重钢焦化厂余热回收利用工艺技术的研究

摘要

在炼焦生产和煤气净化过程中,蕴含着大量的余热资源,有着极大的回收利用价值,因此,焦化厂在进行余热资源利用和节能减排方面具有巨大潜力。重钢焦化厂的生产属于粗放的生产经营方式,能源利用效率低,余热资源丰富但未得到有效回收利用,在国内焦化行业具有典型代表性。本课题依托重钢焦化厂的生产实际,研究焦化余热资源及其回收利用工艺技术,结合重钢环保搬迁焦化工程的规划方案,研究适合其生产规模和生产工艺技术特点、经济合理的余热资源综合利用技术方案,对新重钢焦化厂的节能减排提供技术支撑,具有现实意义。通过对炼焦炉的热平衡分析,确定了炼焦生产余热资源的回收利用主要方向为回收红焦物理热、荒煤气和燃烧废气显热,其中,红焦显热占供入焦炉热量的35％左右,是主要研究对象;通过分析煤气净化系统生产工艺和余热资源构成,以及能源系统结构和工艺现状,确定了煤气净化系统余热资源利用途径以调整化工工艺、回收高温工艺介质余热为主,能源系统以采用自产能源(如焦炉煤气)替代直接外购能源为主。根据当前焦化行业的余热回收利用技术发展趋势,研究焦化厂余热回收利用工艺技术的应用情况和应用条件。结合重钢环保搬迁焦化工程规划方案,研究各种余热回收工艺技术的应用可能性和应用方案,测算技术经济合理性。煤焦系统重点研究干法熄焦工艺(CDQ)代替湿法熄焦的工艺技术方案,确定了干法熄焦的巨大经济效益和社会环境效益。煤气净化系统重点研究将真空碳酸钾脱硫工艺与横管初冷器结合、回收利用横管初冷器上段余热的工艺;采用蒸汽喷射闪蒸技术的节能蒸氨工艺;导向喷射塔盘蒸馏工艺。能源系统重点研究了焦炉煤气代替蒸汽的技术:导热油加热技术替代直接蒸汽蒸氨的工艺;直燃吸收式制冷机取代蒸汽吸收式制冷机;工业循环水水源热泵技术;循环水冷却采用表面蒸发空冷器。按照重钢环保搬迁焦化工程年产240万t焦碳的规模,确定的余热回收工艺技术方案,回收利用余热折合标煤202160吨/年以上,各项余热利用工艺技术在减少粉尘排放、降低大气和水体污染等方面,还具有显著的环境效益。

目录

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 课题研究内容和研究目的

1.2.1 研究内容

1.2.2 研究目的

1.3 研究现状

1.3.1 焦化厂主要生产工艺概况

1.3.2 焦化余热回收利用工艺技术发展现状

1.4 研究方法

2 炼焦炉热平衡分析

2.1 焦炉的物料平衡和热平衡

2.1.1 焦炉物料平衡

2.1.2 焦炉热平衡

2.2 炼焦耗热量分析

3 焦化生产余热资源及回收利用途径分析

3.1 炼焦工序余热回收利用途径

3.1.1 回收红焦物理热，采用干法熄焦工艺

3.1.2 荒煤气带走热量的利用方向和回收利用途径

3.1.3 回收燃烧废气带走的热量

3.2 煤气净化系统余热资源分布及回收利用途径

3.2.1 横管初冷器的余热资源利用情况分析

3.2.2 氨水蒸馏工段的余热资源及利用方向

3.2.3 终冷洗苯工段的余热利用

3.2.4 粗苯蒸馏工段余热利用分析

3.3 能源系统的余热资源及利用途径

3.3.1 循环水余热资源分析及利用途径

3.3.2 蒸汽和焦炉煤气的合理利用

3.4 确定重点利用的余热资源及利用途径

4 焦化厂余热回收利用工艺技术研究

4.1 环保搬迁焦化工程拟采用的技术方案

4.2 干熄焦技术方案研究

4.2.1 干熄焦规模确定

4.2.2 干熄焦工艺技术方案

4.2.3 主要工艺设备性能的研究确定

4.2.4 干熄焦余热回收技术经济分析

4.3 煤气净化系统余热利用工艺技术研究

4.3.1 以水蒸汽为热源的氨水蒸馏节能技术研究

4.3.2 导向喷射塔盘技术应用分析

4.3.3 横管初冷器余热利用措施

4.4 能源系统余热回收及节能技术措施

4.4.1 替代蒸汽的能源利用技术

4.4.2 循环水余热利用工艺及节能技术分析

5 结论和建议

5.1 结论

5.2 建议

致谢

参考文献