楊東 邵紹博

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的環(huán)護(hù)意識(shí)逐漸提高，當(dāng)前對(duì)現(xiàn)有落后的項(xiàng)目設(shè)施進(jìn)行改造升級(jí)成為節(jié)約資源、提高生產(chǎn)效率最有效的手段，基于此本文介紹了利用搗固焦?fàn)t循環(huán)氨水余熱進(jìn)行項(xiàng)目節(jié)能改造過(guò)程及其在煤化工系統(tǒng)的改造應(yīng)用，實(shí)踐證明經(jīng)改造后該技術(shù)具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。

溴化鋰制冷機(jī);氨水;工藝流程;經(jīng)濟(jì)回報(bào)

陜西陜焦化工有限公司70萬(wàn)噸/年煤焦化生產(chǎn)線(xiàn)是將煉焦煤在隔絕空氣條件下加熱到950-1050℃，經(jīng)高溫干餾產(chǎn)生焦炭、焦?fàn)t煤氣和煉焦化學(xué)產(chǎn)品的工藝過(guò)程。其中，焦?fàn)t煤氣從炭化室經(jīng)上升管逸出時(shí)的溫度為700℃左右，此時(shí)煤氣中含有焦油氣、苯族烴、水汽、氨、硫化氫、氰化氫、萘及其它化合物，為回收和處理這些化合物，橋管及集氣管中用大量循環(huán)氨水噴灑，當(dāng)細(xì)霧狀的氨水與荒煤氣充分接觸時(shí)，由于煤氣溫度很高而濕度又很低，故煤氣放出大量熱被冷卻至83（±5）℃左右，氨水則吸收大量熱量升溫至80（±5）℃左右。循環(huán)氨水?dāng)y帶被冷卻下來(lái)的焦油經(jīng)集氣管和氣液分離器與煤氣分離，分離后液體流入機(jī)械化澄清槽與焦油分離，與焦油分離后的潔凈氨水進(jìn)入循環(huán)氨水罐，然后再經(jīng)循環(huán)氨水泵進(jìn)入焦?fàn)t循環(huán)利用。該系統(tǒng)中循環(huán)氨水的熱量白白浪費(fèi)，造成了能源的浪費(fèi)。

陜西陜焦化工有限公司70萬(wàn)噸/年焦化系統(tǒng)，初冷器下段、終冷塔、苯蒸汽冷凝、貧油冷卻、預(yù)冷塔等工藝等都需要不同的冷量滿(mǎn)足自身工藝運(yùn)轉(zhuǎn)，目前不同的焦化企業(yè)制冷站使用不同的制冷設(shè)備，都需要不同程度的提供高附加值的能源作為動(dòng)力，達(dá)不到廢熱或余熱利用目的。

目前70萬(wàn)噸/年焦化系統(tǒng)現(xiàn)有兩臺(tái)溴化鋰制冷機(jī)組，由于使用年久，制冷效率嚴(yán)重下降，無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求，每年投運(yùn)前都要進(jìn)行維修，補(bǔ)充大量溴化鋰溶液，且蒸汽消耗量過(guò)大。

降低噴灑的循環(huán)氨水的過(guò)熱度，將免費(fèi)的高溫循環(huán)氨水作為熱源直接引入溴化鋰制冷機(jī)組制冷水，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t荒煤氣顯熱的回收，達(dá)到節(jié)能減排的目的，同時(shí)，根據(jù)公司不同制冷設(shè)備的熱源降低相應(yīng)熱源能耗。

（1）目前陜西陜焦化工有限公司70萬(wàn)噸/年焦化系統(tǒng)，設(shè)計(jì)焦炭產(chǎn)能70萬(wàn)噸/年，焦?fàn)t為2*55 孔，高度4.3 米。

（2）70萬(wàn)噸/年焦化系統(tǒng)循環(huán)氨水實(shí)測(cè)噴灑溫度為73℃左右，循環(huán)氨水噴灑流量約為610±5 m3/h。年產(chǎn)70 萬(wàn)噸焦炭，近3 年實(shí)際焦炭年產(chǎn)能約為65 萬(wàn)噸。根據(jù)焦化企業(yè)的干基成焦率0.7 可推算，70 萬(wàn)噸設(shè)計(jì)產(chǎn)能循環(huán)氨水流量估算為685 m3/h，65 萬(wàn)噸實(shí)際產(chǎn)能循環(huán)氨水流量估算為636 m3/h，因夏季錯(cuò)峰生產(chǎn)，70 萬(wàn)噸/年85%產(chǎn)能59.5 萬(wàn)噸循環(huán)氨水流量估算為582 m3/h。循環(huán)氨水泵額定流量為690 m3/h，揚(yáng)程60 米，1開(kāi)1 備，按泵組能力90%可估算循環(huán)氨水流量約為621 m3/h。

保守估算，循環(huán)氨水流量約為：582 m3/h - 636 m3/h 。

綜上所述，循環(huán)氨水流量按582 m3/h考慮?？梢猿浞掷迷撗h(huán)氨水作為制冷機(jī)的驅(qū)動(dòng)熱源，通過(guò)循環(huán)氨水系統(tǒng)制取工藝所需的16℃冷水，從而節(jié)約蒸汽消耗。

70萬(wàn)噸/年焦化系統(tǒng)冷凍水目前流量約900 m3/h冷卻水目前流量約1000 m3/h。

（3）循環(huán)氨水泵額定流量690 m3/h，共2 臺(tái)，1 開(kāi)1 備。

冷凍水泵額定流量1000 m3/h，共2 臺(tái)，1 開(kāi)1 備。

冷卻水泵額定流量790 m3/h，共3 臺(tái)，2 開(kāi)1 備。

（4）原有設(shè)備制冷情況

原有江蘇雙良蒸汽型機(jī)組2臺(tái)，單臺(tái)額定制冷量：4070 Kw（350 萬(wàn)大卡）。單臺(tái)額定熱源耗量：5 t/h。

制冷效果：冷凍水出水溫度25℃以上，衰減嚴(yán)重。運(yùn)行狀態(tài)：兩臺(tái)機(jī)組全部開(kāi)啟。

經(jīng)實(shí)際改造項(xiàng)目運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可知，原設(shè)計(jì)的循環(huán)氨水噴灑溫度過(guò)熱，將循環(huán)氨水噴灑溫度控制在65℃以上，均可保證焦油等物質(zhì)的流動(dòng)性，與原系統(tǒng)工藝情況相比，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均向有利方向發(fā)展，確保機(jī)組工藝正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)將循環(huán)氨水溫度控制在65℃以上，與原噴灑工藝相比較，循環(huán)氨水所吸收荒煤氣的顯熱增加，即回收循環(huán)氨水熱量作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)制冷機(jī)組產(chǎn)生冷量將會(huì)增加，減少蒸汽為動(dòng)力的制冷機(jī)組的運(yùn)行成本。氨水蒸發(fā)吸熱，導(dǎo)致煤氣進(jìn)入初冷器溫度降低，進(jìn)入初冷器的熱量也將減少，從而降低循環(huán)水泵能耗，降低運(yùn)行成本。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，循環(huán)氨水余熱利用系統(tǒng)產(chǎn)出冷量按450 萬(wàn)大卡/小時(shí)進(jìn)行選取，系統(tǒng)投入中包含1 臺(tái)450 萬(wàn)大卡循環(huán)氨水主機(jī)機(jī)組及附屬子系統(tǒng)。在夏季，廠(chǎng)區(qū)需冷量均由循環(huán)氨水制冷機(jī)組產(chǎn)出的工藝?yán)淞?，利用循環(huán)氨水機(jī)組產(chǎn)出的冷量可視為免費(fèi)工藝?yán)淞?，?jié)省大量蒸汽。在冬季，循環(huán)氨水系統(tǒng)產(chǎn)出熱量可供廠(chǎng)區(qū)供暖，節(jié)省大量蒸汽。

1臺(tái)循環(huán)氨水機(jī)組回收工藝廢熱產(chǎn)出工藝?yán)淞浚梢暈楫a(chǎn)出冷量免費(fèi)。產(chǎn)出450 萬(wàn)大卡冷量時(shí)所需的蒸汽耗量為6.43 t/h。每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間：小時(shí)，按70萬(wàn)噸焦化系統(tǒng)的制冷周期，制冷機(jī)組運(yùn)行時(shí)間為4 個(gè)月（5 月、6 月、7 月、8 月），運(yùn)轉(zhuǎn)天數(shù)：123 天。則循環(huán)氨水制冷系統(tǒng)使用后，每年夏季節(jié)省蒸汽用量：噸。

通過(guò)實(shí)際測(cè)量公司三個(gè)換熱站覆蓋的供熱面積為4.32 萬(wàn)平方米。使用1 套450 萬(wàn)大卡循環(huán)氨水制冷/制熱系統(tǒng)回收廠(chǎng)區(qū)循環(huán)氨水余熱可產(chǎn)出5233KW的熱量，按照陜西冬季采暖120W 每平計(jì)算，理論上，機(jī)組可供采暖面積為4.36 萬(wàn)平方米。

由此可見(jiàn)，一套450 萬(wàn)大卡循環(huán)氨水余熱利用系統(tǒng)所回收的熱量完全滿(mǎn)足公司廠(chǎng)區(qū)冬季供暖使用，大量節(jié)省廠(chǎng)區(qū)內(nèi)冬季采暖蒸汽耗量。

（1）因?yàn)閺难h(huán)氨水中取出的熱量來(lái)自煤氣，所以相當(dāng)于降低了初冷器上段的負(fù)荷，整體制冷效果顯著。同時(shí)改造后焦油產(chǎn)量增加，電捕焦油工作負(fù)荷將減小，鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況的改善。

2019年2月循環(huán)氨水余熱利用節(jié)能裝備系統(tǒng)投入技改階段，2019年6月達(dá)到生產(chǎn)技術(shù)要求投入使用。經(jīng)過(guò)近一年的運(yùn)行觀(guān)測(cè)，改造達(dá)到了預(yù)期目的，節(jié)能效果明顯，經(jīng)濟(jì)效益可觀(guān)。

With the continuous development of China's social economy， people's awareness of environmental protection has gradually improved. At present， the reconstruction and upgrading of the existing backward project facilities has become the most effective means to save resources and improve production efficiency. Based on this， this paper introduces the energy-saving transformation process of the project and its application in the transformation of coal chemical system by using the residual heat of stamping coke oven circulating ammonia water. It has been proved by practice that after the transformation This technology has high economic benefits.

lithium bromide refrigerator; ammonia; process flow; economic returns