炼焦荒煤气上升管余热回收研究

发布时间：2017-05-05 21:03

  本文关键词：炼焦荒煤气上升管余热回收研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：荒煤气是煤炼焦过程中产生的气体,伴随着炼焦过程的进行从炭化室经上升管流出,温度高达650~850℃,这部分热占焦炉总热量的36%。荒煤气的余热回收对节能减排意义重大,是焦化厂提高资源利用率的有效途径之一,也是改善环境,建设绿色焦化厂的需要。目前焦化厂荒煤气余热回收的研究,绝大多数都是在焦炉上升管部分进行热交换,这种余热回收方式已有不少焦化厂在工业生产中应用过。但是该余热回收方式由于存在着诸如结焦、漏水等问题,目前还没有得到行业的广泛应用。为了克服现有技术的缺点,本文研制出一种上升管换热器,并在邯钢焦化厂进行了为期8天的试验。本研究使得企业能够以最小的代价,将目前荒煤气白白排放到空气中的余热有效提取,为采暖、发电等余热应用提供条件,并且不影响原炼焦工业的生产。本研究在确保炼焦制气的安全生产条件下,合理设计上升管内侧管壁与传热器件之间的结构关系,最大限度地利用荒煤气余热。通过对换热器的热流量的多种工况条件下计算,结合现场环境搭建了焦炉上升管荒煤气余热回收试验测试和数据收集平台。经过9个炼焦周期的试验和数据采集,通过对试验数据的分析处理,得出该上升管换热器具有很好的换热性能。试验过程中系统运行稳定,蒸汽产量平稳,具有良好的节能和环保效益。本文将焦炉上升管余热回收系统从设计到试验均进行了详细的介绍,对试验结果进行了分析,为今后的上升管余热回收研究提供了相关参数和设计参考,也对构建资源节约型、环境友好型社会也有着长远的意义。
【关键词】：荒煤气 余热回收 换热器 管内沸腾换热
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ520.6;X784
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 研究背景和意义11-13
• 1.1.1 我国焦化行业发展策略11
• 1.1.2 炼焦余热回收潜力11-13
• 1.2 现有的荒煤气余热回收技术13-16
• 1.2.1 上升管汽化冷却技术13-14
• 1.2.2 导热油夹套技术14
• 1.2.3 热管式换热技术14
• 1.2.4 荒煤气直接热裂解技术14-15
• 1.2.5 氮气换热技术15
• 1.2.6 余热锅炉技术15-16
• 1.2.7 半导体温差发电技术16
• 1.3 荒煤气余热回收的技术瓶颈16-17
• 1.4 课题的研究内容和路线17-19
• 1.4.1 主要研究内容17-18
• 1.4.2 技术路线18-19
• 第2章 荒煤气余热回收理论研究19-29
• 2.1.荒煤气组成及性质19-21
• 2.1.1 荒煤气组成19-20
• 2.1.2 荒煤气露点20
• 2.1.3 荒煤气结焦问题20
• 2.1.4 荒煤气的周期性变化20-21
• 2.2 焦炉煤气热物性参数21-22
• 2.3 上升管荒煤气余热回收理论基础22-26
• 2.3.1 荒煤气的冷却和输送22-23
• 2.3.2 上升管荒煤气余热回收简介23-24
• 2.3.3 上升管换热器的几种形式24-26
• 2.4 螺旋管缠绕换热器理论研究26-27
• 2.4.1 螺旋管缠绕换热器简介26-27
• 2.4.2 上升管换热器应用螺旋管结构分析27
• 2.5 本章小结27-29
• 第3章 上升管换热器的设计29-41
• 3.1 设计流程29
• 3.2 上升管换热器结构设计计算29-37
• 3.2.1 设计思路29-30
• 3.2.2 热平衡计算30-31
• 3.2.3 换热器材料的初步选择31-32
• 3.2.4 传热计算32-37
• 3.3 螺旋管内阻力计算37-38
• 3.4 其他工艺设计38-39
• 3.4.1 防腐不粘涂层的选用38
• 3.4.2 隔热保温涂料选择38-39
• 3.5 本章小结39-41
• 第4章 荒煤气余热回收试验系统设计41-51
• 4.1 上升管余热回收系统运行方式的选择41-44
• 4.1.1 上升管余热回收自然循环系统41
• 4.1.2 强制循环热力系统41
• 4.1.3 优缺点比较41-42
• 4.1.4 本文系统运行方式的选定42-44
• 4.2 试验设备的选定44-47
• 4.2.1 汽包选型计算44-46
• 4.2.2 缓冲水箱计算46-47
• 4.2.3 循环水泵与补水泵的选择47
• 4.3 自动控制与测试系统47-50
• 4.3.1 测试参数及测试仪表47-48
• 4.3.2 自动控制系统48-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第5章 工业试验结果与分析51-61
• 5.1 试验装置及试验测试方法51-53
• 5.1.1 试验装置51-53
• 5.1.2 试验测试方法53
• 5.2 试验数据及分析53-59
• 5.2.1 上升管荒煤气进出口温度和循环水温度53-55
• 5.2.2 上升管换热器的逐时蒸汽量55-56
• 5.2.3 上升管换热器的热流量56
• 5.2.4 上升管换热器的换热系数56-58
• 5.2.5 上升管换热器的阻力损失58
• 5.2.6 上升管换热器的效率评价58-59
• 5.3 本章小结59-61
• 第6章 结论与展望61-63
• 6.1 主要工作和结论61
• 6.2 问题与展望61-63
• 致谢63-65
• 参考文献65-69
• 作者简介69
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文和研究成果69-70

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