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1、焦爐煙道氣余熱利用方案探討時間:2011-11-26!點擊:84字體:大小孟秀芳(山西焦化集團有限公司洪洞041606)在焦化行業(yè),焦爐的運行熱效率一般低于70%,而其放散的廢氣占焦爐總能耗的20%以上,節(jié)能潛力巨大。因此,通過回收廢氣余熱,代替部分燃氣鍋爐生產蒸汽,或者替代焦化生產中用于加熱的蒸汽,可以降低能源消耗,提高經濟效益,減少廢氣排放,改善大氣環(huán)境。該技術是一項國家鼓勵應用,變廢為寶,符合循環(huán)經濟政策的技術。1焦爐裝置基本情況及改造背景我公司有50孔JN60-89型6m頂裝焦爐兩座,即1、2號焦爐,年產全
2、焦94.6萬噸,需配煤約137萬噸(按水分9%計算),小時用煤量156.6噸。65孔JN60型6m頂裝焦爐4座,即3~6號焦爐,年產全焦約260萬噸,需配煤377萬噸,小時用煤量430噸。1、2號焦爐公用1套配煤裝置,3、4號焦爐公用1套配煤裝置,5、6號焦爐公用1套配煤裝置。在正常生產中,焦爐產生約70萬n?/h、溫度為250?280°C的煙道氣,通過煙囪的浮力排放到大氣中,嚴重浪費能源和污染廠區(qū)環(huán)境。焦爐煙道氣的余熱利用技術是通過熱量回收裝置將煙道氣的熱量回收,使焦爐煙道氣最終變成160°C左右的廢氣排走(煙道
3、氣余熱可用于煤調濕時的溫度降為7()°C左右),有效利用熱能,降低能源消耗。2焦爐煙道氣余熱回收技術發(fā)展狀況焦爐煙道氣余熱冋收技術在國內己普遍應用,一是利用余熱鍋爐副產蒸汽,如太化焦化廠、山西永鑫焦化等企業(yè)已應用實施,效果比較好;二是用于煤調濕,只有濟鋼、昆鋼等少數企業(yè)應用,效果有待于通過時間來驗證;三是用煙道氣余熱加熱軟水,冃前還沒有企業(yè)采用。2.1煙道氣余熱煤調濕技術及其發(fā)展狀況焦爐入爐煤水分控制(即煤調濕)技術的前身是煤干燥技術,它是將煉焦煤在裝爐前除掉一部分水分,并保持裝爐煤水分穩(wěn)定的一項技術。煤調濕裝置不
4、僅可減少進入焦爐的水分,節(jié)約煉焦耗熱量;而且由于裝爐煤含水量的降低,使其堆密度增加,焦炭產量和質量得到提高,節(jié)能降耗顯著,具有明顯的經濟效益和社會效益。煙道氣煤調濕技術屬于第一代煤調濕技術,它是利用煙道廢氣與濕煤在多層圓盤立式調濕機內進行直接熱交換的一種工藝,在FI本中山廠有應用。該工藝有兩個缺點,一是除塵困難;二是煙道氣供熱量不足,還需要用加熱爐供給30%的熱量。我國第一套煤調濕裝置于1996年在重鋼焦化廠投產,應用的是導熱油煤調濕工藝,裝置處理能力為140t/h(干煤),進入干燥機的濕煤平均水分為10.5%>出
5、干燥機的調濕煤水分為6.5%>入爐煤水分6.0%、調濕煤溫度約80°C、導熱油循環(huán)量147t/ho寶山鋼鐵股份有限公司、太鋼焦化公司、四川攀枝花鋼鐵有限責任公司的焦爐煤調濕裝置均采用低壓蒸汽為熱源的煤調濕技術。只有濟鋼和昆鋼采用以焦爐煙道氣為熱源的調濕風選技術。該技術的使用,可降低煉焦配煤水分3%左右,使煉焦爐增產5%?10%,焦炭強度提高().1%?1.5%,煉焦耗熱量降低5%左右,每噸煤減少剩余氨水約44kg等,獲得了良好的經濟效益。2.2熱管技術及其在回收焦爐煙氣余熱方面的應用熱管是一種新型的超級導熱元件,其
6、傳熱能力比相同尺寸的銅棒高幾白倍,己在傳熱、散熱和均溫等方面得到了廣泛的應用。熱管通過密閉真空管殼內工作介質的相變潛熱來傳遞熱量,其傳熱性能類似于超導體的導電性能,具有傳熱能力大,傳熱效率高的特點。眾所周知,焦化行業(yè)是典型高能耗企業(yè),并有大量余熱可以回收利用。若采用熱管換熱器,可大幅度提高換熱效率,縮小換熱器的面積,大大降低焦化廠全廠的能耗。在焦化工業(yè)中,無論是焦爐煙道氣、荒煤氣、循環(huán)氨水和熱廢水,還是各種飽分蒸汽和尾氣中,均有大量的余熱可回收利用,因此熱管換熱器在焦化行業(yè)中的應用前景極為廣闊。3焦爐煙道氣余熱利用
7、技術方案3.1煙道氣余熱回收應用于煤調濕技術3丄1項目必要性我廠的原料煤水分10%?13%,人爐煤水分較高,帶來如下問題:一是上煤和裝煤操作困難,同時入爐煤水分過高,增加了煉焦耗熱量,因而也增大了冋爐煤氣的消耗量;二是入爐煤水分過高,煤餅相對堆密度降低,由于耗熱量增加,焦爐升溫時間相應增加,結焦周期延長,從而降低焦爐產量;三是入爐煤水分升高,造成焦爐荒煤氣中攜帶的水蒸氣量增多,從而增加了煉焦過程中高氨氮廢水的排放量,增加了廢水處理的負荷。鑒于以上問題,采用煤調濕技術,利用焦爐煙道氣余熱調節(jié)入爐煤水分,能夠避免廢氣余
8、熱高溫排放造成的能源浪費,改善操作條件,降低煉焦耗熱,節(jié)省焦爐煤氣,提高焦爐的生產能力,減少煉焦過程中高氨氮污水的排放量。3.1.2工藝技術方案煉焦車間的1、2號焦爐煙氣分別由兩座煙囪放散,每座煙囪的煙氣量(結焦時間20h時)為10萬n?/h,煙氣溫度250~280°C(結焦時間28h時,煙氣溫度約230°C),煙氣壓力-350Pao項目擬采用煤調濕技術、利