焦炉荒煤气余热回收原理

热管技术在荒煤气余热回收上的应用一、炼焦荒煤气余热利用技术背景。

1、炼焦荒煤气余热利用技术的必要性。

炼焦化学工业是影响国民经济基础的清洁能源转化的流程工业，是炼焦煤通过干馏、实现焦炭和其关联产品的生产工艺模式，属于典型的能源流程产业。

焦炭生产过程中，配合煤在焦炉中被隔绝空气加热干馏，生成焦炭的同时产生大量的荒煤气。

从炼焦生产过程热平衡分布看，从焦炉炭化室推出的950℃〜1050℃红焦带出的显热余热占焦炉支出热的37%，650℃〜750℃焦炉荒煤气带出热（中温佘热）占焦炉支出热的36%，180℃〜230℃焦炉烟道废气带出热(低温余热)占焦炉支出热的16%，炉体表面热损失(低温余热)占焦炉支出热的11%。

炼焦荒煤气余热回收利用的经济效益显著。

理论及实验数据表明，每生产1 吨红焦的高温荒煤气余热回收后至少能产生0. 1吨0. 6兆帕蒸汽，当前，我国年产焦炭约35300万吨，如其荒煤气余热全部得到回收利用，则半至少可回收3530万吨0.6兆帕蒸汽,折合标煤约380万吨，年可减排二氧化碳量993万吨，节能潜力巨大。

为实施清洁生产，持续减少资源及能源消耗、减少污染物的产生与排放，焦化行业已成为国家节能降耗方面重点关注行业，面临着巨大的节能减排压力。

2、我国炼焦荒煤气余热利用技术的进程。

目前，焦化行业传统做法是喷洒大量氨水，使荒煤气温度降低，进入后续煤化工产品回收加工工段。

这样的结果是，荒煤气带出的热量被白白浪费掉，既流失了荒煤气热能，还增加了水资源的消耗。

炼焦荒煤气余热冋收利用技术在我国经历了近30年的研究历程。

上世纪70年代，采用夹套上升管，夹套内冷却水吸收荒煤气所携带的热量而汽化，产生蒸汽，实现热能的回收利用，简称为“焦炉上升管汽化冷却装置”，这一技术曾一度被多家焦化企业釆用，后因上升管的筒体焊缝拉裂、漏水、漏汽等问题，运行几年后基本停用。

后来经过改进，有的企业把冷却水换成了导热油，导热油与高温荒煤气间接换热，被加热的高温导热油用于煤焦油蒸馏、干燥入炉煤、蒸氨等。

第６期 收稿日期：２０１８－０２－０２作者简介：姜　崴（１９７３—），山东乳山人，本科，高级工程师，１９９７年毕业于太原理工大学精细化工专业，目前从事工艺设计方面的工作。

焦炉荒煤气余热回收技术应用分析姜　崴（山西国控环球工程有限公司，山西太原　０３００２４）摘要：焦炉荒煤气含有大量的焦炉热量。

纵观传统焦化工艺，处于集气管内的焦炉荒煤气需要利用喷氨水的手段将其冷却降温，这种做法既会损耗多量的电能，还会导致荒煤气热量的浪费。

本文将结合焦炉荒煤气的特点，分析和探讨焦炉荒煤气余热回收技术。

关键词：荒煤气；余热回收；应用分析中图分类号：ＴＱ０８３．４；ＴＱ５２０．８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）０６－０１０９－０１ 我国焦炭产量在世界范围内处于前列，然而整体科技水平不高，许多焦化企业面临着亏损。

我国焦炭大部分被用来炼铁。

焦炉荒煤气携带着大量的热量，不合理利用的话会造成巨大的损耗。

鉴于这一现实情况，焦化企业要积极调整工艺结构，优化和完善焦炉荒煤气余热回收技术。

１　焦炉荒煤气以及煤焦油结焦的特征荒煤气内含有多种成分，不仅含有净煤气，还含有硫化氢、煤焦油、水分等成分。

硫化氢作为荒煤气中的成分之一，在干燥状态下不会对金属造成腐蚀和破坏。

然而，当焦化企业利用换热器回收荒煤气时，由于换热器壁面与荒煤气之间的温度差异，会导致水蒸气凝结或煤焦油凝结，使得可融入水的硫化氢在水蒸气或煤焦油之中溶解，进而对换热器的金属壁面造成严重的腐蚀破坏，对设备的安全使用造成威胁，可能导致严重的安全隐患。

煤焦油内含有多种成分，根据沸点的高低可分为沥青、蒽油、洗油等成分。

实践证明，煤焦油的凝结温度为４５０℃，凝结之后的煤焦油会顺着换热器的避免往下流动，当流动到换热器的底部时，凝结后的煤焦油在炭化室的高温辐射下得到再一次分解，其中煤焦油中的固体成分将在换热器表面附着，导致积碳现象。

当换热器避免的温度远远低于煤焦油的温度时，煤焦油会迅速冷凝成为结焦，这些现象都是制约焦炉荒煤气余热回收技术发展的难题，攻克焦炉上升管换热器运行问题有助于促进荒煤气余热回收技术的发展。

余热回收的原理与设计余热回收是一种能源利用的方式，通过回收工业过程中产生的废热，将其转化为可用的热能，实现能源资源的高效利用。

本文将介绍余热回收的原理与设计，以及其在实际应用中的一些关键问题。

一、余热回收的原理工业生产过程中，往往会产生大量的废热，这些废热如果不加以利用，将会浪费大量的能源资源。

余热回收的原理就是通过一系列的热交换和能量转化过程，将废热转化为可用的热能，以满足其他工艺过程或提供供暖等热能需求。

余热回收的原理主要包括以下几个方面：1.热交换：余热回收系统通过热交换器将废热与冷却介质进行热交换，将高温的废热传递给冷却介质，使其升温，同时冷却介质的温度下降，实现能量的转移。

2.能量转化：通过热交换过程，废热中的热能被传递给冷却介质，使其温度升高。

然后，利用热能转换设备（如蒸汽发生器、热泵等）将热能转化为其他形式的能量，如蒸汽、热水、电能等。

3.能量利用：转化后的能量可用于其他工艺过程，例如用蒸汽发生器产生蒸汽，用于供暖、发电或工艺加热等。

二、余热回收的设计余热回收系统的设计需要考虑多个因素，包括废热的温度、流量、性质等，以及回收后的能量利用方式等。

以下是一些常见的余热回收系统设计要点：1.热交换器的选择：热交换器是余热回收系统的核心部件，其性能直接影响回收效果。

根据废热的温度和流量等参数，选择合适的热交换器类型，如板式热交换器、管壳式热交换器等。

2.热能转化设备的选型：根据回收后的能量利用需求，选择合适的热能转化设备。

如需产生蒸汽，可选用蒸汽发生器；如需产生热水，可选用热水锅炉；如需产生电能，可选用热电联供系统等。

3.系统的热平衡：在设计余热回收系统时，需要考虑废热与冷却介质之间的热平衡问题，以确保能量的有效转移。

合理选择冷却介质的流量、温度等参数，以实现废热的高效回收。

4.系统的安全性：余热回收系统应考虑安全因素，包括防止废热泄漏、冷却介质的腐蚀等。

选择适当的材料和设计合理的系统结构，以确保系统的安全运行。

清洁型热回收捣固焦炉工作原理、特点与护炉设备详解一、清洁型热回收捣固焦炉的工作原理及其特点：（一）QRD-2000清洁型热回收捣固焦炉工作原理：1、热回收焦炉工作原理是将炼焦煤捣固后装入炭化室，利用炭化室主墙、炉底和炉顶储蓄的热量以及相邻炭化室传入的热量使炼焦煤加热分解，产生荒煤气，荒煤气在自下而上逸出的过程中，覆盖在煤层表面，形成第一层惰性气体保护层，然后向炉顶空间扩散，与由外部引入的空气发生不充分燃烧，生成的废气形成煤焦与空气之间的第二层惰性气体保护层。

2、由于干馏产生的荒煤气不断产生，在煤（焦）层上覆盖和向炉顶的扩散不断进行。

使煤（焦）层在整个炼焦周期内始终覆盖着完好的惰性气体保护层，使炼焦煤在隔绝空气的条件下加热得到焦炭。

3、在炭化室内燃烧不完全的气体通过炭化室主墙下降火道到四联拱燃烧室内，在耐火砖的保护下再次与进入的适度过量的空气充分燃烧，燃烧后的高温废气送去发电并脱除二氧化硫后排入大气。

（二）特点：1、有利于焦炉实现清洁化生产：⑴、焦炉采用负压操作的炼焦工艺，从根本上消除了炼焦过程中烟尘的外泄。

⑵、炼焦炉采用了水平接焦，最大限度地减少了推焦过程中焦炭跌落产生的粉尘。

⑶、在备煤粉碎机房、筛焦楼、熄焦塔顶部等处采用了机械除尘。

⑷、在精煤场采用了降尘喷水装置。

⑸、炼焦工艺和环保措施相结合，更容易实现焦炉的清洁化生产。

⑹、该焦炉没有回收化学产品和净化焦炉煤气的设施，在生产过程中不产生含有化学成分的污水，不需要建设污水处理车间。

⑺、在全厂生产过程中熄焦时产生的废水，经过熄焦沉淀池沉淀后循环使用不外排从而减少焦炉热修。

⑻、焦炉生产工艺简单，没有大型鼓风机、水泵等高噪声设备。

⑼、在全厂生产过程中产生噪声的设备有精煤粉碎机、焦炭分级筛、焦炉机械等。

⑽、精煤粉碎机和焦炭分级筛采用低噪声设备，在安装和使用过程中采取了降低噪声的措施，厂房周围的噪声低于50dB。

⑾、焦炉机械的噪声主要来源于捣固机，捣固工艺采用液压捣固，捣固过程中产生的噪声很低，一般低于40dB从而减少焦炉热修。

焦炉废气交换系统工作原理
焦炉废气交换系统是一种利用焦炉排放的高温废气进行能量回收的装置。

其工作原理如下：
1. 焦炉燃烧：在焦炉燃烧过程中，炉内煤炭被加热并变成焦炭，同时释放出大量热能形成高温废气。

2. 废气排放：焦炉废气经过烟囱排放到大气中。

3. 烟气净化：在焦炉废气交换系统之前，废气会经过烟气净化系统进行处理，包括除尘、脱硫等工艺，以满足环保排放要求。

4. 烟气回收：焦炉废气交换系统中，高温废气通过烟气换热器与待加热介质进行热交换。

烟气换热器由一系列管道组成，介质在管道外流动，而废气在管道内流动，通过管壁的传热，废气的热能被传递给介质。

5. 能量回收：在烟气换热器中，待加热的介质（如水蒸气或热媒）接受废气传递的热量，温度升高。

这样，废气的高温能量得以回收，而介质的温度升高可以用于其他工艺或设备的加热。

通过焦炉废气交换系统的工作，废气排放后的热能得到回收利用，不仅提高了能源利用效率，还减少了焦炉燃烧产生的废气对环境的污染。

同时，回收的热能可以降低其他工艺或设备的能源消耗，达到节能减排的效果。

中国冶金报/2010年/9月/9日/第C02版原料行业炼焦荒煤气余热回收任重道远丰恒夫炼焦生产是典型的能源再加工和热能的再回收利用过程，焦炭和炼焦煤气是其主要的能源产品。

煤在干馏过程中产生的高温荒煤气，其余热的回收与利用历来是焦化行业重点技术之一。

炼焦过程中热量损失分布炼焦荒煤气余热回收利用的必要性炼焦化学工业是影响国民经济基础的清洁能源转化的流程工业，是炼焦煤通过干馏、实现焦炭和其关联产品的生产工艺模式，属于典型的能源流程产业。

焦炭生产过程中，配合煤在焦炉中被隔绝空气加热干馏，生成焦炭的同时产生大量的荒煤气。

从炼焦生产过程热平衡分布看，从焦炉炭化室推出的950℃～1050℃红焦带出的显热（高温余热）占焦炉支出热的37%，650℃～750℃焦炉荒煤气带出热（中温余热）占焦炉支出热的36%，180℃～230℃焦炉烟道废气带出热（低温余热）占焦炉支出热的16%，炉体表面热损失（低温余热）占焦炉支出热的11%。

在占焦炉支出热最多的两项中，对焦炭带出的显热，目前已有成熟的干熄焦装置回收并发电，而对焦化荒煤气带出的显热，虽然从上世纪70年代末期国内就开始回收尝试，但至今未形成成熟、可靠、高效的回收利用技术。

炼焦荒煤气余热回收利用的经济效益显著。

理论及中试数据表明，每生产1吨红焦的高温荒煤气余热回收后至少能产生0.1吨0.6兆帕蒸汽，2009年我国生产焦炭35300万吨，如其荒煤气余热全部得到回收利用，则至少可回收3530万吨0.6兆帕蒸汽，折合标煤约380万吨，年可减排二氧化碳量993万吨，节能潜力巨大。

为实施清洁生产，持续减少资源与能源消耗、减少污染物的产生与排放，焦化行业已成为国家在节能降耗方面重点关注行业，面临着巨大的节能减排压力。

我国炼焦荒煤气余热回收利用的进程从炼焦炉炭化室内产生的650℃～700℃高温荒煤气，其氢气及甲烷、苯碳氢化合物的体积含量分别达60%、35%，经钢制的上升管逸出。

为了冷却高温荒煤气，目前世界焦化业传统的方法是喷洒大量70℃～75℃的循环氨水，循环氨水吸热而大量蒸发，使荒煤气温度得以降低，进入后序煤化工产品回收加工工段。

余热回收利用原理余热回收利用是指在工业生产或能源利用过程中，将产生的废热进行有效回收利用的技术。

余热是指在各种工业生产和能源利用过程中，未能被充分利用的热能，通常以废气、废水、废热的形式存在。

余热回收利用原理是通过各种技术手段将这些废热进行回收和再利用，以达到节能减排的目的。

首先，余热回收利用的原理是基于热力学第一定律的能量守恒原理。

根据能量守恒定律，能量在一个封闭系统内不会减少或增加，只会从一种形式转化为另一种形式。

工业生产和能源利用过程中产生的废热，实际上是未能被充分利用的能量形式。

通过余热回收利用技术，可以将这些废热进行有效地回收和再利用，从而实现能量的再转化和再利用，达到节能减排的效果。

其次，余热回收利用的原理是基于热力学第二定律的熵增原理。

根据热力学第二定律，熵在一个封闭系统内只能增加，不能减少。

工业生产和能源利用过程中产生的废热，实际上是增加了系统的熵值。

通过余热回收利用技术，可以将这些废热进行有效地回收和再利用，减少系统的熵增，从而实现能源的有效利用和系统的熵值控制。

最后，余热回收利用的原理是基于环境保护和可持续发展的需要。

随着工业化进程的加快和能源消耗的增加，废热排放已成为环境污染和资源浪费的重要问题。

通过余热回收利用技术，可以将这些废热进行有效地回收和再利用，减少对环境的污染，实现资源的可持续利用，符合环境保护和可持续发展的需要。

综上所述，余热回收利用原理是基于能量守恒、熵增和环境保护的基本原理，通过各种技术手段将工业生产和能源利用过程中产生的废热进行有效回收和再利用，达到节能减排、资源可持续利用和环境保护的目的。

余热回收利用技术的发展和应用，对于推动工业生产和能源利用的可持续发展具有重要意义。

烟气余热回收烟气余热回收是一种利用工业烟气中的热能，将其转化为有用的能源的技术。

在工业生产过程中，许多设备会产生大量的烟气，并且其中蕴含着大量的热能。

如果不加以回收利用，这些烟气中的热能将会成为一种浪费。

利用烟气余热回收技术，可以将这些烟气中的热能转化为电力、热水等形式，实现能源的有效利用。

一、烟气余热回收的原理烟气余热回收的原理是利用烟气中所含的高温热能，通过热交换器等设备将其传递给工作介质，使其温度升高，从而实现能量的转化。

具体而言，烟气在经过工业设备后温度较高，热能丰富，而同一工艺中的其他设备或介质却需要能量供应才能进行正常运行。

通过在烟气和工作介质之间设置热交换器，将烟气中的热能传递给工作介质，使其温度升高并得到利用。

烟气在释放了热能后会冷却下来，然后被排出。

二、烟气余热回收的应用领域1. 电力发电领域烟气余热回收技术在电力发电领域得到了广泛应用。

发电厂中燃气轮机、燃煤发电等设备产生的烟气中含有大量的热能，通过热交换器回收这些热能，可以增加发电系统的整体效率，并减少对外部能源的依赖。

2. 石油化工领域在石油化工生产过程中，许多工艺所产生的烟气含有高温热能，通过烟气余热回收技术进行回收利用，不仅可以提高生产过程的能源利用率，还可以降低生产成本。

3. 钢铁冶炼领域钢铁冶炼过程中，高炉煤气以及其它烟气所含的热能可以通过余热回收技术回收利用。

回收过程中，烟气中的热能被传递给工作介质，使其升温后可以用于生产过程中的加热需求，从而实现能源的循环利用。

4. 建材行业在建材行业中，如水泥生产过程中，熟料窑炉烟气中的高温热能可以通过余热回收设备回收利用，为其他工艺提供热能，减少能源的消耗。

三、烟气余热回收的优势1. 提高能源利用效率通过烟气余热回收技术，可以将烟气中的热能转化为有用的能源，在一定程度上提高了能源的利用效率。

这有助于减少对外部能源的需求，降低能源消耗成本。

2. 减少环境污染利用余热回收技术，可以减少工业排放的烟尘、废气等污染物的含量，起到了环保的作用。

关于焦炉荒煤气显热的余热利用1焦化厂焦炉上升管荒煤气余热回收利用的必要性焦化厂从加煤开始到推焦，从焦炉炭化室推出的950℃～1050℃红焦带出的显热(高温余热)占焦炉支出热的37%(此部分已经由干熄焦得以解决)，650℃～850℃焦炉上升管荒煤气带出热(中温余热)占焦炉支出热的36%(此部分热量一直没有得到有效解决和利用)，180℃～230℃焦炉烟道废气带出热(低温余热)占焦炉支出热的16%(此部分已经由烟道气余热锅炉解决并利用)，炉体表面热损失(低温余热)占焦炉支出热的11%。

我们经过理论计算及中试数据(三钢集团4.3m焦炉)测试表明，焦炉上升管高温荒煤气余热回收后至少能产生0.6MPa饱和蒸汽0.08吨/吨焦，沙钢集团6.0m焦炉测试表明，焦炉上升管高温荒煤气余热回收后至少能产生0.6MPa饱和蒸汽0.12吨/吨焦，唐山达丰5.5m焦炉测试表明，焦炉上升管高温荒煤气余热回收后至少能产生0.6MPa 饱和蒸汽约0.1吨/吨焦，2014年数据统计，我国焦炭产量约4.3亿吨，如将上升管全面改造，测算下来至少可回收3870万吨的0.6MPa 饱和蒸汽，折合标煤约355万吨，年可减排二氧化碳量885万吨，二氧化硫26万吨，氮氧化物13万吨，节能又减排。

焦炉荒煤气的余热利用得以实施和推广，目前对治理雾霾天气和环境污染治理具有广阔前景。

2焦化厂焦炉上升管荒煤气显热余热回收利用的进程目前世界焦化业传统的方法是喷洒大量70℃～75℃的循环氨水，循环氨水吸热而大量蒸发，使荒煤气温度得以降低，进入后序煤化工产品回收加工工段。

这样的结果是，荒煤气带出的热量被白白浪费掉，既浪费了荒煤气热能，还增加了水资源的消耗和电力的消耗，上升管荒煤气余热回收技术尚未取得实质性突破。

1970年开始，国内外都对上升管荒煤气的余热利用进行了多项次的研究和试验，夹套上升管、导热油、热管技术的应用，最终不能完全解决上升管的简体焊缝拉裂、漏水、漏汽等问题，以及上升管内部焦油和石墨的吸附问题，未及深入开发研究和使用，而搁置下来近30多年。

焦炉上升管荒煤气余热利用技术作者：陈海生来源：《科技创新与应用》2016年第16期摘要：文章介绍了焦炉上升管荒煤气余热利用技术的发展历程，提出了一种新型的利用技术，并就具体应用工程进行了工艺流程、主要设备、投资等介绍。

希望通过文章的分析，能够对相关工作提供参考。

关键词：焦炉上升管；荒煤气；余热利用炼焦生产是典型的能源再加工和热能的再回收利用过程，焦炭和炼焦煤气是其主要的能源产品。

表1为炼焦过程中热量损失分布及相应的主要回收利用技术。

随着干熄焦和焦炉烟道废气余热锅炉技术的成熟，煤在干馏过程中产生的高温荒煤气的余热回收与利用就成为历来是焦化行业节能关注的焦点。

理论计算和各种试验装置的试验数据均表明，每生产1吨红焦焦炉上升管段的高温荒煤气余热回收后至少能产生0.8MPa蒸汽0.1吨，2015年我国生产焦炭4.48亿吨，如其荒煤气余热全部得到回收利用，则至少可回收4480万吨0.8MPa蒸汽，折合标煤约424万吨，年可减排二氧化碳量1102万吨，二氧化硫量10.2万吨，氮氧化物量3.0万吨，节能减排潜力巨大。

1 我国焦炉上升管荒煤气余热利用的进程目前世界焦化行业传统的方法是喷洒大量70℃～75℃的循环氨水，循环氨水吸热而大量蒸发，使荒煤气温度得以降低，进入后序煤化工产品回收加工工段。

这样的结果是，荒煤气带出的热量被白白浪费掉，既流失了荒煤气热能，还增加了水资源的消耗。

早在上世纪70年代，首钢、太钢采用夹套上升管，夹套内冷却水吸收荒煤气所携带的热量而汽化，产生蒸汽，实现热能的回收利用，简称为“焦炉上升管汽化冷却装置”，并相继在武钢、马钢、鞍钢、涟钢、北京焦化厂、沈阳煤气二厂、本钢一铁和平顶山焦化厂等多家企业得到应用。

北京焦化在上升管体卷边结构、焊接方法方面进行了多项改进，仍不能完全解决上升管的筒体焊缝拉裂、漏水、漏汽等问题，运行几年后终因系统安全稳定性、运行成本等方面原因纷纷停用。

据悉国内运行时间最长的本钢一铁也由于2008年4.3m焦炉的拆除而中止了该技术的使用。

焦炉上升管余热回收利用系统的应用及运行效果焦炉是焦化行业的关键设备，其生产过程中会产生大量的余热。

为了充分利用这些余热资源，提高能源利用效率和减少环境污染，焦炉上升管余热回收利用系统得到了广泛的应用。

本文将介绍焦炉上升管余热回收利用系统的应用及运行效果。

焦炉上升管余热回收利用系统是利用焦炉上升管产生的高温废气进行余热回收，通过换热器将高温废气中的热能转化为热水或蒸汽等热媒介，再利用热媒介为锅炉、发电机组、热水供暖等设备提供热源。

系统一般由余热换热器、冷却塔、泵站、管道及控制系统等组成。

目前，焦炉上升管余热回收利用系统在焦化行业得到了广泛的应用。

各大焦化企业纷纷投入巨资引进先进的余热回收利用系统，以降低生产成本，提高效益，减少对环境的影响。

政府也出台了一系列的政策法规，对焦化企业实行“十大标”、“三同时”等标准，督促企业采取措施减少热能浪费和环境污染。

1. 节能减排焦炉上升管余热回收利用系统可将热能转化为电能、热能等形式，显著降低了焦化生产的能耗。

根据统计数据显示，引进该系统后，企业的能源消耗可以减少20%以上，减少了大量的二氧化碳等温室气体的排放，对改善环境起到了积极的作用。

2. 提高了热经济指标焦炉上升管余热回收利用系统的应用，使得热经济指标得到了显著提高。

在相同的焦炉生产条件下，焦炭产量相对提高了5%以上，端喘科技费用大幅降低。

3. 缩短了投资回收期尽管引进焦炉上升管余热回收利用系统需要一定的初始化投资，但随着系统的运行推广和经济效益的提高，企业通常在2-3年内便可将这部分投资收回。

随着焦炉上升管余热回收利用系统运行效果的不断验证和提高，以及政府对环保节能的政策不断推动，该系统的应用前景十分广阔。

未来，随着焦化行业的发展，引进这一系统将成为焦化企业提高竞争力、实现可持续发展的重要手段。

圆园20年第7期焦炉荒煤气是一种具有很大回收和利用价值的炼焦生产副产品,其成分中不仅包含有焦油、粗苯等化工产品可供回收,而且还具有很高的热能。

炼焦生产中约有70%的热量被成熟焦炭和高温荒煤气带走,而其中荒煤气所含有的热能与红焦显热基本相当,由此可见高温荒煤气热量之高。

目前,炼焦生产中对于红焦显热可通过干熄焦技术进行回收利用,其应用已非常广泛,但对于荒煤气余热的回收利用却相对较少。

目前,很多国内焦化企业都采用氨水喷洒的方式来吸收荒煤气热量并给集气管降温,而这部分热量则被循环氨水系统带走后白白浪费了。

随着炼焦热能回收技术的发展,上升管荒煤气余热回收的相关技术也已趋于成熟,在当前倡导节能减排和高质量发展的形势下,为了实现对能源的高效利用,各焦化企业纷纷开始加强对荒煤气余热回收相关技术的研究和应用。

邯钢公司焦化厂通过采用换热器的方式实现了对上升管荒煤气余热的回收利用,为企业带来了良好的经济效益和环境效益。

本文对焦炉上升管荒煤气余热回收利用的好处以及相关技术的应用进行了分析。

一、上升管荒煤气余热回收的好处在焦炭高温干馏过程中,其热量损失主要来自于红焦显热、荒煤气余热、烟道废气热、焦炉炉体表面散热这几部分。

其中红焦显热、荒煤气余热是热量损失的主要部分,两者同属高温余热,分别占到了炼焦过程中热量损失的37%和36%,具有可观的回收利用价值。

红焦显热主要通过干熄焦进行回收,而荒煤气余热主要通过余热锅炉进行回收。

上升管荒煤气余热回收的好处主要有以下几点:1.促进能源高效利用。

碳化室焦炭在高温干馏下产生的荒煤气,由上升管逸出,经集气管送至化产鼓冷工段。

上升管荒煤气余热所携带的热量最多可达到焦炉输出总热量的近40%,与红焦显热基本相当,如果不加以回收利用显然是比较大的能源浪费。

通过在上升管设置余热回收装置,可使大部分荒煤气余热热量得到回收利用,产生的蒸汽可送至蒸汽管网用于工业生产和冬季取暖。

理论数据和相关的试验数据表明,按照50%的回收率计算,每生产1吨成熟焦炭,上升管荒煤气余热回收后至少能产生0.1吨0.8MPa 的饱和蒸汽。

焦炉上升管荒煤气余热利用技术文章介绍了焦炉上升管荒煤气余热利用技术的发展历程，提出了一种新型的利用技术，并就具体应用工程进行了工艺流程、主要设备、投资等介绍。

希望通过文章的分析，能够对相关工作提供参考。

标签：焦炉上升管；荒煤气；余热利用炼焦生产是典型的能源再加工和热能的再回收利用过程，焦炭和炼焦煤气是其主要的能源产品。

表1为炼焦过程中热量损失分布及相应的主要回收利用技术。

随着干熄焦和焦炉烟道废气余热锅炉技术的成熟，煤在干馏过程中产生的高温荒煤气的余热回收与利用就成为历来是焦化行业节能关注的焦点。

理论计算和各种试验装置的试验数据均表明，每生产1吨红焦焦炉上升管段的高温荒煤气余热回收后至少能产生0.8MPa蒸汽0.1吨，2015年我国生产焦炭4.48亿吨，如其荒煤气余热全部得到回收利用，则至少可回收4480万吨0.8MPa 蒸汽，折合标煤约424万吨，年可减排二氧化碳量1102万吨，二氧化硫量10.2万吨，氮氧化物量3.0万吨，节能减排潜力巨大。

1 我国焦炉上升管荒煤气余热利用的进程目前世界焦化行业传统的方法是喷洒大量70℃～75℃的循环氨水，循环氨水吸热而大量蒸发，使荒煤气温度得以降低，进入后序煤化工产品回收加工工段。

这样的结果是，荒煤气带出的热量被白白浪费掉，既流失了荒煤气热能，还增加了水资源的消耗。

早在上世纪70年代，首钢、太钢采用夹套上升管，夹套内冷却水吸收荒煤气所携带的热量而汽化，产生蒸汽，实现热能的回收利用，简称为“焦炉上升管汽化冷却装置”，并相继在武钢、马钢、鞍钢、涟钢、北京焦化厂、沈阳煤气二厂、本钢一铁和平顶山焦化厂等多家企业得到应用。

北京焦化在上升管体卷边结构、焊接方法方面进行了多项改进，仍不能完全解决上升管的筒体焊缝拉裂、漏水、漏汽等问题，运行几年后终因系统安全稳定性、运行成本等方面原因纷纷停用。

据悉国内运行时间最长的本钢一铁也由于2008年4.3m焦炉的拆除而中止了该技术的使用。

焦炉煤气初冷系统余热利用世界金属导报/2006年/6月/6日/第A06版科技焦炉煤气初冷系统余热利用胡新亮炼焦工业既是重要的能源生产部门，又是耗能大户。

中国焦化生产工序能耗为180～200kg标煤／t。

在大型焦化厂的焦化工序能耗中，备煤约占5%～10%，炼焦占70%～80%，化产回收占15%～20%。

就焦炉产物带出的热量而言，赤热焦炭的显热居第一位，荒煤气的显热居第二位，两者合计占焦炉总输出热量的65%～75%。

荒煤气带出显热的回收，对焦化厂节能降耗、提高经济具有非常重要的作用。

1工艺简介荒煤气以650～700℃温度离开焦炉，经上升管至桥管，在集气管内用氨水喷洒降至80～85℃，然后经初冷器将煤气冷却至21～35℃。

氨水经冷却和除焦油后循环使用。

荒煤气带出的有效能占焦炉总输出有效能的18%，大部分在此过程中转移到循环氨水和初冷器的冷却水中，因此，对煤气初冷系统的余热回收主要是回收利用循环氨水和初冷器循环水的热量，同时要注意回收高温位的热能。

2余热利用技术2.1上升管汽化冷却器在上升管外安装汽化冷却器，利用650～700℃的高温荒煤气显热副产蒸汽。

每吨焦可发生0.5MPa饱和蒸汽0.1～0.12t，相当于每千克入炉煤回收余热270kJ。

采用上升管汽化冷却装置不仅可降低能耗，而且可解决荒煤气高温裂解后在上升管根部结成难以清除的石墨问题，减少喷洒氨水消耗量，降低上升管外壁温度，改善炉顶操作条件。

2.2上升管热管回收余热随着热管技术的发展，采用热管技术回收高温荒煤气显热的技术也被提出。

采用热管技术可回收荒煤气500℃以上的显热。

热管安装在荒煤气上升管内，整个装置包括热管换热器、热风引入设备、氨水喷淋器、气液分离罐以及循环水罐和水泵等。

荒煤气仍由上升管下部引入，通过热管换热器换热降温至500℃，然后用喷洒氨水冷却至80～85℃。

根据余热回收装置的工作温度范围，选用金属钾为工质，采取不锈钢丝网吸液芯附于热管内壁。

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