[焦炉,余热,纳米]纳米导热材料在焦炉上升管余热利用中的应用研究
焦炉上升管余热回收利用系统的应用及运行效果
焦炉上升管余热回收利用系统的应用及运行效果1. 引言1.1 研究背景燃煤火力发电是目前全球主要的能源产业之一，然而在燃煤火力发电过程中会产生大量的余热。
随着能源需求的不断增长和环境问题的日益突出，余热回收利用已成为燃煤火力发电厂实现高效节能、减少排放的重要途径。
目前焦炉上升管余热回收系统在实际应用中还存在一些技术难题和需进一步提升的地方。
有必要对焦炉上升管余热回收系统的应用及运行效果进行深入研究，以探讨如何进一步提高系统的效益和环保效果。
这也是本文研究的重要背景和动机。
1.2 研究目的焦炉上升管余热回收利用系统的研究目的是为了有效地利用工业生产过程中产生的余热资源，降低能源消耗，减少二氧化碳排放，提高生产效率。
通过研究该系统的应用和运行效果，可以探索其对工业生产过程的影响，为工业节能减排提供技术支持和实践经验。
深入了解该系统的原理和运行机制，有助于进一步优化系统设计和运行方式，提高余热回收效率，降低生产成本。
在当前环境保护和节能减排的大背景下，研究焦炉上升管余热回收利用系统的目的旨在推动工业生产方式向更加环保和可持续方向发展，促进工业转型升级，实现经济效益与环境效益的双赢局面。
1.3 研究意义焦炉上升管余热回收利用系统是一种重要的能源节约技术，具有重要的研究意义。
焦炉作为冶金行业的重要设备，其能耗较高，且传统上升管系统存在大量的余热排放问题，导致能源浪费严重。
开发和应用焦炉上升管余热回收利用系统，可以有效提高能源利用率，降低生产成本，减少环境污染，具有重要的经济和环保意义。
焦炉上升管余热回收利用系统的应用可以推动传统焦炉工艺的技术升级和创新，提升企业竞争力，增强国家在冶金产业中的核心竞争力。
通过对该系统的研究和应用，可以促进工业节能减排的技术进步，实现资源的可持续利用和环境的可持续发展，对全社会产生积极的影响。
研究焦炉上升管余热回收利用系统的意义不仅在于提高能源利用效率和降低生产成本，更重要的是为推动我国冶金产业的绿色可持续发展，为建设资源节约型、环境友好型社会做出贡献。
焦炉用上升管换热器余热回收中试研究
焦炉用上升管换热器余热回收中试
研究
焦炉是一个重要的钢铁生产设备，它能够将粗铁矿石通过高温反应转化为高品质的铁合金。
这是一个极为能源密集型的过程，需要大量燃料来维持高温反应。
然而，同时也会产生大量的余热，如果这些余热不能被恰当地回收利用，将会浪费大量能源并加重环境负担。
为了解决这个问题，研究人员开始探索焦炉上升管换热器的余热回收利用。
研究表明，焦炉上升管换热器的余热可用于供热、热水和发电等领域。
但是，在实际应用中，由于技术难度和成本等问题，这种方法并未得到广泛的应用。
为了进一步探究这种余热回收利用的可行性，一些研究人员进行了中试研究。
他们设计了一套焦炉上升管换热器的余热回收系统，并对其进行了实际操作和数据分析。
通过对系统的操作和数据分析，研究人员得到了以下结论：
1.焦炉上升管换热器的余热回收利用方案具有可行性。
2.通过数据分析，系统的回收效率表现良好，可达到预期的回收效果。
3.中试结果表明，系统的成本和运营费用较高。
将来需要进一步降低成本和费用才能推广应用。
以上结论表明，焦炉上升管换热器的余热回收利用方案是可行的，但仍需要进一步改进和优化。
随着技术的发展和成本的下降，这种方案将会得到更广泛的应用。
总之，通过中试研究，我们发现焦炉上升管换热器的余热回收利用方案具有广阔的发展前景。
未来，更多的研究人员将会继续探索和完善这种系统的技术，在推广应用上取得更好的成果。
焦炉上升管余热回收利用系统的应用及运行效果
焦炉上升管余热回收利用系统的应用及运行效果焦炉上升管余热回收利用系统是指在焦炉运行过程中，将炉顶排出的高温烟气中的余热通过适当的设备进行回收和利用的系统。
焦炉上升管余热回收利用系统主要应用于冶金行业中的焦炉生产过程中。
焦炉是冶金行业中最重要的设备之一，通过对炼焦煤进行升温和干馏的过程，产生大量的高温烟气和副产品焦炭。
在焦炉生产过程中，炉顶排出的高温烟气中含有大量的余热，如果不加以回收利用，不仅会造成能源的浪费，还会对环境造成污染。
焦炉上升管余热回收利用系统的主要设备包括余热锅炉、烟气预热器、烟气分离器和余热蒸汽发生器等。
余热锅炉是利用高温烟气中的余热产生蒸汽，用于供热或发电；烟气预热器是通过将高温烟气中的余热传递给炉料进行预热，从而提高炉料的温度，减少燃料的消耗；烟气分离器则是用于分离烟气中的固体颗粒物，保护后续设备的正常运行；余热蒸汽发生器则是利用余热煤气产生蒸汽或热水，用于供热或其他工艺需求。
焦炉上升管余热回收利用系统的运行效果主要体现在能量回收和环境保护两个方面。
能量回收方面，通过将高温烟气中的余热回收利用，可以大幅度提高能源利用效率，减少焦炭生产过程中的燃料消耗，降低企业的能源成本。
环境保护方面，焦炉燃烧过程中产生的高温烟气中含有大量的有害物质和颗粒物，如果不加以处理和治理，会对大气环境造成严重的污染。
而通过焦炉上升管余热回收利用系统，可以将高温烟气中的有害物质和颗粒物进行分离和净化处理，减少对大气环境的污染。
焦炉上升管余热回收利用系统在冶金行业中的应用具有重要的意义。
通过回收利用炉顶排出的高温烟气中的余热，既可以提高能源利用效率，减少燃料消耗，还可以保护环境，降低污染物的排放。
随着我国工业化进程的加快，焦炉上升管余热回收利用系统将会得到更广泛的应用，为促进可持续发展做出更大的贡献。
钢铁厂炼焦炉上升管余热回收技术发展及应用
钢铁厂炼焦炉上升管余热回收技术发展及应用摘要传统荒煤气冷却工艺造成大量显热流失浪费，同时消耗淡水资源带来环境压力。
在技术人员的多年努力下，上升管余热回收技术及装置已日臻成熟并得到了推广应用，创造了良好的经济和环保效益。
一、钢铁联合企业炼焦工序余热资源长流程钢铁生产工艺，高炉炼铁工序中作为还原剂的主要原料是焦炭。
用于还原铁矿石中的铁元素，生产出的生铁供给后续炼钢车间炼钢。
高炉内的化学方程式为：Fe0+C=Fe+CO。
钢铁联合企业一般自备炼焦炉系统生产焦炭满足生产需求。
焦炭由炼焦煤在炼焦炉碳化室中，隔绝空气高温干馏去除有机质、挥发分生成。
炼焦生产过程中有三种余热资源产生：红焦显热、烟道废气显热、荒煤气显热。
各自在焦炉总体热量消耗中所占比例分别为：37%、17%、36%本文讨论荒煤气显热的回收----上升管余热回收技术：二、炼焦炉上升管余热（荒煤气显热）回收的必要性红焦炭带出的显热及烟道废气显热，通过采用成熟可靠的干熄焦发电装置和烟道余热锅炉已实现有效回收利用。
但荒煤气的显热由于种种因素一直没有好的办法来回收。
传统工艺为便于后工序的煤气净化与处理，普遍的做法是:先在桥管和集气管喷洒循环氨水与荒煤气直接接触，靠循环氨水大量气化，使荒煤气急剧降温至80～85℃；降温后荒煤气在初冷器中再用冷却水间接冷却至常温。
所得到的效果是:荒煤气被冷却，其中所夹带的粉尘被清洗除去，绝大部分焦油蒸汽冷凝、萘凝华(并溶于焦油)而被脱除，为煤气的输送、深度净化和化学产品回收创造了较好的条件。
上述过程对荒煤气的冷却和初步净化而言是高效的，但在热力学上却是不完善的。
第一、该回收的能量未回收。
荒煤气在桥管和集气管内急剧降温─增湿过程是高度不可逆过程，其物理显热损失达90%以上.第二、冷却水耗量大。
荒煤气从650～850℃降温至常温所放出的热量绝大部分是在初冷器中靠冷却水移除的（以两段循环水一段深冷水的横管初冷器为例，冷却水总比用量约43t/km3）。
焦炉上升管余热回收利用系统的应用及运行效果
焦炉上升管余热回收利用系统的应用及运行效果【摘要】焦炉上升管余热回收利用系统是一项重要的能源回收技术，可以有效地提高能源利用效率和降低生产成本。
本文介绍了焦炉上升管余热回收利用系统的工艺原理、系统组成、运行效果评价、应用案例和节能效果分析。
通过对该系统运行效果的评价和应用案例的分析，可以看出该技术在工业生产中具有重要的应用价值。
节能效果分析显示，焦炉上升管余热回收利用系统能够显著减少能源消耗并降低碳排放。
总结了该系统的重要性并展望了未来的发展前景。
焦炉上升管余热回收利用系统的不断完善和推广应用将为工业生产带来更多的节能效益，对于推动可持续发展具有重要意义。
【关键词】焦炉，上升管，余热回收利用系统，应用，运行效果，工艺原理，系统组成，评价，应用案例，节能效果分析，重要性，未来发展前景，总结1. 引言1.1 焦炉上升管余热回收利用系统的应用及运行效果焦炉上升管余热回收利用系统被广泛应用于焦化行业，其运行效果备受关注。
通过对余热的回收利用，可以有效提高能源利用效率，减少能源消耗，降低生产成本，实现节能减排的目标。
焦炉上升管余热回收利用系统还能改善环境质量，减少对大气环境的污染，符合可持续发展的要求。
在实际应用中，焦炉上升管余热回收利用系统能够有效提高热能的利用率，延长设备的使用寿命，提高生产效率。
通过科学设计和优化操作，系统可以实现较高的热效率，达到节能减排的效果。
系统运行稳定可靠，保障了工业生产的正常进行，为企业创造了经济效益和环境效益。
焦炉上升管余热回收利用系统在实际应用中取得了显著效果，有利于提高工业生产的可持续发展水平，实现经济效益和环境效益的双赢。
未来，随着技术的不断进步和应用经验的积累，焦炉上升管余热回收利用系统的应用前景将更加广阔，为推动工业节能减排、实现可持续发展作出更大贡献。
2. 正文2.1 工艺原理焦炉上升管余热回收利用系统的工艺原理主要是通过将焦炉排放的高温废热经过余热回收系统进行回收利用。
上升管余热利用与结焦抑制研究
上升管余热利用与结焦抑制研究
王跃;王海波;张红祥
【期刊名称】《燃料与化工》
【年(卷),期】2024(55)2
【摘要】在上升管余热利用中,抑制上升管内壁结焦是保证焦炉正常生产的关键。
而抑制结焦主要从控制上升管壁温和避免上升管金属材料与荒煤气直接接触入手。
控制壁温是一个复杂的综合处理过程,需要分析影响因素,结合实践,制定可行的控制方法。
【总页数】4页(P57-60)
【作者】王跃;王海波;张红祥
【作者单位】菏泽富海能源发展有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ520.5
【相关文献】
1.焦炉上升管中荒煤气余热回收的结焦问题研究
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3.焦炉上升管余热利用的研究——替代煤气净化管式炉
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焦炉上升管余热回收利用系统的应用及运行效果
焦炉上升管余热回收利用系统的应用及运行效果
焦炉是钢铁生产过程中最常见的设备之一，在高温下将焦炭产生的废气排放到大气中。
这些排放废气中含有大量的余热，未经利用对环境造成了严重的能量浪费。
为了实现能源
的高效利用和环境的可持续发展，焦炉上升管余热回收利用系统被广泛应用于钢铁行业。
焦炉上升管余热回收利用系统主要由余热锅炉、余热烟道、热交换器和循环泵等组件
构成。
它通过将焦炉废气中的余热转化为蒸汽或热水，用于热能的再利用。
具体来说，焦
炉废气首先通过余热烟道进入余热锅炉，经过预热后进一步加热，将水蒸气产生。
然后，
蒸汽经过热交换器与冷却水进行热交换，将热量传递给冷却水。
经过热交换的冷却水被循
环泵送回焦炉进行冷却，达到节能减排的目的。
焦炉上升管余热回收利用系统的运行效果非常显著。
它实现了废气热能的高效利用，
将废气中的余热转化为可用的热能。
热能的再利用不仅可以提供稳定的热水和蒸汽供应，
满足钢铁生产过程中的热能需求，还可以减少对其他能源的依赖，降低能源消耗和生产成本。
焦炉上升管余热回收利用系统降低了环境污染和温室气体排放。
通过回收焦炉废气中
的余热，系统可以将排放到大气中的废气温度降低到较低的水平，减少了对周围环境的热
污染。
焦炉废气中含有的有害物质也被有效捕捉和处理，减少了大气污染的影响。
焦炉上
升管余热回收利用系统还能够减少温室气体（如二氧化碳）排放，对气候变化和全球暖化
有着积极的作用。
焦炉上升管余热回收利用系统的应用及运行效果
焦炉上升管余热回收利用系统的应用及运行效果一、引言焦炉是钢铁生产过程中的重要设备之一，它通过高温热解焦炭来提取焦油和焦炭，为高炉提供燃料。
在焦炉生产过程中会产生大量的余热，如果不能有效利用这些余热将会造成能源的浪费和环境污染。
为了有效利用焦炉上升管的余热，提高能源利用效率和减少环境污染，焦炉上升管余热回收利用系统应运而生。
二、焦炉上升管余热回收利用系统的应用1. 余热回收系统概述焦炉上升管余热回收利用系统是指通过在焦炉上升管中设置余热回收装置，将热烟气中的余热直接回收利用，从而实现能源的再利用和节能减排的目的。
余热回收系统通常采用换热器将高温烟气中的余热传递给水汽，生成高温高压蒸汽，再用于发电、供暖或其他工业用途。
2. 技术原理焦炉上升管余热回收利用系统主要是利用换热器将焦炉上升管中热烟气中的余热传递给水汽，使水汽受热蒸发成高温高压蒸汽，然后将高温高压蒸汽送入汽轮机或其他发电设备中，通过轮机发电，实现能源的再利用。
3. 应用实例在一些现代化的钢铁生产厂家，焦炉上升管余热回收利用系统已经被广泛应用。
某钢铁公司在其焦化厂的焦炉上升管中安装了余热回收装置，成功将热烟气中的余热回收利用，产生了大量高温高压蒸汽，为公司提供了可观的发电量，节约了大量的能源和成本。
三、焦炉上升管余热回收利用系统的运行效果1. 节能减排焦炉上升管余热回收利用系统的应用可以有效提高能源利用效率，减少对化石能源的依赖，从而减少温室气体的排放，降低对环境的污染。
据统计，焦炉上升管余热回收利用系统的应用可以节能20%以上，减排二氧化碳等温室气体约20%。
2. 经济效益通过焦炉上升管余热回收利用系统的应用，公司可以利用回收的高温高压蒸汽进行发电或供热，降低能源成本，提高生产效率，增加经济效益。
据实际案例分析，焦炉上升管余热回收利用系统的应用可以使企业每年节省数百万元的能源费用。
3. 绿色生产焦炉上升管余热回收利用系统的应用可以使工厂实现清洁生产，减少大气污染。
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纳米导热材料在焦炉上升管余热利用中的应用研究
焦化厂焦炉上升管荒煤气显热的余热回收利用作为一项全新的科研课题，各大焦炉设计院和各大焦化厂都先后投入了巨大的人力物力，也先后研发出了多种类型的上升管换热器型式和技术，国家发改委也投入了巨大的资金用于开发此项技术，主要集中在导热油夹套管、热管、锅炉和半导体温差发电等技术，来回收荒煤气带出热。
到目前为止，大部分的研发都未能取得令人满意的进展。
我公司经过多年的研发，先后开发出五种类型的上升管换热器，并用于焦炉实际工况下的试验，在经过多次失败之后，终于取得了突破性进展。
成功开发出可以用于焦炉生产运行的上升管换热器产品，并且进入了工业化生产。
1 焦炉上升管荒煤气余热回收技术的实现
1.1 荒煤气高导热、耐蚀、长寿命的上升管内衬材料开发研究
上升管内衬材料是提高荒煤气余热回收利用效率的关键技术之一。
原工艺装备上升管采用普通碳钢材料，内壁衬耐火砖，更换用余热回收装置后，内壁不能再衬耐火砖，否则热传导效率极低。
这样导致装置内壁直接与高温(650℃～900℃)荒煤气接触，而荒煤气中含有氧气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氧化氮、氢气、甲烷、水汽及芳香烃类化合物等，普通碳钢在此温度及环境下，高温烧蚀严重，不能满足工况要求。
若提高内筒材质，则只有采用耐高温腐蚀的特殊合金钢，如哈氏120级别以上钢材，但其价格就急剧上升。
常规要求控制荒煤气温度不低于500℃，以避免上升管内壁过快长石墨，本项目可控制在400℃以上，石墨生长速度低于原常规生产模式。
1.2 稳定、可靠、高效的导热材料研究及选择
荒煤气热量通过钢质内筒内壁导出到外壁后，需要良好的导热介质将外壁上的热量快速导出，提供给水进行汽化。
由于上升管可有效利用的高度仅2～3m左右，荒煤气在内筒以较快速度通过，因此，整个热传导过程必须快速，才能最大限度回收荒煤气余热。
由于钢铁的导热系数为80W/mK，因此导热介质的导热系数必须大于80W/mK，而且越大越好。
同时，导热材料在900℃高温环境必须稳定，不能有物理、化学的质变，同时对钢铁不能有渗透性腐蚀破坏。
高温下在水、氧气环境下稳定，即满足以下要求：(1)高导热率，导热系数大于100W/m(2)高温下的稳定、安全;(3)高温下对钢铁无腐蚀。
1.3 低热应力的换热系统结构研究
导热材料快速吸收荒煤气热量后，需要尽快将热量通过换热装置，传递给水进行汽化吸热，由于换热装置也是钢铁材质，其导热系数与内筒一样，就必须增加其换热面积，只有其换热面积大于内筒外壁导热面积，热量才能快速有效地传导。
要在直径400～500mm的圆形环腔内布置下较大的换热面积的换热装置，其结构必须十分密排、紧凑。
又由于装置内外温差大，温度区间从常温到900余℃，产生蒸汽压力将达1MPa，并存在汽液相之间的热量交换，热膨胀及热应力必将对换热系统及整个余热利用系统造成严重的影响。
因此，换热系统的结
构设计，必须具备消除热应力的能力，否则换热装置结构将被破坏，不能长期有效使用。
2 纳米导热节能防腐涂料的开发应用
纳米导热节能防腐涂料是一种用于高温设备的高效导热节能环保产品，可直接喷涂在各种高温导热体的表面，提高导热体的导热能力，如涂刷蒸汽锅炉水冷壁管的表面，形成一层坚硬的陶瓷釉面硬壳，起到保护炉体、延长炉龄、增强水冷壁导热，从而起到节约燃料的作用。
它显著提高炉膛内的热传递效果，减少黑油排放，节约燃料消耗5%～30%，适合多种工作温度在1800℃以下的工况使用。
纳米导热节能防腐涂料含有多种红外辐射材料，在远红外、中红外、近红外各波段均有很高的红外辐射光谱发射率和优良的技术特性，涂覆于导热体表面可获得显著节能效果，具有提高辐射传热能力，减少散热损失。
2.1 纳米导热节能防腐涂料的组成
纳米导热节能防腐涂料由耐火粉料、过渡族元素氧化物和氧化锆、硅酸盐耐火材料，高温掺杂形成固溶体和悬浮剂等组成的黏稠悬浮流体，喷刷在导热体表面，形成0.3～0.5mm的涂层，是一种新型节能材料。
在高温导热管上应用该涂料，可节约燃料，保护导热管表面，延长导热管使用寿命，提高导热管热效率，缩短加热时间，提高被加热件的加热速度，提高工作效率。
同时，稀土元素氧化物(如Y2O3)的掺入能提高反应物的活性，是掺杂和稳定涂层结构的优选材料。
2.2 纳米导热节能防腐涂料的性能特点
涂层结构致密，保护基体，有很好的耐磨、耐腐蚀性。
与基体结合力强，涂层能渗透基体形成过渡层和涂层的结构，耐机械冲击和热冲击。
高强度耐磨、耐腐蚀、耐高温。
提高涂料的黑度，使其在波长2.5～15m的光谱区间，发射率都在0.93以上，并对增黑剂进行了稳定化处理，提高了抗老化性能，大大延长了涂层使用寿命。
3 耐高温导热涂料的研究热点
当前耐高温导热涂料不外乎无机和有机涂料两种，有机耐高温导热涂料作为高温设备导热涂层和保护涂层得到的应用越来越广，但是作为适应焦化行业的荒煤气的导热材料，其温度变化区间大，从200多℃到1100多℃之间，而且荒煤气成分复杂，腐蚀性气体的存在，制约了导热材料的选择。
因此，大部分涂料性能还是不能满足多样化设备的要求和温度变化的要求。
目前对于改性有机硅涂料等，国内在室温固化、高耐热防腐以及重防腐有机硅涂料方面研究比较活跃。
转载请注明来源于：但是，在水性可喷涂高固体分、紫外固化以及高性能加热固化的有机硅涂料方面研究中，国外缺少可实用化的研究成果。
我公司与合作的导热材料生产商，经过多次配方改良和试验，最终研发出一种新型的纳米导热节能防腐涂料，纳米导热节能防腐涂料的研发基点就是建立在恶劣的工况下，组合了多种材料耐火粉料、过渡族元素氧化物和氧化锆、硅酸盐耐火材料，高温掺杂形成固溶体、和悬浮剂以及单晶硅粉，经过高温后形成一层坚硬的陶瓷釉面硬壳保护了基体免受荒煤气腐
蚀气体的冲蚀。
新型纳米导热节能防腐涂料的研发应用，最大程度地保证了焦炉上升管换热器的可靠性，为此，我们将此材料应用到福建三钢焦化厂上升管换热器上，运行1年多以来经受住了考验，运行状况良好。
同时，我们也在唐山达丰焦化的5.5m焦炉上升管上和沙钢6m焦炉上升管上进行了应用，运行状况良好。
目前已经全面使用在邯郸钢铁集团6m焦炉上升管改造之中。
4 结语
新型的纳米导热节能防腐涂料的研发应用在焦化厂上升管余热回收利用成为可能和保证，将焦化厂上升管余热回收利用技术向前推进了一大步。