[發明專利]一種從焦爐荒煤氣中回收余熱的方法

有效

• 申請號: 201310062488.6
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN103131432A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 張英偉;張新志;張凌偉;孫長江
• 申請（專利權）人: 北京旭陽化工技術研究院有限公司
• 主分類號: C10B27/00
• 分類號: C10B27/00;C10B41/08;F22B1/18;F28G9/00
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 朱梅;師楊

技術領域

本發明屬于煉焦過程余熱資源高效回收與利用技術領域，特別涉及一種從焦爐荒煤氣中回收余熱的方法。

背景技術

國務院在《節能減排“十二五”規劃》中指出，余熱余壓利用工程是“十二五”期間十大節能減排重點工程之一。煉焦生產過程中產生的余熱量大、能值高，具有很大的回收利用價值，是焦化行業節能挖潛的一個重要方面。

從焦爐炭化室內產生的650℃～750℃高溫荒煤氣經上升管逸出。為了冷卻高溫荒煤氣，目前焦化行業傳統的方法是噴灑大量70℃～75℃的循環氨水，氨水吸熱而大量蒸發，使荒煤氣溫度得以降低至80～85℃，再經初冷器將煤氣進一步冷卻至常溫之后，進入后序煤化工產品回收加工工段。這樣做的結果是：荒煤氣帶出的熱量被白白浪費掉，既流失了荒煤氣熱能，又增加了水資源和能源的消耗。

從煉焦過程中的熱量損失分布來看，荒煤氣蘊含的余熱占到了總熱量的36%左右，與從炭化室推出的紅焦帶出的顯熱量相當，從目前已經成熟的干熄焦技術回收的余熱所產生的經濟效益看，荒煤氣余熱回收也將產生可觀的經濟效益，因此，煉焦高溫荒煤氣余熱的回收成為近年來我國煉焦企業研發的熱門課題。近年來焦化企業與科研院校聯合，總結經驗教訓，探索余熱利用途徑，取得了一些成果，積累了很多寶貴的經驗，主要集中在采用導熱油夾套管、熱管、鍋爐和半導體溫差發電等上升管余熱回收技術來利用荒煤氣余熱。

然而，上升管余熱回收技術因其換熱位置的特殊性而使其對荒煤氣余熱的利用程度受到很大限制，主要體現在以下三個方面：1、取熱溫度范圍有限，為了保證焦油不在上升管中大量冷凝，取熱后的荒煤氣溫度需保持在480℃以上，因此實際的取熱前后溫差低于200℃；2、僅利用了荒煤氣的部分顯熱，為了防止焦油發生相變而冷凝結焦，只能獲得少量荒煤氣的顯熱，而大量的潛熱和剩余顯熱卻沒有得到回收，因此，其回收的熱量僅有不到荒煤氣所蘊含熱量的四分之一；3、取熱效率低，受上升管換熱裝置換熱方式的限制，轉移出的熱量中輻射熱占有較高的比例，且僅對流經換熱裝置內壁的荒煤氣進行了有效的換熱，熱回收效率較低。隨著材料、結構等方面問題的逐漸解決，上升管余熱回收技術在經歷了發展、停滯、再研發之后，正在逐步走向工業應用，但是限于以上問題的存在，荒煤氣余熱的深度、高效利用仍需要更多換熱方式的綜合運用來得以實現，而不能單獨寄希望于上升管余熱回收技術。

現有技術中，申請號為201210317957.X的中國專利申請中公開了一種組合式焦爐荒煤氣余熱回收過熱蒸汽的系統及方法，該系統和方法采用在焦爐上升管內設置過熱器并在橋管內設置蒸發器的方式，在橋管蒸發器內產生的汽水混合物經汽包分離出飽和蒸汽后進入上升管過熱器產生過熱蒸汽。一方面，這種方法所采用的上升管過熱器存在干鍋爆裂等安全隱患，這也是上世紀七、八十年代“焦爐上升管氣化冷卻裝置”應用失敗，導致上升管荒煤氣余熱回收技術發展停滯不前的主要原因，另一方面，該方法并沒有針對橋管換熱后產生的焦油冷凝結焦問題給出合理的解決方法。申請號為200910230821.3的中國專利申請中公開了一種焦爐荒煤氣余熱利用技術，該技術采取將各碳化室的荒煤氣匯集之后導入鍋爐進行集中換熱，效率較高，但是該技術對荒煤氣輸送系統嚴格的保溫和密封要求都制約了該技術的推廣應用。

總之，焦爐荒煤氣余熱回收須遵循以下原則：一是就地回收，避免輸送導致的降溫結焦和密封安全問題；二是合理布局，根據上升管和橋管各自的實際情況合理利用有限的空間最大限度地回收荒煤氣余熱；三是安全第一，尤其是上升管換熱裝置，因其位置的特殊性，必須杜絕各種安全隱患。

發明內容

發明目的：

針對現有技術存在的不足，本發明提出了一種從焦爐荒煤氣中回收利用荒煤氣余熱的方法，該方法的目的是解決以往氨水冷卻荒煤氣方法存在的高品質熱量浪費和冷卻水耗量大以及上升管余熱回收裝置熱回收效率低的問題，同時采用高壓氨水間歇噴淋或者水蒸汽間歇吹掃的方式解決橋管換熱器內管外壁上焦油凝結導致的換熱效率降低問題，既能最大程度地回收荒煤氣的顯熱和潛熱，又能保證換熱裝置在如此復雜工況下的連續正常工作，將回收的余熱用于產生蒸汽以供化工生產作為熱源或者用于發電，從而實現荒煤氣余熱回收利用的目的。

技術方案：

本發明提供了一種從焦爐荒煤氣中回收余熱的方法，該方法包括以下步驟：