焦炉上升管荒煤气余热利用技术
焦炉荒煤气余热回收技术应用分析
第６期 收稿日期：２０１８－０２－０２作者简介：姜 崴（１９７３—），山东乳山人，本科，高级工程师，１９９７年毕业于太原理工大学精细化工专业，目前从事工艺设计方面的工作。
焦炉荒煤气余热回收技术应用分析姜 崴（山西国控环球工程有限公司，山西太原 ０３００２４）摘要：焦炉荒煤气含有大量的焦炉热量。
纵观传统焦化工艺，处于集气管内的焦炉荒煤气需要利用喷氨水的手段将其冷却降温，这种做法既会损耗多量的电能，还会导致荒煤气热量的浪费。
本文将结合焦炉荒煤气的特点，分析和探讨焦炉荒煤气余热回收技术。
关键词：荒煤气；余热回收；应用分析中图分类号：ＴＱ０８３．４；ＴＱ５２０．８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）０６－０１０９－０１ 我国焦炭产量在世界范围内处于前列，然而整体科技水平不高，许多焦化企业面临着亏损。
我国焦炭大部分被用来炼铁。
焦炉荒煤气携带着大量的热量，不合理利用的话会造成巨大的损耗。
鉴于这一现实情况，焦化企业要积极调整工艺结构，优化和完善焦炉荒煤气余热回收技术。
１ 焦炉荒煤气以及煤焦油结焦的特征荒煤气内含有多种成分，不仅含有净煤气，还含有硫化氢、煤焦油、水分等成分。
硫化氢作为荒煤气中的成分之一，在干燥状态下不会对金属造成腐蚀和破坏。
然而，当焦化企业利用换热器回收荒煤气时，由于换热器壁面与荒煤气之间的温度差异，会导致水蒸气凝结或煤焦油凝结，使得可融入水的硫化氢在水蒸气或煤焦油之中溶解，进而对换热器的金属壁面造成严重的腐蚀破坏，对设备的安全使用造成威胁，可能导致严重的安全隐患。
煤焦油内含有多种成分，根据沸点的高低可分为沥青、蒽油、洗油等成分。
实践证明，煤焦油的凝结温度为４５０℃，凝结之后的煤焦油会顺着换热器的避免往下流动，当流动到换热器的底部时，凝结后的煤焦油在炭化室的高温辐射下得到再一次分解，其中煤焦油中的固体成分将在换热器表面附着，导致积碳现象。
当换热器避免的温度远远低于煤焦油的温度时，煤焦油会迅速冷凝成为结焦，这些现象都是制约焦炉荒煤气余热回收技术发展的难题，攻克焦炉上升管换热器运行问题有助于促进荒煤气余热回收技术的发展。
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。
荒煤气带出热的回收和利用技术
焦炉输出热量的充分利用
高效回收利用在炼焦过程中产生的余热资源是资 高效回收利用在炼焦过程中产生的余热资源是资 源节约、环境友好的绿色焦化厂节能的主要方向和潜 源节约、环境友好的绿色焦化厂节能的主要方向和潜 力所在， 效率的主要途径之一。 力所在，也是提高 效率的主要途径之一。通过对炼 焦过程输入端和输出端能量流分析得出： 焦过程输入端和输出端能量流分析得出： □出炉红焦显热约占焦炉输出热的37％——CDQ 出炉红焦显热约占焦炉输出热的37％ 焦炉输出热 CDQ
日本煤炭能源中心（简称JCOAL） 日本煤炭能源中心（简称JCOAL）在焦炉旁安装 JCOAL 一个COG重整装置， 1200～1250℃高温下对COG进 一个COG重整装置，在1200～1250℃高温下对COG进 COG重整装置 高温下 行重整，生成合成气。目前已在日本三井矿山焦化 行重整，生成合成气。 厂的焦炉间台进行了一孔炭化室无催化转化技术实 厂的焦炉间台进行了一孔炭化室无催化转化技术实 验，正在建设三孔炭化室试验装置。 正在建设三孔炭化室试验装置。
上 升 管
热管换热器
750℃ 锅炉给水
用锅炉回收荒煤气热量
750℃荒煤气 750℃荒煤气
xMPa
锅
300～ 300～500℃ 荒煤气去净化车间
上 升 管
锅炉给水
用半导体温差发电回收荒煤气热量
荒煤气去净化车间 温 差 发 电 机 发 电 模 块 热 发电
焦 炉
过去用水套管回收荒煤气热量
上升管 荒煤气去净化车间 冷水 水夹 套式 上升管
1.1 回收焦炉荒煤气带出热 出热占焦炉总热量36％ 出热占焦炉总热量36％。 36 为了冷却高温的荒煤气必须喷洒大量70℃～ 为了冷却高温的荒煤气必须喷洒大量70℃～75℃ 70℃ 循环氨水， 循环氨水，高温荒煤气因循环氨水的大量蒸发而被冷 却至82℃～85℃，再经初冷器冷却至22℃～35℃， 却至82℃～85℃，再经初冷器冷却至22℃～35℃，荒 82℃ 22℃ 煤气带出热量被白白浪费。 煤气带出热量被白白浪费。 煤气在集气管冷却时所放出的热量中约有75～ 煤气在集气管冷却时所放出的热量中约有75～80 75 用于蒸发氨水、10～15％使氨水升温， ％用于蒸发氨水、10～15％使氨水升温，而集气管的 散热损失约占10％ 散热损失约占10％。 10
浅谈上升管余热回收在宁钢焦化厂的应用
浅谈上升管余热回收在宁钢焦化厂的应用摘要：本文主要介绍了宁钢焦化厂上升管余热回收技术的工艺流程、设计特点以及应用实践。
通过将1#、2#两座焦炉原有的传统上升管更换为新型荒煤气换热器生产低压饱和蒸汽，达到节能增效的目的。
关键词：焦炉上升管；荒煤气；换热器;余热回收0 前言宁钢焦化厂现有两座55孔JN60-6型焦炉，年产焦炭105万吨。
炼焦生产过程中，在生成焦炭的同时伴随产生大量的高温荒煤气（650-870℃）。
目前焦化厂冷却荒煤气普遍采用的方法是喷洒循环氨水法，使荒煤气温度降低至80-85℃。
这种传统的冷却工艺造成高温荒煤气带出的显热大部分被氨水汽化吸热所带走而无法有效利用，同时也增加了后续系统处理的热负荷。
故有效回收荒煤气显热、实现焦化能源资源综合利用是焦化行业共同探索的问题。
近年来随着节能技术的不断发展，合理利用焦炉荒煤气显热的上升管余热回收技术被不断研发并得到实践应用。
2019年9月,宁钢焦化厂上升管余热回收项目开工，该项目是将原有110套传统上升管更换为新型荒煤气换热器（配套上升管底座（衬砖、座砖）、桥管及衬砖（三通）、水封槽及盖)，同时配套建设蒸汽、供水、自动控制系统。
2020年5月底，该系统投入生产使用，目前整体运行平稳。
1 上升管余热回收工艺简介伴随着节能技术的不断发展，目前为止，具有工程适用价值的有夹套式上升管余热回收装置和盘管式上升管余热回收装置两种技术。
经过分析对比，宁钢焦化厂采用的是盘管式上升管余热回收工艺。
该工艺主要利用焦炉炭化室产生的高温荒煤气流经盘管式上升管换热器时发生热交换产生低压饱和蒸汽以实现对焦炉荒煤气的显热回收。
1.1荒煤气流程约650-870℃的荒煤气自焦炉炭化室经上升管余热回收装置冷却后温度降至450℃以上，再经桥管氨水喷淋降温至82-85℃，汇集到集气管后进入煤气初冷器。
1.2汽水工艺流程所需除盐水从干熄焦系统原200m3除盐水箱接入，通过除盐水泵将除盐水送至新增设的缓冲水箱，再由除氧给水泵将水送入热力除氧器进行除氧，除氧后的水通过汽包给水泵送入汽包。
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）。
荒煤气带出热的回收和利用技术
CDQ
□荒煤气带出热约占36％——正在开发 □焦炉烟道废气带出热约占17％——煤调湿 □炉体表面热损失约占10％——加强保温
1. 研发荒煤气带出热的回收和利用
1.1 回收焦炉荒煤气带出热 从炭化室经上升管逸出的650℃～700℃荒煤气带
出热占焦炉总热量36％。
冷却水
喷洒氨水
22～35℃
82～85℃
器初 步 冷 却
传统的焦炉煤气冷却工艺
现在正研发用导热油夹套管、热管、锅炉、特殊水套 管和半导体温差发电技术回收荒煤气带出热。
济钢曾用5个上升管做导热油夹套管回收热量的试验。 即将上升管做成夹套管，导热油通过夹套管与荒煤气间 接换热，被加热的高温导热油可以去蒸氨、去煤焦油蒸 馏、去干燥入炉煤等。
其不足是：不回收COG里的焦油、粗苯等副产品， 等于失去许多宝贵的难以替代的化学物质；焦炉每个 炭化室至少有一个上升管，而且管内荒煤气量波动， 压力很低，把它们逐一或分组改造成在高温下工作的 重整炉，无论从技术上还是从经济上实施起来都有一 定难度。
日本煤炭能源中心（简称JCOAL）在焦炉旁安装 一个COG重整装置，在1200～1250℃高温下对 COG进行重整，生成合成气。目前已在日本三井矿 山焦化厂的焦炉间台进行了一孔炭化室无催化转化 技术实验，正在建设三孔炭化室试验装置。
祝公司兴旺发达
谢谢
无催化焦炉煤气转化技术概要
1孔小试装置的设置位置
1孔小试装置的流程图
1孔小试装置的外观
1孔小试装置的外观
无催化高温COG转化技术的经济性评价
研究结果：
1.3 荒煤气带出热用于加热和制冷
将焦化厂初冷器第一段65℃高温冷却水用于采暖， 已经普遍应用，高温冷却水热量实际就是荒煤气带 出热的一部分。
焦炉荒煤气余热回收技术概述
莱钢科技2011年2月作者简介:孙业新(1972-),男,2005年毕业于鞍山科技大学化学工业专业,硕士。
工程师,首席研究员,主要从事焦化工业技术研究工作。
焦炉荒煤气余热回收技术概述孙业新(技术中心)摘 要:详细介绍了几种焦炉上升管荒煤气余热回收技术,通过分析对比认为分离式热管换热技术是最合理的技术,值得推广和应用。
关键词:荒煤气 余热回收 热管0 前言焦炉炼焦所耗热量约70%被成熟焦炭和高温干馏产生的荒煤气带走,随着国内外干熄焦(CDQ)技术的发展和普及,红热焦炭所含余热已有了成熟的回收途径,但荒煤气热能回收技术目前尚处于探索阶段,除不回收化产品的热回收焦炉外,其它形式的焦炉荒煤气携带的热能大部分至今未得到有效回收利用。
从焦炉炭化室经上升管逸出的650~750e 荒煤气带出的热量占炼焦耗热总量的32%左右。
常规工艺下为冷却高温荒煤气必须在连接上升管与集气管的桥管处喷洒大量70~75e 的循环氨水,而且最终还要在初冷器中利用大量循环水冷却。
长期以来,针对荒煤气余热利用,国内外研究人员均作了大量工作,形成了多项技术。
1 上升管汽化冷却技术上升管汽化冷却技术(简称JSQ ),为中国首创技术,于上世纪70年代初首先在首钢、太钢的71孔、65孔单集气管焦炉上使用,后经历了近30年发展、提高、停滞及坚持的过程,并在武钢、马钢、鞍钢、涟钢、北京焦化厂、沈阳煤气二厂、本钢一铁、平顶山焦化厂等多家企业得到应用,但大多数企业因种种原因在运行一段时间后就拆除了,据悉国内运行时间最长的本钢一铁也由于2008年4米3焦炉的拆除而中止了该技术的使用。
上升管汽化冷却技术为:在于上升管外壁上焊接一环形夹套,在夹套下部通入软水,在夹套内水与热荒煤气换热,煤气温度降到450~500e ,水则吸热变成汽水混合物,在夹套上部排出并通过管道送至汽包,汽包内经过汽水分离后,低压饱和蒸汽(一般为014~017M Pa )外供,而饱和水通过管道自流送入上升管夹套下部循环使用,并按实际情况向汽包内补充水和排污。
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作者：郑晓明来源：《科技风》2020年第07期摘;要：焦炉荒煤气的产生会吸收掉大量的热量，约占其总释放热量的36%左右，与红焦显热所吸收的热量较为接近。
现阶段，焦化技术是通过将低压氨水施洒在荒煤气表面的方法来针对荒煤气进行降温处理，而这种方式则可能会导致大量热能的浪费现象，所以针对这一现象进行改进，并将热能实现回收利用则是之至关重要的。
而上升管余热回收利用系统则能够很好地实现这一点，将荒煤气显热进行回收利用，提高能源利用率。
本文主要阐述了上升管余热回收利用系统的结构，并分析了该系统的应用及运行实践。
关键词：焦炉上升管;余热回收利用;运行效果焦炉荒煤气余热的回收和利用一直以来都是焦炉炼焦过程中对于能源利用方面所重點关注的问题。
当前，绝大多数焦化厂都会利用循环氨水来对荒煤气进行降温，氨水会将荒煤气表面热量进行吸收以及进行蒸发，达到散热的效果，但这种方式却不利于荒煤气余热的回收和利用。
通过运用焦炉上升管余热回收利用系统，不仅能够利用除氧水来针对荒煤气进行降温，同时在除氧水吸收热量后转变为蒸汽，又能为能源的回收利用提供便利。
一、焦炉上升管余热回收利用系统的结构组成焦炉上升管余热回收利用系统的结构分为上升管换热设备、除氧器、除氧泵等，通过干熄焦除盐水来当作汽包进水，之后经过除氧泵将除盐水进行出样，随后将盐水输送到汽包，汽包中的水通过循环泵系统来输送到上升管中，这时候换热器将会回收荒煤气显热，而生成的气体及液体将会送回汽包中，气爆棚中生成的饱和蒸汽再利用汽水分离器进行处理，以及送至蒸汽管网。
上升管换热器内部以及外壁都设有保温系统，换热器利用并联的方式进行设计，分散在焦炉机中上升管附近的部位。
而荒煤气的流向则为由下至上，进水也是由下至上，荒煤气流向与进水形成顺流换热。
所有的换热器进水部位都要设计相关的控制阀，能够按照其运作的情况来进行换热器的切换操作。
汽包的标准蒸发量为18t/h，能够按照焦炉的运作情况来进行调整，确保其能够在制定的设计参数中。
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焦炉上升管荒煤气余热利用技术
文章介绍了焦炉上升管荒煤气余热利用技术的发展历程，提出了一种新型的
利用技术，并就具体应用工程进行了工艺流程、主要设备、投资等介绍。希望通
过文章的分析，能够对相关工作提供参考。
标签：焦炉上升管；荒煤气；余热利用
炼焦生产是典型的能源再加工和热能的再回收利用过程，焦炭和炼焦煤气是
其主要的能源产品。表1为炼焦过程中热量损失分布及相应的主要回收利用技
术。
随着干熄焦和焦炉烟道废气余热锅炉技术的成熟，煤在干馏过程中产生的高
温荒煤气的余热回收与利用就成为历来是焦化行业节能关注的焦点。
理论计算和各种试验装置的试验数据均表明，每生产1吨红焦焦炉上升管段
的高温荒煤气余热回收后至少能产生0.8MPa蒸汽0.1吨，2015年我国生产焦炭
4.48亿吨，如其荒煤气余热全部得到回收利用，则至少可回收4480万吨0.8MPa
蒸汽，折合标煤约424万吨，年可减排二氧化碳量1102万吨，二氧化硫量10.2
万吨，氮氧化物量3.0万吨，节能减排潜力巨大。
1 我国焦炉上升管荒煤气余热利用的进程
目前世界焦化行业传统的方法是喷洒大量70℃～75℃的循环氨水，循环氨
水吸热而大量蒸发，使荒煤气温度得以降低，进入后序煤化工产品回收加工工段。
这样的结果是，荒煤气带出的热量被白白浪费掉，既流失了荒煤气热能，还增加
了水资源的消耗。
早在上世纪70年代，首钢、太钢采用夹套上升管，夹套内冷却水吸收荒煤
气所携带的热量而汽化，产生蒸汽，实现热能的回收利用，简称为“焦炉上升管
汽化冷却装置”，并相继在武钢、马钢、鞍钢、涟钢、北京焦化厂、沈阳煤气二
厂、本钢一铁和平顶山焦化厂等多家企业得到应用。北京焦化在上升管体卷边结
构、焊接方法方面进行了多项改进，仍不能完全解决上升管的筒体焊缝拉裂、漏
水、漏汽等问题，运行几年后终因系统安全稳定性、运行成本等方面原因纷纷停
用。据悉国内运行时间最长的本钢一铁也由于2008年4.3m焦炉的拆除而中止了
该技术的使用。焦炉上升管汽化冷却装置在我国的应用经历了发展、停滞、再研
发、再停滞的过程。研究的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。但这些技术均不能满足现场工况要求，效率低、寿命短、易结
焦积碳。
2 一种新的焦炉上升管换煤气余热利用技术
江南电力集团2009年组织有关单位及科技人员进行上升管荒煤气余热利用
技术研究。通过三年多的研究，取得了一系列进展和技术突破。通过分析原有装
置所有弊病的前提下，另辟它途，对材料、结构、工艺上作系统研发，在高效率、
长寿命、高稳定、高可靠、低成本上取得了突破，目前已经完成了前期研发、方
案的审查、导热方式的选择、导热材料的选择、换热装置的研发与制作，已经开
发出新型的余热回收装置。并且在福建三钢经过多次中试，取得一定成功经验后，
对其4.3米焦炉实施了全面改造，并且取得了比较满意的效果。2014年3月，成
立常州江南冶金科技有限公司，开展冶金行业业务。
该公司研究开发的余热利用装置在结构形式、汽化导热装置及固态导热介质
等方面与过去的技术有根本性的区别，属国内首创，技术领域无国内外相关专利，
目前已申报成功多项专利。
核心技术在上升管换热器装置上，重点在于如何克服上升管堵塞、结焦等现
象，以及如何防止上升管漏水等问题。其余余热锅炉系统为成熟技术的专项应用。
该上升管换热器由内、中、外三部分组成，内层为耐高温抗腐蚀材质，抗氧
化、渗碳、渗氮，最大程度地改变了在正常运行环境下，不可避免地产生焦油存
积和积碳现象。中间层为换热交换层，高温烟气与除氧水在这部分进行充分的热
交换，既利用了上升管的余热，又保证了利用余热后的荒煤气温度不致降低过快
而造成煤焦油的凝结和积碳的产生，换热管道为合金材质。外层为隔热和保护层，
通过特殊保温材料的运用，改善了原有上升管表面温度过高的现象，同时对中间
层的换热核心部分进行保护。此结构形式不同以往任何换热装置，克服了以往换
热装置的弊病。换热装置的专利结构形式消除了周期性热应力破坏情况。
利用焦炉上升管荒煤气余热回收利用装置生产0.8MPa饱和蒸汽（也可生产
过热蒸汽），此蒸汽可应用于低压蒸汽发电，煤调湿、供暖、工厂其他能源利用。
3 6m焦炉上升管荒煤气余热利用系统
我院与常州江南冶金科技有限公司合作，在河北钢铁股份有限公司邯郸分公
司焦化厂5#、6#焦炉上升管荒煤气余热利用工程中开发了在6m焦炉上应用的系
统。两座45孔焦炉年产焦90万吨、90根上升管全部改为上升管换热器，吸收
上升管荒煤气的余热，使荒煤气温度由750℃左右降至450℃后进去桥管，实现
生产饱和蒸汽10t/h（压力0.8MPa，温度175℃）供焦化生产使用的目标，该项
目2014年4月开始考察、研究、设计、优化，于2015年2月开始建设，2015
年12月15日达产后，年回收8.76万吨0.8MPa蒸汽，折合标煤约0.829万吨。
焦炉上升管荒煤气余热利用工程包括上升管换热器、汽包、热水循环泵、除
盐水箱、除氧泵、除氧器、汽包给水泵等以及电气仪控设备。该工程将外网来的
除盐水作为汽包进水，利用除氧泵将除盐水经除氧器、汽包给水泵送入汽包，汽
包内的水由热水循环泵压入上升管换热器吸收高温荒煤气（约850℃）的热能，
汽水混合物再返回汽包。汽包内产生的饱和蒸汽通过汽水分离器分离后并入焦化
厂现有蒸汽管网。
焦炉上升管换热器由内、中、外三部分组成，内层为耐高温抗腐蚀材质，抗
氧化、渗碳、渗氮，最大程度避免了在正常运行环境下产生焦油存积和积碳的现
象。中间层为换热交换层，高温烟气与除氧水在这部分进行充分的热交换，既利
用了上升管的余热，又保证了利用余热后的荒煤气温度不致降低过快而造成煤焦
油的凝结和积碳的产生，换热管道为合金材质。外层为隔热和保护层，通过特殊
保温材料的运用，改善了原有上升管表面温度过高的现象，同时对中间层的换热
核心部分进行保护。此结构形式不同以往任何换热装置，克服了以往换热装置的
弊病。换热装置的专利结构形式消除了周期性热应力破坏情况。
该工程热力设施主要分为三大部分：除氧给水泵房、汽包及附近设施、热力
管道外线。
除氧给水泵房的流程：根据水质分析和汽包的水质标准，本设计采用外网除
盐水——除盐水箱——除氧泵——除氧器——汽包给水泵——汽包的给水流程。
汽包及附件设施：循环热水分两路自汽包下降管分别流入5#和6#焦炉热水
循环泵，再分别进入5#和6#焦炉下降集管中，经各自的焦炉上升管换热器，变
为汽水混合物后，沿上升集管进汽包，完成一个循环。循环倍率取6～8倍。
整个工程投资概算约3000万元，年创效约900万元，投资回收期3.5年。
4 结束语
近几年来，随着国内企业节能减排意识的提高，建设资源节约、环境友好的
绿色焦化厂越来越成为行业共识，这也是经济可持续发展和低碳社会发展的需
要。焦炉上升管荒煤气余热利用技术的发展，必将成为实现这一目标的重大助力。
参考文献
[1]张宇晨，孙业新.焦炉上升管荒煤气显热回收技术探讨[J].冶金能源，2011
（5）：46-48.
[2]张政，郁鸿凌，杨东伟，等.焦炉上升管中荒煤气余热回收的结焦问题研
究[J].洁净煤技术，2012（1）：79-81.
作者简介：陈海生（1979-），男，河北石家庄人，高级工程师，双学士，从
事锅炉房、压缩空气站、热电厂、城市供热系统、工业余热回收利用系统等的设
计工作。