焦化设备配件回收燃烧废气带走的热量与合理利用(一)、焦化焦炉设备回收燃烧废气带走的热量
焦炉燃烧废气具有一定的温度以保证烟囱足够的吸力，使焦炉加热系统产生气体流动，因此，烟道废气带走一部分热量是不可少的，只能尽量减少燃烧产物带走的热量和部分回收利用。一方面从改进焦炉炉体结构上考虑，焦化配件提高传热效率和热工性能，实现节能目的，这主要是焦炉研究设计的新方向。另一方面从焦炉加热操作调节上考虑节能措施，降低燃气消耗量，从以下几方面着手：
①加热煤气在低空气过剩系数下燃烧
在保证加热煤气完全燃烧的情况下，采用低空气过剩系数(a)操作，可提高燃烧温度和传热效率，减少燃烧系统产生的废气量，使得废气带走的热量减少。
全部燃烧室在低空气过剩系数下燃烧加热煤气的试验表明，在利用焦炉煤气加热时，当a值从1.25降到1.15时可节能1.1%，用混合煤气加热时，当a值从1.45降到1.20后可节能1.3%。
②炼焦炉供热量定值加热及用计算机控制焦炉加热
在炼焦炉的实际操作中，供入焦炉加热系统的煤气流量不变，而供入加热系统的煤气的组成、温度、水分和热值等指标都是经常变化的。由于煤气的热值变化而影响到焦炉加热的均匀性和稳定性，继而对焦炭质量也产生影响。国内外在实现焦炉加热自动化之前，先要解决焦炉定供热量加热的问题。我国鞍山焦耐院、鞍钢化工总厂和钢焦化厂先后进行过热值指数自动调节的研究，研究的关键是研制气体热值指数变送器，使得在煤气压力和温度恒定的时候，能测出通过节流孔板燃烧后发出的热量，建立煤气的热值与流量的关系。钢焦化厂在煤气热值和自动记录获得成功的基础上，通过在焦炉上安装煤气热值、流量和烟道吸力之间的自动控制调节系统，不仅稳定了炉温，提高了焦炉的安定系数，而且使炼焦耗热量降低3.4%。
关于焦炉加热计算机控制，由于焦炉加热过程是复杂的非线性过程，使用计算机控制加热困难比较大，涉及自动检测温度的方法、焦炉操作管理自动化系统的建立完善，确定每个环节的数学模型，研制系统的硬件和软件，然后建成自动控制系统等。尽管自上世纪70年底以来，国内外焦化工作者坚持不懈地从事这方面的探索，但至今很难在国内焦化企业见到应用比较成功、操作运行稳定、真实可靠的计算机控制系统。
③焦炉程序加热
煤料在炭化室内炼焦时，从加热火道的墙传给煤料的热量在整个结焦周期内是变化的，因此，在整个结焦周期内以同样的煤气量加热是很不合理的。采用程序加热，可以按照结焦过程中煤料吸热变化的情况，制定供给煤气的流量。这样，在结焦周期不改变的情况下，可以节省相当部分热量。
研究结果表明，焦炉程序加热炼焦与恒定加热炼焦相比，加热煤气量减少约12%，废气热损失略有减少，焦炭然后加热温度均降低150~180℃，仅从降低焦炭然后加热温度来计算，焦炭带出的热量损失可减少12~15%，每公斤湿煤(含水分10%)炼焦的耗热量减少150~180KJ。此外，炉顶空间温度不会过高，也减少荒煤气带走的热量。
④回收利用烟道废气的热量从蓄热室小烟道出来的废气温度达350~400℃，而烟囱底部处的温度为200℃左右。可见，大量的冷室气从废气盘、分烟道和总烟道闸板处漏入，使废气温度降低。另外，一部分热量损失于从废气盘到烟囱底部的散热过程。因此，可考虑局部回收利用烟道废气带走热能。因烟道废气温度不高，废气量大，又要考虑保证烟尘吸力，回收利用需要较大的工艺变动和动力消耗，焦化业内目前主要将其作为干燥热源，如前所述利用焦炉烟道气显热的煤调湿装置。
(二)、焦化焦炉设备配件的合理利用
①关于蒸汽的使用
蒸汽是一种高品位的热力能源，因其使用方便、，焦化焦炉设备配件在焦化等化工产业上大量使用。但由于蒸汽是一种能源产品，成本较高，热效率不高，生产上应尽量减少用量，是焦化节能降耗的主要对象。
焦化设备配件的蒸汽用点多而分散，蒸汽用量较大，根据统计，2006年单耗为0.159t/t焦，2007年1~9月单耗为0.156t/t。焦化厂大的生产用汽点为制冷机组、氨水蒸馏、粗苯蒸馏、及焦油加工等，尤以制冷机组用汽量较大。制冷机组用汽为间接加热，蒸汽冷凝后产生11.38t/h的凝结水，一年按270天的开机时间计算，产生73742t/a的蒸汽凝结水，目前这部分水直接外排，可采取措施回收利用。
针对蒸汽的节能措施，主要是减少用量和提高热效率两方面。提高蒸汽使用的热效率主要从改进设备和提高工艺技术装备水平考虑，此处不予多述，主要从减少用量方面加以研究。减少蒸汽用量，途径就是在保证主体生产工艺要求和产品质量、性的前提下，采用替代能源，尤其是尽量利用焦化自产二次能源和回收的余热资源，如富余的炉煤气。近年来，随着国内燃气空调技术的发展，出现了采用直燃式溟化铿制冷机代替蒸汽加热的溟化铿制冷机，可以大量节约蒸汽。但是直燃式制冷机对燃气品质要求较高，以前主要用于采用天然气的民用产品。因天然气也是高品质的能源，钢铁行业，尤其是焦化企业一般不采用，而是尽量采用钢铁企业自身产的焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气等副产能源。
目前，采用焦炉煤气作为燃料的直燃式制冷机日趋成熟，应考虑采用。
氨水蒸馏作为另一个大的蒸汽用户，也可考虑采用替代能源，济南钢铁公司焦化厂已进行了用焦炉煤气加热导热油，替代蒸汽作为热源的蒸氨工艺改造试验，效果较好，重钢也可尝试应用。
②关于焦炉煤气的利用
近两年重钢焦化厂的煤气产量和消耗数据，焦化厂自用量只有20%左右。近两年焦化厂的煤气发生率有所提高，这里面有焦炉技术装备水平和操作管理水平提高而使得焦炉生产中的泄漏和放散减少的因素，也与原料煤质改变和炼焦工艺变化有关。
在焦化厂实际生产中，焦炉煤气的从焦炉导出、经净化处理后送出，直到重钢后续生产用户，是一个连续的煤气处理系统，当焦化生产正常且后续用户也正常连续运转时，焦炉煤气走向顺畅，因而焦化生产稳定，煤气产量高、泄漏和放散少，煤气发生率也较高；当焦化生产正常而后续用户不稳定时，虽然煤气产量较高，但因无去向而造成煤气大量泄漏和放散，使得煤气回收率下降，造成能源浪费和环境污染，同时反过来会影响焦化自身的生产稳定。
2005年正值重钢进行技术改造，因而各厂生产都处于不稳定状态，因而焦炉煤气发生率较低。因此，焦化系统因尽量利用富余的焦炉煤气，替代生产中的蒸汽等直接外购能源。
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