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荣获“一种焦炉荒煤气余热回收换热上升管”专利

2017年07月14日 字体:
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荣获“一种焦炉荒煤气余热回收换热上升管”专利

  炼焦生产是典型的能源再生加工和热能的再回收利用过程,焦炭和炼焦是其主要的能源产品。高效回收利用在炼焦过程中产生的显热,是焦化行业节能降耗、建设绿色焦化的方向,也是焦化企业可持续发展的重要途径。通过对炼焦过程热量散失分析看出:其中红焦所含显热占37%;荒煤气带走余热占36%,烟道废气带走热量占16%,焦炉炉体表面散热占11%。
  工程院徐匡迪院士在2014年报告中指出:目前钢铁企业尚有30%的显热、显能未被回收利用。其中,焦化过程约有50千克/吨焦。这意味着,在2013年国内焦化行业炼焦生产过程中有:47600万吨(机焦)*50千克/吨焦*0.971千克标煤/千克=2311万吨标煤的显热未被回收利用。
  目前世界焦化行业传统的方法是喷洒大量的70℃—75℃的循环氨水,循环氨水吸热而大量挥发,使荒煤气温度得以降低,进入后续煤化工产品回收加工工段。这样的结果是,荒煤气带出的热量被白白浪费掉,既流失了荒煤气热能,还增加了水资源的消耗。
  早在上世纪70年代,首钢、太钢采用水夹套上升管,夹套内冷却水吸收荒煤气所携带的热量而汽化,产生蒸汽,实现热能的回收利用,简称为"焦炉上升管汽化冷却装置"并相继在武钢、马钢、鞍钢、涟钢、北京焦化厂、沈阳煤气二厂、本钢一铁和平顶山焦化厂等多家企业得到应用。北京焦化厂在上升管体卷边结构、焊接方法方面进行了多项改进,仍不能完全解决上升管的筒体焊缝拉裂、漏水、漏汽等问题,运行几年后终因系统安全稳定性、运行成本等方面原因纷纷停用。据悉国内运行时间最长的本钢一铁也由于2008年4.3m焦炉拆除而终止了该项技术的使用。焦炉上升管汽化冷却装置在我国的应用经历了发展、停滞、再研发、再停滞的过程。研究的技术主要集中在导热油夹套管、热管、锅炉和半导体温差发电等技术。但这些技术均不能满足现场工况要求,效率低、寿命短、易结焦积炭。
  河北汉尧环保科技股份有限公司技术人员不断总结原有工艺并结合实际通过三年多研究,取得了一系列进展和技术突破。通过分析原有装置所有弊病的前提下,另辟途径,对材料、结构工艺上做了系统研发,在高效率、长寿命、高稳定、高可靠、低成本上取得了突破,目前已完成了前期研发、方案的审查、导热方式的选择、导热材料的选择、换热装置的研发与制作,已经开发出新型的余热回收装置。并且经过多次中试,取得了比较满意的效果。

 

  今天,随着干熄焦和焦炉烟道废气余热锅炉技术的成熟,煤在干馏过程中产生的高温荒煤气的余热回收与利用就成为焦化行业节能增效关注的焦点。理论计算和各种实验装置的试验数据均表明,每生产1吨红焦,焦炉上升管管段的高温荒煤气余热回收后至少能产生0.8MPa蒸汽0.1吨,2015年我国生产焦炭4.48亿吨,如其荒煤气余热全部得到回收,则至少可回收4480万吨0.8MPa蒸汽,折合标煤约424万吨,年可减排二氧化碳1102万吨,二氧化硫10.2万吨,氮氧化物3.0万吨,节能减排潜力巨大。
   

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