隔热结构，以此减少兰炭生产环节的热量损失[1]。另一方面，需要加强对炭化炉中入炉煤气量以及空气量的控制，确保干馏温度合理，注重对炭化室温度分布进行把控，有效对干馏工况进行改善，以此起到节约能量的效果。最后，需要优化设计加炭与出焦的方式，尽可能避免在生产环节出现煤气泄漏的情况。

（二）电气节能技术

采用新型节能机电设备，尽可能减少兰炭生产中的无功功率损耗，通过在变配电室设置低压静电电容器柜，集中对低压设备进行无功功率补偿。兰炭生产中的照明系统设计，采用荧光灯、LED灯等高效灯源，节省照明过程中的资源消耗。同时在设置配电变压器的时候，要尽可能将其安排在接近负荷中心的位置，通过缩短低压线路长度的方式减少能源损耗。在兰炭生产中，选用低能耗、节能型的变压器。

（三）通风空调技术

针对兰炭生产中的空调系统设计，首先要做好厂房的环境建设。选用具有较高密封性与保温性的节能门窗，使用密封条对门窗缝隙进行填补，避免在生产过程中加大热量流失速度。在设置通风空调的过程中，尽可能采用节能型制冷、通风设备，需要合理对空调的排风量进行控制，尽可能采用小体积空调减少空调运行中的能耗。在选择鼓风机与引风机的时候，要优先选用变频电机，结合兰炭生产需求合理对风量进行调节，以此达到节省电能的作用。

三、兰炭生产的节能空间与方向探究

（一）定制化生产

现阶段的兰炭生产中对入炉煤的规格要求较小，入炉煤的粒度大小存在较大差异。在粒度大小不均的情况下，不同粒度的入炉煤对于干馏的时间要求不同，为避免出现生焦需要延长干馏时间，这样就导致许多粒度较小的煤在成焦以后仍然滞留于炉内，最终会对炉温的增高造成限制，导致大量能量浪费。对此，需要结合生产需求，对入炉煤的规格进行严格限制，结合客户需求投入粒度基本相等的煤，保证入炉煤的干馏均衡，在一定时间内可以充分利用好煤气燃烧时产生的能量，减少兰炭生产环节对煤气的损耗，并生产出同等规格的兰炭。

（二）兰炭污水技术

兰炭生产采用低水分熄焦，可以节省兰炭烘干环节的能源消耗。传统生产工艺下的成品兰炭中含有大量水分，因此在后续利用兰炭的过程中还需要对水分进行烘干处理。结合生产实际，假设兰炭含水量为15%，每烘干一吨兰炭则需要消耗大约60kg煤，说明对兰炭进行烘干所需能耗巨大[2]。倘若在兰炭生产中可以减少产品的含水量，这就可以在兰炭生产的后续工段减少大量能耗。当前，关于减少兰炭产品含水量的研究主要集中在循环水间接冷却熄焦技术、惰性气体直接冷却熄焦技术两个方面。其中，循环水间接冷却熄焦技术主要是将不超过30mm的炽热兰炭通过余热锅炉对高温余热进行回收，在炽热兰炭温度下降至250℃左右时，直接将兰炭送入冷渣机或回转窑等冷却环节，在冷却设备内部循环水的帮助下实现间接换热，当兰炭温度降至80℃时，可以直接进行打包。惰性气体直接冷却技术，主要是将生产的兰炭收集在聚焦仓内，使用惰性气体直接对兰炭进行冷却，在兰炭冷却至80℃左右时可以直接进行打包。

（三）富氧干馏

现阶段，多数兰炭生产企业主要使用内燃内热式直立炉生产兰炭，在实际生产中需要回炉部分空气和煤气，通过空气与煤气在炉内的燃烧，为入炉煤的干馏提供能量。由于空气中含有大量氮气，它们的存在可能会使煤气的热值下降，可能给煤气的利用带来诸多不便，并且还容易带走炭化炉中的部分热量，不仅会导致许多热量浪费，而且会加大煤气净化负荷。应用富氧燃烧技术，主要是在富氧与煤气的帮助下在炭化炉内进行燃烧产生高温烟气，为煤干馏提供所需能源。该方法可以将空气中的氧气含量控制在30%以上，富氧与煤气在配合燃烧的过程中会产生较高烟气温度。在此期间，要注重对含氧量进行控制，避免在含氧量较高的情况下导致炉内干馏温度过高

[3]。在富氧中氧气含量较高的情况下，可以将部分循环冷煤气与高温烟气进行混合，以此达到调节干馏温度的效果，以便煤在最合适的温度下通过热解转化为兰炭。

结语：综上所述，通过分析本文认为兰炭生产中的节能技术应用，可以从工艺节能、电气节能以及通风节能等层面入手，通过优化兰炭生产工艺、设施设备等方式，最大限度减少兰炭生产中的能耗与热量损失。现阶段，我国兰炭行业正处于转型升级的关键时期，“双碳目标”下要进一步推动兰炭行业发展，需要不断加强对新技术、新设备、新工艺的研发，力求提高兰炭生产的环保与节能效果，从而促进我国兰炭行业健康、可持续发展。

参考文献

[1]方新军,陈阳,申联星,杨芊.榆林兰炭产业现状及发展建议[J].煤炭加工与综合利用,2022(02):60-66.DOI:10.16200/j.cnki.11-2627/td.2022.02.016.

[2]赵杰,申联星,陈阳,宋涛涛,陈晓菲,李朋泽,孙丁武,雷刚,杨芊.兰炭生产节能技术与节能空间探讨[J].煤炭加工与综合利用,2022(01):79-83.DOI:10.16200/j.cnki.11-2627/td.2022.01.015.

[3]刘靖,何选明,李翠华,冯东征,柯萍.兰炭特性及应用研究进展[J].洁净煤技术,2018,24(04):7-12.DOI:10.13226/j.issn.1006-6772.18011002.