日前,武钢有限“炼焦炉荒煤气显热回收利用关键技术创新及产业化”示范工程项目顺利通过钢协专家组验收。该项目通过自主创新,使得炼焦工序荒煤气显热回收利用率达到了41.06%,炼焦工序能耗降低10.75公斤标煤/吨焦,减排二氧化碳29.95%,对于提升经济和社会效益具有重要意义。  炼焦工序中上升管高温荒煤气大量显热无法回收利用,是一项行业难题,也是制约武钢有限工序能耗和节能减排水平的一个瓶颈。该项目完成了上升管高效换热器的研发,并在武钢有限焦化公司7号焦炉上建成了一套由55个换热器组成的上升管荒煤气显热回收装置。  在项目实施过程中,焦化公司实施了系列技术创新,如换热器采用独特的结构设计和加工工艺,保证了上升管换热器高效换热,解决了高温氧腐蚀、酸性腐蚀、碱性腐蚀、高温渗碳和渗氮等问题,使换热器能够在荒煤气的高温复杂环境下长期运行。项目2016年10月投运以来运行平稳,每吨焦能产0.6~0.9兆帕饱和蒸汽131.97公斤。  钢协专家审阅了相关文件,对有关汇报内容进行了质询讨论后,一致同意通过验收。

近年来,焦化企业不断研究开发余热余能的回收利用,其中,焦炉荒煤气余热回收利用就是一大亮点。马钢煤焦化公司5号焦炉第一套荒煤气余热回收利用装置,于2016年7月22日投入运行。该装置从可行性研究到投产运行,要制定完整、科学的方案,才能确保其质量、功能达到相关技术要求。

1概述

1.1焦炉上升管余热概述

焦化行业要坚持绿色发展,有效降低能耗、物耗和污染物排放量,进一步发展循环经济,重点是加强节能环保关键技术、工艺、装备研发和推广应用,构建高效、清洁、低碳、循环的绿色发展体系。焦炉荒煤气余热回收利用装置的应用就是一大亮点,是焦化企业节能减排新举措之一。因为焦炉荒煤气带走的热量占炼焦过程中热量损失总量的36%。

1.2焦炉荒煤气余热回收技术的应用实践

20世纪90年代初,已有焦化企业采用上升管汽化冷却装置来冷却荒煤气温度,它的应用经历了发展、停滞、再研发、再停滞的过程。此后,国内相关研究院所、焦化企业在总结水套上升管教训的基础上,做了大量探索研究。目前进入工业化,运行较为成功的案例如下:

福建三钢焦化厂2×65孔4.3m捣固焦炉上升管换热器技术,于2014年11月投产,产生饱和蒸汽(平均产汽量7.2t/h、压力0.6MPa、温度165℃;荒煤气温度由770-550℃降到560-450℃,降幅200℃左右;上升管外壳表面温度由原来170-230℃降低到50-80℃)。

邯钢焦化厂2×45孔6m顶装焦炉上升管换热器技术,5号焦炉于2015年11月投产,6号焦炉于2015年底投产,产生饱和蒸汽(吨焦可回收0.6MPa蒸汽100kg左右,上升管表面温度在65℃左右)。

马钢煤焦化公司5号焦炉50孔6m顶装焦炉荒煤气余热回收技术,于2016年7月投产,产生饱和蒸汽(设计参数:产汽量3.6-5t/h、产汽压力0.4-0.8MPa、产汽温度150-175℃)。

澳门新葡亰平台官网,截至2016年7月,焦炉荒煤气余热回收装置,国内只有三家企业四座焦炉投用,焦炉荒煤气余热回收技术,将成为近期我国炼焦企业研发的热门课题。其建设、开工、运行操作、环保及效益方面的技术,需要行业认真总结和研究,不断优化与提高。

2马钢煤焦化公司5号焦炉荒煤气余热回收装置的配置与技术创新

焦炉在炼焦过程中,炭化室产出大量的荒煤气,经过焦炉上升管、桥管、集气管冷却集合后,送入化产系统进行净化处理。在一个结焦周期内,单孔炭化室产出的荒煤气近10000m3,荒煤气经过焦炉上升管时温度高达650℃以上,含有大量的显热并且管壁上结有较多的焦油。为降低焦炉荒煤气温度便于后续焦化工艺处理,现有传统工艺采用喷氨水急冷的方式,使荒煤气温度急剧降至80-85℃。该工艺不仅浪费大量荒煤气显热,而且消耗大量电能冷却荒煤气,对焦油石墨化也没有有效的处理方法和防止手段。

2.1配置情况

工艺路线包括:荒煤气路线、给水路线、汽水路线。

荒煤气余热回收系统由六部分组成:上升管部分、给水部分、强制循环部分、汽包部分、排污部分、水系统取样部分。

荒煤气余热回收系统附属设备包括:除盐水箱、汽包给水泵、汽包、强制循环泵、上升管蒸发器、定期排污膨胀器、连续排污膨胀器、取样冷却器、电动葫芦等。

2.2技术创新

上升管蒸发器结构为夹套型,中心管路为圆柱形荒煤气通道,管壁夹套为汽水通道,上升管蒸发器整体是合金无缝钢管,无焊缝可避免出现事故时水流入炭化室的情况发生,上升管蒸发器下部设置除盐冷却水进水口和排污口,上部设置汽水出口。

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