无回收焦炉废气余热回收技术探讨李贵良太原锅炉集团有限公司,山西太原250003收焦炉技术方案的角度,来探讨其技术的可行性。
0.1项目提出的背景能源重化工基地山西,煤碳储量极为丰富,因而大大促进焦化工业的发展。山西焦炭在1997年产量已达3449万吨,占全国39.2,其中出口焦量占全国80以上,每年创产值近300亿元,税收46亿元,创汇6.4亿美元,已成为山西经济的重要产业。
目前,山西的焦化工业多为集体与个体经营,其环保意识淡薄,且受到前期投资资金及规划的局限性,都采用土法炼焦,造成炼焦区周围标,焦化业造成的大气和水污染的负荷占全省总负荷的30,40,严重制约着山西经济的可持续发展。引起省委省政府的高度重视下大决心关闭环保指标不达标企业。
根据生产方式的不同,可将焦炭分为改良焦大机焦小机焦。其产量分别占85105,除大机焦生产线能满足环保要求外,其它两种都无法满足环保指标,属省委省政府取缔之列。
但是,大机焦生产线投资大周期长,其生产无回收炼焦炉配余热利用装置。目前美国澳大利亚德国等公司对现代无回收焦炉进行了研究开发,美国并于1998年在英兰德钢铁公司启用余热发电无回收炼焦炉,并取得预定效果=但是,国内还尚无家,为此,开发利用此技术对山西0.2清徐迎宪焦化公司概况清徐迎宪焦化公司是山西著名的铸造焦生产企业,其焦炭质量在国内外同行业中享有盛誉,年产量达30万吨,其中出口占95以上。该公司现有75型炉160座,其焦炉是在无回收焦炉基础上,根据国内的经济与技术能力简化而来取缔之列。为此该公司在去年决定采用废热综合利用无回收互联式轻型焦炉,规模扩大为50万吨,投入巨资进行全面改造。焦化废气产热利用就是在此基础上提出的,并向我单位征求方案。
1问的提出及技术方案互联式无回收焦炉较大机焦炉生产的焦炭收稿日期20010319质量指标尚,低灰低硫发热值尚,并且投资小,仅为大机焦的12,尤其在污染物无组织排放上有众多优点但还存在着两项重大不足¢1由于采用内外加热方式,产生的焦炉煤气和副产品少量回收或不回收,造成废气温度650,8501直接排放,使能源转换率差,耗能达0.3,0.38标煤焦,不仅浪费能源而且形成热潘。
由于产生的焦炉气在炉内全部燃烧,而且废气温度过高和802脱除技术上的难度,非机械化焦化焦炉比机械化焦炉废气中8,2排放总量高出1.0,1.8倍。这是非机械化焦化焦炉*大的污染源和污染物。
上述两项是决定互联式无回收焦炉能否存在的关键因素。为此采用余热锅炉把烟道温度降低,作为余热回收利用。不仅能大幅度降低能源转化率当尾气温度达到2001时可减少0.09,0.1七标煤焦1减少热污染1同时1为下步进行废气脱除802创造了有利条件。
余热锅炉可带套蒸汽汽轮发电机组发电,除公司自用电外,还可上网卖电。
废气脱硫如采用石灰浆型喷雾干噪吸收设施,*后通过逆流织物过滤室,可脱硫70以上,过滤浮尘99.5.
2废气参数及余热利用方案清徐迎宪提供的原始数据互联式焦炉废气量92000,3废气温度600,8501余热锅炉方案中计算选用数据,废气成分按般焦炉煤气的成分计。
废气排放量92000咖3废气温度按6501计废气入口过量系数按1.2计废气的水分暂不考虑废气经余热锅炉后的排出温度按2001计余热锅炉的基本参数为额定蒸发量20似。0,24390型凝汽式汽轮发电机组。
3余热锅炉方案焦炉废气温度低烟容量大含灰尘少所形成的传热温差小,锅炉所需受热面巨大,约2000m2.只有提高烟气流速,增加传热系数,并且在结构布置形式上尽量紧凑简炼,才能结构规15.7.所要求的对流受热面占主导地位。
总体构思总体构思有两种布置形式第1种立式即口型布置,占地少,但造价高,对流受热面布置较困难。第洚中臣式,结构相对简单,造价较低,但占地面积大。根据清徐迎宪焦化公司的实际情况,采用卧式简附后。
结构简介过热器采用必38,3.5的管子,布置面积200m2.蒸汽流速26ms,烟气流速12ms.分f氐温与高温过热器,中间采用喷淋式减温器。
采用4锅筒横置式结构,中间用必53的管子组成对流管束面积1564m2,烟速12mS.
介质先下行t然后上升t流速0.52ms,0.65ms,结构分析此结构通用件多,制造工艺简单,出厂形式为散装出厂。过热器省煤器采用蛇形管,属易损件,布置在余热炉的两侧,便于维修更换。
对流管束采用4个横置锅筒,中间布置管束,受热面多少取决于锅筒的长短,非常便于布置受热面,且中间采用鳍片隔墙,便于形成*佳传热髓。
设计计算说明参看热力计算书设计计算按标准焦炉煤气计算,其形成的烟准烟气的焓温。焓单位是是指标准焦炉气的焓值,而依空气过量系数3,计算出总烟量及烟焓余热是烟气洽,需将标准焦炉气的烟洽折算为标Vy=VM得标准烟气下的焓温值心kcal Nm3理论空气焓也作相应折算得标准烟气下的理论空气焓Ik.Vy.kcalNm3序号名称符号单位数值锅炉蒸发量额定蒸汽压力额定蒸汽温度给水温度锅炉排污率冷空气温度4设计计算汇总2燃料特性按焦炉煤气尾气计算应用基成分数值序号名称符号单位数值烟气量烟气温度含灰量Nm3指余热烟气名称排烟热损失化学不完全燃烧热损失机械不完全燃烧热损失散热损失灰猹热损失锅炉效率符号数值序号名称工质进口工质出口工质流速烟气进口烟气出口烟气流速受热面积工质吸热量温度1过热器对流管束省煤器锅炉有效利用热可利用余热量余热超负荷能力QrQgiQg,=10余热对201的锅炉具有10的超负荷能力。
5余热锅炉方案及造价预算锅炉主机主要部件过热器部分对流部分省煤器钢架合计爨⑶主机总价万元锅炉辅机辅机名称型号规格单位数量,玩引风机台给水泵台仪阀门锅炉主机配用套取样冷却器台耐火纤维套小计安装部分略6体会余热锅炉的设计,不同于般锅炉的设计,它是个庞大的系统工程,要求主持设计的人必须有丰富的设计经验,较为丰富的知识,首先是对委托方工艺的理解,余热参数的认识及简化,并形成设计余热锅炉的依据,其次是对制造工艺安装的全局规划,还要对整个工程的投入有定的预决算能力。






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