焦爐荒煤氣余熱回收工業化上升管裝置技術

首先，運用幾個關鍵詞：上升管換熱器、納米技術、荒煤氣余熱回收、節能減排。

前言：

焦化行業要堅持綠色發展，有效降低能耗、物耗和污染物排放量，進一步發展循環經濟，重點就要加強節能環保關鍵技術，工藝、裝備的研發和推廣應用，焦爐荒煤氣余熱回收利用裝置研發成功就是一大突破，也是焦化行業節能減排舉措之一。

什么是搗固焦爐：

搗固焦爐泛指采用搗固煉焦技術在搗固焦專用爐型內生產出的焦炭，這種專用爐型即搗固焦爐。（優點：節約資源、環境保護、提高焦炭質量、經濟效益），

研發背景:

自上世紀70年代后期先后有國內外多個焦化企業采用了各種工藝方案進行了嘗試實踐，終因投入大且效益不高等等因素先后停止。近30年來，研發焦爐荒煤氣余熱回收技術是我國煉焦工作者主攻節能課題，尤其近幾年我國幾家主攻團隊技術成果各有千秋。

上升管換熱器特殊結構水夾套荒煤氣余熱回收技術結構圖

上升管結構剖面圖

不改變原上升管內筒尺寸

上升管內部結構圖

傳統上升管與新型研發上升管實樣對照

技術說明：

1、技術原理及關鍵技術: 該裝置是一套高效、可靠、穩定的煉焦荒氣顯熱回收利用核心裝置，回收利用荒煤氣顯熱產生蒸汽供后序使用，實現其在焦化產業中的工業化應用，推動整個煉焦行業的節能減排工作。

由于荒煤氣中含有焦油蒸汽,水蒸氣,苯蒸汽等, 溫度低于450℃, 荒煤氣中煤焦油會凝聚出來:溫度高于800℃, 荒煤氣中碳又會聚集生成石墨,況且只能在直徑400～500mm的上升管圓形簡腔內想辦法,換熱器不能漏水到炭化室,這也就是練焦人常說的“三怕”:怕漏水、怕長石墨、怕掛焦油。

荒煤氣回收的關鍵技術是上升管內部設置的換熱器,該新型上升管換熱器技術, 具備防漏水,防結石墨及防掛焦油的三重功能。

其一：是上升管換熱器材質的選擇

新型的耐高溫耐腐蝕耐磨合金材料;充分利用了特殊材料的耐高溫, 耐磨和耐腐蝕特性,增強殼體強度,材質與襯層二者有機結合, 滿足了介質在高溫、溫差變化大、腐蝕(氧化、還原、H2S等)特殊工況下的需要。

其二：是上升管防止漏水問題的解決內筒內壁為整體結構,采用耐磨、 耐腐蝕、耐高溫的合金材料,在高溫環境下熔化成型,相當于整體無縫合金體。水汽換熱在封閉空間內,換熱器內壁為合金整體結構配以襯層, 采用新型的耐高溫、耐腐蝕, 耐磨合金材料,在高溫環境下熔化成型,相當于整體無縫合金體，水不會滲漏到炭化室。

其三： 上升管內筒結焦油和石墨問題的解決

(1)、上升管換熱器的內壁采用耐高溫,耐腐蝕材質配以襯層及自潔材料涂層內表面均勻光滑,無死角,不會掛結石墨和凝聚煤焦油。

(2)、通過汽包進水流量的控制,一定程度上控制了上升管的進出口溫度差從另一途徑減輕了內壁凝結焦油和石墨。上升管換熱器內表面均勻光滑,不易掛結石墨和凝聚煤焦油, 即是微量附著也易清除；通過汽包進水流量的控制,控制上升管換熱水的進出口溫度差,消除了內壁凝結焦油和石墨的可能。

(3) 、換熱器的內壁,整體光滑,即使結焦油和石墨,也不易附著,即是附著，也易清除。

其四：換熱器效率的強化

(1) 、換熱器內部通過科學的結構排列以及高效換熱材料的選擇,大程度地提高換熱效果。

(2)、通過強制循環泵,大流量高揚程,分段的管網布局,充分保證每個上升管換熱器的進水相對均勻。

焦爐上升管換熱器應用案例

目前應用在山東特鋼、福建三鋼、邯鋼、武鋼等成功案例

成果轉化推廣前景

該套合金整體結構、自潔涂層的上升管換熱器,在4.3m搗固焦爐成功運行近4年證明,該技術是經過實踐考驗的成熟技術,適用于4.3m、5.5m、6m、頂裝或搗固焦爐及7m頂裝焦爐。新型焦爐上升管的成功研發,破解了焦爐荒煤氣余熱回收技術的難題,引起業內的廣泛關注和極大興趣,在國內鋼鐵企業400多家及焦化行業近2000多座焦爐中,有廣闊的應用推廣空間,是焦化企業降本增效、節能減排的有效途徑。