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焦化设备配件回收利用荒煤气带走的热量以及采用干法熄焦工艺

作者:瑞创机械 日期:2023-03-14

其一、焦化设备配件回收利用荒煤气带走的热量

现在焦化厂采取在上升管和集气管喷洒氨水强制冷却,将荒煤气的温度由650~800℃降低到80~100℃后,再送入煤气净化工序。如此大幅度的温差释出的热量全部耗费于氨水的蒸发和温度的变化,以及用于上升管和集气管的散热,显然是未合理的回收利用。因此,焦化焦炉设备应设法在喷洒氨水冷却前,在上升管部位进行荒煤气的余热回收。主要有两种方式:

1)上升管汽化冷却

我国太原钢铁公司焦化厂、钢焦化厂、北京焦化厂和武钢焦化厂研究和使用了上升管汽化冷却技术。主要原理是把上升管改为无缝钢管制成的水套,冷水在水夹套内吸收由管壁传来的热量不断汽化,汽化产生具有温度和压力的汽-水混合物,汽一水经汽包分离后,具有压力的蒸汽接入蒸汽管网送往用户。根据武钢焦化厂上升管汽化冷却系统使用监测结果,荒煤气经上升管汽化冷却后,温度从650℃降到450℃,每吨焦炭可以产生0.1~0.2t、压力为784KPa的蒸汽。

2)利用热介质在上升管回收荒煤气显热

同上升管汽化冷却原理一样,主要是将普通的上升管改造成上升管换热器,技术关键是选择合适的热介质。利用介质回收上升管荒煤气余热的研究始于口本,1983年,口本大分炼铁厂的一套焦炉煤气显热回收装置开工,回收的显热用来干燥炼焦煤料。重钢焦化厂在1995年引进了一套煤调湿试验项目。

关于上升管荒煤气余热回收,有热风回收法、融盐回收法和液态金属回收法等,各有优缺点,从工厂应用上说,都还需要继续研究完善。

其二、焦化设备回收红焦物理热采用干法熄焦工艺

目前普遍采用湿法熄焦不仅使红焦热量浪费于熄焦水的加热和蒸发,还造成严重的环境污染。据统计,湿焦水补充水和焦台熄焦水量约0.5t/t干煤,按重钢目前年产144万t焦的规模,需消耗110t/h的补充水,大部分水在熄焦过程中以蒸汽形式进入大气中,进而冷凝降落到土壤和水体中,一部分泄漏或外溢,熄焦水中含有酚、氰等物质,严重污染环境。因此,为了节约能源,保护环境,较好采用干法熄焦。

相比于湿熄焦,干熄焦具有改变焦碳质量、回收红焦热量、改变周围环境三大优点。

目前,干熄焦技术已经成熟,过去影响干熄焦推广应用的制约因素,如规格单一、工程投资高、设备制造和操作管理难度大等均已逐一解决,干熄焦技术已发展成为装置系列化、技术和装备国产化的的工艺技术,能够焦化厂长期、稳定地连续生产,并且已实现自动化,操作费用和维修保养费用低,投资偿还率高。

干熄焦系统以循环惰性气体为载体回收的红焦热量,通过锅炉生产蒸汽,蒸汽再用于发电或生产,这是目前国内常见的干熄焦装置形式。

根据测算,焦化设备配件采用干熄焦可回收80%的红焦显热,平均每熄1吨焦炭可回收3.9Mpa,450℃的蒸汽0.45~0.6t。回收余热资源折合标准煤56152t/a炼焦综合能耗降低38.99kg/t焦,节能效益显著。

另外,焦化工作者基于使炼焦炉的能流越来越接近于一个闭路循环的愿望,形成了利用干熄焦获得的红焦显热去预热炼焦煤料思路。其基本设想是考虑将吸收了红焦热量的热循环气体(900℃)引出一部分,与冷循环气体混合后(600℃用于炼焦煤的预热,以降低入炉煤的水分,降低炼焦耗热量。但工程上和工业生产上存在一些制约因素,如炼焦煤中的水分转入循环气体中,在熄焦时又会将水分带入干熄焦装置,给设备及生产带来一系列的影响。


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