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焦炉上升管余热高效回收集成技术国际领先

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  2月2日,由南京华电节能环保设备有限公司研发的“介质浴式焦炉上升管荒煤气余热高效回收集成技术”在南京通过了江苏省经济和信息化委员会组织并主持的新技术鉴定。中国焦化行业协会首席专家温燕明、镇江焦化煤气集团公司教授级高工万红根等业内专家组成的鉴定委员会一致认为,该技术属国内外首创,达到国际领先水平,也为其他行业的高温、高含尘、高腐蚀性工业烟气的余热回收提供了技术方案。

  据介绍,焦炉上升管高温荒煤气热回收是世界难题,也是目前焦化行业节能减排的关键共性技术。南京华电公司新技术以分布式余热回收模式,采用介质浴结构—热媒盘管内循环的间接余热回收工艺,解决了在高温、高含尘、高腐蚀性的焦炉荒煤气余热回收中广泛存在的换热面结焦、介质泄漏、温度交变热应力疲劳、爆管等问题;实现了能量的梯级高效利用和经济、安全、持续稳定的运行,为焦化行业的绿色转型提供了技术支撑。

  南京华电公司总工程师李菊香介绍,该技术在徐州华裕煤气有限公司(130万吨/年焦炭的5.5m焦炉)上取得了吨焦产汽量120kg、压力2.2MPa、温度250℃的成功应用;达到了高效余热回收和产生高品质蒸汽的目的,该技术拥有完全自主知识产权,获得授权发明专利3件,产生了显著的经济和社会效益。实现了连续8多月整座焦炉上升管荒煤气余热回收利用的整机系统平稳运行,产汽量及产汽品质远优于国家发改委指标,不到一年就能回收项目投资。

  鉴定委员会建议该公司继续扩大成果的应用范围,持续改进,积累资料,为焦炉上升管荒煤气进一步的深度余热回收技术的研发和其他行业的余热回收提供技术支持。

  焦炉是焦化企业生产的关键设备和能量聚集之处,焦化行业也是国家节能降耗的重点领域。我国焦炭产量约占世界焦炭总产量的60%,其中的80%用于冶金工业。焦炉的支出热主要由三个部分组成:一是焦炉炭化室出焦时所推出的红焦带出的高温余热,约占37%;二是焦炉上升管排出的高温荒煤气带出的中温余热,约占33%;三是焦炉烟道排出的废气带出的低温余热,约占17%。

  据悉,在焦炉的节能减排方面,红焦带出的高温余热,国内外目前已通过干熄焦技术予以回收并发电;烟道气排出低温余热,近年来采用煤调湿、煤干燥、热管技术予以了回收;炉体表面散热,可通过炉墙采用加强保温、炉顶使用节能装煤孔盖等技术来降低热损失,也已取得良好的效果。但是,对于焦炉顶部上升管排出的温度~800℃的荒煤气,其带出的热量在焦炉输出显热中位居第二,该项中温余热是焦炉余热余能回收利用的最后一道亟待攻破的技术难关。

  李菊香表示,该技术改变传统间壁式换热器的结构模式和传热方式,介质浴结构—导热油盘管内循环间接取热,在有限的上升管高度及径向空间内,对上升管内的荒煤气进行余热回收,解决了焦炉上升管荒煤气显热回收利用过程中存在的焦油凝结、热应力、泄漏等共性技术难题,满足了安全、可靠、高效、实用的工程应用要求,可持续稳定产出0.8~4.0MPa的中、高压过热蒸汽,满足余热发电等要求。

  该技术的实施,攻克了焦炉节能的最后一道难关,有助于焦化行业节省10~15%的能耗,极大地减少焦炉上升管荒煤气冷却降温的喷氨量及后续的荒煤气处理量,有助于推动冶金、煤化工等行业的节能减排。