关于兰炭生产节能技术与节能空间探析

关于兰炭生产节能技术与节能空间探析

王强

新疆圣雄电石有限公司，新疆 吐鲁番 838000

摘要：兰炭作为工业生产所需要的原材料，其生产的进行需要消耗大量的能源，因此如何进行兰炭生产的节能控制，如何降低兰炭的生产能耗就极为关键。

关键词：兰炭；生产节能；节能技术

1.兰炭行业现有节能技术及措施

1.1工艺节能技术

兰炭加工的最大能耗是其能量转化差异，具体体现为干馏所需的热量、热量损失和熄焦所需的热量消耗。所以在兰炭产品的生产过程中，工艺上的能耗控制是较为关键的一个步骤。兰炭工艺的节能技术包括。1）在碳化炉炉身的设计上，要对砖型和砌筑方法进行科学的选择，从而增强其构造的紧密程度，从而防止炉身气体的泄露；2）通过对隔热构造进行科学的选择，并使用新的绝热材料来降低炉膛中的热损耗；3）利用大产量的炉子，以达到降低单炉热量损耗的目的；4）对进入的气体和煤气进行精确的调节，使碳化炉的干馏温度维持在一个合适的范围内；5）通过对碳化炉中的温度进行调解，使得炉子中的温度达到平均，从而能够对蒸馏条件进行有效的改进，从而达到节能的目的；6）在该设备上使用DCS，可以对整个设备进行中央监控，从而达到最优的操作参数，从而达到更好的节能效果；7）通过对进料、出焦模式的合理地进行设计，减少了气体泄漏[1]。

2.2电气节能技术

1）根据国家标准，选择符合我国国情的、具有节能性的机械和电气装置；2）使用新一代节油装置，用于各类泵和风扇，并使用变频器驱动的变频器；3）为了增加电力系数，降低电力系统的无功损失，应在变电站的配电房内安装一台低电压的静电电容器箱，以实现对地电压装置的集中式无功的补偿；4）所有的低电压电机均采用Y类三相异步电机；5）工厂普通灯光，使用效率较高的日光灯或发光二极管，集散控制系统控制室和办公场所，使用具有无功补偿功能的荧光灯；6）尽可能将配变布置在离负载中央较近的地方，以减少低电压线的长短；7）增加负荷的功率系数，降低无功，采取原地进行无功补偿，增加负荷的固有功率系数，使得补偿后的负荷系数大于0.92，电力装置的无功系数尽可能接近电力负荷，并增加电力变换装置的能量效率。

2.3建筑节能技术

1）在符合生产布局要求的情况下，楼房的方位应选择南北或靠近南北方向，这样可以使主体房在冬天尽量获得阳光，避免寒气侵袭，从而达到节约能源的目的；2）在进行合理的自然通风的同时，为内部的环境供给清新的空气，增加舒适性，减少对通风和空调的能耗；3）在室内设计中，尽量采用天然光线，降低人造灯光的能量消耗；4）进行屋面结构的优化，选用轻便、高效率的绝热材料，并采取适当的结构方法。

2.兰炭行业节能空间及方向分析

2.1定制化生产

当前兰炭行业普遍使用同一种煤炭(10-120mm)，原料的颗粒尺寸差异很大。因为每一种颗粒大小所需要的干燥时间都是不一样的，所以，如果想要防止产生生焦，就不可避免地出现部分颗粒度较小的煤炭，还会停留在干馏段，这个时候，进入到熔炼炉中的气体和气体并不是用来充当干燥的热源，这会造成熔炼温度的无谓上升，还会浪费能源。所以，如果能够按照客户的需求，来实现在各种碳化炉中生产出各种粒度的兰炭，从而让炉子中的干馏变得更加平衡，同时，将所有的回炉燃气燃烧产生的热量都被用来进行煤的干馏，这样就可以显著地节约出了回炉燃气量，从而可以对能源进行高效的节约。

2.2无水兰炭技术

兰炭干馏过程中，由于使用了低水熄焦技术，可以降低干馏过程的能量消耗，但最终产品中还存在15%左右的含水量，该含水量在后期各阶段的应用中还必须进行干燥。经调查，1吨（15%水分）兰炭干燥所需标准煤炭60kg左右，该环节的能源消耗巨大。若能制造出一种无水的兰炭，将为接下来的工序节约不少能源。目前，我国还没有采用可供产业化使用的技术和工艺。其发展趋势是采用了两种方式，即采用了循环水的间接降温方式，采用了惰性气体的直接降温方式。采用循环水法，是将30毫米以内的燃烧兰炭经废热锅炉进行加热，加热到250摄氏度左右，再将其输送到回转窑、冷渣机等间接冷却系统中，在该系统中安装一根管道，管道中注入一种由兰炭与循环水进行热量交换，使兰炭的水温低于80摄氏度，包装好出售，也可将其作为原材料供应给炼钢厂。“惰气直冷”工艺是指将兰炭集中于一座煤炉中，利用“惰气”与“兰碳”进行热量交换，使其达到80摄氏度以上，然后包装出售，或作为原材料供应到炼钢设备中[2]。

2.3提高单炉兰炭产量形成规模相应

当单炉的生产数量比较少的时候，折算的单位的兰炭的辐射区域就会比较大，而单位的产品的散热量也会比较大，这样就容易不节能。同时单炉产量较低，其相应的辅助设施就越多，生产的装置也就越多，这也是不能节约能源的。因此，按照兰炭炉的结构特征，随着单炉出产的增大，其每一成品的折合散热面积会随之减小。所以，增加单炉生产的兰炭，也不失为降低单位能源消耗的有效途径之一。

2.4富氧干馏

目前兰炭行业普遍使用的是内燃型直立炉，在生产时，还需将一小半的气体放入炉膛中再进行循环，以供给煤炭的干馏反应所需的热能。但因大气中含氮较多，不但对运输装置提出了增大的需求，而且该气体也是煤气的一部分（陕北地区兰炭气体中含氮达45%）。这部分氮的加入不但极大地减少了煤气的热量，也为以后煤气的使用造成了麻烦，更重要的是，它还带走了碳化炉的部分热量，并在煤气净化过程中被重新降温，既增加了煤气净化的负载，也增加了煤气净化的负担。

富氧是指将富氧与燃气在炉膛中混合，在炉膛中形成的一种高温度的烟气，其含氧量一般在30%-100%之间，用于煤炭的干馏。富氧燃烧产生的高温烟气温度很高，若完全使用富氧，则会导致炉膛中的蒸馏产生过热，进而对低品位干馏工艺产生不利的作用。为此，必须将一段冷却气体与一段时间后的高温烟尘相结合，以实现对煤炭的低温干馏。实验表明，在此条件下，利用富氧技术，可以将燃气的热值提高两倍左右，提升为14MJ/m3，并将其中的氮元素减少到5%左右，同时还能显著增加氢和甲烷等有效组分的质量分数，从而大幅度地减少了燃气的总质量。采用富氧法不仅改善了气体的品质，方便了后期气体的使用，还减轻了该设备的纯化部分的负载，节约了大量的能量。

结语

综上所述，对于兰炭生产的节能可以选取多种技术，并且在节能的过程中有多种可行的节能空间，总体来说兰炭的节能有很大的作用价值。

参考文献

[1]冯艳春. 末煤生产兰炭新工艺关键问题研究[D].大连理工大学,2021.

[2]张治,康宏君,张建胜等.低阶煤热解与兰炭生产工艺的相关研究[J].内蒙古煤炭经济,2021,No.324(07):42-43.

作者简介：王强，男，（1983.03.03 - ）， 新疆工业高等专科学校， 城市给水排水工程 ，新疆圣雄电石有限公司，技术员。身份证号：652301198303034016