「论文推荐」中低温热解煤气热量清洁利用技术途径分析与策略建议

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  本文以含焦油热解煤气冷凝-传热特性为科学基础,提出了热解煤气分级冷凝与相变换热相耦合的能量梯级回收利用一体化技术。即以焦油蒸汽不同组分露点差异与析出特性为基础,形成基于温度梯度的热解煤气分级冷凝工艺技术,逐级回收热解煤气所含热量,并实现不同馏程焦油产物在线分质回收;同时耦合复合相变换热技术,换热介质与热解煤气分级逆流换热,针对性回收热解煤气显热及低品位热解煤气潜热,实现含油热解煤气分级冷凝与热量梯级回收利用一体化,从而达到热解系统热效率与产品品质提升的双重效果。

  作者

  王 岩1,2,3,白效言1,2,3,袁 殷4

  作者单位

  1. 煤炭科学技术研究院有限公司 煤化工分院;

  2. 煤炭科学研究总院 研究生院;

  3. 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室

  摘要

  高温含焦油热解煤气携带大量显热与潜热,该部分热量高效回收利用对于整个工艺系统能效提升至关重要。为促进中低温热解过程余热资源高效回收利用,分析了激冷工艺、废热锅炉余热利用等中低温热解煤气冷却与余热利用方式的主要技术特点及不足;阐述了初冷器上段余热回收、循环氨水余热回收、上升管余热回收等高温热解煤气热量利用技术现状与特点。分析了含焦油高温热解煤气冷凝过程中焦油黏附问题、低温低压煤气热量捕捉与高效利用等中低温热解煤气热量回收利用过程中的主要技术难点。基于该技术难点及前期相变换热技术研究积累,以含焦油热解煤气冷凝-传热特性为科学基础,提出了热解煤气分级冷凝与相变换热相耦合的能量梯级回收利用一体化技术。即以焦油蒸汽不同组分露点差异与析出特性为基础,形成基于温度梯度的热解煤气分级冷凝工艺技术,逐级回收热解煤气所含热量,并实现不同馏程焦油产物在线分质回收;同时耦合复合相变换热技术,换热介质与热解煤气分级逆流换热,针对性回收热解煤气显热及低品位热解煤气潜热,实现含油热解煤气分级冷凝与热量梯级回收利用一体化,从而达到热解系统热效率与产品品质提升的双重效果。

  以100万t/a流化床热解工艺为例,提出了中低温热解煤气热量回收技术路线并进行了热量衡算。结果表明:该技术路线中低温热解煤气热量利用率可达到81.17%,初步显示了其可行性。高效回收利用热解过程中的余热资源将是资源节约、环境友好热解产业发展的主要方向和潜力所在。

  文中插图

  

  图1 上升管余热回收技术原理

  

  图2 循环氨水余热回收技术原理

  

  图3 初冷器上段余热回收技术原理

  

  图4 中低温热解煤气热量利用技术路线

  结语

  1)中低温热解煤气特性对其热量回收利用有重要影响,以热解煤气在冷却换热设备内的冷凝结核、传热传质机制为基础,形成焦油冷凝相变调控方法并结合分级冷凝技术逐级回收热解煤气所含热量及焦油产物,将是中低温热解煤气热量回收利用的有效途径。

  2)相变换热技术具有传热性能好、热量捕捉针对性强等优势,可高效回收300 ℃以下低品位煤气所携带热量,应引起关注。

  3)分级冷凝与相变换热相结合可实现中低温热解煤气热量梯级回收利用及热解焦油产物的分质回收,技术优势明显,但应重视热量分级冷凝与焦油分质回收的匹配与一致性。

  引文格式

  王岩,白效言,袁殷.中低温热解煤气热量清洁利用技术途径分析与策略建议[J].洁净煤技术,2019,25(4):1-7.

  WANG Yan,BAI Xiaoyan,YUAN Yin.Approach analysis and strategy suggestions for clean utilization technology of medium and low temperature pyrolysis gas heat[J].Clean Coal Technology,2019,25(4):1-7.

  END

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