焦化设备配件的合理利用和荒煤气带走的热量
(一)、焦化设备配件的合理利用
①关于蒸汽的使用
蒸汽是一种高品位的热力能源,因其使用方便、,焦化设备配件在焦化等化工产业上大量使用。但由于蒸汽是一种能源产品,成本较高,热效率不高,生产上应尽量减少用量,是焦化节能降耗的主要对象。
焦化设备配件的蒸汽用点多而分散,蒸汽用量较大,根据统计,2006年单耗为0.159t/t焦,2007年1~9月单耗为0.156t/t。焦化厂大的生产用汽点为制冷机组、氨水蒸馏、粗苯蒸馏、及焦油加工等,尤以制冷机组用汽量较大。制冷机组用汽为间接加热,蒸汽冷凝后产生11.38t/h的凝结水,一年按270天的开机时间计算,产生73742t/a的蒸汽凝结水,目前这部分水直接外排,可采取措施回收利用。
针对蒸汽的节能措施,主要是减少用量和提高热效率两方面。提高蒸汽使用的热效率主要从改进设备和提高工艺技术装备水平考虑,此处不予多述,主要从减少用量方面加以研究。减少蒸汽用量,途径就是在保证主体生产工艺要求和产品质量、性的前提下,采用替代能源,尤其是尽量利用焦化自产二次能源和回收的余热资源,如富余的炉煤气。近年来,随着国内燃气空调技术的发展,出现了采用直燃式溟化铿制冷机代替蒸汽加热的溟化铿制冷机,可以大量节约蒸汽。但是直燃式制冷机对燃气品质要求较高,以前主要用于采用天然气的民用产品。因天然气也是高品质的能源,钢铁行业,尤其是焦化企业一般不采用,而是尽量采用钢铁企业自身产的焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气等副产能源。
目前,采用焦炉煤气作为燃料的直燃式制冷机日趋成熟,应考虑采用。
氨水蒸馏作为另一个大的蒸汽用户,也可考虑采用替代能源,济南钢铁公司焦化厂已进行了用焦炉煤气加热导热油,替代蒸汽作为热源的蒸氨工艺改造试验,效果较好,重钢也可尝试应用。
②关于焦炉煤气的利用
近两年重钢焦化厂的煤气产量和消耗数据,焦化厂自用量只有20%左右。近两年焦化厂的煤气发生率有所提高,这里面有焦炉技术装备水平和操作管理水平提高而使得焦炉生产中的泄漏和放散减少的因素,也与原料煤质改变和炼焦工艺变化有关。
在焦化厂实际生产中,焦炉煤气的从焦炉导出、经净化处理后送出,直到重钢后续生产用户,是一个连续的煤气处理系统,当焦化生产正常且后续用户也正常连续运转时,焦炉煤气走向顺畅,因而焦化生产稳定,煤气产量高、泄漏和放散少,煤气发生率也较高;当焦化生产正常而后续用户不稳定时,虽然煤气产量较高,但因无去向而造成煤气大量泄漏和放散,使得煤气回收率下降,造成能源浪费和环境污染,同时反过来会影响焦化自身的生产稳定。
2005年正值重钢进行技术改造,因而各厂生产都处于不稳定状态,因而焦炉煤气发生率较低。因此,焦化系统因尽量利用富余的焦炉煤气,替代生产中的蒸汽等直接外购能源。
(二)、焦炉设备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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