? ? ? ?煉焦生產(chǎn)是典型的能源再生加工和熱能的再回收利用過(guò)程,焦炭和煉焦是其主要的能源產(chǎn)品。高效回收利用在煉焦過(guò)程中產(chǎn)生的顯熱,是焦化行業(yè)節(jié)能降耗、建設(shè)綠色焦化的方向,也是焦化企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。通過(guò)對(duì)煉焦過(guò)程熱量散失分析看出:其中紅焦所含顯熱占37%;荒煤氣帶走余熱占36%,煙道廢氣帶走熱量占16%,焦?fàn)t爐體表面散熱占11%。
? ? ? ?工程院徐匡迪院士在2014年報(bào)告中指出:目前鋼鐵企業(yè)尚有30%的顯熱、顯能未被回收利用。其中,焦化過(guò)程約有50千克/噸焦。這意味著,在2013年國(guó)內(nèi)焦化行業(yè)煉焦生產(chǎn)過(guò)程中有:47600萬(wàn)噸(機(jī)焦)*50千克/噸焦*0.971千克標(biāo)煤/千克=2311萬(wàn)噸標(biāo)煤的顯熱未被回收利用。
? ? ? ?目前世界焦化行業(yè)傳統(tǒng)的方法是噴灑大量的70℃—75℃的循環(huán)氨水,循環(huán)氨水吸熱而大量揮發(fā),使荒煤氣溫度得以降低,進(jìn)入后續(xù)煤化工產(chǎn)品回收加工工段。這樣的結(jié)果是,荒煤氣帶出的熱量被白白浪費(fèi)掉,既流失了荒煤氣熱能,還增加了水資源的消耗。
? ? ? ?早在上世紀(jì)70年代,首鋼、太鋼采用水夾套上升管,夾套內(nèi)冷卻水吸收荒煤氣所攜帶的熱量而汽化,產(chǎn)生蒸汽,實(shí)現(xiàn)熱能的回收利用,簡(jiǎn)稱為“焦?fàn)t上升管汽化冷卻裝置”并相繼在武鋼、馬鋼、鞍鋼、漣鋼、北京焦化廠、沈陽(yáng)煤氣二廠、本鋼一鐵和平頂山焦化廠等多家企業(yè)得到應(yīng)用。北京焦化廠在上升管體卷邊結(jié)構(gòu)、焊接方法方面進(jìn)行了多項(xiàng)改進(jìn),仍不能完全解決上升管的筒體焊縫拉裂、漏水、漏汽等問(wèn)題,運(yùn)行幾年后終因系統(tǒng)安全穩(wěn)定性、運(yùn)行成本等方面原因紛紛停用。據(jù)悉國(guó)內(nèi)運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的本鋼一鐵也由于2008年4.3m焦?fàn)t拆除而終止了該項(xiàng)技術(shù)的使用。焦?fàn)t上升管汽化冷卻裝置在我國(guó)的應(yīng)用經(jīng)歷了發(fā)展、停滯、再研發(fā)、再停滯的過(guò)程。研究的技術(shù)主要集中在導(dǎo)熱油夾套管、熱管、鍋爐和半導(dǎo)體溫差發(fā)電等技術(shù)。但這些技術(shù)均不能滿足現(xiàn)場(chǎng)工況要求,效率低、壽命短、易結(jié)焦積炭。
? ? ? ?河北漢堯環(huán)??萍脊煞萦邢薰炯夹g(shù)人員不斷總結(jié)原有工藝并結(jié)合實(shí)際通過(guò)三年多研究,取得了一系列進(jìn)展和技術(shù)突破。通過(guò)分析原有裝置所有弊病的前提下,另辟途徑,對(duì)材料、結(jié)構(gòu)工藝上做了系統(tǒng)研發(fā),在高效率、長(zhǎng)壽命、高穩(wěn)定、高可靠、低成本上取得了突破,目前已完成了前期研發(fā)、方案的審查、導(dǎo)熱方式的選擇、導(dǎo)熱材料的選擇、換熱裝置的研發(fā)與制作,已經(jīng)開(kāi)發(fā)出新型的余熱回收裝置。并且經(jīng)過(guò)多次中試,取得了比較滿意的效果。
? ? ? ?今天,隨著干熄焦和焦?fàn)t煙道廢氣余熱鍋爐技術(shù)的成熟,煤在干餾過(guò)程中產(chǎn)生的高溫荒煤氣的余熱回收與利用就成為焦化行業(yè)節(jié)能增效關(guān)注的焦點(diǎn)。理論計(jì)算和各種實(shí)驗(yàn)裝置的試驗(yàn)數(shù)據(jù)均表明,每生產(chǎn)1噸紅焦,焦?fàn)t上升管管段的高溫荒煤氣余熱回收后至少能產(chǎn)生0.8MPa蒸汽0.1噸,2015年我國(guó)生產(chǎn)焦炭4.48億噸,如其荒煤氣余熱全部得到回收,則至少可回收4480萬(wàn)噸0.8MPa蒸汽,折合標(biāo)煤約424萬(wàn)噸,年可減排二氧化碳1102萬(wàn)噸,二氧化硫10.2萬(wàn)噸,氮氧化物3.0萬(wàn)噸,節(jié)能減排潛力巨大。