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荒煤氣帶走熱量的利用方向和回收利用途徑及焦化設備機修車的應用前景

時間:2020-07-07 11:48:34 作者:陽辰焦化設備文章來源:本站點擊:172

  其一、荒煤氣帶走熱量的利用方向和回收利用途徑
  從焦爐的熱平衡數據表可以看出,荒煤氣帶出的熱量占供入焦爐熱量的35%左右。在這部分熱量主要包括煤料中水分的加熱、汽化帶走的熱和煤氣帶走的顯熱。
因此,針對荒煤氣帶走的熱量的節能主要從兩方面考慮,一是降低裝爐煤的水分,從而減少荒煤氣帶走的熱量,另外就是回收利用荒煤氣中的熱能。
①降低裝爐煤的水分,實現干燥煤和預熱煤煉焦據測算,入爐煤水分每增減1%,煉焦相當耗熱量增減58520~66880J/kg干煤。
而干燥煤和預熱煤煉焦是降低煤料水分從而達到節能的手段。
干燥煤或預熱煤煉焦就是將在炭化室內進行的水分加熱、蒸發等過程全部或部分放在爐外完成。濕煤料爐外干燥或預熱,通常都是在傳質、傳熱效率較高的流態化裝置內進行的,因此濕煤干燥或預熱的熱耗比在炭化室內進行時要低。由于預熱煤裝爐煉焦,改變了炭化室內傳熱的狀態,縮短了結焦時間,因此相應地降低了散熱損失。焦爐設備在焦炭質量的前提下,可以適當地降低焦餅中心溫度和爐頂空間溫度,從而也可減少焦餅和荒煤氣帶走的顯熱。據分析,預熱煤煉焦比濕煤煉焦節省10%左右的煉焦耗熱量,約節能391KJ/kg焦。
目前,趨向于部分去除裝爐煤水分煉焦技術的研究,即煤調濕技術。煤調濕是把水分>10%的配合后煉焦用煤,使用干燥機將其水分降低至約6%,同時達到合理利用煤炭資源,降低生產成本的目的。這項技術以其較好的經濟效益和社會效益受到焦化界的普遍重視,并較快發展。
按照預熱煤的熱源和干燥設備劃分,目前國內相關研究機構正研究并進行積極工業推廣試用煤調濕工藝流程包括用焦爐煙道氣顯熱作熱源的煤調濕裝置、用焦爐煙道氣和荒煤氣顯熱作熱源的煤調濕裝置、用蒸汽作熱源的煤調濕裝置、用焦爐煙道氣作熱源流化床干燥機的煤調濕裝置等。
1)用焦爐煙道氣顯熱作熱源的煤調濕裝置
這種煤調濕裝置是利用焦爐煙道氣的顯熱在立式多層干燥機內與濕煤進行直接熱交換。煤的水分由一9%降至一6%,采用該種工藝流程的煤調濕裝置,在日本只有一處,即中山廠煤調濕裝置。
2)用焦爐煙道氣和荒煤氣顯熱作熱源的煤調濕裝置用導熱油為熱媒,通過煙道換熱器和上升管換熱器吸收焦爐煙道氣和荒煤氣顯熱后溫度提高至210℃,在多管回轉干燥機內與濕煤進行間接熱交換(熱媒油走管內,濕煤走管外)。通過調節熱媒油溫度、干燥機轉數、給煤量等措施使煤料水分達到目標值。
與濕煤換熱后的熱媒油溫度降至80℃,送到煙道換熱器換熱,吸收焦爐燃燒廢氣余熱后溫度升高到130℃;再到上升管換熱器換熱,吸收荒煤氣余熱后溫度升至160℃;再到管式爐用焦爐煤氣加熱至210℃后,回到干燥機內與濕煤換熱,循環使用。
該工藝根據焦爐能流途徑和熱能組成來設計節能工藝。
一方面盡量回收利用荒煤氣、燃燒廢氣攜帶的熱能,同時充分利用富余的焦爐煤氣這種二次能源;另一方面利用回收的余熱資源,降低裝爐煤水分,從源頭上減少荒煤氣的帶出的熱量和煉焦溫度,然后降低煉焦能耗。
但該流程工藝復雜、設備龐大、投資大、占地面積較大,未推廣應用。鞍山焦耐院同日本新日鐵公司合作,于1995年在重鋼焦化廠設計試用了一套裝置。從實際運行情況看,該流程系統線路過長,波及面寬,涉及配煤、煉焦的主體生產,并對煤氣凈化系統的冷凝鼓風工段有影響,增加了焦化廠生產操作的難度;導熱油易泄漏、溫度高易燃,對運行管路和設備的要求高,操作管理程序復雜,并且因配套的設備材料難以滿足工藝技術的要求,運行期間事故頻發,系數低。尤其是爐頂上升管換熱器附屬的熱媒油管路較為復雜,容易漏油引發火災,因而惡化了操作環境,增大了設備維護的難度和工作量。
  其二、焦化設備機修車的應用前景
  現在隨著焦爐爐門設備不斷大型化,縮短鉆桿長度,降低井架的高度,增加鉆桿和井架的穩定性顯得越來越重要。該焦化設備機修車也可用于全廠其它設備的拆卸、安裝及運輸。焦化設備機修車的出現在原焦化裝置設計投資的基礎之上可節約裝置和設備的投資。我國石油化工股份有限公司上海高橋分公司1200kt/a焦化裝置(新建)試用該機修車,反映良好。
隨著水力馬達(或水渦輪)使用的廣泛性,許多老焦化裝置改造后將有可能使用水力馬達(或水渦輪)。在無法增加檢修平臺和增加井架高度的前提下,使用這種設備機修車,可以非常簡便地解決設備檢修的操作問題。所以,焦化設備機修車在新上的焦化裝置和老焦化裝置改造中有著廣泛的使用前景。

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