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榮獲“一種焦爐荒煤氣余熱回收換熱上升管”專利

2017年07月14日 字體:
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榮獲“一種焦爐荒煤氣余熱回收換熱上升管”專利

  煉焦生產是典型的能源再生加工和熱能的再回收利用過程,焦炭和煉焦是其主要的能源產品。高效回收利用在煉焦過程中產生的顯熱,是焦化行業節能降耗、建設綠色焦化的方向,也是焦化企業可持續發展的重要途徑。通過對煉焦過程熱量散失分析看出:其中紅焦所含顯熱占37%;荒煤氣帶走余熱占36%,煙道廢氣帶走熱量占16%,焦爐爐體表面散熱占11%。
  工程院徐匡迪院士在2014年報告中指出:目前鋼鐵企業尚有30%的顯熱、顯能未被回收利用。其中,焦化過程約有50千克/噸焦。這意味著,在2013年國內焦化行業煉焦生產過程中有:47600萬噸(機焦)*50千克/噸焦*0.971千克標煤/千克=2311萬噸標煤的顯熱未被回收利用。
  目前世界焦化行業傳統的方法是噴灑大量的70℃—75℃的循環氨水,循環氨水吸熱而大量揮發,使荒煤氣溫度得以降低,進入后續煤化工產品回收加工工段。這樣的結果是,荒煤氣帶出的熱量被白白浪費掉,既流失了荒煤氣熱能,還增加了水資源的消耗。
  早在上世紀70年代,首鋼、太鋼采用水夾套上升管,夾套內冷卻水吸收荒煤氣所攜帶的熱量而汽化,產生蒸汽,實現熱能的回收利用,簡稱為"焦爐上升管汽化冷卻裝置"并相繼在武鋼、馬鋼、鞍鋼、漣鋼、北京焦化廠、沈陽煤氣二廠、本鋼一鐵和平頂山焦化廠等多家企業得到應用。北京焦化廠在上升管體卷邊結構、焊接方法方面進行了多項改進,仍不能完全解決上升管的筒體焊縫拉裂、漏水、漏汽等問題,運行幾年后終因系統安全穩定性、運行成本等方面原因紛紛停用。據悉國內運行時間最長的本鋼一鐵也由于2008年4.3m焦爐拆除而終止了該項技術的使用。焦爐上升管汽化冷卻裝置在我國的應用經歷了發展、停滯、再研發、再停滯的過程。研究的技術主要集中在導熱油夾套管、熱管、鍋爐和半導體溫差發電等技術。但這些技術均不能滿足現場工況要求,效率低、壽命短、易結焦積炭。
  河北漢堯環保科技股份有限公司技術人員不斷總結原有工藝并結合實際通過三年多研究,取得了一系列進展和技術突破。通過分析原有裝置所有弊病的前提下,另辟途徑,對材料、結構工藝上做了系統研發,在高效率、長壽命、高穩定、高可靠、低成本上取得了突破,目前已完成了前期研發、方案的審查、導熱方式的選擇、導熱材料的選擇、換熱裝置的研發與制作,已經開發出新型的余熱回收裝置。并且經過多次中試,取得了比較滿意的效果。

 

  今天,隨著干熄焦和焦爐煙道廢氣余熱鍋爐技術的成熟,煤在干餾過程中產生的高溫荒煤氣的余熱回收與利用就成為焦化行業節能增效關注的焦點。理論計算和各種實驗裝置的試驗數據均表明,每生產1噸紅焦,焦爐上升管管段的高溫荒煤氣余熱回收后至少能產生0.8MPa蒸汽0.1噸,2015年我國生產焦炭4.48億噸,如其荒煤氣余熱全部得到回收,則至少可回收4480萬噸0.8MPa蒸汽,折合標煤約424萬噸,年可減排二氧化碳1102萬噸,二氧化硫10.2萬噸,氮氧化物3.0萬噸,節能減排潛力巨大。
   

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