焦炉荒煤气余热回收技术

焦炉荒煤气离开炭化室平均温度在700℃左右，携带了焦炉热量的35%。传统焦化工艺中，焦炉荒煤气在集气管内通过喷氨水冷却至80℃左右，不仅要消耗大量电能，还造成荒煤气热量的浪费。

目前，众多科研机构和焦化企业开展荒煤气余热的回收工作。荒煤气显热回收技术有两种：换热技术和直接利用技术。

1、换热技术

（1）我国是最早开展荒煤气汽化冷却研究的国家，20世纪70年代，首钢和太钢进行了上升管汽化冷却实验，随后在北京焦化厂和武钢焦化厂使用。上升管汽化冷却装置是在上升管外壁焊接一层夹套，夹套下部通入软水，用来交换荒煤气中的热量。初期的上升管汽化冷却装置由于结构不合理造成漏水事故频发，上升管结构也进行了多次改进设计，由当初的平板型封头，到后来的翻边型封头和U型封头，基本解决了上升管焊缝处漏水的问题。但仍存在结焦问题，尤其是换热器下部结焦严重，甚至堵塞上升管通道。同时当换热器内部结焦时也会增加壁面热阻，导致传热效率下降。

针对严重的结焦问题，导热油夹套技术是水夹套技术的一个改进，通过通入高温导热油使得换热器内壁温度不会过低，从而降低壁面结焦，同时导热油作为换热介质可以减小夹套的操作压力。

（2）除此之外，有报道的技术还包括利用空气、氮气作为换热介质荒煤气余热回收技术和武钢开发的微流态传热回收荒煤气余热技术。除了夹套式结构外，也有研究者通过螺旋管来取代夹套，从而避免夹套泄露，但其制造相对复杂。

2、直接利用技术

（1）部分氧化裂解制氢：将高温荒煤气引入反应器，喷入氧气和蒸汽，使得荒煤气中的大部分焦油氧化，转化为H2和CO，再用PSA方法提纯H2，制氢成本为利用PSA法直接从冷荒煤气中提取H2的30%。

（2）裂解生产合成气：将高温荒煤气引入热裂解炉，将荒煤气中的焦油、粗苯、氨、萘等有机物裂解生成以CO和H2为主要成分的合成气体，进一步生产合成氨、甲醇、二甲醚，也可以直接生产还原铁。

由于直接利用技术工艺流程较长，不适合对旧焦化生产企业进行改造。为此，现有焦化企业应强化换热技术开发，以及提高换热器的使用寿命和安全性，以达到节能能耗。