【摘 要】針對(duì)兩段式煤氣發(fā)生爐冷煤氣站中煤氣的冷卻凈化過程造成的熱能浪費(fèi)和環(huán)境污染問題，探討煤氣出口余熱利用的途徑，以節(jié)約能源，降低能耗。

【關(guān)鍵詞】?jī)啥问矫簹獍l(fā)生爐 余熱利用 節(jié)能降耗

煤氣發(fā)生爐內(nèi)所進(jìn)行的氣化過程主要是燃料中的碳與氧氣及水蒸氣相互作用的熱化學(xué)過程，所產(chǎn)生的煤氣出口溫度高500～600℃。能否有效降低煤氣發(fā)生爐出口的煤氣溫度，節(jié)約能源，減少其對(duì)環(huán)境的污染并利用這部分熱量，對(duì)推行清潔生產(chǎn)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)將會(huì)起到十分重要的作用。文中以D3.2BZ-Q型兩段式煤氣發(fā)生爐為例探討煤氣出口余熱回收幾條途徑。

一、兩段式煤氣發(fā)生爐工藝流程簡(jiǎn)介

D3.2BZ-Q型煤氣發(fā)生爐采用常壓固定床冷煤氣生產(chǎn)工藝，以煙煤為氣化用煤，以空氣和水蒸氣作為氣化劑，采用逆流氣化方式，即塊煤自上而下移動(dòng)，氣化劑自下而上送入爐內(nèi)， 進(jìn)行干燥、干餾、氣化反應(yīng)后生成煤氣。煤氣分兩部分向上運(yùn)行，其中一部分煤氣從下段煤氣出口經(jīng)過旋風(fēng)除塵器除去大的粉塵后進(jìn)入風(fēng)冷器，再經(jīng)急冷塔進(jìn)一步冷卻除塵，最后通過間冷器冷卻至35～45℃；上段煤氣經(jīng)過電捕焦油器，將焦油脫除干凈，再通過間冷器冷卻至35～45℃后與下段煤氣混合，混合后的煤氣經(jīng)過Ⅱ級(jí)電氣濾清器進(jìn)一步凈化，達(dá)到較高的凈化程度，最后經(jīng)加壓機(jī)輸送至用戶使用（流程如圖）。

兩段式煤氣發(fā)生爐下段出口的500℃～600℃的高溫煤氣經(jīng)過旋風(fēng)除塵器除塵在急冷塔中與熱循環(huán)水直接接觸進(jìn)行熱交換，將煤氣溫度冷卻到80℃～120℃，再經(jīng)過間冷器進(jìn)一步冷卻，使煤氣溫度降至35℃～45℃。該生產(chǎn)工藝存在的缺點(diǎn)包括：

（一）余熱損失大：煤氣顯熱未被利用，造成大量熱能浪費(fèi)，經(jīng)濟(jì)損失明顯。

（二）冷卻水用量大：設(shè)備易腐蝕。

（三）降低間冷器冷卻效果：急冷塔出口煤氣中的水蒸氣含量增加，導(dǎo)致洗滌塔冷卻負(fù)荷增加，降低間冷器冷卻效果。

（四）含有害物質(zhì)：循環(huán)水溫度較高，其中含有揮發(fā)酚、苯等有害物質(zhì)，對(duì)周圍環(huán)境和職工健康帶來不利影響。

二、余熱利用途徑

煤氣余熱的回收利用，可根據(jù)煤氣發(fā)生爐的型式及用戶的要求進(jìn)行合理選擇，綜合利用煤氣站的能源。

（一）旋風(fēng)除塵器由內(nèi)保溫的結(jié)構(gòu)形式改造成水夾套形式的旋風(fēng)除塵器

在煤氣發(fā)生爐出口處，利用水夾套式旋風(fēng)除塵器來進(jìn)行余熱回收，除塵器夾套介質(zhì)為軟水，發(fā)生爐產(chǎn)生的500℃～600℃的煤氣進(jìn)入除塵器后與夾套中軟水進(jìn)行換熱，使除塵器產(chǎn)生熱水或者蒸汽，產(chǎn)生蒸汽時(shí)需配置一個(gè)集汽包，產(chǎn)生低壓的蒸汽，用于煤氣站中設(shè)備的保溫，或補(bǔ)充爐底飽和蒸汽的不足，也可用于生活中。

（二）煤氣下段出口處設(shè)置熱交換器

在煤氣發(fā)生爐煤氣下段出口處設(shè)置熱交換器，煤氣上進(jìn)下出，換熱介質(zhì)軟化水下進(jìn)上出，將煤氣出口溫度降低至220～250℃。熱交換器選用管殼式熱交換器中的單管程固定管板式熱交換器，采用立式安裝結(jié)構(gòu)。產(chǎn)出的蒸氣可補(bǔ)充爐底氣化用，剩余蒸氣亦可用于煤氣站中設(shè)備的保溫，也可用于生活中等。

（三）利用熱管換熱器回收煤氣顯熱，預(yù)熱入爐空氣

入爐氣化劑的溫度高低影響煤氣產(chǎn)量和品質(zhì)，進(jìn)入煤氣發(fā)生爐的空氣是常溫狀態(tài)，致使煤氣熱值偏低，利用熱管換熱器回收煤氣顯熱，預(yù)熱入爐空氣，可以提高爐內(nèi)氧化層溫度、化學(xué)反應(yīng)速度，提高氣化能力和煤氣品質(zhì)。

（四）利用余熱鍋爐吸收煤氣的顯熱

在旋風(fēng)除塵器出口設(shè)置余熱鍋爐吸收煤氣的顯熱，其它配置不變，這樣不但可以實(shí)現(xiàn)熱能利用效率的最大化，而且工藝改造簡(jiǎn)單、變動(dòng)少。保留急冷塔，既可以對(duì)煤氣進(jìn)行二次冷卻（降到120℃以下），也可以起到除塵作用，保證煤氣生產(chǎn)工藝條件不發(fā)生大的波動(dòng)。為有效防止余熱鍋爐結(jié)垢及腐蝕，使用軟化水作為生產(chǎn)給水，煤氣爐出口溫度500～600℃，余熱鍋爐出口煤氣溫度200℃，余熱鍋爐所產(chǎn)出低壓的蒸汽用于煤氣站中設(shè)備的保溫。

（五）蒸發(fā)換熱器回收余熱

旋風(fēng)除塵器出口新增蒸發(fā)換熱器，煤氣顯熱與軟水蒸發(fā)換熱器管外的水進(jìn)行熱交換，將煤氣出口溫度降低至200～230℃，同時(shí)拆除急冷塔，改造風(fēng)冷器結(jié)構(gòu)，將蒸發(fā)換熱器出來的煤氣溫度自然冷卻至110～150℃，該改造即節(jié)約循環(huán)水的使用，產(chǎn)生的蒸汽又可作為發(fā)生爐氣化劑使用。

三、余熱利用的應(yīng)用效果

D3.2BZ-Q型煤氣發(fā)生爐設(shè)計(jì)產(chǎn)量為7500Nm3/h，煤氣出口溫度平均550℃，這樣的高溫煤氣都在急冷塔中通過噴淋水洗滌冷卻，大量的煤氣顯熱被循環(huán)水帶走，每年損失的余熱資源折合標(biāo)煤7500余噸，還消耗大量的冷卻水。選擇合理的余熱利用途徑，回收部分甚至全部煤氣余熱，可以以小的投入為顧客帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)對(duì)推行清潔生產(chǎn)具有十分重要的意義，經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益明顯。

四、結(jié)語(yǔ)

煤氣發(fā)生爐的余熱利用是節(jié)能降耗、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的最佳選擇。高溫煤氣余熱的回收利用途徑很多種，其利用方式根據(jù)煤氣發(fā)生爐的型式及用戶的要求進(jìn)行合理選擇，綜合利用煤氣站的能源，即用較小的投資就可獲得最佳的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。

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