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焦爐煙道廢氣熱能的利用

文檔作者：呂偉強文檔來源：本溪鋼鐵（集團）公司		點擊數：	更新時間： 2021年10月31日
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焦爐煙道廢氣熱能的利用
呂偉強
（本溪鋼鐵（集團）公司本溪!!"###）
摘要根據焦爐生產的實際現狀，分析了煙道廢氣熱能的可利用性，提出了利用廢氣熱能來進行煤料調濕
工藝控制（$%$），降低煉焦煤水分，針對目前煉焦煤水分偏大的狀況，充分利用廢熱能源，為適應本鋼&amp;amp;’焦
爐生產的實際需要，設計了一個新型煤調濕反應器，即在反應器內設置多層滾動床，逐層向下依次排列分布，
經過配合后的煤粉逐層地與煙道熱廢氣在反應器內進行逆向換熱，使煤粉中的水分被熱廢氣所帶有的余熱
蒸發(fā)掉一部分，以實現預熱煤粉，降低煤水分、改善焦炭質量、增加焦炭產量的目的。
關鍵詞煤調濕廢氣反應器換熱經濟效益
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>+/,B,8=
5 引言
眾所周知全球性資源緊張一直是制約工業(yè)發(fā)展
的一個主要瓶頸，如何能合理及有效地節(jié)約自然資
源，開發(fā)和利用再生資源，更好地適應當前生產形
勢，是科學工作者們研究的重點。而焦爐的廢熱資
源再利用是焦化企業(yè)所容易忽略的地方，基于此，本
文論述了焦爐煙道余熱的利用，即用來進行煤預熱
煉焦。
6 煙道廢氣的可利用性
本溪鋼鐵（集團）公司焦化廠現有"座焦爐，H
座為IJH’焦爐，I座為&amp;amp;’大容積焦爐，年焦炭產
量要達到H萬8的生產規(guī)模。每座IJH’的焦爐
小時產生的廢氣量在K!&amp;amp;萬’H／?，而每座&amp;amp;’焦
爐的廢氣量則達到!#!!!萬’H／?，可供利用的廢
氣資源相當巨大。
在實際生產中焦爐煙道廢氣的溫度一般在!L#
!H##M左右，焦爐煙道的廢氣長期以來其熱量未經
過有效地利用就通過焦爐煙囪排放到外界大氣當
中，浪費了可利用的廢熱能源，如果回收這部分廢氣
的熱量在煉焦煤入爐前用此熱量來預熱入爐煤，降
低煤中的水分，既利用焦爐廢氣熱量對煤水分進行
預熱調濕，又對于煉焦生產節(jié)能降耗有著極大的益
能 源 ·&amp;amp;N"·
處。
利用焦爐廢氣的熱能進行煤料調濕，將裝爐煤
水分控制在!"!#"，不僅節(jié)約煉焦耗熱量，同時
還由于裝爐煤含水量降低提高了焦爐裝爐煤的堆密
度，提高了焦炭質量和產量，為企業(yè)帶來巨大的經濟
效益。
! 煤預熱調濕的工藝設計
!"# 工作原理
設計一個煤調濕的反應器，利用換熱器的原理，
配合后的煤粉與煙道熱廢氣在反應器內進行逆向換
熱，煤粉中的水分被熱廢氣所帶有的余熱蒸發(fā)掉一
部分，從而達到預熱煤粉，降低煤料中的水分的目
的。
煤料經過粉碎、按比例配合后，從反應器上部進
料口進入到反應器內部，煙道廢氣從焦爐煙囪根部
經引風機抽出后從反應器下部的進風口送入，煤料
與煙道廢氣在反應器內進行逆向換熱，達到降低煤
粉中水分的目的。在反應器內要設置一條煤粉的通
道，滿足既能保證煤粉在反應器內有一定的經過時
間，又能使煤粉處于一個流動的狀態(tài)，所以在煤預熱
反應器內設計多組煤傳動裝置，該傳動裝置依次向
下分布，每兩個傳動帶為一組，如此幾組傳動裝置與
反應器內壁一起組成一個封閉的蛇形煤料通道，煤
料經傳動帶多次往復向下輸送，增加了煤料在反應
器內的停留經過時間，而焦爐廢氣由反應器底部的
進風口送入，廢氣沿煤料的蛇形通路空間逐漸上升，
與煤料在反應器內達到逆向換熱，最后煤料由反應
器底部的排出口通過螺旋給料機排出，然后再經皮
帶輸送到煤塔，隨時可以進行裝煤煉焦見圖$。
!"$ 反應器內熱量衡算
假設在煤調濕反應器內的熱量交換是在理想狀
態(tài)下進行的，忽略反應器內壁的吸收熱，及其他熱量
的損耗，根據熱量的守恒定律，在反應器內部，則有：
! 入方物質提供的熱量%! 出方物質獲得的熱量。
煤料調濕預熱需要吸收的熱量全部由進入反應
器的煙道廢氣放熱提供，它主要由三部分組成：一是
煤中部分水分汽化蒸發(fā)的熱量!水汽化；二是煤料被
調濕預熱后，絕干煤料表面溫度升高所吸收的熱量
!干煤；三是煤料中剩余的水分也被加熱到與預熱后
的煤粉溫度相同時，所需吸收的熱量!剩余水，所以
得到公式：
!煤總%!水汽化&amp;amp;!干煤&amp;amp;!剩余水%!廢氣
通過大量的熱量計算可以得到在單位時間內煤
調濕反應器的換熱交換的全部熱量。
圖$ 采用焦爐廢氣做熱源的煤調濕工藝流程
’()*$ +,-./012,--30.4541,(6,72(8)3,-
-9,7:23-;):2(83,-./7-
$—皮帶系統；<—中間儲槽—$號；=—螺旋給料機—$號；
>—煤粉進料口；!—反應器廢氣排出口；#—煤調濕反應器；
?，@—耐高溫鋼制鏈板式傳動機；A—鏈板式傳動機的支撐基礎；
$B—煤粉出料口；$$—反應器廢氣排出口；$<—螺旋給料機—<號；>座#米焦
爐總共能產生的廢氣量已經計算出，為#B萬E=／,，
完全能夠滿足反應器對廢氣的需求量。
% 經濟效益核算
對于一座#E焦爐而言，入爐煤的水分平均為
$B*>"，考慮到實際每孔裝煤量受到裝爐煤的當前
水分大小、煤車崗位者自身的操作水平高低等多種
外部綜合因素的影響，每孔炭化室設計的最大裝爐
濕煤量為=$*!3，其中入爐干煤量為<@*<<>3，采用
了煤調濕技術后，那么入爐煤有>*>"的水分被提
前蒸發(fā)除去，由于入爐煤的水分降低，裝爐煤的堆密
度將會增加，裝入的干煤量也隨之增加，雖然新型加
·#<@·

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