焦?fàn)t能耗分析與余熱利用技術(shù)

栗建永

摘 要：焦化行業(yè)作為高耗能，高污染的一個產(chǎn)業(yè)，其本身具有著很大的節(jié)能減排的潛力。以焦?fàn)t物料平衡和熱平衡計算為基礎(chǔ)，從而計算焦?fàn)t的熱效率，對于焦?fàn)t的能耗進(jìn)行分析采用的是回收焦炭的干熄焦的技術(shù)，以及荒煤氣余熱利用技術(shù)和以焦?fàn)t廢氣余熱為熱源的煤調(diào)濕技術(shù)，以充分利用焦?fàn)t支出熱，達(dá)到節(jié)約能源、改善環(huán)境、提高經(jīng)濟(jì)效益、降低煉焦耗熱量和提高焦?fàn)t生產(chǎn)能力的目的。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t；熱平衡；干熄焦；余熱利用

焦化廠是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)以及煤化工企業(yè)當(dāng)中一個主要的耗能工序，它是消耗一次能源和二次能源，同時又是為下游的行業(yè)生產(chǎn)了二次能源。其中焦化廠的二次能源的比例占鋼鐵行業(yè)當(dāng)中的能源總量的百分之七十左右，所以焦化廠擔(dān)任著節(jié)能減排的重要使命，但是焦化廠又是一個高排放的企業(yè)，在其生產(chǎn)的過程當(dāng)中會產(chǎn)生很多的廢渣，廢氣，廢水以及粉塵，這樣就嚴(yán)重的影響我國的生態(tài)環(huán)境。

1 焦?fàn)t物料平衡與熱平衡的計算

焦?fàn)t物料平衡和熱平衡的計算，按照結(jié)焦的時間計算，對于大型的焦?fàn)t采用的是高爐煤氣的加熱方法，其中含有百分之七的水分每公斤搗固的干煤相當(dāng)于是煉焦耗熱量的2845kJ/kg；煤料的水分當(dāng)大于百分之七的時候，每當(dāng)其增加百分之一，就是相當(dāng)于每公斤的干煤的耗熱量增加了67kJ/kg，如果是以1000kg 煤的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算，裝入煤爐的水分按照百分之十進(jìn)行計算，包含百分之十這個時候的煉焦耗熱量就是為3046kJ/kg。

2 焦?fàn)t能耗分析

在目前，很多的焦化企業(yè)采用的方法都是比較傳統(tǒng)的濕法熄焦技術(shù)，這種技術(shù)就是對于即將出爐的紅焦用噴水的方式進(jìn)行澆滅，這樣熄焦的方式不但不能夠使紅焦攜帶的熱能無法回收，并且還會造成水資源的浪費(fèi)，而且在熄焦的過程當(dāng)中還會產(chǎn)生大量的廢水，廢氣對于大氣的污染非常嚴(yán)重[1]。目前很多焦化廠的做法都是在喬管和集氣管噴灑循環(huán)氨水和荒煤氣直接接觸，然后靠循環(huán)氨水大量的氣化，這樣就會使得荒煤氣的溫度降到80～85攝氏度，當(dāng)降溫后的荒煤氣在經(jīng)過了初冷器冷卻到了25攝氏度的時候，氨水在經(jīng)過了冷卻處理之后和除焦油就可以循環(huán)的進(jìn)行使用。在這種的工藝當(dāng)中，荒煤氣當(dāng)中所包含的大量熱能在和氨水熱交換的過程當(dāng)中被冷卻氨水帶走了。冷卻后的氨水在通過蒸發(fā)后進(jìn)行排放，當(dāng)在消耗了大量的氨水增加生產(chǎn)成本的同時，而荒煤氣的余熱不能夠回收而導(dǎo)致浪費(fèi)，所以荒煤氣帶去的熱量的回收，對于焦化廠節(jié)能降耗的提高有著很重要的作用。

3 干熄焦技術(shù)

干法熄焦技術(shù)是利用了150攝氏度的惰性氣體在干熄槽當(dāng)中和赤熱的焦炭進(jìn)行換熱，從而就可以達(dá)到冷卻焦炭的目的。在吸收了焦炭熱氣的惰性氣體會將熱量傳遞給干熄焦鍋爐產(chǎn)生熱氣然后再次會被冷卻，被冷卻的惰性氣體然后會由循環(huán)風(fēng)機(jī)鼓入干熄槽中再次進(jìn)行循環(huán)使用。干熄焦鍋爐當(dāng)中產(chǎn)生的中壓或者是高壓蒸汽在并入到內(nèi)蒸汽管網(wǎng)當(dāng)中，可以在此進(jìn)行發(fā)電。

盡管目前中國的干熄焦裝置的建設(shè)已經(jīng)是世界上最多的國家，干熄焦技術(shù)目前已經(jīng)達(dá)到了世界上先進(jìn)的水平，但是中國的干熄焦技術(shù)目前仍然還是存在了一些技術(shù)問題和缺陷，比如其耐火材料的損壞，使用的壽命比較短以及干熄焦裝置的整體能耗比較高等等缺陷。個別的設(shè)備的性能還是需要有待提高以及在使用過后的環(huán)保問題。如果中國想要干熄焦技術(shù)在國際上保持先進(jìn)，就必須要針對干熄焦這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行持續(xù)的改進(jìn)以及完善，采用新的技術(shù)，新方法，新材料，新設(shè)備，這樣才能讓干熄焦技術(shù)永遠(yuǎn)保持活力[2]。

4 荒煤氣余熱利用技術(shù)

回收荒煤氣帶出去的熱能，對于焦化廠的節(jié)能減排并且提高焦化廠的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)起到重要的作用，一般情況下荒煤氣帶出去的熱能基本都被循環(huán)氨水以及初冷器帶走了，所以對于煤氣的初冷系統(tǒng)的余熱回收要加以重視。

4.1 循環(huán)氨水余熱的回收利用

循環(huán)氨水在噴灑荒煤氣之后，其本身的溫度就會上升到80～85攝氏度，這里面就包含了很多的余熱資源，這些余熱能量提出出來之后就可以用于發(fā)電，采暖，等等很多作用。

4.2 初冷器余熱的回收利用

目前很多焦化廠使用的都是二段式的煤氣間接初冷器，這種存在了很多的弊端，比如出去時候的溫度只能降到40攝氏度左右，并不能夠滿足新的煤氣使用標(biāo)準(zhǔn)。為了降低煤氣出口的溫度便于有效的利用余熱，可以采用的是橫管式的布置，這樣就可以很大程度上提高了其本身的傳熱效率以及冷卻水的出水溫度，并且還可以用于采暖，從而提高了余熱的利用率。

4.3 利用上升管熱管回收余熱

采用上升熱管用來回收荒煤氣的好處就是可以回收荒煤氣500攝氏度以上的余熱，熱管安裝在上升管道內(nèi)部，整套裝置包括了熱管的換熱器，熱風(fēng)引入設(shè)備，氨水噴淋器以及汽水分離罐等等，熱管的蒸發(fā)段安裝在上升管道之內(nèi)，冷凝段安裝在廢熱鍋爐里面，它的位置需要高于蒸發(fā)的位置。

5 結(jié)束語

最后分別總結(jié)以上優(yōu)點(diǎn)：干熄焦技術(shù)可以回收大概百分之八十的紅焦熱量，具有節(jié)約能源，提高焦炭的質(zhì)量以及改善環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)；荒煤氣的余熱利用技術(shù)就是通過回收利用循環(huán)氨水以及初冷器循環(huán)水的熱量，這種技術(shù)對于提高焦化廠的經(jīng)濟(jì)效益有著一定的幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉松清，吳小平.焦?fàn)t煙道氣余熱回收利用技術(shù)的研發(fā)與實(shí)踐應(yīng)用[J].宜春學(xué)院學(xué)報，2013，35（12）：43-46.

[2]岳昔霞.焦?fàn)t煙氣余熱回收技術(shù)的應(yīng)用研究[J].中國化工貿(mào)易，2015（14）.