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煉焦生產(chǎn)過程的余熱回收利用 目前鋼鐵企業(yè)尚有30%的余熱、余能未被回收利用。其中，焦化過程約有50kg/t焦?！边@意味著，在2012年的煉焦生產(chǎn)過程中，有44323萬t×50kg/t焦=2216萬tce的余熱未被回收利用。因此，煉焦生產(chǎn)過程的余熱回收利用、節(jié)能減排的潛力巨大。 1、充分回收利用焦?fàn)t輸出熱 焦?fàn)t是能量轉(zhuǎn)換裝置中高效率的熱工設(shè)備，凈效率高達(dá)87%-89%。這是因?yàn)闊捊惯^程不僅是一個(gè)較完善的能量轉(zhuǎn)換過程，產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的二次能源，而且焦?fàn)t本體設(shè)備經(jīng)過一百余年的不斷改進(jìn)，在煤氣燃燒、煙氣熱量利用、絕熱等方面均較完善。但這并不能說明它已達(dá)到最完善的程度，沒有節(jié)能的余地了。 高效回收利用在煉焦過程中產(chǎn)生的余熱資源是資源節(jié)約、環(huán)境友好的綠色焦化廠節(jié)能的主要方向和潛力所在，也是提高效率的主要途徑之一。 焦?fàn)t生產(chǎn)過程的物質(zhì)流和能量流如圖1所示 分析焦?fàn)t生產(chǎn)過程的物質(zhì)流和能量流可以看出，在焦?fàn)t的輸出端： 950-1050℃的紅焦炭(820, 1.00, 0.12%)承載著較多部分的能量，其作為物質(zhì)流從炭化室被推出。出爐紅焦顯熱約占焦?fàn)t總輸出熱量的37%，當(dāng)大型焦?fàn)t煉焦耗熱量為108kgce/t焦時(shí)，則生產(chǎn)每噸焦炭紅焦帶出40.0kgce熱量。 650-700℃荒煤氣和氣態(tài)化學(xué)產(chǎn)品帶著熱能和化學(xué)能以能量流的形式從上升管排出。則生產(chǎn)每噸焦炭荒煤氣帶出熱約占焦?fàn)t總輸出熱量的36%，相當(dāng)于帶出38.9kgce熱量。 250-300℃焦?fàn)t煙道廢氣帶著熱能和動(dòng)能以能量流的形式從煙囪逸出。則生產(chǎn)每噸焦炭煙道廢氣帶出熱約占焦?fàn)t總輸出熱量的17%，相當(dāng)于帶出18.4kgce熱量。 一部分熱量作為能量流的一部分，從焦?fàn)t爐體表面散發(fā)損失至環(huán)境空氣中。爐體表面熱損失約占焦?fàn)t總輸出熱量的10%，相當(dāng)于生產(chǎn)每噸焦炭損失10.8kgce熱量。 2、深入推廣干熄焦技術(shù)，充分回收利用紅焦余熱 干熄焦是相對于用水熄滅熾熱紅焦的濕熄焦而言的。其基本原理是利用冷惰性氣體在干熄爐中與紅焦直接換熱，從而冷卻焦炭。 采用干熄焦技術(shù)可回收約80%的紅焦顯熱，平均每熄1t紅焦可回收3.9MPa、450℃蒸汽0.5-0.6t，可直接送入蒸汽管網(wǎng)，也可發(fā)電。采用中溫中壓鍋爐，全凝發(fā)電95-105kWh/t;采用高溫高壓鍋爐，全凝發(fā)電110-120kWh/t。 采用干熄焦技術(shù)可以改善焦炭質(zhì)量、降低高爐焦比，或在配煤中多用10%-15%的弱粘結(jié)性煤;噸焦炭節(jié)水大于0.44m3;可凈降低煉焦能耗30-40kgce/t焦，效率高達(dá)70%。 至2012年末，我國已投產(chǎn)和在建的干熄焦裝置近200套，干熄焦炭能力近2億t，占我國2012年煉鐵消費(fèi)焦炭量的近57%。我國鋼鐵企業(yè)已有88%以上的焦?fàn)t配置了干熄焦裝置;獨(dú)立焦化廠依據(jù)節(jié)能減排的理念，也開始采用干熄焦技術(shù)。按干熄焦套數(shù)和干熄能力計(jì)算，我國已位居世界第一。 近幾年，我國干熄焦技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)是： 1)干熄焦技術(shù)在鋼鐵企業(yè)焦化廠發(fā)展迅速。 按照國家產(chǎn)業(yè)政策要求，鋼鐵企業(yè)新建焦?fàn)t必須配套建設(shè)干熄焦裝置。要求“十二五”期間鋼鐵企業(yè)焦?fàn)t100%都要采用干熄焦技術(shù)。至2012年底，我國鋼鐵企業(yè)焦化廠已經(jīng)有88%以上的焦?fàn)t配套了干熄焦裝置。 2)大型鋼鐵企業(yè)從以往的濕熄焦備用改為干熄焦備用。 以前為節(jié)省基建投資，我國干熄焦裝置幾乎都是采用濕熄焦備用，因?yàn)橐惶诐裣ń寡b置的投資僅為干熄焦裝置的1/4-1/5。即當(dāng)干熄焦裝置正常檢修或事故停產(chǎn)時(shí)，啟動(dòng)備用的濕熄焦裝置，臨時(shí)向高爐供應(yīng)濕熄焦炭，以維持焦?fàn)t的正常生產(chǎn)，但對大型高爐的正常操作會帶來一些不利影響。為此，需要采取一些特殊措施，如有的焦化廠臨時(shí)在入爐煤配比中增加10%強(qiáng)粘結(jié)性的肥煤或焦煤，以提高焦炭質(zhì)量，緩解對高爐的不利影響。 近年來，隨著我國大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)大型、特大型高爐的快速發(fā)展，高爐的穩(wěn)定操作對整個(gè)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的生產(chǎn)與效益越發(fā)重要。如某大型鋼鐵公司因干熄焦檢修，大型高爐調(diào)整不順，兩個(gè)多月生產(chǎn)不正常，損失近十億元人民幣。因此，一些大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)如沙鋼、武鋼、馬鋼、太鋼等開始要求焦化廠全部采用干熄焦裝置，即備用也采用干熄焦裝置，以保證大型、特大型高爐連續(xù)不斷地獲得質(zhì)量穩(wěn)定的干熄焦炭。從投入和產(chǎn)出的對比來看，全干熄方式比干熄為主濕熄備用方式投資高，但這些增加的投資可在兩年多一點(diǎn)的時(shí)間內(nèi)收回，因此，全干熄方式得到了認(rèn)可和采用。 3)獨(dú)立焦化廠開始形成建設(shè)干熄焦裝置熱潮。 國家的產(chǎn)業(yè)政策并未強(qiáng)制要求獨(dú)立焦化廠必須配套建設(shè)干熄焦裝置，主要是因?yàn)椋翰捎酶上ń固岣呓固抠|(zhì)量，其對煉鐵高爐的延伸效益，較難體現(xiàn);經(jīng)生化處理的焦化廢水不能作濕熄焦補(bǔ)充水，無出路，只能外排，較難實(shí)現(xiàn)“零”排放。 但是，最近一些獨(dú)立焦化廠從節(jié)能和環(huán)保角度出發(fā)也在配套建設(shè)干熄焦裝置，如河北中潤、安徽臨煥、山西焦化、長治潞寶、山東博興誠力、河北九江、徐州天裕等。尤其一些發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、延長產(chǎn)業(yè)鏈的獨(dú)立焦化廠，需要更多的蒸汽和電力，主動(dòng)采用干熄焦技術(shù)。 4)合同能源管理政策推動(dòng)了干熄焦技術(shù)的采用推廣。 國家提倡的合同能源管理政策，為一些想建設(shè)干熄焦裝置、但在資金方面又有困難的焦化廠提供了建設(shè)機(jī)會，如山東博興誠力、江蘇徐州天裕、蘭州渝中等焦化廠紛紛采用合同能源管理模式吸引資金，建設(shè)干熄焦裝置。 3、研發(fā)荒煤氣余熱的回收利用 從炭化室經(jīng)上升管逸出650-700℃的荒煤氣帶出熱占焦?fàn)t總輸出熱量的36%。以往為冷卻高溫荒煤氣必須噴灑大量70-75℃的循環(huán)氨水，高溫荒煤氣因循環(huán)氨水的大量蒸發(fā)而被冷卻至82-85℃，再經(jīng)初冷器冷卻至22-35℃，荒煤氣帶出熱被白白浪費(fèi)。因此，研發(fā)荒煤氣余熱回收利用技術(shù)意義重大。國內(nèi)外許多企業(yè)都在研發(fā)這方面的技術(shù)，相關(guān)情況介紹如下。 3.1用導(dǎo)熱油回收荒煤氣余熱 國內(nèi)某鋼鐵企業(yè)焦化廠曾用5個(gè)上升管做導(dǎo)熱油夾套管回收荒煤氣熱量的試驗(yàn)。即將上升管做成夾套管，導(dǎo)熱油通過夾套管與荒煤氣間接換熱，被加熱的高溫導(dǎo)熱油可以去蒸氨、去煤焦油蒸餾、去干燥入爐煤等。實(shí)驗(yàn)取得階段性成功，但因種種原因未繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)應(yīng)用。 3.2用熱管回收荒煤氣余熱 2007年，國內(nèi)某鋼鐵企業(yè)焦化廠在即將停產(chǎn)的4.3m焦?fàn)t上進(jìn)行試驗(yàn)，用熱管回收荒煤氣的帶出熱，將荒煤氣從750℃冷卻至500℃，結(jié)果每個(gè)上升管可回收1.6MPa蒸汽66kg/h。整個(gè)焦?fàn)t回收的熱量每年約產(chǎn)1.6MPa的蒸汽3.5萬余噸，預(yù)計(jì)18個(gè)月內(nèi)即可回收設(shè)備投資。試驗(yàn)取得階段性成功，但未繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)應(yīng)用。 3.3用鍋爐回收荒煤氣帶出熱的試驗(yàn) 2010年，國內(nèi)某鋼鐵企業(yè)焦化廠在一座4.3m焦?fàn)t靠近爐端臺處選取5個(gè)上升管作荒煤氣余熱回收試驗(yàn)。在上升管水封蓋增設(shè)三通導(dǎo)出管，將750℃荒煤氣導(dǎo)出，并通過管道送入設(shè)置在焦?fàn)t附近的余熱鍋爐進(jìn)行換熱?？紤]節(jié)省試驗(yàn)費(fèi)用，余熱鍋爐選用中壓鍋爐，生產(chǎn)3.82MPa、450℃過熱蒸汽。在荒煤氣進(jìn)入余熱鍋爐前設(shè)置陶瓷多管除塵器，以有利于高溫段析出焦油。換熱后的荒煤氣從余熱鍋爐排出，通過管道由風(fēng)機(jī)排至集氣管端部，經(jīng)氨水噴灑進(jìn)入集氣管，工業(yè)試驗(yàn)流程見圖2。目前試驗(yàn)仍在進(jìn)行中。 3.4用半導(dǎo)體差壓發(fā)電技術(shù)回收荒煤氣余熱 2010年，國內(nèi)某焦化廠在JN43-80型42孔焦?fàn)t的一個(gè)上升管上進(jìn)行了用半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)回收上升管余熱的試驗(yàn)。取消傳統(tǒng)上升管內(nèi)襯磚，在上升管外壁安裝半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊。當(dāng)高溫荒煤氣通過上升管時(shí)，熱量通過上升管筒體傳遞到半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的熱面，形成溫度為320℃左右的熱場;散熱器通過冷卻水的冷卻使半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的冷面溫度穩(wěn)定在70℃左右;這樣在半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的冷熱面間形成約250℃的溫差，在塞貝爾效應(yīng)的作用下，半導(dǎo)體發(fā)電模塊的兩端產(chǎn)生直流電壓，輸出電能，使熱能直接轉(zhuǎn)變成電能，實(shí)現(xiàn)能量的全固態(tài)轉(zhuǎn)換。 試驗(yàn)歷時(shí)72個(gè)小時(shí)，涵蓋3個(gè)完整的結(jié)焦周期，獲取了溫度、電壓、電流、流量等2700多個(gè)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果是：單根上升管回收的熱能可發(fā)電500W，同時(shí)每小時(shí)可提供98℃的熱水400kg。隨后直接在另一焦化廠60孔新建焦?fàn)t上進(jìn)行全爐試驗(yàn)。 2011年初投產(chǎn)后，因出現(xiàn)冷卻器漏水等問題而失敗。 3.5荒煤氣余熱微流態(tài)回收技術(shù) 國內(nèi)某焦化企業(yè)首先在一個(gè)上升管進(jìn)行用水套管回收上升管荒煤氣余熱的試驗(yàn)。研發(fā)出低熱應(yīng)力的換熱結(jié)構(gòu)、高導(dǎo)熱耐腐蝕的上升管內(nèi)襯材料及高效導(dǎo)熱介質(zhì)材料。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，單個(gè)上升管可回收0.6kPa、161℃的蒸汽158kg/h，后續(xù)將采用兩級低壓蒸汽螺桿膨脹機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)回收熱量的最大化。 中試獲得成功后，在某企業(yè)一座焦?fàn)t55個(gè)上升管中進(jìn)行工業(yè)化試驗(yàn)，其荒煤氣余熱回收效率達(dá)到32%，噸焦可降低煉焦工序能耗10kgce。2012年2月所產(chǎn)蒸汽并網(wǎng)運(yùn)行。以該企業(yè)蒸汽結(jié)算價(jià)計(jì)算，每年可創(chuàng)直接經(jīng)濟(jì)效益560萬元。后續(xù)工序還能減少氨水循環(huán)量、冷卻用循環(huán)水、循環(huán)水系統(tǒng)電耗及補(bǔ)充水消耗。每組焦?fàn)t每年可減少二氧化碳排放2.8萬t，節(jié)能減排效果顯著。 但是在運(yùn)行八個(gè)月后，因種種原因出現(xiàn)變形問題。為此，現(xiàn)在5個(gè)上升管上繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)試驗(yàn)，至2013年4月底已穩(wěn)定運(yùn)行兩個(gè)月，前景看好。 3.6用荒煤氣帶出熱對COG進(jìn)行高溫?zé)崃呀饣蛑卣? 20世紀(jì)90年代，德國人提出將高溫荒煤氣從炭化室逸出后不冷卻，直接進(jìn)入熱裂解爐，將COG中煤焦油、粗苯、氨、萘等有機(jī)物熱裂解成以CO和H2為主要成分的合成氣體，然后去合成氨或合成甲醇或生產(chǎn)二甲醚，也可以直接還原制海綿鐵。 日本人直接把焦?fàn)t上升管和集氣管改造成COG重整裝置，利用COG自身顯熱和夾帶的水分，直接鼓入純氧，發(fā)生高溫裂解和轉(zhuǎn)化反應(yīng)，重整生成合成氣。優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能;可大幅度提高H2、CO成分和調(diào)整H2與CO的比例;不產(chǎn)生焦油等副產(chǎn)品，可大幅降低生產(chǎn)用水量和污水排放。不足是不回收COG里的焦油、粗苯等副產(chǎn)品，等于失去許多難以替代的化學(xué)物質(zhì);焦?fàn)t每個(gè)炭化室至少有一個(gè)上升管，而且管內(nèi)荒煤氣量波動(dòng)、壓力很低，把它們逐一或分組改造成在高溫下工作的重整爐，無論從技術(shù)上還是從經(jīng)濟(jì)上實(shí)施起來都有一定難度。 日本煤炭能源中心在三井礦山焦化廠的焦?fàn)t間進(jìn)行了一孔炭化室無催化轉(zhuǎn)化技術(shù)試驗(yàn)。即安裝一個(gè)COG重整裝置，在1200-1250℃的高溫下，分別對焦?fàn)t上升管直接排出的650-750℃高溫COG和經(jīng)煤氣凈化車間凈化后的COG進(jìn)行重整、生成合成氣的對比試驗(yàn)。對兩種COG無催化高溫轉(zhuǎn)化合成甲醇進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性對比。試驗(yàn)結(jié)果表明：對焦化廠而言，將高溫荒煤氣全部進(jìn)行高溫?zé)崃呀狻⒑铣杉状急然厥彰航褂秃髢艋腃OG高溫?zé)崃呀?、合成甲醇能獲得更高的效益。2009年，日本擬繼續(xù)進(jìn)行三孔炭化室試驗(yàn)，然后進(jìn)行商業(yè)化評估并推進(jìn)中型試驗(yàn)。 3.7回收初冷器前或第一段的荒煤氣余熱和循環(huán)水余熱 1)以荒煤氣余熱為熱源的高效負(fù)壓蒸氨工藝。 為充分利用吸煤氣管道或者初冷器頂74-82℃的荒煤氣余熱，國內(nèi)某企業(yè)提出用循環(huán)熱介質(zhì)吸收荒煤氣余熱后，溫度控制在60-78℃。為保證此熱介質(zhì)的熱量能在蒸氨工藝中有效利用，將蒸氨塔操作壓力用真空泵或者噴射器抽吸至15-35kPa，操作溫度控制在55-70℃。將蒸氨塔塔底蒸氨廢水與吸收了荒煤氣余熱的熱介質(zhì)在再沸器中換熱后作為蒸氨熱源。 2)初冷器第一段荒煤氣帶出熱用于脫硫液的加熱再生。 近年，國內(nèi)某企業(yè)在設(shè)計(jì)焦?fàn)t煤氣真空碳酸鉀法脫硫時(shí)，將再生塔底部分脫硫貧液抽出，送至初冷器上段與荒煤氣間接換熱。換熱后脫硫貧液通過再生塔底部閃蒸裝置產(chǎn)生蒸汽，作為脫硫液再生熱源，節(jié)能效果顯著。對于一個(gè)年產(chǎn)200萬t焦炭的焦化廠，采用此技術(shù)年節(jié)約低壓蒸汽26萬t，相當(dāng)于回收利用了25%的荒煤氣帶出熱。此技術(shù)已在多項(xiàng)焦化工程中應(yīng)用。 3)初冷器循環(huán)水制冷，冷卻焦?fàn)t煤氣。 國內(nèi)某企業(yè)開發(fā)出一種熱水制冷機(jī)，可利用初冷器第一段65℃高溫冷卻水制取16℃的低溫水，就近用于初冷器第三段的低溫冷卻。以年產(chǎn)120萬t焦炭的焦化廠為例，如果取初冷器第一段高溫冷卻水溫度，則可取出750t/h熱水，可以實(shí)現(xiàn)320萬kcal/h的制冷量。雖然熱水制冷的成本大約是常規(guī)蒸汽制冷的一倍，但其投資回收期基本上在2.5年以內(nèi)。 4)初冷器循環(huán)水制冷中央空調(diào)。 國內(nèi)某企業(yè)為充分利用初冷器一段循環(huán)熱水的廢熱，正在建設(shè)用熱水制冷中央空調(diào)實(shí)現(xiàn)廠區(qū)內(nèi)生產(chǎn)、生活室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)。廠內(nèi)不間斷熱水源：初冷一段80℃循環(huán)水5000t/h，壓力5kg/cm2;72.5℃循環(huán)氨水8000t/h，壓力5kg/cm2。 采用熱水型吸收式制冷機(jī)組，與同功率的低壓蒸汽型制冷機(jī)組相比，由于設(shè)備換熱面積大而投資大，但其多出的投資部分只需運(yùn)轉(zhuǎn)3年的節(jié)能費(fèi)用就能相抵。 4、焦?fàn)t煙道氣余熱的回收利用 4.1研發(fā)和推廣以焦?fàn)t煙道氣為熱源的煤調(diào)濕技術(shù) “煤調(diào)濕”是“裝爐煤水分控制工藝”的簡稱，是將煉焦煤料在裝爐前去除一部分水分，保持裝爐煤水分穩(wěn)定在6%-8%，然后裝爐煉焦。用焦?fàn)t煙道氣作為煤調(diào)濕的熱源可以達(dá)到節(jié)能減排的效果。 我國獨(dú)立焦化廠的焦?fàn)t大多用焦?fàn)t煤氣加熱，而鋼鐵企業(yè)焦化廠大多用高爐煤氣加熱。因COG中含氫高達(dá)55%-60%，所以COG燃燒廢氣中水分含量高，將其作為煤調(diào)濕熱源時(shí)，不利于煤水分的蒸發(fā)。而鋼鐵企業(yè)焦化廠用高爐煤氣加熱，其廢氣含水分低，有利于水分蒸發(fā)，可以去除更多的水分。 4.1.1氣流床煤調(diào)濕 2007年某鋼鐵企業(yè)投產(chǎn)一套氣流床煤調(diào)濕裝置。該裝置位于備煤粉碎機(jī)前，具有風(fēng)選功能，首先將小于3mm合格粒度的煤料風(fēng)選出來，減輕粉碎機(jī)負(fù)荷、節(jié)能;布袋除塵器濾出的煤粉，壓成型煤，入爐煉焦，增加入爐煤堆積比重。 2009年某企業(yè)投產(chǎn)一套氣流床煤調(diào)濕裝置，為2座4.3m年產(chǎn)焦炭70萬t的搗固焦?fàn)t配套。利用2座4.3m年產(chǎn)焦炭60萬t的頂裝焦?fàn)t產(chǎn)生的2×47000-50000m3/h焦?fàn)t煙道廢氣為熱源。最大處理能力180t/h?濕煤，平時(shí)160-170t/h?濕煤。 調(diào)濕后配煤水分降低2.2%;全年利用焦?fàn)t煙道廢氣余熱量折6833tce;減少回爐煤氣用量1474萬m3，節(jié)能4937tce;CO2減排8750t;減少焦化廢水處理量2萬t;焦?fàn)t生產(chǎn)能力提高5%。 4.1.2采用流化床干燥機(jī)的煤調(diào)濕裝置 國內(nèi)某企業(yè)2×50孔6m焦?fàn)t配套建設(shè)以焦?fàn)t煙道廢氣為熱源、采用流化床干燥器的煤調(diào)濕裝置，處理能力167t/h干煤或186t/h濕煤，總投資1.4億元人民幣。該裝置已于2011年投產(chǎn)。 4.1.3煉焦配合煤梯級篩分煤調(diào)濕技術(shù) 1)主要組成及工藝流程。 ①焦?fàn)t煙道氣廢熱回收裝置：將200-250℃焦?fàn)t煙道廢氣抽出，在廢熱鍋爐內(nèi)與低溫水進(jìn)行間接熱交換，得到約150℃高溫?zé)崴椭翈в袃?nèi)置加熱模塊的流化床調(diào)濕裝置，作為煤料調(diào)濕的熱源。換熱后約85℃的低溫水再回到焦?fàn)t煙道氣廢熱回收裝置循環(huán)利用。換熱后約105℃的低溫?zé)煔馔ㄟ^現(xiàn)有煙囪放散。 ②煉焦配合煤分級裝置：采用常溫空氣作為流化介質(zhì)的低速流化床技術(shù)對煉焦配合煤進(jìn)行分級。其中>4mm粒級煤料送至粉碎機(jī)室，粉碎后煤料送選粉裝置進(jìn)行選粉;≤4mm粒級煤料送至流化床調(diào)濕裝置進(jìn)行調(diào)濕處理。 ③帶有內(nèi)置加熱模塊的流化床調(diào)濕裝置：在常溫空氣作為流化介質(zhì)的流化床內(nèi)設(shè)置多個(gè)加熱模塊與分級裝置篩分出來的≤4mm粒級煤料進(jìn)行間接熱交換，煤料經(jīng)適度干燥去除4-6個(gè)百分點(diǎn)的水分后排出設(shè)備，加熱模塊的熱源是焦?fàn)t煙道氣廢熱回收裝置產(chǎn)生的高溫?zé)崴? ④選粉裝置：采用常溫空氣作為流化介質(zhì)的流化床對>4mm粒級經(jīng)粉碎處理后的煤料進(jìn)行選粉，將200μm以下的煤料選出送至粉煤成型裝置;其他的煤料與流化床調(diào)濕裝置調(diào)濕處理后的煤料經(jīng)混合后送煤塔供焦?fàn)t煉焦生產(chǎn)。 ⑤粉煤成型裝置：各流化床產(chǎn)生煤粉與選出的≤200μm煤料一起，采用無粘結(jié)劑或有粘結(jié)劑成型技術(shù)進(jìn)行壓塊，確保細(xì)粉煤在裝爐過程中不外溢;有效防止在炭化室頂部、上升管等快速炭化結(jié)石墨;增加入爐煤堆比重。 2)工藝流程特點(diǎn)。 u煙道氣與循環(huán)水間接換熱，不管焦?fàn)t采用COG還是BFG加熱均不影響對焦?fàn)t煙道廢氣余熱的回收; u熱源為高溫?zé)崴?，輸送管徑小，布置靈活方便;投資少;加強(qiáng)保溫可減少熱損失，提高熱利用效率; u設(shè)置分級裝置，大粒煤不調(diào)濕直接去粉碎，節(jié)能; u雨季來煤水分高時(shí)，可通過廢熱回收系統(tǒng)設(shè)置的蒸汽噴射裝置提高熱水溫度，以保證調(diào)濕煤水分基本恒定; u調(diào)濕機(jī)內(nèi)置熱源采用高溫?zé)崴?，安全可? u調(diào)節(jié)熱水的流量、溫度和各風(fēng)室的風(fēng)量等可使系統(tǒng)達(dá)到最佳流化狀態(tài)。回收余熱和煤干燥功能區(qū)分開，調(diào)濕范圍大，適用性廣; u采用煤粉成型技術(shù)，減少粉塵外溢，降低結(jié)石墨，并增加入爐煤堆比重; u通過設(shè)置干煤返混系統(tǒng)，提高系統(tǒng)對來煤水分的適應(yīng)性。 2013年初，采用此工藝的煤調(diào)濕裝置已在施工，預(yù)計(jì)年底投產(chǎn)。 3.4滾筒型煤調(diào)濕裝置 國內(nèi)某焦化廠配合5.5m搗固焦?fàn)t生產(chǎn)操作，采用Φ5m×20m節(jié)能型滾筒干燥機(jī)的煤調(diào)濕裝置在運(yùn)行。該裝置以焦?fàn)t煙道廢氣作為主要熱源，雨季通過預(yù)熱式旋風(fēng)燃?xì)鉅t燃燒焦?fàn)t煤氣補(bǔ)充供熱，確保裝爐煤水分保持10%±1%并基本恒定。 3.5旋流流化床煤調(diào)濕技術(shù) 全沸騰旋流流化床煤調(diào)濕技術(shù)原理：為充分利用焦?fàn)t煙道氣所攜帶的熱量，改變傳統(tǒng)流化床的結(jié)構(gòu)，使煤料在設(shè)備內(nèi)處于流化狀態(tài)并呈螺旋線前進(jìn)，盡最大可能延長煤料在設(shè)備內(nèi)與熱風(fēng)接觸的時(shí)間，從而完成調(diào)濕的工藝過程，確保調(diào)濕煤水分基本恒定。調(diào)濕機(jī)設(shè)有多個(gè)獨(dú)立風(fēng)室，分別與進(jìn)氣管道連通，并設(shè)有獨(dú)立調(diào)節(jié)裝置。干燥機(jī)排出的氣體經(jīng)由保溫管道送入除塵地面站進(jìn)行粉塵捕集處理，凈化后的氣體經(jīng)煙囪外排。 全沸騰旋流流化床調(diào)濕機(jī)具有以下特點(diǎn)：①獨(dú)特的旋流氣流帶動(dòng)并強(qiáng)制物料進(jìn)行熱交換，能夠充分利用熱氣體攜帶的熱量，熱效率高達(dá)60%-67.7%。②在流化床床體的第一風(fēng)室處設(shè)計(jì)了獨(dú)特的大顆粒物料排出裝置，能將粒度≥25mm不能流化的物料及時(shí)排出，確保流化床長期穩(wěn)定運(yùn)行。③調(diào)濕機(jī)為機(jī)、電、儀一體化設(shè)備。④采用風(fēng)動(dòng)原理，結(jié)構(gòu)形式獨(dú)特，內(nèi)部無機(jī)械傳動(dòng)，維護(hù)工作量小，長期運(yùn)行可靠。⑤設(shè)備阻力較小約3000Pa，有效降低熱風(fēng)輸送系統(tǒng)的電力消耗。⑥微正壓操作，調(diào)濕機(jī)煙氣排出口壓力為±100Pa，避免由于空氣進(jìn)入造成設(shè)備氧含量超標(biāo)情況的發(fā)生。⑦調(diào)濕機(jī)上部氣體流速較小，氣體攜帶灰塵量較少，經(jīng)多次試驗(yàn)標(biāo)定氣體攜帶灰塵量為調(diào)濕煤量的3%-5%。 采用此種工藝技術(shù)的煤調(diào)濕裝置正在建設(shè)，預(yù)計(jì)2013年秋投產(chǎn)。 3.6振動(dòng)流化床煤炭風(fēng)力分離及調(diào)濕技術(shù) 該系統(tǒng)是由振動(dòng)流化床煤炭風(fēng)力分離調(diào)濕機(jī)、細(xì)粒分離器、細(xì)?；厥昭b置、一次送風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)、定量給料裝置和原料煤緩沖倉等組成。 其工作原理是：煤炭通過布料裝置被連續(xù)拋灑到振動(dòng)流化床風(fēng)力分離調(diào)濕機(jī)的床面上，熱煙道氣分兩次進(jìn)入調(diào)濕機(jī)：一次風(fēng)用于流化原料煤，同時(shí)對粗顆粒煤料進(jìn)行調(diào)濕;二次風(fēng)用于細(xì)顆粒煤料的調(diào)濕。調(diào)濕煤則從不同渠道分離并流出：未被流化的粗顆粒煤料在振動(dòng)力的作用下，從調(diào)濕機(jī)出口流出;中、細(xì)顆粒煤料則隨氣流流出，進(jìn)入細(xì)粒分離器后，中顆粒煤料被分離收集，細(xì)顆粒煤料則被細(xì)?；厥昭b置收集。不同粒徑的煤料在調(diào)濕機(jī)中處于不同的調(diào)濕狀態(tài)。 擬采用此種工藝技術(shù)的煤調(diào)濕裝置，已經(jīng)完成設(shè)計(jì)，現(xiàn)因種種原因而緩建。 4.2回收焦?fàn)t煙道氣余熱生產(chǎn)蒸汽 用熱管鍋爐回收焦?fàn)t煙道氣余熱生產(chǎn)蒸汽的工藝技術(shù)，設(shè)備簡單成熟、占地少、投資省、效果顯著。目前全國已投產(chǎn)此技術(shù)裝置30多套，在建約20套，發(fā)展迅速，勢頭良好。 1)工藝流程。 在焦?fàn)t主煙道翻板閥前開孔，將主煙道熱煙氣引出，經(jīng)調(diào)節(jié)型蝶閥入余熱回收系統(tǒng)，換熱降溫后約150℃的煙氣通過風(fēng)機(jī)抽送，再經(jīng)開關(guān)型蝶閥排入主煙道翻板閥后的地下主煙道，最后經(jīng)焦?fàn)t煙囪排入大氣。 其核心技術(shù)是采用熱管技術(shù)回收煙氣中的顯熱，將軟化水加熱成水蒸氣，用于生產(chǎn)或生活。 改造后的焦?fàn)t煙道氣系統(tǒng)壓力通過煙氣管道上的調(diào)節(jié)閥或風(fēng)機(jī)變頻實(shí)現(xiàn)，不影響焦?fàn)t的正常生產(chǎn)操作。 2)應(yīng)用效果。 u噸焦可生產(chǎn)0.8MPa飽和蒸汽0.090-0.100t; u生產(chǎn)的蒸汽量相當(dāng)于焦化廠蒸汽需求量的1/4以上，既可用于煉焦正常生產(chǎn)，也可用于制冷; u噸焦工序能耗至少可降低8kgce。 在余熱鍋爐的過熱器和蒸發(fā)器里，煙氣溫度與飽和水溫度都在160℃以上，不存在露點(diǎn)腐蝕問題，所以國內(nèi)某企業(yè)將過熱器和蒸發(fā)器設(shè)計(jì)成翅片管結(jié)構(gòu)，維持較高的換熱效率。而預(yù)熱器煙氣溫度在140-160℃、水入口溫度為20℃或在同一換熱面進(jìn)行換熱，易發(fā)生露點(diǎn)腐蝕，所以預(yù)熱器設(shè)計(jì)成熱管結(jié)構(gòu)。最終采用翅片管和熱管相結(jié)合的翅片管-熱管式余熱鍋爐。即在露點(diǎn)溫度以上用翅片管換熱，在容易發(fā)生露點(diǎn)腐蝕溫度的部位用熱管，合理的換熱設(shè)計(jì)和壁溫設(shè)計(jì)，可提高換熱系數(shù)，同時(shí)解決低溫露點(diǎn)腐蝕問題。 4.3以焦?fàn)t煙道氣為熱源的負(fù)壓蒸氨 最近，利用焦?fàn)t煙道氣余熱負(fù)壓蒸氨處理焦化廢水集成技術(shù)和成套裝置被開發(fā)。第一套生產(chǎn)示范裝置已于2012年底投產(chǎn)。 1)工藝流程。 剩余氨水經(jīng)氣浮除油機(jī)、陶瓷管過濾器兩級除油過濾后，通過貧富液換熱器，與熱蒸氨廢水換熱，在管道混合器與堿液混合，然后從蒸氨塔中部加入。蒸氨塔底部熱廢水進(jìn)入煙氣熱管換熱器循環(huán)加熱后返回蒸氨塔釜;另外部分廢水在塔底用釜底泵抽出，進(jìn)入預(yù)熱器加熱進(jìn)料的剩余氨水，廢水冷卻后送至廢水生化系統(tǒng)。蒸氨塔頂氨氣進(jìn)入分縮器冷卻，調(diào)節(jié)回流和氨氣濃度，氨氣最終在全凝器中冷凝為氨水流入回流罐，最后送入氨水大罐，脫硫使用。蒸氨熱源采用焦?fàn)t煙道氣余熱。 2)工藝特點(diǎn)。 蒸氨塔控制在負(fù)壓狀態(tài)下操作，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的目標(biāo)。 蒸氨塔采用斜孔塔板，具有塔板效率高、壓降小、抗堵塞等優(yōu)點(diǎn)。 焦?fàn)t煙道氣余熱回收采用熱管換熱器進(jìn)行。 剩余氨水的預(yù)處理采用氣浮除油機(jī)和陶瓷管過濾兩級除油及雜質(zhì)等處理后進(jìn)入負(fù)壓蒸氨系統(tǒng)，避免蒸氨塔等關(guān)鍵設(shè)備發(fā)生焦油堵塞等問題。