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焦炉余热回收再利用技术汇总

北极星环保网  来源:余热节能及余热发电    2016/12/6 14:58:52  我要投稿  
所属频道: 节能  关键词:余热回收 干熄焦技术 节能减排

北极星环保网讯:“目前钢铁企业尚有30%的余热、余能未被回收利用。其中,焦化过程约有50kg/t焦。”这意味着,在2012年的炼焦生产过程中,有44323万t×50kg/t焦=2216万tce的余热未被回收利用。因此,炼焦生产过程的余热回收利用、节能减排的潜力巨大。

1焦炉输出热充分回收利用

焦炉是能量转换装置中高效率的热工设备,净效率高达87%-89%。这是因为炼焦过程不仅是一个较完善的能量转换过程,产生优质的二次能源,而且焦炉本体设备经过一百余年的不断改进,在煤气燃烧、烟气热量利用、绝热等方面均较完善。但这并不能说明它已达到最完善的程度,没有节能的余地了。

高效回收利用在炼焦过程中产生的余热资源是资源节约、环境友好的绿色焦化厂节能的主要方向和潜力所在,也是提高效率的主要途径之一。

分析焦炉生产过程的物质流和能量流可以看出,在焦炉的输出端:

950-1050℃的红焦炭承载着较多部分的能量,其作为物质流从炭化室被推出。出炉红焦显热约占焦炉总输出热量的37%,当大型焦炉炼焦耗热量为108kgce/t焦时,则生产每吨焦炭红焦带出40.0kgce热量。

650-700℃荒煤气和气态化学产品带着热能和化学能以能量流的形式从上升管排出。则生产每吨焦炭荒煤气带出热约占焦炉总输出热量的36%,相当于带出38.9kgce热量。

250-300℃焦炉烟道废气带着热能和动能以能量流的形式从烟囱逸出。则生产每吨焦炭烟道废气带出热约占焦炉总输出热量的17%,相当于带出18.4kgce热量。

一部分热量作为能量流的一部分,从焦炉炉体表面散发损失至环境空气中。炉体表面热损失约占焦炉总输出热量的10%,相当于生产每吨焦炭损失10.8kgce热量。

2深入推广干熄焦技术,充分回收利用红焦余热

干熄焦是相对于用水熄灭炽热红焦的湿熄焦而言的。其基本原理是利用冷惰性气体在干熄炉中与红焦直接换热,从而冷却焦炭。

采用干熄焦技术可回收约80%的红焦显热,平均每熄1t红焦可回收3.9MPa、450℃蒸汽0.5-0.6t,可直接送入蒸汽管网,也可发电。采用中温中压锅炉,全凝发电95-105kWh/t;采用高温高压锅炉,全凝发电110-120kWh/t。

采用干熄焦技术可以改善焦炭质量、降低高炉焦比,或在配煤中多用10%-15%的弱粘结性煤;吨焦炭节水大于0.44m3;可净降低炼焦能耗30-40kgce/t焦,效率高达70%。

至2012年末,我国已投产和在建的干熄焦装置近200套,干熄焦炭能力近2亿t,占我国2012年炼铁消费焦炭量的近57%。我国钢铁企业已有88%以上的焦炉配置了干熄焦装置;独立焦化厂依据节能减排的理念,也开始采用干熄焦技术。按干熄焦套数和干熄能力计算,我国已位居世界第一。

近几年,我国干熄焦技术发展的特点是:

1)干熄焦技术在钢铁企业焦化厂发展迅速。

按照国家产业政策要求,钢铁企业新建焦炉必须配套建设干熄焦装置。要求“十二五”期间钢铁企业焦炉100%都要采用干熄焦技术。至2012年底,我国钢铁企业焦化厂已经有88%以上的焦炉配套了干熄焦装置。

2)大型钢铁企业从以往的湿熄焦备用改为干熄焦备用。

以前为节省基建投资,我国干熄焦装置几乎都是采用湿熄焦备用,因为一套湿熄焦装置的投资仅为干熄焦装置的1/4-1/5。即当干熄焦装置正常检修或事故停产时,启动备用的湿熄焦装置,临时向高炉供应湿熄焦炭,以维持焦炉的正常生产,但对大型高炉的正常操作会带来一些不利影响。为此,需要采取一些特殊措施,如有的焦化厂临时在入炉煤配比中增加10%强粘结性的肥煤或焦煤,以提高焦炭质量,缓解对高炉的不利影响。

近年来,随着我国大型钢铁联合企业大型、特大型高炉的快速发展,高炉的稳定操作对整个钢铁联合企业的生产与效益越发重要。如某大型钢铁公司因干熄焦检修,大型高炉调整不顺,两个多月生产不正常,损失近十亿元人民币。因此,一些大型钢铁联合企业如沙钢、武钢、马钢、太钢等开始要求焦化厂全部采用干熄焦装置,即备用也采用干熄焦装置,以保证大型、特大型高炉连续不断地获得质量稳定的干熄焦炭。从投入和产出的对比来看,全干熄方式比干熄为主湿熄备用方式投资高,但这些增加的投资可在两年多一点的时间内收回,因此,全干熄方式得到了认可和采用。

3)独立焦化厂开始形成建设干熄焦装置热潮。

国家的产业政策并未强制要求独立焦化厂必须配套建设干熄焦装置,主要是因为:采用干熄焦提高焦炭质量,其对炼铁高炉的延伸效益,较难体现;经生化处理的焦化废水不能作湿熄焦补充水,无出路,只能外排,较难实现“零”排放。

但是,最近一些独立焦化厂从节能和环保角度出发也在配套建设干熄焦装置,如河北中润、安徽临焕、山西焦化、长治潞宝、山东博兴诚力、河北九江、徐州天裕等。尤其一些发展循环经济、延长产业链的独立焦化厂,需要更多的蒸汽和电力,主动采用干熄焦技术。

4)合同能源管理政策推动了干熄焦技术的采用推广。

国家提倡的合同能源管理政策,为一些想建设干熄焦装置、但在资金方面又有困难的焦化厂提供了建设机会,如山东博兴诚力、江苏徐州天裕、兰州渝中等焦化厂纷纷采用合同能源管理模式吸引资金,建设干熄焦装置。

延伸阅读:

【技术】燃煤火力发电厂烟气余热回收利用技术概况

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