焦化配件的分析与荒煤气带走的热量【一】、焦化焦炉设备炼焦炉的热平衡分析
焦化焦炉设备在炼焦生产和煤气净化过程中，蕴含着大量的余热资源，有着的回收利用价值，因此，焦化厂在进行余热资源利用和节能减排方面具有巨大潜力。
重钢焦化厂的生产属于粗放的生产经营方式，能源利用效率低，余热资源丰富但未得到回收利用，在国内焦化行业具有典型代表性。本课题依托重钢焦化厂的生产实际，研究焦化余热资源及其回收利用工艺技术，结合重钢环保搬迁焦化工程的规划方案，研究适合其生产规模和生产工艺技术特点、经济合理的余热资源综合利用技术方案，对新重钢焦化厂的节能减排提供技术支撑，具有现实意义。
通过对炼焦炉的热平衡分析，焦化设备配件确定了炼焦生产余热资源的回收利用主要方向为回收红焦物理热、荒煤气和燃烧废气显热，其中，红焦显热占供入焦炉热量的35%左右，是主要研究对象；通过分析煤气净化系统生产工艺和余热资源构成，以及能源系统结构和工艺现状，确定了煤气净化系统余热资源利用途径以调整化工工艺、回收高温工艺介质余热为主，能源系统以采用自产能源(如焦炉煤气)替代直接外购能源为主。
根据当前焦化行业的余热回收利用技术发展趋势，研究焦化厂余热回收利用工艺技术的应用情况和应用条件。结合重钢环保搬迁焦化工程规划方案，研究各种余热回收工艺技术的应用可能性和应用方案，测算技术经济合理性。煤焦系统研究干法熄焦工艺(CDQ)代替湿法熄焦的工艺技术方案，确定了干法熄焦的巨大经济效益和社会环境效益。煤气净化系统研究将真空碳酸钾脱硫工艺与横管初冷器结合、回收利用横管初冷器上段余热的工艺；采用蒸汽喷射闪蒸技术的节能蒸氨工艺；导向喷射塔盘蒸馏工艺。能源系统研究了焦炉煤气代替蒸汽的技术：导热油加热技术替代直接蒸汽蒸氨的工艺；直燃吸收式制冷机取代蒸汽吸收式制冷机；工业循环水水源热泵技术；循环水冷却采用表面蒸发空冷器。
按照重钢环保搬迁焦化工程年产240万t焦碳的规模，确定的余热回收工艺技术方案，回收利用余热折合标煤202160吨/年以上，各项余热利用工艺技术在减少粉尘排放、降低大气和水体污染等方面，还具有显著的环境效益。
【二】、焦炉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，显然是未得到合理的回收利用。因此，焦化设备配件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，汽化产生具有一定温度和压力的汽-水混合物，汽一水经汽包分离后，具有一定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)利用有机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。利用有机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。
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