焦化配件回收利用荒煤气带走的热量及控制炉管温度
<一>、焦化设备配件回收利用荒煤气带走的热量
现在焦化厂采取在上升管和集气管喷洒氨水强制冷却,将荒煤气的温度由650~800℃降低到80~100℃后,再送入煤气净化工序。如此大幅度的温差释出的热量全部耗费于氨水的蒸发和温度的变化,以及用于上升管和集气管的散热,显然是未得到合理的回收利用。因此,焦化设备配件应设法在喷洒氨水冷却前,在上升管部位进行荒煤气的余热回收。主要有两种方式:
1)上升管汽化冷却
我国太原钢铁公司焦化厂、钢焦化厂、北京焦化厂和武钢焦化厂研究和使用了上升管汽化冷却技术。主要原理是把上升管改为无缝钢管制成的水套,冷水在水夹套内吸收由管壁传来的热量不断汽化,汽化产生具有一定温度和压力的汽-水混合物,汽一水经汽包分离后,具有一定压力的蒸汽接入蒸汽管网送往用户。根据武钢焦化厂上升管汽化冷却系统使用监测结果,荒煤气经上升管汽化冷却后,温度从650℃降到450℃,每吨焦炭可以产生0.1~0.2t、压力为784KPa的蒸汽。
2)利用有机热介质在上升管回收荒煤气显热
同上升管汽化冷却原理一样,主要是将普通的上升管改造成上升管换热器,技术关键是选择合适的热介质。利用有机介质回收上升管荒煤气余热的研究始于口本,1983年,口本大分炼铁厂的一套焦炉煤气显热回收装置开工,回收的显热用来干燥炼焦煤料。重钢焦化厂在1995年引进了一套煤调湿试验项目。
关于上升管荒煤气余热回收,有热风回收法、融盐回收法和液态金属回收法等,各有优缺点,从工厂应用上说,都还需要继续研究完善。
<二>、焦化设备控制合适的炉管温度
焦化加热炉炉管温度控制指标是焦化设备装置关键工艺指标,在正常生产操作过程中,加强加热炉炉火调节,控制加热炉燃烧情况,同时做好监控工作,使炉膛温度变化控制在合理范围,避免出现偏烧情况,在出现炉管局部超温等紧急情况时,要及时加大加热炉管注汽量,及时调整加热炉火嘴燃烧情况,焦化设备配件加热炉炉管温度不超工艺指标。
与此同时,还应加强计量仪表和控制仪表的维护保养,各仪表准确,自控仪表能够按照设置指令进行调节,使加热炉炉管温度能够准确监测和控制。
为了加热炉中部炉管不结焦,要严格控制炉管各部位温度,同时调节好加热炉炉管注气量调节,为减缓加热炉炉管结焦,一般要求加热炉炉管内的油品在大于426℃时,油品在炉管停留时间严格控制不大于30秒,这就要求加热炉炉管内渣油在适合的注汽量下提高流速,油品在强烈湍流状态通过临界分解段所在的那部分加热炉炉管。要使油品以湍流状态存在,并使油品高速度通过处于临界分解温度范围内的加热炉炉管,控制好炉管的温度和压力。炉管注入过多的蒸汽,会相应降低炉管内油分压,同时气化率会随着注汽量增加而增加,造成液相和气相的高温介质密度增加,反而造成炉管内油品介质出现不稳定而结焦的状况,且注汽量的增加,也相应增加加热炉的热负荷。因此延迟焦化加热炉设计采用“三点注汽”技术,注汽量为油品介质的1~3%为宜。
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