焦炉烟气余热回收烟风系统分析

焦炉烟气余热回收烟风系统分析

徐玉娟，刘作敏，王金富

山东奥翔电力工程设计咨询有限公司山东济南 250000

摘要：焦炉烟气余热回收是我国广泛采用的焦炉节能方法。目前，在已实施的焦炉烟气余热回收项目中，在烟气入口与烟囱之间的主烟道上安装截止阀(主要以插板形式)，将主烟道与烟囱隔开。但主烟道切断阀有时会造成安全事故，因此需要保证余热回收系统不影响焦炉的正常排烟和生产。本文主要分析焦炉烟气余热回收的烟气系统。

关键词：串联；并联；流路系统；主烟道

引言

我们是煤炭工业最大的生产者，消耗资源，具有长期增长。在要求节能的时候，煤炭行业的方针正在逐步实施。储蓄、节能和环境管理将是煤炭行业发展的重要指标。近年来，热导技术的发展和应用，利用炉外多馀的热量回收散热器，达到了一个新的层面，使热量能够得到有效利用。回收过剩气体，通过直接排放避免能源浪费，利用热水削弱蒸汽，创造有利环境，降低生产成本，并在碳排放越来越稀缺的情况下为企业带来可观的经济效益。

1、工作流程

焦炉高温烟气从两条地下烟道引出进入余热回收锅炉，为防止低温烟气对余热回收锅炉的腐蚀性，排烟温度要控制在160～180℃之间。具体的烟气工作流程为：在焦炉地下烟道翻板阀前开孔取气，为了保证两座焦炉进入余热回收装置的烟气量相同，需要在引出的两条烟道上安装电动调节阀，自动调节进入余热锅炉的烟气量，保证焦炉的吸力。用钢制管道将两条地下烟道取出的废烟气连接在一起汇总后进入余热回收锅炉，换热后的低温烟气经过引风机后分成两路，分别回到原有焦炉地下烟道的翻板阀和烟囱之间处的检修口。运行方式如下：（1）当检修余热回收系统时，关闭两条钢制烟道上的电动调节阀，同时关闭引风机出口处的截断阀门。（2）当余热回收系统工作时，先打开引风机后的出口截断阀门，再打开两台取气管道上的电动调节阀，余热回收装置运行正常后，逐渐关闭两条地下烟道上的烟道翻板阀。焦炉烟气余热回收装置整体工艺流程和焦炉烟气余热回收装置整体工艺流程基本一样，唯一不同点是通过焦炉余热回收装置的低温烟气通过引风机后直接进入烟囱检修口处。

2、热管技术应用

管道是焦炉烟气和热回收装置的核心组成部分。该管道通过密闭真空管盒中工作环境的潜热传递热量，其传热性能类似于超导电导率，具有较高的传热能力和较高的传热效率。热管热回收系统包括热管蒸发器和热管减碳器，焦炉烟气首先通过蒸发器，然后通过节煤器。(1)各段换热设备之间有过渡时期的连接，有膨胀接头(满足设备的热膨胀)和人员孔(用于炉的安装维护)。每个平台都有一个用于安装和维护设备的通道。(2)热管蒸发器由若干管道元件组成。管道的加热段放置在热流体风管中，管道的加热段由热风扫掠，管道构件的加热段插入蒸汽-水系统中。蒸汽-水系统不是由热流体直接洗涤的，因为管道的存在使蒸汽-水系统和循环与热源完全分离，独立于热流体的空气管道。热液的热量通过管道输送到水管中的饱和水(饱和水通过下行管进入)，蒸发后，产生的蒸汽(蒸汽、水混合物)通过蒸汽提升管进入蒸汽包，由汽水分离，然后通过主阀出口。通过这种方式，管道继续将热量导入供水管道，并通过增加和减少送风管道来实现蒸汽-基础水循环-外部水，从而冷却热烟气并将其转化为蒸汽。

3、依据焦炉烟气的特性

3.1工艺流程

焦炉烟气脱硫脱硝综合工艺采用多层过滤系统→低温选择性催化还原脱硝→流体热回收→催化脱硫→排放。

3.2工艺系统

烟气排放口与应急装置相连。将烟道闸板安装在前烟道和烟道之间，与闸板前烟道连接，从而完成烟气排出。为了防止因系统引起问题而导致的无吸气焦炉稳定性下降，设计了两级连锁应急装置，保证烟道在短时间内连通，从而保证足够的吸气，首先在出口管和烟囱之间安装气动阀，吸气不足时连锁应急装置可开启2s左右；烟道门同步装置，进行15s左右的自主开启。多通道烟气过滤装置，该装置可造成焦炉烟气中粉尘、焦油等物质对环境的污染，主要含有脱硝催化剂，造成的环境污染。以便缓解由于长时间使用而在短时间内阻力突然升高的问题，并将该过滤装置安装到抽屉样式中，从而可以进行更好的在线清洁操作。由于压力等因素会引起烟气的温度变化，本系统设置了气体变送器，可以对烟气温度有效地进行一定程度的保温，并保持在摄氏二百五十度左右，进而提高本系统的脱硝能力。烟气在进入系统前进入脱硝反应器两部分，从而确保两个反应器都保持较高的处理效率。反应室前设有烟气控制装置，可如期调节反应室烟气流量和热器温度，从而保证烟气温度可保持在320℃以上。反应器内还设有声波清灰装置，可对催化剂进行清灰，进而保证脱硝催化剂的纯度。在控制阀的控制下，对20%氨的流量进行适当的调节，从而使其流过管道过滤器，然后流入氨蒸发装置，并逐渐变成氨与水的混合物，然后与一些烟气混合，变成浓度约为5%的混合物，从而使烟气与最初存在的烟气充分混合，最后通过选择性催化还原法一起送入反应器。

热回收系统和风机系统不仅可以起到节能的作用，而且是脱硫反应的必要保证。脱硝后废气温度约为260℃，但脱硫剂需将废气温度降至150℃左右，并通过热回收装置进行冷却。反硝化反应后，烟气进入热回收器，烟气进入风机作用下的脱硫装置进行脱硫操作。热回收系统可以为加工、加热和发电提供相应的能量。

经过脱硝处理后，烟气通过一种新的催化工艺脱硫，将烟气送入热回收器，温度降至150℃，然后在增压器和调节器的作用下，烟气被推进到脱硫反应器的催化层，从而减少。最后，经过处理的清洁废气由烟囱排放到大气中。烟气在进入脱硫反应装置之前，必须通过水蒸气、氧气含量和温度进行调节，以达到脱硫反应标准。

3.3技术要点

通过研究和分析影响焦炉加热系统的烟气特征参数，可以发现焦炉烟气的烟气成分、流量、粉尘浓度和烟气中的二氧化硫以及焦炭会引起腐蚀；烟气、烟尘排放的组成取决于焦炉的运行条件和加热方式。通过改变参数工程条件，结焦过程试验将影响变化热源，温度，烟流时间，动态性能不稳定，热量分布参数基于热源的技术发展过程，持续提高稳定性和准稳定性，根据生产设备的特点和工艺，在此基础上进行参数试验，以调节余热锅炉汽轮机参数，并实施控制，促进运输技术的稳定，本文研究了电厂燃烧气体热量的利用方法、焦炉废气的测定以及余热的利用方法。利用焦炉烟气余热的主要方法有:①生产饱和蒸汽时，当热燃烧气体由余热回收系统从主烟囱冷却时，热燃烧气体降至170℃左右，导致温度从6到0生成。8mpa饱和蒸汽。②煤调湿:物料直接与焦炉换热器烟气接触，控制煤调湿。废气燃烧热量利用率高，但必须定义一个除尘器，系统运行时维护要求高。③加气电能:针对焦炉烟气温度低、波动大的特点，利用高炉余热气体为钢铁企业提供优质燃气，改善蒸汽参数，然后发电。该技术可以解决低压饱和蒸汽的使用问题，但必须测试其经济性。焦炉采用焦炉煤气，从高炉和焦炉计算热力参数，计算出热管和换热器换热后的燃气和蒸汽热力参数，从而得到高效烟气。气体工艺参数采用焦炉烟气低质量余热回收产生的全饱和蒸汽。

结束语

焦化厂焦炉烟气余热利用项目不仅可以实现低温余热的充分利用，降低企业生产成本，提高企业产品竞争力，而且对改善周边环境质量，改善人民生活质量，保障经济、社会的可持续发展，发挥环境效益和社会效益也间接发挥了显着作用。

参考文献：

1. 常秀芳,刘伟虹,兰正宏.焦炉废烟气余热回收利用经验探讨[C]//2017焦化行业节能环保及新工艺新技术交流会论文集.2017.

2. 常秀芳,刘伟虹,兰正宏.焦炉废烟气余热回收利用经验探讨[C]//2017焦化行业节能环保及新工艺新技术交流会论文集.2017.

3. 陈静,黄光亮.环境综合治理之余热利用方案探讨[J].中国西部科技,2015(1):40-40.

4. 陶斌斌.烟气余热回收利用技术应用与探讨[J].山东工业技术,2018(15).

[5]高效节能板式换热器在燃气锅炉烟气余热回收中的应用[J].山东工业技术,2018,277(23):44+62.