關于焦化廠煙氣余熱回收的可行性研究

張 春 李玉清唐山鋼鐵國際工程技術有限公司 063600

關于焦化廠煙氣余熱回收的可行性研究

張 春 李玉清
唐山鋼鐵國際工程技術有限公司 063600

在積極貫徹落實國家節約能源、保護環境，建設資源節約型和環境友好型社會的前提下，本文在簡單介紹焦化廠煙氣余熱回收原理的基礎上，對如何進行焦化廠煙氣的余熱回收做了簡單分析，并對進行余熱回收的可行性進行了討論。

焦化煙氣；余熱回收；可行性研究

引言

在促進保護環境、節約資源、節能減排和提高人民生活質量這一前提下，針對我國能源消耗強度大、利用率低等問題，本文對焦化廠煙氣進行余熱回收的可行性進行了討論和研究，希望能在促進節能減排、建設資源節約型、環境友好型社會貢獻自己的一份力量。

1 焦化煙氣余熱回收再利用的可行性研究

1.1 焦化爐余熱回收工藝的簡單介紹

關于焦化爐煙氣余熱回收工藝做下面簡單的介紹：首先，由裝煤車按計劃將經煤車間送入煤塔的配合煤取出，經過準確計量之后送入炭化室進行為期一個周期的高溫干餾制成焦炭。在干餾過程中產生的荒煤氣經上升管、橋管進入到集氣管中，溫度高達700℃的荒煤氣在橋管中被氨水冷卻至90℃。其次，焦炭成熟后進入到熄焦塔進行噴水熄焦，在涼焦臺上冷卻一段時間后進行篩焦并分級儲運。冷卻后的煤氣連同焦油等經吸煤氣管送入煤氣凈化車間。最后，凈化分離后的焦爐煤氣通過立火道進入焦爐燃燒室并同經廢氣交換開閉器進入的空氣匯合燃燒，燃燒后的廢氣經過通過分煙道匯集到總煙道排出，其中經總煙道進入煙囪的熱煙氣具有較大的余熱回收價值。

1.2 焦化煙氣余熱再利用的設計原則

在進行焦化煙氣余熱再利用的設計時應充分考慮公司的發展要求和實際情況，在有利于產品質量控制和安全生產的前提下，按先進、經濟、有效、實用以及性價比高的原則進行設計。首先，在設計項目方案時應嚴格執行國家，相關部委，地區，行業相關標準，確保工程安全、衛生、穩定的運行。其次，盡量選用采用新技術和新材料，安全、經濟、先進的設備，這樣不僅能提高資源和能源利用效率，還能推動節能減排技術的創新。最后，余熱回收方案還應充分利用現有條件并與生產工藝密切結合，在不影響原有系統正常生產的前提下，盡可能的簡化工藝、節約成本。

1.3 就唐山建龍實業焦化煙氣余熱回收項目進行可行性分析

1.3.1 項目背景及主要情況介紹

建龍實業有限公司焦化廠現有正在使用中的年產80萬噸焦化爐1組，其排煙溫度為280～310℃，排煙量約150000Nm3/H。分煙道與煙囪之間的主煙道上未采取任何余熱回收裝置，從焦化爐出來約290℃的高溫煙氣通過煙囪直接排空，造成巨大的資源浪費。同時在焦爐附近，有一石灰窯，排煙溫度約310℃，煙氣量2.8～3.0Nm3/H。

該項目是根據唐山建龍實業有限公司焦化廠的總體發展規劃，在貫徹落實國家節能能源，保護環境政策的前提下，同時也為實現建龍實業有限公司可持續發展的戰略目標，在焦化爐及石灰窯爐處各設置尾氣余熱回收裝置一套，在針對焦化爐及石灰窯的具體情況進行分析后，對余熱利用進行探討與研究，并對余熱利用系統進行初步設計。在增設余熱回收裝置的同時，配套相關煙道、閥門、風機、熱力系統輔機及水處理設備，另外還配套相應的廠房、土建等公共設施。

1.3.2 該項目的主要技術經濟指標（如表所示）。

1.3.3 生產規模和主要技術方案

本項目的生產規模為預計產生0.6MPa的飽和蒸汽約11.1噸/小時，主要技術方案是采用新增旁通煙道的方法，經由閥門和風機聯合調節，在保證焦爐爐膛壓力以及滿足煉焦工藝需求的前提下，通過余熱回收裝置產生0.6MPa飽和蒸汽并入蒸汽管網。該項目不僅增加了蒸汽產量，同時還減少一臺10T/H燃氣鍋爐的使用，有效的緩解了蒸汽供需緊張的矛盾狀況。本余熱回收裝置的換熱器為采用最新科技的熱管技術，單汽包自然循環。水處理采用過濾-軟化-除氧的全自動處理形式。

1.3.4 該項目的可行性分析

（1）主設備的可行性分析

該項目的主設備采用熱管換熱器，其作用原理為二次間壁換熱，即熱流體與冷流體之間的傳熱要通過熱管的蒸發段和冷凝段管壁。與常規換熱器相比，首先，熱管換熱器的熱管一般不可能在蒸發段和冷凝段同時破壞，大大增強了設備運行的安全性和可靠性。其次，由于熱管內部接近真空，封裝工質在常溫下即可氣化換熱，能夠快速適應煙氣溫度的波動，傳熱效率高。再次，由于熱管換熱器安裝時采用分組結構，布置靈活，結構緊湊，能適應場地要求。最后，因熱管換熱器能夠獨立改變蒸發段和冷凝段的加熱面積，如煙氣中含有腐蝕性氣體時，可以有效避免酸腐蝕的現象。

（2）技術方案的可行性分析

該項目采用旁通煙道，只需在將余熱回收裝置和相關煙道安裝完畢后，擇時開孔將旁通煙道與原有煙道連接起來即可，項目工期僅為3天左右，可以有效減少施工對焦化生產的影響。同時因兩座焦化爐煙道相隔很近，因此只需設置一套換熱設備即可，這樣不但節約設備的制造、安裝、維護成本；還減少換熱器表面積，提高了蒸汽產量。本方案為保證焦化爐正常運行，設置增壓風機一臺，用來克服系統新增的煙氣阻力。同時在主煙道與旁路煙道連接處安裝壓力計，用于測量煙道負壓。通過調節閥門的開度，使得主煙道與旁路煙道連接處的壓力與未使用余熱回收設備之前的壓力相同，保持焦爐燃燒室內原有狀態。

（3）節能減排效益的可行性分析

根據熱力計算得知，蒸汽產量為11.1T/H。一年按工作8000小時計算，每年可以節約標準煤重量：B=11.1×8000×650÷7000=8245T；減少CO2排放量=2.49×B=2.49×8245=20531噸/年。

2 結語

經過上述對焦化廠煙氣回收的簡單介紹，以及對唐山建龍實業焦化煙氣余熱回收項目可行性的研究，使我們對煙氣余熱回收有了更深的了解，希望通過這一計劃的實施，能為促進我國節能減排、建設資源節約型、環境友好型社會貢獻自己的一份力量。

參考資料

[1]肖紅衛，龔金梅，等.中國余熱回收利用專利分析［J］.云南化工，2011，(5）:34～40.

[2]馬千里.煙氣余熱換熱器的熱力學和經濟性分析［J］.能源與節能，2011，(7）:39～40，49.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.004