Introducción
Durante el proceso de producción en la industria del coque, la etapa de enfriamiento del gas de horno de coque genera una considerable cantidad de calor residual. En los procesos convencionales, esta energía térmica suele eliminarse directamente mediante agua de refrigeración, lo que ocasiona tanto un desperdicio energético como contaminación ambiental. Una planta de coquización ha introducido de manera innovadora la tecnología de intercambiadores de calor de placas, logrando transformar el calor residual de las corrientes rociadas con amoníaco en una fuente de calefacción doméstica. Esto no solo reduce significativamente el consumo de energía, sino que también aporta importantes beneficios económicos y ambientales. El presente artículo analiza los principios técnicos subyacentes y los resultados de su implementación, ofreciendo valiosos aportes para la recuperación de calor residual en el ámbito industrial.

I. Flujo del proceso para la recuperación de calor residual del gas de horno de coque
El sistema de recuperación de calor residual de la planta se centra en un intercambiador de calor de placas, cuyo flujo del proceso se muestra en la figura a continuación:

1. Circulación de amoníaco‑agua a alta temperatura: Tras el enfriamiento del gas de horno de coque mediante una pulverización de amoníaco‑agua, el amoníaco‑agua a alta temperatura pasa sucesivamente por un separador gas‑líquido y un clarificador; a continuación, es presurizado por una bomba de circulación de amoníaco‑agua y conducido hasta un intercambiador de calor de placas.

2. Intercambio de calor: En el intercambiador de calor de placas, el calor residual procedente de la mezcla de amoníaco‑agua se transfiere al agua del circuito de calefacción secundario, elevando su temperatura de 60 °C a aproximadamente 80 °C.

3. Aplicación de calefacción: El agua caliente en circulación se bombea mediante una bomba de recuperación de calor residual al sistema de calefacción doméstica, proporcionando calor a un área de 80.000 m² en toda la planta y satisfaciendo las demandas térmicas de todos los usuarios.

Aspectos técnicos destacados: El sistema ha sido modernizado con siete intercambiadores de calor de placas BRS35, cada uno con una superficie de transferencia de calor de 30 m². Gracias a su diseño modular, el sistema se adapta de manera flexible a las variaciones en la demanda de calefacción, lo que contribuye a mejorar la eficiencia energética.

II. Ventajas principales de los intercambiadores de calor de placas
En comparación con los intercambiadores de calor de cabeza flotante convencionales, los intercambiadores de calor de placas ofrecen múltiples ventajas en la recuperación de calor residual:

Transferencia de calor de alta eficiencia: El diseño de placas corrugadas aumenta significativamente la superficie de transferencia de calor, lo que eleva la eficiencia térmica en más del 30%.

Compacto y eficiente energéticamente: De pequeño tamaño y peso reducido, lo que permite ahorrar espacio de instalación y reducir el consumo de agua de refrigeración (ahorro de agua de hasta un 7,6%).

Control flexible: Admite la operación en paralelo de múltiples unidades, lo que permite aumentar o reducir el número de equipos para ajustarse a la demanda de calefacción, lo que lo hace especialmente adecuado para la regulación de cargas pico.

III. Análisis del ahorro energético y de los beneficios económicos
La implementación de este proyecto ha generado importantes beneficios para la planta de coquización:

1. Indicadores de ahorro energético:

Cada temporada de calefacción ahorra 2.200 toneladas de carbón estándar y reduce las emisiones de carbono en aproximadamente 5.500 toneladas.

La tasa de recuperación del calor residual del gas de horno de coque supera el 42 %, con una energía térmica recuperada anual que supera los 2,6 × 10^8 kJ.

2. Beneficios económicos:

La inversión en infraestructura tiene un período de recuperación de apenas 3,5 años, y los costos operativos a largo plazo se reducen en más del 20%.

El sistema de calefacción funciona de manera estable, reduciendo la dependencia de fuentes de calor adquiridas externamente y generando ahorros anuales por varios millones de yuanes.

IV. Perspectivas del sector y panorama futuro
Impulsada por la estrategia nacional de “doble carbono”, la recuperación del calor residual industrial se ha convertido en un eje prioritario para la conservación de la energía y la reducción del consumo. Este caso demuestra que los intercambiadores de calor de placas, gracias a su alta eficiencia y rentabilidad, constituyen una tecnología clave para facilitar la transformación verde de industrias intensivas en energía, como la coquización y la siderurgia. De cara al futuro, la integración de sistemas de control inteligentes —como la monitorización basada en el Internet de las Cosas y las válvulas automáticas de regulación de temperatura— permitirá optimizar aún más la utilización del calor residual y ayudará a estas industrias a avanzar hacia objetivos de cero emisiones de carbono.

Conclusión
La recuperación del calor residual del gas de horno de coque no solo constituye un avance tecnológico, sino también una práctica clave para que las empresas impulsen el desarrollo sostenible. Gracias a un diseño ingenieril minucioso, la selección de equipos de alta eficiencia y una gestión operativa refinada, el calor residual industrial puede aprovecharse plenamente como fuente de calefacción urbana, generando beneficios tanto ambientales como económicos.