关于焦化厂烟气余热回收的可行性研究

2012-10-26李玉清唐山钢铁国际工程技术有限公司063600

中国科技信息 2012年8期

关键词：焦化厂焦化烟道

张春李玉清唐山钢铁国际工程技术有限公司 063600

关于焦化厂烟气余热回收的可行性研究

张春李玉清
唐山钢铁国际工程技术有限公司 063600

在积极贯彻落实国家节约能源、保护环境，建设资源节约型和环境友好型社会的前提下，本文在简单介绍焦化厂烟气余热回收原理的基础上，对如何进行焦化厂烟气的余热回收做了简单分析，并对进行余热回收的可行性进行了讨论。

焦化烟气；余热回收；可行性研究

引言

在促进保护环境、节约资源、节能减排和提高人民生活质量这一前提下，针对我国能源消耗强度大、利用率低等问题，本文对焦化厂烟气进行余热回收的可行性进行了讨论和研究，希望能在促进节能减排、建设资源节约型、环境友好型社会贡献自己的一份力量。

1 焦化烟气余热回收再利用的可行性研究

1.1 焦化炉余热回收工艺的简单介绍

关于焦化炉烟气余热回收工艺做下面简单的介绍：首先，由装煤车按计划将经煤车间送入煤塔的配合煤取出，经过准确计量之后送入炭化室进行为期一个周期的高温干馏制成焦炭。在干馏过程中产生的荒煤气经上升管、桥管进入到集气管中，温度高达700℃的荒煤气在桥管中被氨水冷却至90℃。其次，焦炭成熟后进入到熄焦塔进行喷水熄焦，在凉焦台上冷却一段时间后进行筛焦并分级储运。冷却后的煤气连同焦油等经吸煤气管送入煤气净化车间。最后，净化分离后的焦炉煤气通过立火道进入焦炉燃烧室并同经废气交换开闭器进入的空气汇合燃烧，燃烧后的废气经过通过分烟道汇集到总烟道排出，其中经总烟道进入烟囱的热烟气具有较大的余热回收价值。

1.2 焦化烟气余热再利用的设计原则

在进行焦化烟气余热再利用的设计时应充分考虑公司的发展要求和实际情况，在有利于产品质量控制和安全生产的前提下，按先进、经济、有效、实用以及性价比高的原则进行设计。首先，在设计项目方案时应严格执行国家，相关部委，地区，行业相关标准，确保工程安全、卫生、稳定的运行。其次，尽量选用采用新技术和新材料，安全、经济、先进的设备，这样不仅能提高资源和能源利用效率，还能推动节能减排技术的创新。最后，余热回收方案还应充分利用现有条件并与生产工艺密切结合，在不影响原有系统正常生产的前提下，尽可能的简化工艺、节约成本。

1.3 就唐山建龙实业焦化烟气余热回收项目进行可行性分析

1.3.1 项目背景及主要情况介绍

建龙实业有限公司焦化厂现有正在使用中的年产80万吨焦化炉1组，其排烟温度为280～310℃，排烟量约150000Nm3/H。分烟道与烟囱之间的主烟道上未采取任何余热回收装置，从焦化炉出来约290℃的高温烟气通过烟囱直接排空，造成巨大的资源浪费。同时在焦炉附近，有一石灰窑，排烟温度约310℃，烟气量2.8～3.0Nm3/H。

该项目是根据唐山建龙实业有限公司焦化厂的总体发展规划，在贯彻落实国家节能能源，保护环境政策的前提下，同时也为实现建龙实业有限公司可持续发展的战略目标，在焦化炉及石灰窑炉处各设置尾气余热回收装置一套，在针对焦化炉及石灰窑的具体情况进行分析后，对余热利用进行探讨与研究，并对余热利用系统进行初步设计。在增设余热回收装置的同时，配套相关烟道、阀门、风机、热力系统辅机及水处理设备，另外还配套相应的厂房、土建等公共设施。

1.3.2 该项目的主要技术经济指标（如表所示）。

1.3.3 生产规模和主要技术方案

本项目的生产规模为预计产生0.6MPa的饱和蒸汽约11.1吨/小时，主要技术方案是采用新增旁通烟道的方法，经由阀门和风机联合调节，在保证焦炉炉膛压力以及满足炼焦工艺需求的前提下，通过余热回收装置产生0.6MPa饱和蒸汽并入蒸汽管网。该项目不仅增加了蒸汽产量，同时还减少一台10T/H燃气锅炉的使用，有效的缓解了蒸汽供需紧张的矛盾状况。本余热回收装置的换热器为采用最新科技的热管技术，单汽包自然循环。水处理采用过滤-软化-除氧的全自动处理形式。

1.3.4 该项目的可行性分析

（1）主设备的可行性分析

该项目的主设备采用热管换热器，其作用原理为二次间壁换热，即热流体与冷流体之间的传热要通过热管的蒸发段和冷凝段管壁。与常规换热器相比，首先，热管换热器的热管一般不可能在蒸发段和冷凝段同时破坏，大大增强了设备运行的安全性和可靠性。其次，由于热管内部接近真空，封装工质在常温下即可气化换热，能够快速适应烟气温度的波动，传热效率高。再次，由于热管换热器安装时采用分组结构，布置灵活，结构紧凑，能适应场地要求。最后，因热管换热器能够独立改变蒸发段和冷凝段的加热面积，如烟气中含有腐蚀性气体时，可以有效避免酸腐蚀的现象。

（2）技术方案的可行性分析

该项目采用旁通烟道，只需在将余热回收装置和相关烟道安装完毕后，择时开孔将旁通烟道与原有烟道连接起来即可，项目工期仅为3天左右，可以有效减少施工对焦化生产的影响。同时因两座焦化炉烟道相隔很近，因此只需设置一套换热设备即可，这样不但节约设备的制造、安装、维护成本；还减少换热器表面积，提高了蒸汽产量。本方案为保证焦化炉正常运行，设置增压风机一台，用来克服系统新增的烟气阻力。同时在主烟道与旁路烟道连接处安装压力计，用于测量烟道负压。通过调节阀门的开度，使得主烟道与旁路烟道连接处的压力与未使用余热回收设备之前的压力相同，保持焦炉燃烧室内原有状态。