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據(jù)《中國化工報》《太原新聞網(wǎng)》、《中國煤碳資源網(wǎng)》聯(lián)合報道：

2011年5月3日，山西省獨立焦化企業(yè)首個焦?fàn)t煙氣余熱回收利用項目在太化集團(tuán)公司焦化廠實現(xiàn)并網(wǎng)供汽投入生產(chǎn)。該項目的投產(chǎn)為山西省焦化行業(yè)進(jìn)一步降低能耗起到了示范作用。

太化焦化廠現(xiàn)有4.3米搗固焦?fàn)t兩座，年生產(chǎn)能力90萬噸，煙氣排放量每小時約14萬標(biāo)準(zhǔn)立方米，煙氣排放溫度約280℃。一直以來太化焦化廠同國內(nèi)大多數(shù)焦化企業(yè)一樣，焦?fàn)t煙氣均為直接排放，熱量浪費嚴(yán)重。2010年10月，太化焦化廠為進(jìn)一步挖掘節(jié)能潛力，與天津華能能源設(shè)備有限公司合作正式立項實施焦?fàn)t煙氣余熱回收項目，采用熱管鍋爐回收焦?fàn)t煙氣余熱生產(chǎn)過熱蒸汽，代替煤氣鍋爐生產(chǎn)蒸汽。2011年4月28日，該項目完成施工和設(shè)備安裝，提前竣工。

據(jù)了解，太化焦化廠焦?fàn)t煙道廢氣余熱回收項目投產(chǎn)后，每年可利用焦?fàn)t煙道廢氣余熱副產(chǎn)0.8MPa過熱蒸汽6.9萬噸。按目前蒸汽市場價格計算，可降低生產(chǎn)成本70余元，節(jié)約鍋爐加熱用煤氣1100萬立方米，噸焦綜合能耗降低10千克標(biāo)準(zhǔn)煤，同時二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮排放量明顯減少，達(dá)到了減少廢氣排放，改善大氣環(huán)境，降低能源消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。(中國化工報)

目前已經(jīng)應(yīng)用的焦化廠有：

太原化工股份有限公司焦化廠     120萬噸焦碳焦?fàn)t煙氣余熱回收項目

唐山達(dá)豐焦化有限公司      70萬噸/120萬噸焦碳焦?fàn)t煙氣余熱回收項目

唐山灤南東方焦化有限公司     100萬噸焦碳焦?fàn)t煙氣余熱回收項目

江西景德鎮(zhèn)焦化廠               50萬噸焦碳焦?fàn)t煙氣余熱回收項目

山西光大焦化氣源有限公司    60萬噸/90萬噸焦碳焦?fàn)t煙氣余熱回收項目

山西同世達(dá)焦化有限公司      70萬噸焦碳焦?fàn)t煙氣余熱回收項目 

天津華能能源設(shè)備有限公司

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項目負(fù)責(zé)人：惠來  13821296166

焦化行業(yè)焦?fàn)t煙氣余熱回收項目

熱管式余熱鍋爐可行性分析

設(shè)

計

方

案

天津華能能源設(shè)備有限公司

項目負(fù)責(zé)人：惠來   13821296166

二〇一一年五 月

一、焦化工藝概述：

煤車間送來的配合煤裝入煤塔，裝煤車按作業(yè)計劃從煤塔取煤，經(jīng)計量后裝入炭化室內(nèi)。煤料在炭化室內(nèi)經(jīng)過一個結(jié)焦周期的高溫干餾制成焦炭并產(chǎn)生荒煤氣。

炭化室內(nèi)的焦炭成熟后，用推焦車推出，經(jīng)攔焦車導(dǎo)入熄焦車內(nèi)，并由電機(jī)車牽引熄焦車到熄焦塔內(nèi)進(jìn)行噴水熄焦。熄焦后的焦炭卸至涼焦臺上，冷卻一定時間后送往篩焦工段，經(jīng)篩分按級別貯存待運。

煤在炭化室干餾過程中產(chǎn)生的荒煤氣匯集到炭化室頂部空間，經(jīng)過上升管、橋管進(jìn)入集氣管。約700℃左右的荒煤氣在橋管內(nèi)被氨水噴灑冷卻至90℃左右。荒煤氣中的焦油等同時被冷凝下來。煤氣和冷凝下來的焦油等同氨水一起經(jīng)過吸煤氣管送入煤氣凈化車間。

焦?fàn)t加熱用的焦?fàn)t煤氣，由外部管道架空引入。焦?fàn)t煤氣經(jīng)預(yù)熱后送到焦?fàn)t地下室，通過下噴管把煤氣送入燃燒室立火道底部與由廢氣交換開閉器進(jìn)入的空氣匯合燃燒。燃燒后的廢氣經(jīng)過立火道頂部跨越孔進(jìn)入下降氣流的立火道，再經(jīng)蓄熱室，又格子磚把廢氣的部分顯熱回收后，經(jīng)過小煙道、廢氣交換開閉器、分煙道、總煙道、煙囪排入大氣。

對于其中經(jīng)總煙道進(jìn)入煙囪熱煙氣的仍有較大的余熱回收價值。該方案就是為回收這一部分煙氣的余熱而設(shè)計。

二、余熱回收工藝流程圖

1、煙氣流程：在地下主煙道翻板閥前開孔，將主煙道路熱煙氣從地下主煙道路引出，經(jīng)余熱回收系統(tǒng)換熱降溫后，將熱煙氣降至約160℃，經(jīng)鍋爐引風(fēng)機(jī)再排入主煙道翻閥后的地下煙道，經(jīng)煙囪排空。

2、余熱回收系統(tǒng)的組成：該系統(tǒng)由軟化水處理裝置、除氧器、水箱、除氧給水泵、鍋爐給水泵、中溫?zé)峁苷魵獍l(fā)生器、軟水預(yù)熱器、低溫?zé)峁苷魵獍l(fā)生器、汽包、上升管、下降管、外連管路和控制儀表、鍋爐引風(fēng)機(jī)等組成，并且互相獨立。

3、汽水流程
    工業(yè)軟化水經(jīng)過軟水泵進(jìn)入熱力除氧器除氧，除氧水一部分由給水泵輸入熱管軟水預(yù)熱器預(yù)熱到后進(jìn)入汽包，水通過下降管進(jìn)入中溫?zé)峁苷羝�發(fā)生器，水吸收熱量變成飽和水，飽和水再經(jīng)上升管進(jìn)入汽包，在汽包里進(jìn)行水汽分離，形成0.6MPa的飽和蒸汽，送至蒸汽總管或用戶；除氧水另一部分由給水泵輸入低溫?zé)峁苷舭l(fā)器，經(jīng)加熱后進(jìn)入低壓汽包，在汽包內(nèi)進(jìn)行汽水分離，形成0.3MPa的飽和蒸汽，送至除氧器除氧或給用戶。

4、余熱回收的主要原理：
（1）  蒸汽發(fā)生器的原理為：熱流體的熱量由熱管傳給放熱端水套管內(nèi)的水(水由下降管輸入)，并使其汽化，所產(chǎn)汽、水混合物經(jīng)蒸汽上升管到達(dá)汽包，經(jīng)集中分離以后再經(jīng)蒸汽主控閥輸出。這樣由于熱管不斷將熱量輸入水套管內(nèi)的水，并通過外部汽—水管道的上升及下降完成基本的汽—水循環(huán)，達(dá)到將熱流體降溫，并轉(zhuǎn)化為蒸汽的目的。

（2）  省煤器的工作原理為：熱流體的熱量由翅片熱管傳給放熱端水套管內(nèi)的水，水吸收熱量，使熱流體降溫，使套管內(nèi)的水由欠飽和態(tài)達(dá)到相應(yīng)壓力下的飽和態(tài)，再進(jìn)入汽包內(nèi)參與自然循環(huán)過程。

（3） 低溫蒸汽發(fā)生器的工作原理為：熱流體的熱量由熱管傳給水套管內(nèi)的水(水由下降管輸入)，并使其汽化，所產(chǎn)汽、水混合物經(jīng)蒸汽上升管到達(dá)低壓汽包，經(jīng)集中分離以后再經(jīng)蒸汽主控閥輸出。這樣由于熱管不斷將熱量輸入水套管內(nèi)的水，并通過外部汽——水管道的上升及下降完成基本的汽——水循環(huán)，達(dá)到將熱流體降溫，并轉(zhuǎn)化為蒸汽的目的。其低壓飽和蒸汽主要應(yīng)用于系統(tǒng)的熱力除氧。

5、余熱回收設(shè)備主要特點：

(1)傳熱系數(shù)高。廢氣和水及水蒸氣的換熱均在熱管的外表面進(jìn)行，而且廢氣熱管外側(cè)為翅片，這樣換熱面積增大，傳熱得到強(qiáng)化，因而使換熱系數(shù)得到了很大的提高；

(2)防積灰、堵灰、抗腐蝕能力強(qiáng)。通過調(diào)節(jié)熱管冷熱段受熱表面的比例，可以調(diào)節(jié)管壁溫度，使之高于煙氣露點溫度或最大腐蝕區(qū)。

(3)冷熱流體完全隔開，有效防止水汽系統(tǒng)的泄漏。在運行時，由于廢氣的大量沖刷，即使管子受到一定的損壞，也不會造成冷側(cè)的汽水泄漏到熱側(cè)，確保了系統(tǒng)的安全運行，這也是該設(shè)備有別于一般煙道中余變回收設(shè)備的最大特點。
(4)阻力損失小，可以適用于老機(jī)組的改造。一般情況下，增加了余熱回收設(shè)備，熱廢氣的阻力增加在800Pa左右。 (5)單根或多根熱管的損壞不影響設(shè)備整體使用。

三、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

130萬/年噸焦化余熱回收（實例詳解）

1、原始工藝參數(shù)：

煙氣量：                    250000 Nm3/h(暫定)

煙氣溫度：                   260℃(暫定)

全年工作天數(shù)                330天

2、余熱回收系統(tǒng)參數(shù)：

熱管換熱器出口煙氣溫度       ≤150℃

熱管換熱器進(jìn)出口壓損         ～0.8kPa

除氧器工作壓力                0.15MPa

汽包工作壓力                  0.6MPa

蒸汽流量                    8～12t/h

系統(tǒng)裝機(jī)電量                ～400kW

3、       系統(tǒng)投資

余熱回收工程概算表

4、主要工藝設(shè)備匯總表