[發明專利]煉焦爐氣體顯熱回收裝置

有效

• 申請號: 201280014682.0
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN103459556A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 織田剛
• 申請（專利權）人: 株式會社神戶制鋼所
• 主分類號: C10B27/00
• 分類號: C10B27/00;C10K1/04;C10K1/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 海坤

技術領域

本發明涉及高效率回收在煉焦爐中產生的煉焦爐氣體（COG）的顯熱的煉焦爐氣體顯熱回收裝置。

背景技術

在將煤裝入煉焦爐的炭化室并在高溫還原氣氛下進行干餾的煉焦制造工藝中，作為副產物，產生約800℃的COG。該COG在設置于煉焦爐頂部的上升管內通過的過程中，受到氨水沖洗而被急劇冷卻至約80℃以下，并進一步由氣體冷卻器冷卻之后，通過焦油沉降式離心機將凝結了的液體成分分離成焦油和氨水來進行回收。

以前，作為要在不進行氨水沖洗的情況下有效回收COG的顯熱的方法，提出有使用了直接接觸法的COG顯熱回收方法（例如，參照專利文獻1）。

上述COG顯熱回收方法是指向COG中直接霧狀噴射約150℃的高沸點焦油餾分，來將COG一次冷卻到320～330℃，然后使其與約70℃的中沸點焦油餾分直接接觸而二次冷卻到約120℃。

在上述COG顯熱回收方法中，使用焦油作為載熱體，存在不需要將載熱體和焦油分離這樣的優點，但熱回收后的焦油的溫度成為有效能量低的低溫焦油，存在已經不適合于低壓蒸汽制造這樣的大的缺點。需要說明的是，在以提高該回收后的焦油溫度的方式進行設計時，出現在200℃以上進行揮發的焦油而使熱回收變得不成立。

若能夠從溫度自800℃到250℃變化的COG有效進行熱回收，則能夠期待0.95MJ/Nm³-COG的能量的回收。

然而，在國內的煉焦工廠中，無法進行到250℃的熱回收為實情。其原因在于，COG中含有的焦油成分在800℃時處于揮發狀態，但當低于450℃時，焦油成分凝結，因此在間接熱交換式的情況下，焦油較厚地凝結到傳熱管表面而使熱交換性能降低，另一方面，在直接接觸式的情況下，焦油附著在載熱體的表面而使熱回收后的工藝不成立。

雖然提出很多COG顯熱回收方法，但這些方法大部分無法實施都是基于上述理由。

因此，最近，處理焦油困難，從而技術開發的關注點朝向將高溫的COG中的揮發焦油改性而進行干氣化的方法（例如，參照非專利文獻1）。

【在先技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開昭56-163193號公報

【非專利文獻】

【非專利文獻1】鈴木公仁等著，高溫COG中焦油的催化劑干氣化（改性·利用技術），煤科學會議發表論文集（45），36-37，2008-10-09

【發明的概要】

【發明要解決的課題】

然而，通過現有的基于干氣化的方法能夠進行干氣化的焦油成分為焦油的70%左右（干氣化91%），雖然的確將焦油氣化而使COG的總發熱量增加，但對于剩余30%的焦油成分而言，無法回收改性后COG的顯熱（在改性前后不變）。

發明內容

本發明考慮以上那樣的現有的COG顯熱回收方法中的課題而作出，提供一種能夠從煉焦爐氣體高效率地進行熱回收的煉焦爐氣體顯熱回收裝置。

【用于解決課題的手段】

在回收煉焦爐氣體的顯熱時，無法解決在回收裝置使用傳熱管的間接熱交換法中附著焦油，從而傳熱管的總傳熱系數降低這樣的問題，因此在本發明中采用直接熱交換法。

在直接熱交換法中，雖然焦油凝結附著于直接接觸的載熱體的表面，但通過利用已存的焦油沉降式離心機（氨水、焦油、焦油渣的比重分離槽）和載熱體回收槽來對焦油進行比重分離，由此能夠避免向利用載熱體的熱的后續的工藝帶入焦油。

作為上述載熱體，優選使用比重顯著大于焦油（比重1.1）的低熔點金屬、例如錫（熔點232℃，比重7.0）。只要與焦油相比具有充分的比重差即可，例如，還可以使用比重為2左右的熔融鹽、鎵等。

上述直接熱交換中包括COG與載熱體（冷卻介質）面對接觸而流動的對流式熱交換、COG和載熱體向相同的方向接觸而流動的并流式熱交換。

在通過對流式熱交換對COG的顯熱進行回收時，根據數值計算來預測直接接觸產生的熱交換，并進行顯熱回收裝置的基本設計。當取某煉焦工廠的尺寸規模為例來進行設計時，直接接觸式熱交換塔的大小成為φ3.6m×H10m（熱交換有效高度），作為載熱體的錫的循環流量為422kg/s（3.63m³/min）。

預想使錫循環的兩臺送液泵的合計動力為120kW，且對與在熱交換塔內落下的錫液滴相反而在塔內上升的COG進行吸引的送風機的動力為30kW，且可預計熱回收為27.5MW。