荒煤气显热回收换热器的探讨

宋亚军 王洪科

（1、首钢水城钢铁（集团）有限责任公司，贵州六盘水 553000 2、云南丰普科技有限公司，云南昆明 650106）

1 概述

炼焦工业是耗能大户，从焦化炉能量支出来看，如图1 所示：焦炭显热占比37-40%，焦炉加热废气带走热量为17-20%，炉体表面热损失占焦炉支出热的10%，荒煤气显热占比36-40%[1]。荒煤气作为炼焦主要副产物，成分复杂，温度为750℃-800℃，传统工艺采用70-80℃循环水喷淋急冷，使荒煤气瞬间降温至80-90℃，荒煤气高温热量通过循环水中的氨及水的蒸发得以吸收，同时大量水蒸气进入荒煤气中，在荒煤气后续净化工艺中，水蒸气在初冷器中被循环水及冷冻水将荒煤气温度降至21～22℃冷凝出来[2]，高温热量不但浪费严重，而且需要初冷器有庞大的换热面积，以及消耗大量的循环水及冷冻水，处理能耗极高。因此在高温段对荒煤气余热进行回收利用，不但回收了荒煤气高温显热，还降低了后续净化工段的能耗，意义重大。

图1 焦化炉热量支出示意图

随着炼焦技术的发展，煤焦化工艺中的余热利用也越趋完善，红焦蕴含的余热通过干熄焦技术回收用于发电，焦炉大烟道废气余热也通过热管换热器得到有效回收用于产生高温热水或低压蒸汽用于蒸氨，而荒煤气显热回收却因存在结焦及换热器可靠性问题而进展缓慢。随着国家对节能环保行业的支持力度增加，荒煤气显热的回收也越来越受到行业重视。我国从20 世纪70 年代开发了上升管汽化冷却装置，用于生产低压蒸汽,但技术不成熟，未能推广。……