焦化余热综合利用与煤调湿相结合工艺的研究

• 作 者: 赵江丽
• 机 构: 同济大学
• 出 处: 同济大学理学院 同济大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 荒煤气 烟道气 炼焦余热利用 煤调湿 热平衡分析 炼焦工业

炼焦工业既是重要的能源生产部门，又是耗能大户，我国炼焦生产存在的主要问题是能耗大、利用率低。因此，降低炼焦能耗和提高炼焦余热的有效利用对炼焦工业具有重大的意义。
就焦炉产物带出的热量而言，焦炭显热约占40％，荒煤气显热约占30％，废气带走热量约占20％，三项合计占90％左右，有着大量的余热可以利用。其中，由于干熄焦技术的发展，焦炭显热已经得到较好地回收利用，而后两者余热的利用方法尚不成熟。另一方面，我国炼焦用煤水分一般在10～15％，过高的配煤水分不仅降低焦炉生产能力、增加炼焦耗热量，还影响焦炉操作的稳定性，使焦炭质量下降。采用煤调湿技术（CMC），将煤料水分控制在6～7％，会节约炼焦耗热量，提高焦炭质量和产量，为企业带来巨大的经济效益。
本文把降低炼焦能耗和焦化余热利用结合起来，提出了焦化余热综合利用与煤调湿结合的工艺，在不引入外加热源的条件下进行煤调湿，达到节能降耗的目的。其中焦化余热包括上升管荒煤气的显热和烟道废热两部分能量，具体工艺为：煤料经烟道气预热后，进入煤干燥器，与在上升管换热装置内回收荒煤气高温显热温度升高了的空气进行换热，煤料水分达到目标值后排出，空气废气经除尘装置除尘后排向大气。
本文在两个焦化厂分别进行了上升管荒煤气的余热回收试验和煤调湿试验，结果表明：采用螺旋通道的上升管换热装置，能够回收大量荒煤气的高温显热，热回收率高；皮带走廊的煤调湿装置热效率较低，干燥器结构有待改进。
对余热综合利用与煤调湿结合的工艺进行系统衡算，热平衡分析表明该工艺可以很好地回收荒煤气和烟道废气的余热，炯平衡分析表明该工艺的能量利用合理。煤的水分降低到7％后，炼焦耗热量大大降低，废水处理量大大减少，经济效益显著，可以达到节能降耗的预期目的。