焦炉荒煤气余热利用介绍.docVIP

唐山久旺科技有限公司 炼焦荒煤气余热回收炼焦荒煤气余热回收炼焦生产是典型的能源再加工和热能的再回收利用过程，焦炭和炼焦煤气是其主要的能源产品。煤在干馏过程中产生的高温荒煤气，其余热的回收与利用历来是焦化行业重点技术之一。 比例% 属性 红焦所含显热 37 高温余热 荒煤气带走余热 36 中温余热 燃烧废气带走热量 16 低温余热 焦炉炉体表面散热 11 低温余热 炼焦荒煤气余热回收利用的必要性 炼焦化学工业是影响国民经济基础的清洁能源转化的流程工业，是炼焦煤通过干馏、实现焦炭和其关联产品的生产工艺模式，属于典型的能源流程产业。焦炭生产过程中，配合煤在焦炉中被隔绝空气加热干馏，生成焦炭的同时产生大量的荒煤气。从炼焦生产过程热平衡分布看，从焦炉炭化室推出的950℃～1050℃红焦带出的显热(高温余热)占焦炉支出热的37％，650℃～750℃焦炉荒煤气带出热(中温余热)占焦炉支出热的36％，180℃～230℃焦炉烟道废气带出热(低温余热)占焦炉支出热的16％，炉体表面热损失(低温余热)占焦炉支出热的11％。在占焦炉支出热最多的两项中，对焦炭带出的显热．目前已有成熟的干熄焦装置回收并发电，而对焦化荒煤气带出的显热，虽然从上世纪70年代末期国内就开始回收尝试，但至今未形成成熟、可靠、高效的回收利用技术。 炼焦荒煤气余热回收利用的经济效益显著。理论及中试数据表明，每生产1吨红焦的高温荒煤气余热回收后至少能产生0．1吨0．6兆帕蒸汽，2009年我国生产焦炭35300万吨，如其荒煤气余热全部得到回收利用，则至少可回收3530万吨0．6兆帕蒸汽，折合标煤约380万吨，年可减排二氧化碳量993万吨，节能潜力巨大。 为实施清洁生产，持续减少资源与能源消耗、减少污染物的产生与排放，焦化行业已成为国家节能降耗方面重点关注行业，面临着巨大的节能减排压力。 我国炼焦荒煤气余热回收利用的进程 目前世界焦化业传统的方法是喷洒大量70℃～75℃的循环氨水，循环氨水吸热而大量蒸发，使荒煤气温度得以降低，进入后序煤化工产品回收加工工段。这样的结果是，荒煤气带出的热量被白白浪费掉，既流失了荒煤气热能，还增加了水资源的消耗但荒煤气余热回收技术尚未取得实质性突破。 早在上世纪70年代，首钢、太钢采用夹套上升管，夹套内冷却水吸收荒煤气所携带的热量而汽化，产生蒸汽，实现热能的回收利用，简称为“焦炉上升管汽化冷却装置”，曾一度被多家焦化企业采用。北京焦化在上升管体卷边结构、焊接方法方面进行了多项改进，仍不能完全解决上升管的简体焊缝拉裂、漏水、漏汽等问题，运行几年后终因系统安全稳定性、运行成本等方面原因纷纷停用。 焦炉上升管汽化冷却装置在我国的应用经历了发展、停滞、再研发、再停滞的过程。在总结水套上升管教训的基础上，济钢把冷却水换成了导热油，导热油与高温荒煤气间接换热，被加热的高温导热油用于煤焦油蒸馏、干燥入炉煤、蒸氨等，但导热油的合适的使用温度一般在350℃以下，在700℃温度区间高温下容易变质，而且上升管导热油夹套制造和防止荒煤气在余热回收装置积碳、积焦油的技术难题尚须攻克。 加快炼焦荒煤气余热回收技术的研发 炼焦高温荒煤气余热的回收，成为近年来我国炼焦企业研发的热门课题，主要集中在导热油夹套管、热管、锅炉和半导体温差发电等技术，来回收荒煤气带出热。 济钢焦化厂曾用5个上升管做导热油夹套管回收热量的试验，即将焦炉上升管做成夹套管，导热油通过夹套管与荒煤气间接换热，被加热的高温导热油用于蒸氨、煤焦油蒸馏、干燥入炉煤等。梅山钢铁公司炼焦厂已完成热管回收荒煤气带出热的试验和设计，750℃荒煤气通过液态金属为导热介质的热管，数根热管吸收荒煤气热量，将管内水变成蒸汽，沿着热管上升加热管外的水产生蒸汽，单个上升管产蒸汽压力1．6兆帕，平均蒸汽流量66公斤／时，热管换热后降至500℃。热管热传导率高，但成本高，热管材质受高温荒煤气腐蚀，容易损坏。中冶焦耐工程公司设计的冷却流程，使脱硫贫液与高温荒煤气间接换热，脱硫贫液换热后通过闪蒸装置产生蒸汽，作为脱硫液再生热源。这种工艺可使年产200万吨焦炭企业年节约低压蒸汽26万吨，相当于回收利用了25％荒煤气带出热，此技术已在焦化工程中得到推广。此外，我国焦化工作者还设计了用锅炉回收荒煤气带出热的方案，用半导体温差发电技术回收荒煤气管余热的试验已经初步完成。 蒸汽类型多样化：能根据客户需求，生产中低压饱和蒸汽和过热蒸汽。 产汽量大：每只上升管每小时产饱和蒸汽125kg。经过达丰焦化厂实际测算，每只上升管每小时能生产125kg饱和蒸汽，超过现有文献记载的同类型焦炉上升管余热最大产汽量。 设备材质（特别是上升管取热的关键部件）耐高温耐腐蚀：焦炉煤气富含氨、硫等腐蚀性介质，使用环境恶劣，我公司与某科研院所合作，经过大量破坏性试验，研发出适合耐高