焦炉荒煤气上升管余热利用方案比较

焦炉荒煤气上升管余热利用方案比较焦炉荒煤气是焦煤在结焦过程中挥发份逸出而形成，通常温度为300～600℃，其显热占焦炉热支出的约30～40%左右。为降低焦炉荒煤气温度便于后续焦化工艺处理，传统工艺采用喷氨水急冷的工艺冷却高温荒煤气，使荒煤气急剧降温至80-85℃。该工艺流程不仅浪费了大量的荒煤气显热，而且消耗大量的氨水、又浪费了大量的水资源和电力，增加污水排放。目前关于荒煤气显热利用已经研究了近30年，有水套式、热管式、风媒式、荒煤气引出式等等方法，但是由于各种原因都没有得到大规模的推广应用。水套式。这种方式试验最早，是在原上升管外面包覆一层水套，形式有若干种，利用荒煤气的部分热量产生热水或蒸汽。以6m焦炉为例，每根上升管产0.5MPa蒸汽约79kg/h，荒煤气从692℃降低到606℃，100根上升管可产蒸汽约7.9t/h，强制循环泵功率约30KW，设备总投资约1000～2000多万元。水套式的优点是设备体积较小，不结焦，对焦炉原有工艺没有太大影响，但是焦炉的上升管变成一个压力容器，存在运行时起停不易的限制和泄漏隐患。风媒式。这种方式是在原上升管外面制造一个风冷却套，其形式也有若干种，将荒煤气的一部分热量吸收产生热风，再将热风引到地面的余热锅炉中产生蒸汽，热风放热后再通过风机循环回上升管中。还是以6m焦炉为例，荒煤气从692℃降低到637℃，100根上升管可产蒸汽约4.5t/h，循环风机电耗约179KW，设备总投资约600～1000万元。风媒的优点是也是对焦炉原有工艺没有太大影响，不结焦，控制方便、安全，但是蒸汽产量比水套式的少约40%。热管式。热管式有插入式和径向式两种。插入式是将热管插入上升管中，将热量通过热管传递给水使其蒸发；径向式是将上升管做成一个径向热管，吸收荒煤气热量后再传递给水产生蒸汽，径向热管式的蒸汽产量与水套式基本相同。在上升管中插入热管，一方面影响焦炉原有生产条件，另外一方面热管容易结焦。径向热管不影响焦炉原有的生产，也存在结焦和焦炉顶部有压力容器带来的安全问题。荒煤气引出式。将荒煤气通过管道引到焦炉外，再用余热锅炉进行热交换产生蒸汽，换热后的荒煤气再重新经过降温、除焦油再进入后面的净化工序。同样以6m焦炉为例，荒煤气引出后，从692℃降低到250℃，100根上升管可产蒸汽约9.8t，引风机电耗约230KW，设备总投资约800～2000万元。将荒煤气引出，可以有足够的空间回收荒煤气的大部分的显热，但是结焦和运行问题目前会使系统无法长期有效的运转。