焦化项目建设中几项值得探讨采用的新技术

焦化项目建设中几项值得探讨采用的新技术
从资料介绍来看,这些都是有较好经济技术价值的新技术,但在生产实际中,是否经受住了时间和实践的考验,最好还是实地考察一下,再决定是否采用,即使花点时间和费用,和可能产生的效益来说是微不足道的,应在设计方案确定以前,尽快外出考察,以便和设计院及时沟通,在设计中采用成熟高效的新技术。
1、无填料喷雾冷却塔和新型喷雾推进通风冷却塔
可研报告中循环水系统采用LF8.5m型风机钢筋混凝土横流式冷却塔共三座。近几年许多企业采用了无填料喷雾冷却塔和新型喷雾推进通风冷却塔。济钢焦化厂200410月份选用GW NT无填料喷雾冷却塔替代填料冷却塔,冷水量 1800/时升到2200/时,无论在开风机或停风机的条件下,凉水效果都优于填料塔,尤其停风机的条件下,GWNT喷雾冷却塔的凉水效果比填料塔更优。
    唐钢、河北宣化钢铁集团、安阳钢铁公司、马钢、湘钢采用新型喷雾推进通风式节能冷却塔,替代了现有的填料塔。该塔选用带有旋流雾状喷头的喷射装置。在结构设计上利用喷雾
推进雾化装置旋转产生的超离重力场,对水流离心增压,喷出后水流高度雾化,形成分散的细小的水滴,加大水与空气的接触面积,水滴自由降落速度减少,延长冷却时间,提高了冷却效果。塔内布置的重力回水二次喷射系统使水得到二次冷却,加大了一次喷水的引风量。本冷却塔不用传统冷却塔的电力风机,而是靠喷雾推进通风,大大节省了电力消耗。
不锈钢焊接技术唐钢冷轧一期循环泵站冷却塔,共7X6个已全部投入运行。冷却塔型号:G W N L-3850 ;冷却水量:3 850m3/小时;干球温度:31.5;湿球温度:26.7;进水温度:43 出水温度:3 3 温差:10
电容式触摸屏结构河北宣钢动力厂2号循环水泵站冷却塔占地18m X 39m,建造在泵房上方,为3台组合式立式结构,采用喷雾推进通风冷却方式,冷却塔水处理能力为7500m3/ h,系统循环水量6000m3/ h,是宣钢目前在用冷却塔中规模最大的一座。原设计在空气温度30 ,湿球温度26.3℃大气压力为92. 44kPa的情况下,进出水温差为6- 8℃。20057月,冷却塔投运至今,中间历经三项系统改造,系统运行稳定,满足工况要求。
    新型喷雾推进通风冷却塔投资省,冷却效果好,运行费用低,非常值得推荐。
2、 制冷机组选型
目前,焦化行业使用的制冷机组主要有直燃型和蒸汽型两种,分别以焦炉煤气和蒸汽作为原燃料,其中蒸汽型占绝大部分,燃气型仅几台,且能正常运行的不多(05年数据),其中主要原因是,非民用气焦化厂的煤气杂质和煤气压力等达不到燃烧系统的要求。但我们的煤气是净化的,这不成问题。直燃型一次性投资可能比蒸汽型稍贵,但两者取舍的主要因素应是其运行费用。如果用燃气锅炉生产蒸汽,再用蒸汽制冷,则成本肯定比直燃型要高;如果使用外来蒸汽,则成本高低取决于燃气和蒸汽的价格。
济钢焦化厂2002年投产2台燃气制冷机,介绍说同样制取4 150 kW的冷量,燃气制冷机需要725 m3焦炉煤气,蒸汽制冷机需要5t蒸汽,如按煤气0.6/方,蒸汽90/吨(参考付山),则直燃型和蒸汽制冷机成本分别是435元、450元;直燃型略低。
南钢炼铁新厂焦化车间选型为ZXQ -407( 23/ 16) H M直燃型制冷机组两台,以焦炉煤气为热源,单台制冷水流量为500 m3/ h,额定制冷量3. 50 X kcal/ h ,机组自2004724日投入使用,机组运行稳定。介绍说两台4 070 k W直燃型制冷机组煤气消耗量为1 600 m3m/h,同样能力的蒸汽型制冷机组蒸汽消耗为9.5 t/ h。如还按煤气0.6/方,蒸汽90/吨,则直燃型和蒸汽制冷机成本分别是960元、855元。直燃型略高。
可以看出,由于两者所介绍的燃气蒸汽消耗比不同,得出了不同的结论。但总起来直燃型和蒸汽型运行费相差不大。
根据以上分析,我倾向于用直燃型,既可以避免受外来蒸汽压力、流量波动影响,还能平衡冬夏煤气用量,并且自产自用有保障。
3、 导热油加(换)热技术的应用
  1)、导热油加热技术简介
导热油加热技术为国家重点科技推广的新型节能技术,具有操作压力低、热效率高、加热均匀稳定、温控范围大、综合效益高等优点。导热油又称有机热载体、热传导液、热媒、热介质等,导热油按来源可分为矿物型和合成型两大类。矿物型价格低廉(每吨不到万元),但其热稳定性和抗氧化能力较低,多用于300℃以下,一般可使用3 —5年。 合成导热油热稳定性较高,最高使用温度可达,可使用10年左右,价格较高(1.5—3/吨)。
导热油供热系统由导热油系统、燃烧系统和电器控制系统三部分组成。导热油系统由导热油炉、膨胀槽、贮油槽、热油循环泵、注油泵、油过滤器和油气分离器等组成,燃烧系统由鼓风机、引风机、除尘器、调速箱和空气预热器等组成。
(2)、导热油加热技术在焦化生产中的应用
近年来,该技术在焦化精苯生产(莱钢焦化厂该项目于19971029日一次点火试车成功,投入运行以来,供热稳定、安全、可靠、效果极佳;济钢焦化厂2000年)、剩余氨水蒸氨(济钢焦化厂200210月顺利投产)及焦油蒸馏(南京梅山焦化厂焦油蒸馏采用导热油回收沥青和蒽油的余热)中己取得良好的应用。
根据初步计划,我们大焦化中只有上述的蒸氨一项,现将济南钢铁公司焦化厂林宪喜“导热油加热技术在蒸氨系统中的应用”一文的主要内容介绍如下:权重计算方法
济钢焦化厂蒸氨系统原采用直接蒸汽蒸馏,不仅蒸汽耗量高达810t/h,而且增加了外排废水量。为降低生产成本和实现“蒸汽零使用”的目标,济钢设计院和清华大学化工系合作,新蒸氨工序采用了导热油加热技术,并于2002104日顺利投产,浓氨水和蒸氨废水的质量均好于设计指标。该工艺不仅能自产蒸汽,而且不会增加外排废水量,属国内首创的清洁节能型工艺。
A、导热油加热技术的工艺
蒸氨工序采用的导热油加热技术,以焦炉煤气为燃料,用导热油作热载体,将热量输送给加热设备,并用泵强制循环。可有效提高蒸氨效率、稳定生产、降低能耗和改善操作环境。导热油具有良好的流动性、耐高温、热稳定性好、抗氧化性强、导热系数大、无毒无味和无腐蚀性。
B、运行情况
静电线
应用导热油加热技术的新蒸氨装置投产后,运行十分稳定,各项参数均达到了设计要求。蒸氨废水含氨和浓氨水的质量均很理想, 由于新的蒸氨塔不使用直接蒸汽蒸吹,外排的污水量可减少9t/h,全年可减少7. 88t 导热油站除供给蒸氨工序导热油外,还为脱硫和硫氨工序提供热源.
C、效益分析
200212月,1,  2号焦炉大修后投产,我厂的冶金焦产量达150t/a,剩余氨水量为45t/h,全部送至新蒸氨系统处理,运行稳定,产品质量高。据不完全统计,仅节约蒸汽一项,每年可节省946万元,按减少9t/h的污水量计算,每年可节省污水处理费用近12. 5万元。扣除导热油站消耗的煤气、导热油和电能的生产成本,仍可年创效益在800万元以上。
    详见原文,附后。
3)、我的一点看法
上文说仅节约蒸汽一项,每年可节省946万元,估计是按 9X24小时X365X120=946
万元算出的,导热油站消耗的煤气、导热油和电能的生产成本,应为946-800=146万元。但其原文中提到,消耗焦炉煤气约1050/时,照此年耗煤气量应为制备乙酸乙酯的装置920万方,而146/920=0.158元,以此推论其煤气价格应不超过0.15/方,也就是说,年创效益在800万元以上,是在蒸汽价格120/吨,煤气0.15/方的前提下得出的。
我们蒸氨用蒸汽约4t/h,参照上述比例,如改为导热油加热消耗焦炉煤气约466/时,假设按蒸汽价格90/吨,煤气0.6/方计算,4X90-466X0.6=80元,再考虑去30元电费油费,每小时还能省50元,一年省40多万,如还为脱硫和硫氨工序提供热源,则效益更大。以此看来,该方案还是很值得借鉴。
蒸汽蒸氨改为导热油加热蒸氨,是不小的工艺改变,设备、管道、现场布局都得大变,必须和设计院沟通好才行,必要的话,应和设计院共同考察论证。
应该指出,用导热油加热也有一些担忧之处,如: 导热油在操作条件下泄漏会导致油品燃烧或烫伤等严重的经济及人身伤亡事故,同时还会引发环境污染事故。对于用导热油加热的设备和管道,必须严防其泄漏,否则,不仅查漏点十分困难,而且会造成昂贵的导热油损失。
4、 新型塔板和塔设备
天津市创举科技有限公司的径向侧导喷射塔板CJST技术、垂直筛板技术、新型、高效填料和新型分布器等技术,为国内焦化化产回收塔器装置技术的领先水平。在焦化行业推广四年来,已有百余家企业应用(如山西焦化、海化、唐钢、刑钢),主要用于洗苯塔、脱苯塔、蒸氨塔,效益显著,我积极推荐选用。
径向侧导喷射塔板具有以下特点:
传质效率高一一总的塔板传质效率比泡罩高出20%以上(也比垂直筛板高),从而提高粗苯收率并降低蒸汽消耗。
处理能力大——比泡罩塔盘要高出100%以上。
操作弹性好——产品质量几乎不受气液负荷波动的影响,操作稳定。
抗堵塞能力强——塔板板孔较大且无活动部件,气液对罩孔本身有较强的冲洗能力,不会堵塔。
检修方便——塔板与梁采用螺栓固定,便于检修。
经生产实践证明,使用该技术能够提高产品收率; 提高产品质量; 降低贫油含苯量;节省蒸汽耗量。
济钢2002年在氨水处理系统采用多溢流复合型斜孔塔盘替代栅板塔,提高了蒸氨效率。该技术适用于高气体负荷、低液负荷、低压降的场合,例如减压蒸馏塔,主要应用于炼油工艺,在焦化行业的应用介绍不多。
5、 换热器选型
1)、波纹板式换热器的应用
波纹板式换热器是由很多个具有各种压纹的板组装在一起,板与板之间用密封填料密封,然后由螺栓压紧。换热流体按不同的物料由板上的进口进入两个相临的夹板通道之内。通过有压纹的板进行热量交换,流体从板的上()面的一角进入,从板下()面的另一个角流出,在全板而均匀流过,板上的压纹使流体产生扰动而增加传热膜系数。一般波纹板式换热器的传热系数可达(对于水)
传统的焦化生产中,化产回收各工段采用的换热器多为管壳式或螺旋板式换热器,而现在由于波纹板式换热器传热系数大、用材省、投资小、占地小和易检修等优点,广泛应用于化产回收各个工段中。如粗苯工段的贫油冷却器、冷凝冷却器,山西省化工设计院在设计中改用波纹板式换热器代替螺旋板换热器取得了很好的效果。如规模为40t/ a焦化工程,粗苯工段的粗苯冷凝冷却器,采用管壳式换热器时,换热而积为240 ,而采用波纹板式换热器时,换热而积可减少到101 ,体积由2l 000 mmX 4 000 mm减小到22 100 mmX 650 mmX 1 150 mm。因为它布置在框架上,所以采用波纹板式换热器后,使操作体积和检修空间大
唐钢炼焦制气厂在终冷水换热中,1993年用螺旋板换热器代替了列管式换热器,但堵塞和腐蚀串漏问题仍难以解决,设备的使用周期较短。19975月用1台板式换热器代替了4台螺旋板换热器。  2年多的生产实践表明,使用板式换热器后,不仅终冷水的温度可控制在要求的范围内,还可相应增加粗苯的产量,计算表明,设备投资可在2双面斜纹布个月内回收。由于板式换热器具有操作平稳、安装方便、维修容易和易于清洗等优点,故值得推广应用,但板式换热器也存在流通通道小,板壁薄和结垢对传热系数的影响较大等缺点,为此,在实际生产中必须定期清洗,才能确保其较高的传热效率。

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