

(一)、焦化设备配件炼焦炉的热平衡分析
焦化设备配件在炼焦生产和煤气净化过程中,蕴含着大量的余热资源,有着的回收利用价值,因此,焦化厂在进行余热资源利用和节能减排方面具有巨大潜力。
重钢焦化厂的生产属于粗放的生产经营方式,能源利用效率低,余热资源丰富但未得到回收利用,在国内焦化行业具有典型代表性。本课题依托重钢焦化厂的生产实际,研究焦化余热资源及其回收利用工艺技术,结合重钢环保搬迁焦化工程的规划方案,研究适合其生产规模和生产工艺技术特点、经济合理的余热资源综合利用技术方案,对新重钢焦化厂的节能减排提供技术支撑,具有现实意义。
通过对炼焦炉的热平衡分析,焦化设备配件确定了炼焦生产余热资源的回收利用主要方向为回收红焦物理热、荒煤气和燃烧废气显热,其中,红焦显热占供入焦炉热量的35%左右,是主要研究对象;通过分析煤气净化系统生产工艺和余热资源构成,以及能源系统结构和工艺现状,确定了煤气净化系统余热资源利用途径以调整化工工艺、回收高温工艺介质余热为主,能源系统以采用自产能源(如焦炉煤气)替代直接外购能源为主。
根据当前焦化行业的余热回收利用技术发展趋势,研究焦化厂余热回收利用工艺技术的应用情况和应用条件。结合重钢环保搬迁焦化工程规划方案,研究各种余热回收工艺技术的应用可能性和应用方案,测算技术经济合理性。煤焦系统研究干法熄焦工艺(CDQ)代替湿法熄焦的工艺技术方案,确定了干法熄焦的巨大经济效益和社会环境效益。煤气净化系统研究将真空碳酸钾脱硫工艺与横管初冷器结合、回收利用横管初冷器上段余热的工艺;采用蒸汽喷射闪蒸技术的节能蒸氨工艺;导向喷射塔盘蒸馏工艺。能源系统研究了焦炉煤气代替蒸汽的技术:导热油加热技术替代直接蒸汽蒸氨的工艺;直燃吸收式制冷机取代蒸汽吸收式制冷机;工业循环水水源热泵技术;循环水冷却采用表面蒸发空冷器。
按照重钢环保搬迁焦化工程年产240万t焦碳的规模,确定的余热回收工艺技术方案,回收利用余热折合标煤202160吨/年以上,各项余热利用工艺技术在减少粉尘排放、降低大气和水体污染等方面,还具有显著的环境效益。
(二)、延迟焦炉设备工艺的现状简析
随着原油技术的不断优化升级,在原油开采方面的成本了降低,因此目前大多数原油加工企业选择通过加工重质原油的方式生产石油产品,但同时过去对重质原油较为依赖的行业逐渐采用煤等燃料进行替代生产,这就造成重质原油市场逐渐出现供需不均的现象,因此通过延迟焦化技术将重质原油轻质化以迎合需求量逐渐增大的清洁汽柴油市场正受到各企业的普遍重视。(1)焦化工艺的分类焦化技术在发展过程中出现了多种形式,焦炉设备其中釜式焦化和平炉焦化因其工作时具有间歇工作、占地面积大和用料较多的缺点,造成生产效率不高的问题,因此这两种方法逐渐被淘汰。接触焦化对使用设备的要求较高,因此该方法需要高的前期投入和维护费用,由于这些问题的存在使得近年来接触焦化的发展明显不足。流化焦化技术在二十世纪五十年代了的发展,但由于其副产的流化焦使用范围不广,因此该技术没有发展。在流化焦化的基础上发展起来的灵活焦化将焦化生成的焦炭与水蒸气进行反映生成了低热值的副产品水煤气,但这种方法只适用于高硫、高氮及高金属量的重质原油,同时流化焦化的费用远高于延迟焦化,因此推广进程发展缓慢。相对上述原油轻质化的方法,延迟焦化技术具有工艺简单、操作方便、装置灵活及生产等特点,因此延迟焦化近年来了的发展。
(2)我国延迟焦化技术现状由于延迟焦化技术具有其他重质原油轻质化技术无法比拟的优点,因此我国延迟焦化技术发展程度较快。在二十世纪六十年代国内一套延迟焦炉设备,在此后的发展过程中我国在延迟技术的装置和操作方面了长足发展,目前我国进行延迟焦化的能力已居前列。在延迟焦化的发展过程中,我国石油和我国石化作出了巨大的努力,在二十世纪九十年代我国石化投产使用的大规格延迟焦化设备配件标志着我国焦化技术取得了长足发展,目前我国延迟焦化技术的生产能力已经占到原油加工总量的18%以上。延迟焦化技术已经成为国内进行重质原油轻质化的较重要手段,在延长焦炉设备的优化方面我国也逐渐掌握了具有自主知识产权的技术。
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