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焦化厂上升管余热应用的方法？荒煤气显热的回收周庆中　王文改　朱占升 (石家庄焦化厂，石家庄050031) 1 概述　　从焦炉炭化室逸出的荒煤气温度高达650～700℃，所带出的热量约占向焦炉输入热量的30～35%。为便于后工序的净化与处理，普遍的做法是:先在桥管和集气管喷洒循环氨水与荒煤气直接接触，靠循环氨水大量气化，使荒煤气急剧降温至80～85℃；降温后荒煤气在初冷器中再用冷却水间接冷却至常温。所得到的效果是:荒煤气被冷却，其中所夹带的粉尘被除去，绝大部分焦油蒸汽冷凝、萘凝华(并溶于焦油)而被脱除，为煤气的输送、深度净化和化学产品回收创造了较好的条件。　　上述过程对荒煤气的冷却和初步净化而言是高效的，但在热力学上却是不完善的。第一、该回收的能量未回收。荒煤气在桥管和集气管内急剧降温─增湿过程是高度不可逆过程，其物理损失达90%以上；第二、冷却水耗量大。荒煤气从650～700℃降温至常温所放出的热量，绝大部分是在初冷器中靠冷却水移除的，初冷器是焦化厂最大的耗用冷却水设备之一(以两段循环水一段深冷水的横管初冷器为例，冷却水总比用量约43t/km3)。　　为回收利用荒煤气的高温显热，我国焦化工作者在70年代开发了上升管汽化冷却装置，用来生产低压蒸汽，受当时技术条件限制，未能推广。　　1983年日本新日铁用有机热载体回收烟道和上升管荒煤气显热，用于装炉煤调湿取得成功，引起国内焦化界的重视。我国的重钢焦化厂接受了此技术，目前正在安装。此技术的引用，对于解决上升管荒煤气显热回收所可能出现的问题，将会提供有益的借鉴。另外日本已有六家焦化厂采用了装炉煤调湿技术，其中，还有一家用的是烟道气显热，其它四家均采用干熄焦发电机组背压蒸汽(有的还加入工艺蒸气)。低压蒸汽作为装炉煤调湿的热载体，显然要比有机热载体和烟道气来的方便。 2 回收利用荒煤气显热方式 2.1 上升管汽化冷却装置　　我国焦化工作者开发的上升管汽化冷却装置，其原理与锅炉相似，如图1所示。　　该系统1971年在首钢、太钢首先采用，其后武钢、鞍钢、北焦等大型焦化厂陆续采用。在十余年的时间里，在设计、制造、安装、管理、操作、维护检修、蒸汽利用等方面不断改进、完善，积累了丰富的经验，测取了大量的数据。在1982年中国金属学会焦化学术会议上就有4篇论文专门论述。所得的结论是: 　　(1) 上升管汽化冷却技术，在工艺上是可行的，节能效果是显著的(每生产1吨焦炭可副产蒸汽0.1吨)，经济上是合理的(基建费用2年可收回)；　　(2) 降低了上升管表面温度，减少了焦炉炉顶散热，改善了炉顶的操作条件；　　(3) 该技术已趋于成熟，应加以推广。　　同时有关论文中也指出如下问题有待进一步解决: 　　(1) 上升管根部结焦油饼问题。文献指出，结焦油饼的原因是，当结焦时间延长时，荒煤气在上升管内过分冷却而有焦油冷凝造成。解决的办法是，提高系统的蒸汽压力，适当减小夹套的传热面积等。　　(2) 进一步完善仪表及自动调节系统。图1 焦炉上升管汽化冷却系统原理图 1─软水储槽；2─水泵；3─汽包；4─下降循环管；5─下支管；6─带水夹套的焦炉上升管；7─上支管；8─上升循环管图2 焦炉装炉煤调湿工艺流程 1─烟道换热器；2─排烟风机；3─烟道翻板；4─循环油泵；5─上升管换热器；6─贮油槽；7—热煤油冷却器；8─干燥机及附件；9─热风输入装置；10─除尘设备；11─螺旋输送机；12─胶带输送机；13─热煤油加热炉；14─阀门 2.2 用有机热载体对装炉煤进行调湿　　工艺流程如图2所示。　　有机热载体的流动路线是:从干燥机排出的80℃有机热载体，先在烟道气换热器中加热至150℃，再进入上升管夹套加热至195℃，用泵送入干燥机对煤进行间接加热，自身降温至少80～85℃，湿煤则由干燥机高端输入，随干燥机转动沿轴向前进，至低端排出。在干燥机中煤中水份含量由9%左右降至5.7%，在其后输送中还可降低0.7个百分点。 2.3 两种回收方式的比较　　其共同点是: 　　(1) 上升管结构为夹套式。荒煤气沿上升管的中心管上升，冷却介质(水与有机载热体)沿夹套流动；　　(2) 传热推动力均为荒煤气与冷却介质间的温差；　　(3) 对两种荒煤气显热回收方式的要求相同:应保证上升管内荒煤气畅通，在任何条件下(包括延长焦炉的结焦时间在内)，上升管内任何截面上不应出现焦油蒸气冷凝现象。因此，对荒煤气在上升管内的冷却必须规定一个下限温度；　　(4) 为了保证荒煤气在上升管内的冷却程度不低于规定的下限温度，都要配备必要的仪表及自动控制系统。　　不同点是: 　　(1) 有机热载体的比热和导热系数比水小，粘度比水大；　　(2) 有机热载体在夹套内无相变，为对流传热；水在夹套内汽化，属于沸腾传热；　　(3) 荒煤气被冷却至同样的出口温度，有机热载体的循环量(质量流量)远大于水的循环量，动力消耗可能较多；　　(4) 由于上述1、2两种差别，在相同的间壁热阻条件下，上升管内壁面与沸水间的平均温差将小于与有机热载体间的平均温度；　　(5) 无相变的有机载体与荒煤气呈并流流动，只要保证有机载热体出口(195℃)截面附近上升管内壁面温度不低于焦油蒸汽露点，即可保证上升管畅通。有相变的水虽然与荒煤气也是并流流动，但水温变化甚小，为了保证焦油蒸汽不冷凝，就必须保证在一定的压力以上操作。为了防止蒸汽压力过高，给设计制造带来的困难，既可以采用文献提出的适当减小传热面积的措施，也可采取适当加大夹套间壁热阻，提高内壁面温度的办法解决；　　(6) 有机热载体受其上限使用温度限制；水的汽化受汽化上限压力(夹套设计强度)限制。文献的作者从汽化冷却装置的实际运行中测出，只要上升管排出的荒煤气温度不低于446.2℃，基本上不会出现结焦油饼的问题。因此，上升管汽化冷却装置这一成果，有必要重新考虑其应用前景。 3 上升管汽化冷却器副产蒸汽的应用 3.1 用于生产工序　　在焦化厂的化学产品回收与精制工序，都需要消耗蒸汽。仅以氨的脱除为例，无论是采用半直接法生产硫铵，还是弗萨姆法生产无水氨，或是水洗氨─蒸氨─氨分解工艺，都需要低压(0.2mpa)蒸汽蒸氨。在文献所述条件下，蒸氨用蒸汽量分别是:8t/h、8t/h、18t/h。而此规模的焦化厂若用汽化冷却装置副产蒸汽，产汽量约为23t/h，供水洗氨─蒸氨─氨分解工艺使用有余，只此一项可减少操作费用641.23万元/年。 3.2 用于溴化锂吸收式制冷　　我国焦化厂大部分集中在煤炭资源比较丰富的北方干旱地区，这些地区工业用低温水(包括焦化厂用)和农业灌溉用水，许多地区取自地下。因此，地下水严重超采。为控制水位持续下降，各地收取水资源费用不断上调。因此，不少焦化厂采用了溴化锂吸收式制冷装置。以文献(年产焦炭120万吨)的数据为例，采用3台jmsz4-350f型制冷机(两开一备)，蒸汽用量9.4t/h，工作压力0.4mpa，所制得的冷水量满足了初冷器、终冷器、鼓风机油冷却器、洗氨废水冷却器和贫油冷却器所需。每年夏季运行5个月，少从地下取水190×104m3，节省费用104万元。同时因外排水减少，节省排污费60万元。经济效益和社会效益都很好。显然，如果采用上升管汽化冷却装置副产的蒸汽(约12.5t/h)，效益将会更好。 3.3 用于焦炉装炉煤调湿　　前述日本各焦化厂采用装炉调湿技术，将煤含水量调整至6%左右，获得的效果是：焦炉生产能力提高7～11%，炼焦耗热量降低9～14%，焦炭质量提高(焦炭强度增加1～2%，大于100mm和小于15mm的比例减少，50～25mm和25～15mm的比例增加)，可多配用弱粘结煤8～10%，焦炉加热废气中nox含量降低，生化处理污水量减少等。　　采用蒸汽作为干燥机加热介质的四个厂家，所用蒸汽压力分别是:70～90kpa、70～900kpa、70～1200kpa和1200kpa。此外，在干燥机内需通入热空气作为载湿介质，载湿介质从干燥机逸出后经除尘后由烟囱放空。　　由上述蒸气压力参数可见，上升管汽化冷却装置副产的蒸气可以达到要求。　　至于载湿介质，以采用热管换热器用焦炉废烟气预热空气比较方便(若采用焦炉烟气因其中含水蒸汽太多，且受可能生成雾酸的限制)。如果每kg干煤用0.123kg空气作为载湿介质，经热管换热器将其预热至170℃，烟气只降温20℃左右，估计原有烟囱的备用吸力可以满足要求。　　在以上讨论的基础上，可对干燥机做焓衡算(计算从略)得出:以1吨干煤为基准，其含水量由10%降至7%,理论耗热量(忽略热损失)为175mj。　　对于年产100万吨焦炭的焦化厂，上升管汽化冷却装置副产蒸汽量约11.4t/h。按日本千叶厂的数据，调湿需要蒸汽13t/h。可见，采用上升管汽化冷却装置副产蒸汽作为装炉煤调湿的载热介质，用焦炉烟气预热空气作为载湿介质，对焦化厂会产生良好的效益。查看更多

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腐蚀的共同特性（手动加分）？想了一下，自己能总结出来三点腐蚀的共同特性：1.从热力学角度看，腐蚀是金属由非稳态自发向稳态的一个转变过程；2.是化学、电化学过程；3.总是发生在表面，从表面开始。大家集思广益，看能不能找到更多的腐蚀的共同特性？查看更多

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循环水池可以作为消防水池使用么？回复 9# bxy8710 谢谢楼上朋友的解答，但是我还是有些地方不是很明白这个循环水系统的闭路循环与开式循环是怎么一回事呢？他们的区别是什么？现在我该怎么确定在一个生产中使用闭路循环还是开式循环？查看更多

#循环水池

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谁有好的DCS招标文本？ 谢谢！请发给我一份 highwuping 查看更多

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有没有全一点的CAD快捷键表？ 这个东东好全好全的咯！查看更多

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甲醇合成塔出口温度上升的原因？ 如果需要可以给你们推荐一专门搞甲醇开车的单位，你那些问题都不是问题。查看更多

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可以用什么技术制氢？ 1.石脑油制氢，2.炼厂干气制氢3.天然气制氢，4.石油焦制氢，5.沥青制氢，6.煤制氢，7.甲醇制氢查看更多

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哪位大侠知道螺杆泵什么厂家的比较好? 1、天津泵业机械集团有限公司 2、黄山泵业 3、浙江新德泵业新德泵业在江西，江西凯峰泵业有限公司的产品也很好，性价比高。查看更多

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动设备版“你出题、我答题”活动方案策划（四）点题成金 ...？第四题：汽蚀与气缚的主要区别有哪些？分别有哪些危害？该怎样预防？比较有意义，不论是操作还是检修懂得它的机理都会有效地避免设备故障。查看更多

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循环水换热器泄漏分析？我觉得有以下几个原因会造成： 1,、设备本身质量就有问题导致的。（材质，制造，管束的震动等） 2、工艺的问题。（运行的环境，物料温度，系统压力等的变化） 3，循环水的酸碱度的影响。 4、设备里有水分（以前有一位设备专工上课的时候说过，以氯硅烷为例，纯净的氯硅烷本身对设备没有腐蚀，但是当其中有氯离子析出的时候，氯离子对设备就产生了腐蚀性，当地一个氯离子与设备反应后可能就会有其他的氯离子产生，就这样会越来越多的离子，最终可能就会导致设备被腐蚀漏。）以上是自己的见解，不对之处请大家指正。查看更多

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HYSYS组分输入？请把问题描述清楚，蒸馏数据是不是原油的，已知组分是不是气相，气相占60%？重芳烃原料恩氏蒸馏数据，其中已知均四甲苯，连四甲苯，偏四甲苯等组分的具体含量，加在一起约60%质量的，其余40%未知。现欲将均四甲苯等分离，问题就是如何将现有的数据全部输入，只输入蒸馏数据那么具体组分就输不进去，只输入已知组分，那么剩余未知组分又无法输入。查看更多

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加热炉燃料烧油浆，效果咋样？ 油浆澄清后可以作为燃料油，灰大一些。查看更多

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14mpa工业用汽包锅炉水汽质量标准该选哪个? 可以选择gb/t 12145-1999，另外两只猫咪很可爱。查看更多

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关于用PRO/II模拟MDEA脱硫？真笨…你的proii界面上模拟时候不是要选择模块吗？…那你一个一个的模块慢慢找…我这台电脑上没有装proii ... 找到了，在下面，这个没用过，昨天瞎弄了下，不知道如何输入才好，大部分采用系统默认也没问题？除了进气组成外查看更多

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国内丙烯腈项目进展情况？ 顶一下，同问，国内其他公司的丙烯腈产能情况查看更多

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硫酸铁的萃取？ 楼主除铁做什么？是不是溶液含有价元素？不方便透漏吗？查看更多

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如何分别罗斯蒙特变送器真与假?/？渠道很重要！！！！！！！！！！！哈哈市场上的确有假的，我就见过不少假的，有的是纯假，有的是货是真的，信息是假的，算是半假吧。罗斯蒙特会告诉你，这产品为非罗斯蒙特产品，不会说真假这样的字眼。为了避免假货坑人，请一定要注意当道。当然如果你相信我的话，我也可以帮你辨别一下，不过要你提供些你的相关信息才可以，信任吗，是相互的。哈哈查看更多

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简介

职业：中化蓝天霍尼韦尔新材料有限公司 - 销售

学校：中国石油大学(华东)东营校区 - 化学化工学院

地区：四川省

个人简介：世界太小，到哪都能碰到无聊的人。查看更多

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