循环氨水余热在焦炉中的应用

循环氨水余热在焦炉中的应用

作者: 未知

摘要在焦化行业中，可以开发和利用大量的废热，例如从焦化车间的湿式淬火到干式淬火的热能，以及在炼钢厂的初始冷却段中产生的煤气余热. 目前，河北省旭阳焦化已经回收了一次冷却段的煤气余热，并成功地将其用于冬季供热. 根据收集的数据并结合公司的实际情况，决定再次开发循环氨水的余热，并将其应用于新的旭阳宾馆，南院的新浴场以及洗浴计划在北部庭院.

关键词: 循环氨废热节能

中文图书馆分类TQ522.5文件标识代码A文章编号1674-6708（2010）26-0131-02

1循环氨冷却气的原理

通过喷嘴对氨的强力喷射来冷却桥管和集气管中的气体. 当细雾中的氨水与气体充分接触时，气体会散发大量显热，并且氨气由于气体的高温和低湿以及热量和质量而大量蒸发. 转移过程迅速进行. 传热过程的驱动力是气体与氨水之间的温差. 传递的热量是显热. 高温气体将热量传递到低温循环氨水中. 传质过程的驱动力是循环氨水表面的水蒸气分压与煤气中的水蒸气分压之差，氨水部分蒸发，气体温度急剧下降至提供蒸发氨水所需的潜热. 冷却释放的总热量中有75％〜80％，而收集到的总热量中约有10％被消散了.

通过上述过程，气体温度从650°C降低到750°C，再从80°C降低到85°C. 同时，约有60％的煤焦油和天然气凝结，并且所含灰尘在煤气中也被冲掉，并产生煤焦油残渣. 集管中气体的冷却主要基于吸收氨水蒸发所需的相变热，以减少气体的显热和湿度，因此气体温度可冷却至1℃〜3℃高于最终露点温度. 气体的露点温度是气体被水蒸气饱和的温度，也是集气管中气体冷却的极限.

2利用循环氨水余热的可能性

进入集气管之前的露点温度主要与煤的含水量有关. 冷却期间会释放出煤料中形成的水​​分（混合水和掺煤水，约占干煤质量的10％）. 显热占释放的总热量的大约23％，因此减少煤料的水分将显着影响集管中气体的冷却程度. 当煤的总水分为8％〜11％时，相应的露水温度为65℃〜70℃，为保证氨水蒸发的驱动力，进水温度应比进水温度高5℃〜10℃. 气体露点温度，因此使用72℃〜78℃的循环氨水喷射气体.

北京焦化总厂在将循环氨水降低到集气管进气口的气体露点以下5℃时，对焦炉集气管进行了焦油堵塞和气体冷却的测试. 得出的结论是: 在正常情况下，气体露点很少低于67℃〜68℃. 这时，如果大量循环氨水被喷射和冲洗，焦油仍保持良好的流动性，焦油突然沉降下来，堵塞了燃气管道. 不太可能发生. 因此，适当降低循环氨的温度不会对焦化生产构成威胁. 上述理论和实践为循环氨水的余热提供了一个温度极限，即，如果可以保证喷射焦炉集气管的循环氨水为7O℃〜75℃，则可以保证安全生产. 河北省旭阳焦化循环氨的温度保持在80±2℃. 因此，提取部分余热用于其他目的是可行的.

3河北省旭阳焦化可以在循环氨水中提取热量

我们工厂有3台JNDK43-99D焦炉. 从立管的运行记录可以发现，循环氨的温度通常保持在78℃〜82℃（其中: 2#和3#为80±2℃； 1#焦炉为78℃〜由于管线的原因，温度为80℃. 如果将焦炉集气管中循环氨水的温度控制在≥70℃〜75℃，就可以满足生产需要，并且温差大. 可以提取5℃的热水进行加热，在下面的估算中余热氨水吸收制冷机组，温差为3℃〜4℃.

1）计算条件

（1）换热前后循环氨水的温差Δt: 3℃〜4℃

（2）氨水循环温度t = 80±2℃

（3）循环氨水量F = 1 250m3 / h（新风机运行室的记录发现，三个焦炉返回炉内循环氨水流量F = 1285m3 / h〜1350m3 / h ）. 以下为1250立方米/小时.

（4）水的比热C水= 4.187kJ /（kg·℃）

2）计算出的热量Q = C水×F×Δt

Q1 = 4.187×1250×103×3

= 1.57×107 kJ / h（Δt= 3℃）

类似地

Q2 = 2.09×107 kJ / h（Δt= 4℃）

则Q = 1.57×107〜2.09×107 kJ / h

3）南苑饭店和两个浴室用水的热量（清洁水从18℃加热到45℃）

南苑饭店的耗水量为3.85立方米/小时，

南苑浴场的耗水量为30m3 / h，

北苑浴场的耗水量为30m3 / h，

所需的总热量:

Q3 = 4.187×（3.85 + 30 + 30）×103×（45-18）

= 7.22×106 kJ / h

从以上数据可以看出，通过计算Δt= 3℃余热氨水吸收制冷机组，使用半焦炉循环的氨水量可以满足所需的热量.

4旅馆和浴室供暖循环氨水余热利用设计方案

1）由于厂区位置的限制，以1#焦炉和2#焦炉的1/2为热源，循环氨水布置管道如下:

在图中: 粗实线是现有管道；细实线是需要热交换的氨水循环管道和焦炉的氨水循环管道. 这三个阀是新添加的阀，它们的功能如下: 管线上有两个（粗实线）阀来控制氨的循环，管线上有新添加的（细实线）阀来控制流量

2）循环氨与纯净水之间的热交换:

（1）将循环氨水从4（循环氨水箱）通过6（循环氨水泵）送至1、2（螺旋板式热交换器），并与净水进行热交换后，到达5 （焦炉）冷却贫气，最后回到4（氨水循环罐）.

（2）将净水从3（净水储罐）送至7（净水泵）再送至1、2（热交换器），然后与循环的氨水交换至旅馆和浴室，然后丢失的净水补充有3个净水（净水储水箱），换热后的净水无需使用就可以循环，并保持浴室每天24小时供暖.

上图是循环氨与纯净水之间热交换的基本图示. 实际上，为了确保旅馆和浴室中的水不会被循环氨污染，应在循环氨和清洁水之间安装软化水装置作为过渡. 首先使用循环氨水与软化水进行热交换，然后将软化水与净水进行交换，然后使用检测装置监控软化水. 这种方法可以确保水的清洁度，但会增加某些初始建设成本和运营成本.

5结论

与蒸汽加热设备的建造或电力设备的加热相比，该计划投资少，并且在运行过程中节省了大量的蒸汽或电力，从而节省了天然气或燃料煤等能源，并减少了SO2的浪费和其他废物. 排放，减少环境污染，并可以消除蒸汽作为加热方法时发生的运转，运转，滴落和泄漏的现象. 减少了维护工作量.

可能的缺陷: 由于循环氨中大量杂质，单个死角或小直径管道中可能存在堵塞. （完成后，请注意热交换器中的堵塞现象和与清水混合的现象. ）

参考

[1]何建平. 焦化产品的回收与加工，2005，5: 12-14.

[2]程振华，王世军. 用循环氨水加热余热[J]. 来港科技，1991（3）: 42-43.

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