白海濤+佟敏增+潘光偉+王兆紅

摘 要：節(jié)能減排是實(shí)現(xiàn)企業(yè)與社會(huì)、自然環(huán)境和諧相處、可持續(xù)發(fā)展的一種重要舉措。在發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)和建立節(jié)約型社會(huì)化進(jìn)程中，化工企業(yè)也在通過改變自身產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)做出突出貢獻(xiàn)。本文從煤焦油加工中余熱回收出發(fā)，對(duì)三混油、蒽油余熱重新設(shè)計(jì)利用，實(shí)現(xiàn)了良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：煤焦油加工；余熱回收；節(jié)能減排

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.063

濟(jì)寧碳素集團(tuán)辰光公司煤焦油加工量60萬t/a，其30萬t/a煤焦油加工裝置中三混油、蒽油的余熱用于產(chǎn)低壓蒸汽，供精萘車間使用?，F(xiàn)由于市場(chǎng)變化，公司決定不再生產(chǎn)精萘，余熱產(chǎn)生的蒸汽無法消耗，造成能源浪費(fèi)。顧需重新設(shè)計(jì)余熱回收系統(tǒng)，回收的余熱用于焦油加工，減少能耗。

1 辰光公司30萬t/a煤焦油加工工藝簡(jiǎn)介

原料焦油經(jīng)脫水、脫渣后，由一段泵經(jīng)預(yù)熱器（蒸汽加熱）送入脫水塔，脫除水及輕油。脫水塔塔底無水焦油經(jīng)二段泵送入管式爐，加熱后送入餾分塔。

焦油經(jīng)餾分塔精餾后，分別采出4種產(chǎn)品。塔頂采出酚油，側(cè)線采出三混油、蒽油，塔底采出軟瀝青。

2 余熱再回收工藝設(shè)計(jì)

2.1 工藝流程

結(jié)合我公司焦油系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布局，建議在焦油預(yù)熱器前新增兩臺(tái)換熱器。將原料焦油先與三混油、蒽油換熱，換熱后的焦油再進(jìn)入預(yù)熱器，后續(xù)工藝不變。示意圖見圖1。

2.2 能量計(jì)算

三混油、蒽油餾分等流量及其余熱見表1。

三混油與原料焦油換熱所提供的熱量Q三混

Q三混=C三混*m三混*△t三混=0.5*8000*（190-115）=3.0*105kcal/h

蒽油與原料焦油換熱所提供的熱量Q蒽油

Q蒽油=C蒽油*m蒽油*△t蒽油=0.5*5500*（260-135）=3.44*105kcal/h

由于管道及換熱器存在散熱損失（損失按10%計(jì)算），則三混油、蒽油實(shí)際提供的熱量Q實(shí)際=（Q三混+Q蒽油）*90%=5.80*105kcal/h。這些熱量能使原料焦油上升的溫度△t焦油=Q實(shí)際/（C焦油*m焦油）=36℃。

2.3 換熱器選型

以三混油/焦油換熱器為例計(jì)算換熱面積（逆流換熱）。

熱（三混油） ：190℃ → 115℃

冷（原料焦油）：109℃ ← 90℃

△t1=190-109=81℃，△t2=115-90=25℃

則對(duì)數(shù)平均溫度△tm=（△t1-△t2）/ln（△t1/△t2）=47.6℃

一般有機(jī)物與有機(jī)物換熱，傳熱系數(shù)K取58～221K/w·m-2·℃-1[2]，這里取中間值140K/w·m-2·℃-1。 由換熱器面積公式S=Q/（K*△tm） 得

S=3.0*105*0.9/（140*47.6）=41m2。由于計(jì)算中沒考慮污垢系數(shù)、換熱器阻力等因素，取安全系數(shù)1.2，則S實(shí)際=1.2*S=50m2。同理可計(jì)算出蒽油/焦油換熱器面積。

考慮到換熱介質(zhì)、流體允許阻力損失、投資費(fèi)用等因數(shù)，查詢熱交換器標(biāo)準(zhǔn)[3]，選取的換熱器部分參數(shù)如表2所示。

3 實(shí)際運(yùn)行及經(jīng)濟(jì)效益

余熱回收改造共計(jì)投入約30萬元，試運(yùn)行3個(gè)月中，工藝參數(shù)運(yùn)行平穩(wěn)，余熱被充分回收利用，實(shí)現(xiàn)了較好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

改造前，焦油預(yù)熱器消耗0.7MPa低壓蒸汽約0.8t/h；改造后3個(gè)月內(nèi)消耗平均值為0.45t/h，蒸汽按170元/t，年節(jié)約資金約43萬，7個(gè)月即可收回成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]煉焦化產(chǎn)品理化參數(shù)編寫組.煉焦化產(chǎn)品理化參數(shù)[M].冶金工業(yè)出版社，1980：58-59.

[2]中國(guó)石化集團(tuán)上海工程有限公司.化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2009：655-657.

[3]中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T 151-2014.熱交換器[S].2014.