焦爐荒煤氣顯熱回收利用技術，通過在上升管采用獨特結構換熱器，實現荒煤氣顯熱的高效回收，生產出高品質蒸汽，僅在安鋼2座焦爐應用，年創效近千萬元。
鋼鐵行業是我國能耗大戶，普遍存在著能源利用率偏低的問題。據了解，目前鋼鐵企業尚有30%的余熱余能尚未被回收利用，其中的焦化工序50千克標煤/噸焦。2016年我國焦炭產量44900噸，就有2245萬噸標煤的余熱未被回收利用。
從煉焦生產過程熱損失分析看，從焦爐炭化室推出的950℃~1050℃紅焦帶出的顯熱占焦爐支出熱的37%，650℃～850℃荒煤氣帶出顯熱占焦爐支出熱的36%，180℃～230℃焦爐煙道廢氣帶出熱占焦爐支出熱的16%，爐體表面熱損失占焦爐支出熱的11%。在占焦爐支出熱最多的兩項中，紅焦帶出的顯熱已被干熄焦裝置回收并發電，而焦爐上升管荒煤氣帶出顯熱的回收及利用，一直是焦化技術領域的世界性難題。
業內人士認為，煉焦荒煤氣顯熱的回收必須跨越兩道“坎”：一是荒煤氣溫度的極限“坎”，荒煤氣溫度既不能低于450℃，又不能高于800℃；二是換熱器設備的高性能“坎”，導熱材質的高效穩定性，具有極強抗熱應變力，不發生物理、化學質變，也就是說上升管生產操作管理所忌諱的“三怕”：怕漏水、怕掛焦油、怕長石墨。
“憑借長期生產單晶硅爐積累的經驗和技術，我們借鑒其特殊結構形式和加工工藝，另辟蹊徑，開發出獨特結構的換熱器。”常州江南冶金科技有限公司有關負責人介紹說，經過多年的努力，研發出焦爐荒煤氣顯熱回收技術，呈雙曲線態結構換熱器的無縫構體攻破漏水難關，以納米材料破解荒煤氣導熱腐蝕難題，上升管內壁杜絕焦油及石墨的凝結，徹底打消了“三怕”顧慮，實現了荒煤氣顯熱的回收利用，生產了高數量、高品質的蒸汽。這項具有自主知識產權的技術，已獲20余項國家專利技術。
焦爐荒煤氣顯熱回收利用技術已成功應用于河鋼集團邯鄲焦化2座6米焦爐、河鋼集團邯寶焦化4座7米焦爐、安鋼焦化2座6米焦爐和2座7米焦爐、新鋼焦化2座6米焦爐、玉田古玉煤焦化2座5.5米焦爐等項目上，經濟效益和環保效益顯著可觀。
以安鋼焦化6m焦爐改造為例，上升管荒煤氣顯熱回收改造項目前，為滿足后工序需要，必須降低荒煤氣溫度，這就需要噴灑大量70℃的循環氨水來冷卻。而高溫荒煤氣帶走的顯熱就白白浪費掉，還增加了水電能源消耗成本，同時也帶來了環境污染。
安鋼6m焦爐采用常州江南冶金科技有限公司的特殊幾何態構體換熱器，選用耐高溫合金材質，具有耐高溫、耐磨耐腐蝕、使用壽命長、換熱效率高等優點，變順流換熱為逆流換熱，產生的飽和蒸汽在過熱器內與高溫荒煤氣換熱，從而產生出0.8兆帕、220℃以上的過熱蒸汽。
安鋼7、8號焦爐，按年產焦炭110萬噸滿負荷生產計算，噸焦產汽按照90千克計，荒煤氣顯熱回收項目每年可產0.8兆帕、220℃～260℃的過熱蒸汽9.9萬噸，折合節約標煤1.0萬噸，年減排二氧化碳約2.493萬噸、減排二氧化硫約0.0743萬噸、減排氮氧化物約0.037萬噸。扣除運行成本、能源消耗、設備折舊等因素，年創效近1000余萬元。
2018年1月，中國工程院院士金涌為組長的專家組，對安鋼7號、8號焦爐荒煤氣顯熱生產過熱蒸汽項目進行評定，專家組認為，“該技術節能減排效果顯著，其焦爐荒煤氣顯熱回收生產過熱蒸汽技術處于國際領先水平，在焦化行業具有推廣應用前景。”
文 | 本刊記者 侯潔如
編輯 | 楊海霞
設計 | 姜靈枝
制作 | 黃碩存
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本文刊于《中國投資》絲路版2018年8月號。版權所有，侵權必究。歡迎個人分享，媒體轉載請回復本微信號獲得許可。
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