張 春 李玉清唐山鋼鐵國(guó)際工程技術(shù)有限公司 063600

關(guān)于焦化廠煙氣余熱回收的可行性研究

張 春 李玉清
唐山鋼鐵國(guó)際工程技術(shù)有限公司 063600

在積極貫徹落實(shí)國(guó)家節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的前提下，本文在簡(jiǎn)單介紹焦化廠煙氣余熱回收原理的基礎(chǔ)上，對(duì)如何進(jìn)行焦化廠煙氣的余熱回收做了簡(jiǎn)單分析，并對(duì)進(jìn)行余熱回收的可行性進(jìn)行了討論。

焦化煙氣；余熱回收；可行性研究

引言

在促進(jìn)保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、節(jié)能減排和提高人民生活質(zhì)量這一前提下，針對(duì)我國(guó)能源消耗強(qiáng)度大、利用率低等問(wèn)題，本文對(duì)焦化廠煙氣進(jìn)行余熱回收的可行性進(jìn)行了討論和研究，希望能在促進(jìn)節(jié)能減排、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)貢獻(xiàn)自己的一份力量。

1 焦化煙氣余熱回收再利用的可行性研究

1.1 焦化爐余熱回收工藝的簡(jiǎn)單介紹

關(guān)于焦化爐煙氣余熱回收工藝做下面簡(jiǎn)單的介紹：首先，由裝煤車(chē)按計(jì)劃將經(jīng)煤車(chē)間送入煤塔的配合煤取出，經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確計(jì)量之后送入炭化室進(jìn)行為期一個(gè)周期的高溫干餾制成焦炭。在干餾過(guò)程中產(chǎn)生的荒煤氣經(jīng)上升管、橋管進(jìn)入到集氣管中，溫度高達(dá)700℃的荒煤氣在橋管中被氨水冷卻至90℃。其次，焦炭成熟后進(jìn)入到熄焦塔進(jìn)行噴水熄焦，在涼焦臺(tái)上冷卻一段時(shí)間后進(jìn)行篩焦并分級(jí)儲(chǔ)運(yùn)。冷卻后的煤氣連同焦油等經(jīng)吸煤氣管送入煤氣凈化車(chē)間。最后，凈化分離后的焦?fàn)t煤氣通過(guò)立火道進(jìn)入焦?fàn)t燃燒室并同經(jīng)廢氣交換開(kāi)閉器進(jìn)入的空氣匯合燃燒，燃燒后的廢氣經(jīng)過(guò)通過(guò)分煙道匯集到總煙道排出，其中經(jīng)總煙道進(jìn)入煙囪的熱煙氣具有較大的余熱回收價(jià)值。

1.2 焦化煙氣余熱再利用的設(shè)計(jì)原則

在進(jìn)行焦化煙氣余熱再利用的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮公司的發(fā)展要求和實(shí)際情況，在有利于產(chǎn)品質(zhì)量控制和安全生產(chǎn)的前提下，按先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、有效、實(shí)用以及性價(jià)比高的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先，在設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案時(shí)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家，相關(guān)部委，地區(qū)，行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保工程安全、衛(wèi)生、穩(wěn)定的運(yùn)行。其次，盡量選用采用新技術(shù)和新材料，安全、經(jīng)濟(jì)、先進(jìn)的設(shè)備，這樣不僅能提高資源和能源利用效率，還能推動(dòng)節(jié)能減排技術(shù)的創(chuàng)新。最后，余熱回收方案還應(yīng)充分利用現(xiàn)有條件并與生產(chǎn)工藝密切結(jié)合，在不影響原有系統(tǒng)正常生產(chǎn)的前提下，盡可能的簡(jiǎn)化工藝、節(jié)約成本。

1.3 就唐山建龍實(shí)業(yè)焦化煙氣余熱回收項(xiàng)目進(jìn)行可行性分析

1.3.1 項(xiàng)目背景及主要情況介紹

建龍實(shí)業(yè)有限公司焦化廠現(xiàn)有正在使用中的年產(chǎn)80萬(wàn)噸焦化爐1組，其排煙溫度為280～310℃，排煙量約150000Nm3/H。分煙道與煙囪之間的主煙道上未采取任何余熱回收裝置，從焦化爐出來(lái)約290℃的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)煙囪直接排空，造成巨大的資源浪費(fèi)。同時(shí)在焦?fàn)t附近，有一石灰窯，排煙溫度約310℃，煙氣量2.8～3.0Nm3/H。

該項(xiàng)目是根據(jù)唐山建龍實(shí)業(yè)有限公司焦化廠的總體發(fā)展規(guī)劃，在貫徹落實(shí)國(guó)家節(jié)能能源，保護(hù)環(huán)境政策的前提下，同時(shí)也為實(shí)現(xiàn)建龍實(shí)業(yè)有限公司可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，在焦化爐及石灰窯爐處各設(shè)置尾氣余熱回收裝置一套，在針對(duì)焦化爐及石灰窯的具體情況進(jìn)行分析后，對(duì)余熱利用進(jìn)行探討與研究，并對(duì)余熱利用系統(tǒng)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。在增設(shè)余熱回收裝置的同時(shí)，配套相關(guān)煙道、閥門(mén)、風(fēng)機(jī)、熱力系統(tǒng)輔機(jī)及水處理設(shè)備，另外還配套相應(yīng)的廠房、土建等公共設(shè)施。

1.3.2 該項(xiàng)目的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（如表所示）。

1.3.3 生產(chǎn)規(guī)模和主要技術(shù)方案

本項(xiàng)目的生產(chǎn)規(guī)模為預(yù)計(jì)產(chǎn)生0.6MPa的飽和蒸汽約11.1噸/小時(shí)，主要技術(shù)方案是采用新增旁通煙道的方法，經(jīng)由閥門(mén)和風(fēng)機(jī)聯(lián)合調(diào)節(jié)，在保證焦?fàn)t爐膛壓力以及滿足煉焦工藝需求的前提下，通過(guò)余熱回收裝置產(chǎn)生0.6MPa飽和蒸汽并入蒸汽管網(wǎng)。該項(xiàng)目不僅增加了蒸汽產(chǎn)量，同時(shí)還減少一臺(tái)10T/H燃?xì)忮仩t的使用，有效的緩解了蒸汽供需緊張的矛盾狀況。本余熱回收裝置的換熱器為采用最新科技的熱管技術(shù)，單汽包自然循環(huán)。水處理采用過(guò)濾-軟化-除氧的全自動(dòng)處理形式。

1.3.4 該項(xiàng)目的可行性分析

（1）主設(shè)備的可行性分析

該項(xiàng)目的主設(shè)備采用熱管換熱器，其作用原理為二次間壁換熱，即熱流體與冷流體之間的傳熱要通過(guò)熱管的蒸發(fā)段和冷凝段管壁。與常規(guī)換熱器相比，首先，熱管換熱器的熱管一般不可能在蒸發(fā)段和冷凝段同時(shí)破壞，大大增強(qiáng)了設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。其次，由于熱管內(nèi)部接近真空，封裝工質(zhì)在常溫下即可氣化換熱，能夠快速適應(yīng)煙氣溫度的波動(dòng)，傳熱效率高。再次，由于熱管換熱器安裝時(shí)采用分組結(jié)構(gòu)，布置靈活，結(jié)構(gòu)緊湊，能適應(yīng)場(chǎng)地要求。最后，因熱管換熱器能夠獨(dú)立改變蒸發(fā)段和冷凝段的加熱面積，如煙氣中含有腐蝕性氣體時(shí)，可以有效避免酸腐蝕的現(xiàn)象。

（2）技術(shù)方案的可行性分析

該項(xiàng)目采用旁通煙道，只需在將余熱回收裝置和相關(guān)煙道安裝完畢后，擇時(shí)開(kāi)孔將旁通煙道與原有煙道連接起來(lái)即可，項(xiàng)目工期僅為3天左右，可以有效減少施工對(duì)焦化生產(chǎn)的影響。同時(shí)因兩座焦化爐煙道相隔很近，因此只需設(shè)置一套換熱設(shè)備即可，這樣不但節(jié)約設(shè)備的制造、安裝、維護(hù)成本；還減少換熱器表面積，提高了蒸汽產(chǎn)量。本方案為保證焦化爐正常運(yùn)行，設(shè)置增壓風(fēng)機(jī)一臺(tái)，用來(lái)克服系統(tǒng)新增的煙氣阻力。同時(shí)在主煙道與旁路煙道連接處安裝壓力計(jì)，用于測(cè)量煙道負(fù)壓。通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度，使得主煙道與旁路煙道連接處的壓力與未使用余熱回收設(shè)備之前的壓力相同，保持焦?fàn)t燃燒室內(nèi)原有狀態(tài)。

（3）節(jié)能減排效益的可行性分析

根據(jù)熱力計(jì)算得知，蒸汽產(chǎn)量為11.1T/H。一年按工作8000小時(shí)計(jì)算，每年可以節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤重量：B=11.1×8000×650÷7000=8245T；減少CO2排放量=2.49×B=2.49×8245=20531噸/年。

2 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)上述對(duì)焦化廠煙氣回收的簡(jiǎn)單介紹，以及對(duì)唐山建龍實(shí)業(yè)焦化煙氣余熱回收項(xiàng)目可行性的研究，使我們對(duì)煙氣余熱回收有了更深的了解，希望通過(guò)這一計(jì)劃的實(shí)施，能為促進(jìn)我國(guó)節(jié)能減排、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)貢獻(xiàn)自己的一份力量。

參考資料

[1]肖紅衛(wèi)，龔金梅，等.中國(guó)余熱回收利用專(zhuān)利分析［J］.云南化工，2011，(5）:34～40.

[2]馬千里.煙氣余熱換熱器的熱力學(xué)和經(jīng)濟(jì)性分析［J］.能源與節(jié)能，2011，(7）:39～40，49.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.004