焦炉上升管中荒煤气余热回收的结焦问题研究

焦炉工业作为重要的炼焦工艺,不仅产出焦炭,还同时生成了一种潜在富含能量和有价值化学成分的副产品,即荒煤气。荒煤气在焦化过程中承载着大量的热能,其潜在价值不容小觑。然而,荒煤气的有效回收与利用一直面临着重大挑战,其中焦油蒸汽的结焦问题是制约其回收利用的重要障碍。本研究旨在深入探讨荒煤气余热回收的结焦问题,通过对荒煤气中焦油蒸汽结焦的影响因素进行研究,提出了荒煤气焦油防止结焦措施,以提高荒煤气余热回收的效率,减少资源浪费,推动环保技术的发展,实现可持续发展的目标。     

焦炉荒煤气余热回收技术应用

介绍了焦炉荒煤气余热回收技术的工艺流程及技术特点,同时介绍了该技术在柳钢焦化厂的应用情况。该技术可以充分利用现有资源,安全可靠,整体运行比较稳定,应用后经济效益约为560万元/a。     

导热油回收上升管荒煤气余热的工业实验研究

为回收焦炉荒煤气的高温余热,设计了螺旋管式上升管换热器,并开展了工业实验。结果表明,采用导热油作为取热介质时,上升管荒煤气出口平均温度在550℃以上,可避免煤气降温过程焦油质析出挂结问题;采用导热介质CS填充时,热回收率不低于80%。针对130×10~4 t/a的焦炉上升管,可产生热负荷不低于7 560 kW、温度大于240℃的导热油,为取代管式炉作为富油脱苯热源奠定了工业实施基础。     

6 m焦炉上升管余热回收系统改进

马钢6 m焦炉上升管余热回收系统已连续平稳运行3年多,在实际运行过程中优化了换热管材质和结构,解决了上升管漏水、内部结石墨等问题,为上升管余热回收利用提供了经验,具有显著的经济和环保效益。     

武钢7.63 m焦炉上升管荒煤气温度变化规律研究

为研究武钢7.63 m焦炉上升管余热利用工程实施的可行性,对2~#炭化室上升管根部和桥管处荒煤气温度进行连续在线检测。分析发现：上升管根部荒煤气温度在整个结焦过程呈现类似Z字型周期变化规律,最高温度发生在推焦前烧石墨阶段,达1 300℃～1 400℃,整个结焦周期的平均温度约为771℃;桥管处荒煤气温度仍保持较完整的周期性规律;7.63 m焦炉单孔炭化室荒煤气产量为1 156.42 m³/h,一个结焦周期内单孔炭化室荒煤气可利用理论热量约13.76 GJ,工程理论吨焦产汽量(1.6 MPa低压饱和蒸汽)为108 kg。     

焦炉荒煤气余热利用技术

<正>本发明为焦炉荒煤气余热利用技术,涉及一种用于顶装焦炉或捣固焦炉的焦炉荒煤气余热利用方法及装置。本发明技术方案是将焦炉各个炭化室内的高温荒煤气通过上升管上部的三通管直接导出,不经氨水喷洒,通过接管与汇总管相连接,将各个炭化室内的荒煤气导入汇总管,再进入余热锅炉进行换热;换热后的荒煤气经氨水喷淋器降温后,送化产回收系统。本方法可将焦炉高温荒煤气的大量余热有效利用,余热利用率约60%~80%,可产生很好的经济效益。     

荒煤气上升管余热回收装置的传热实验研究

2台不同导流角度的新型螺旋夹套式余热回收装置用于4.3m焦炉上升管进行传热特性实验研究,测试了荒煤气在一个结焦周期内的温度波动及总体传热效果.结果表明,荒煤气的温度随着结焦时间呈现周期性波动,最高可达825℃,荒煤气温度波动对传热量的影响较大,但对总体传热系数影响不大.稳定氮气侧流量190m3/h,入口温度30℃,91 #装置(导流角度4°)的,havg为30.23W/(m2·℃),92#装置(导流角度3°)的havg为25.2 W/(m2·℃).针对荒煤气的流动特性和本实验装置结构特点所提出的传热模型同实验数据匹配较好,最大相对误差控制在±20％以内.     

焦炉余热综合利用研究进展

煤炭是我国主要化石能源,大力发展煤化工具有重要的战略意义,而煤焦化作为煤化工领域的一种重要技术得到了广泛的应用。目前的煤焦化技术耗能巨大,除高温干馏所需能量和炉体散热外,其余绝大多数能量最终转换成红焦显热、烟道气余热和荒煤气余热等待回收的热量。充分回收焦化厂所产生大量余热是当前煤焦化技术的研究重点。本文简述了以上3种形式热量的回收技术研究进展,指出干熄焦技术发展已日趋成熟,可回收大部分红焦显热;采用煤调湿技术、热管技术等可基本实现烟道气余热的高效回收;而回收荒煤气所带高温余热尚未形成成熟、可靠、规模化的技术方案。青岛科技大学开发的基于洗涤精馏的荒煤气余热回收技术,可彻底去除荒煤气中所夹带的焦粉,实现煤气、重质焦油与高沸点洗油的分离,并产生43.5kg高压蒸汽,是解决集中式热量回收的新思路,指出了荒煤气余热利用的新方向。     

焦炉上升管余热回收汽水系统水力工况分析

结合工程实例,对焦炉上升管余热回收汽水系统的水力工况进行分析。该工程采用5个上升管为1组的汽化系统分组方法,保证进水、产汽的均衡性;上升管热力系统采用"一级进水+二级出汽"复杂回路布置,保持该系统的水力稳定性;系统管道设计采用"大管径、小流速",减少外线布置造成的沿程阻力损失。该工程产汽率约为131 kg/t焦,可更好地提高焦化厂能源利用率。     

盐浴结构焦炉上升管换热器的传热特性

通过数值模拟及实际动态试验,研究了盐浴结构焦炉上升管换热器内的温度场和荒煤气流场,得到了换热器内温度和荒煤气速度的变化规律。研究结果表明,上升管换热器内荒煤气的流动处于层流入口段状态;沿上升管换热器径向,荒煤气温度在内筒壁及其扩展的直翅片附近迅速下降,在中心处的变化较小;直翅片的温度场呈现下部高、上部低、翅顶高、翅根低的趋势;整个炼焦周期内,上升管换热器的内筒壁温可控,可避免荒煤气中焦油蒸气的大量凝结。     

焦炉上升管中煤焦油流动特性的实验研究

为除去焦炉荒煤气显热回收过程中冷凝结焦在换热管壁表面的煤焦油,以煤焦油高温黏温特性曲线为实验依据,研究了200~800℃煤焦油在普通碳钢管道表面和镀镍涂层管道表面的流动特性情况,并线性拟合出煤焦油流动特性随温度变化的关系方程。结果表明:温度与换热管道表面煤焦油的流动特性之间呈现很好的指数关系;当管壁温度达到400℃左右时,普通碳钢管道表面的煤焦油由于流动特性的改变而基本脱除干净,镀镍涂层管道的温度在350℃左右;镀镍涂层管道在抑制结焦方面明显优于普通碳钢管道,其抑制结焦率在20%左右。     

焦炉烟道气余热回收工艺分析

对比了烟道废气换热新、旧工艺,介绍了废气余热回收装置。分析了新工艺的经济效益。焦炉烟道废气热回收装置投资省,见效快,运行、维护成本低,经济效益明显。     

盐浴螺旋盘管式焦炉上升管余热回收装置传热性能试验

对盐浴螺旋盘管式结构的焦炉上升管高温荒煤气余热回收装置进行了以烟气代替荒煤气的传热性能模拟试验,得到了上升管余热回收装置螺旋盘管环形套筒的外壁温度分布、上升管内烟气侧的传热系数、环形套筒内螺旋盘管外盐浴的自然对流传热系数等试验研究结果。结果表明,装置螺旋盘管环形套筒的外壁温度分布并非均匀,随上升管内烟气温度的升高而波动增大;烟气侧对流传热系数在Re数高于2900后随Re数的增大而明显上升;螺旋盘管外盐浴的自然对流传热系数随熔盐温度的升高几乎不变。根据试验结果拟合出环形套筒内螺旋盘管外盐浴的自然对流传热关联式,为实际的工程应用提供参考。     

焦炉多余热回收系统的分析及优化

为了研究焦炉多余热回收系统中能量的利用情况,依据分析理论,通过对某焦化厂实际案例的计算,对现有的余热回收方案进行分析,指出3个子系统运行过程中的能量回收的薄弱环节。结果表明：干熄焦、荒煤气、烟气余热回收系统的效率分别为55.16%、17.18%、51.75%,干熄焦系统的损主要为换热过程中产生的不可逆换热损失,荒煤气系统的损主要为出口损以及不可逆换热损失,烟道系统的损主要为烟气出口损。在此基础上依据各等级能量匹配利用的原则对原方案进行优化,并使用分析理论对其计算并分析。结果表明：优化过后的余热回收系统的总效率为58.72%,相比优化之前提高了11.07%,系统总不可逆换热损降低了155.49MJ/t干煤。     

热管蒸汽发生器在热法磷酸余热回收中的应用

新型热法磷酸生产技术中的特种燃磷塔以辐射换热方式回收了高温五氧化二磷气体的余热,副产工业蒸汽,获得了明显的节能效益。但对中温五氧化二磷气体余热,应采用对流换热方式加以回收。介绍了热管蒸汽发生器回收中温五氧化二磷烟气余热工作原理和运行特点,探讨了它在回收中温五氧化二磷气体余热上应注意的一些问题;最后分析了实施余热回收技术后的节能效果。     

清洁型热回收焦炉节能措施

结合SYR型捣固式清洁型热回收焦炉运行状况,着重分析影响其能耗的主要因素,包括市场因素、烧失率、入炉煤水分等,针对这些影响因素并根据《焦化行业准入条件》（2008年修订）相关要求,为进一步降低企业能耗,提高企业效益提出合理化建议。     

焦炉烟道气余热利用的不足与改进

总结了焦炉烟道气余热回收装置投产初期出现的问题,并通过增加开孔及管道横截面积减少系统阻力,采用变频调节增加总烟道吸力,增设烟道电动插板阀隔断废气循环等措施,使烟道气余热回收装置达到设计效果。     

CFB—FGD在清洁型热回收焦炉的应用

指出了目前（CFB-FGD）清洁型热回收焦炉烟气脱硫所采用的技术及其存在的缺点,介绍了循环流化床干法烟气脱硫技术的工艺原理、工艺流程和技术特点,描述了其在清洁型热回收焦炉上的应用及主要系统组成。     

焦炉荒煤气物性参数的研究

为了解决焦炉荒煤气显热回收传热计算中物性参数缺乏的问题,在简单介绍了焦炉煤气的实际组成和热工计算用焦炉煤气组成的前提下,研究了常压下焦炉煤气黏度、导热系数和比热容3个物性参数。采用热工计算用煤气组分,分别选用合适的数学模型对焦炉煤气的物性参数进行分析与计算,推导出焦炉煤气物性参数的计算公式。结果表明:焦炉煤气黏度、导热系数、比热容这三者的计算值与文献值最大偏差分别为-4.02%,-4.88%,-4.89%,表明数学模型可以用在工程计算中。