焦爐荒煤氣余熱回收技術
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焦爐荒煤氣離開炭化室平均溫度在700℃左右,攜帶了焦爐熱量的35%。傳統焦化工藝中,焦爐荒煤氣在集氣管內通過噴氨水冷卻至80℃左右,不僅要消耗大量電能,還造成荒煤氣熱量的浪費。目前,眾多…
焦爐荒煤氣離開炭化室平均溫度在700℃左右,攜帶了焦爐熱量的35%。傳統焦化工藝中,焦爐荒煤氣在集氣管內通過噴氨水冷卻至80℃左右,不僅要消耗大量電能,還造成荒煤氣熱量的浪費。
目前,眾多科研機構和焦化企業開展荒煤氣余熱的回收工作;拿簹怙@熱回收技術有兩種:換熱技術和直接利用技術。
1、換熱技術
(1)我國是最早開展荒煤氣汽化冷卻研究的國家,20世紀70年代,首鋼和太鋼進行了上升管汽化冷卻實驗,隨后在北京焦化廠和武鋼焦化廠使用。上升管汽化冷卻裝置是在上升管外壁焊接一層夾套,夾套下部通入軟水,用來交換荒煤氣中的熱量。初期的上升管汽化冷卻裝置由于結構不合理造成漏水事故頻發,上升管結構也進行了多次改進設計,由當初的平板型封頭,到后來的翻邊型封頭和U型封頭,基本解決了上升管焊縫處漏水的問題。但仍存在結焦問題,尤其是換熱器下部結焦嚴重,甚至堵塞上升管通道。同時當換熱器內部結焦時也會增加壁面熱阻,導致傳熱效率下降。
針對嚴重的結焦問題,導熱油夾套技術是水夾套技術的一個改進,通過通入高溫導熱油使得換熱器內壁溫度不會過低,從而降低壁面結焦,同時導熱油作為換熱介質可以減小夾套的操作壓力。
(2)除此之外,有報道的技術還包括利用空氣、氮氣作為換熱介質荒煤氣余熱回收技術和武鋼開發的微流態傳熱回收荒煤氣余熱技術。除了夾套式結構外,也有研究者通過螺旋管來取代夾套,從而避免夾套泄露,但其制造相對復雜。
2、直接利用技術
(1)部分氧化裂解制氫:將高溫荒煤氣引入反應器,噴入氧氣和蒸汽,使得荒煤氣中的大部分焦油氧化,轉化為H2和CO,再用PSA方法提純H2,制氫成本為利用PSA法直接從冷荒煤氣中提取H2的30%。
(2)裂解生產合成氣:將高溫荒煤氣引入熱裂解爐,將荒煤氣中的焦油、粗苯、氨、萘等有機物裂解生成以CO和H2為主要成分的合成氣體,進一步生產合成氨、甲醇、二甲醚,也可以直接生產還原鐵。
由于直接利用技術工藝流程較長,不適合對舊焦化生產企業進行改造。為此,現有焦化企業應強化換熱技術開發,以及提高換熱器的使用壽命和安全性,以達到節能能耗。
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