一種熱解煤氣余熱回收系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種熱解煤氣余熱回收系統(tǒng)，系統(tǒng)包括旋風分離器，旋風分離器入口接煤熱解產(chǎn)生的煤氣，出旋風分離器的煤氣依次經(jīng)陶瓷過濾器、換熱器、噴淋器和初冷器后進入煤氣下游凈化流程；其中初冷器的循環(huán)冷卻水接入蒸發(fā)器，蒸發(fā)器的冷劑蒸汽出口接帶有濃冷劑溶液的吸收器，吸收器接帶有驅(qū)動熱源的發(fā)生器且在連接管路上設(shè)置輸液泵，發(fā)生器的冷劑蒸汽出口接冷凝器，冷凝器的冷劑水出口回接蒸發(fā)器，熱網(wǎng)回水依次接吸收器和冷凝器吸收熱量后接入供水系統(tǒng)，實現(xiàn)熱網(wǎng)供水；本實用新型可以實現(xiàn)熱解煤氣高溫段和低溫段的余熱回收，減少循環(huán)冷卻水的用量及廢水排放，實現(xiàn)節(jié)能減排。
【專利說明】
一種熱解煤氣余熱回收系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及煤的熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種熱解煤氣余熱回收系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]熱解煤氣進入凈化系統(tǒng)的溫度一般為500?700°C，凈化和余熱回收工藝包括洗滌、冷卻、后處理等工序。常規(guī)煤氣凈化工藝是向高溫煤氣中直接噴灑70?75 0C的循環(huán)氨水將煤氣冷卻至?80°C，然后低溫煤氣進入初冷器中，用循環(huán)冷卻水間接或直接冷卻至20?25°C，再輸出至后處理工段。熱解煤氣帶有大量熱量，直接采用噴灑循環(huán)氨水冷卻熱量浪費多、氨水用量大，隨后低溫煤氣冷卻時循環(huán)冷卻水帶出的熱量更得不到有效回收。此外，煤氣中焦油冷凝析出后，極易黏結(jié)在換熱管壁上，短期內(nèi)就會降低換熱效果和發(fā)生堵塞，將會直接影響系統(tǒng)運行。部分廠家對煤氣余熱進行利用，但由于技術(shù)瓶頸，成功案例少且產(chǎn)生經(jīng)濟效益低。
[0003]傳統(tǒng)工藝存在如下問題:
[0004](I)高溫煤氣中含塵量大(視熱解工藝而定)，冷卻后與焦油黏附在一起，易堵塞管路并增加焦油處理難道。
[0005](2)直接向高溫煤氣噴灑循環(huán)氨水冷卻至?80°C，煤氣中余熱沒有利用且循環(huán)氨水用量大，廢水多。
[0006](3)初冷器中循環(huán)冷卻水中低品位熱量沒有利用且循環(huán)冷卻水用量大；
[0007]公開號為CN103013583A的專利文獻公開了一種熱解煤氣除塵冷卻及焦油回收工藝，其技術(shù)方案是利用余熱鍋爐冷卻高溫煤氣，余熱鍋爐煤氣出口 50?100 °C，部分焦油在該溫度段會冷凝析出，極易黏附在設(shè)備上造成管路堵塞;此外，利用循環(huán)冷卻水在間冷器中進一步冷卻煤氣至1?30 °C，循環(huán)冷卻水的低品位熱量沒有得到有效利用。
[0008]公開號為CN104266159A的專利文獻公開了一種新型焦爐煤氣余熱回收工藝，其技術(shù)方案采用套管式急冷鍋爐冷卻煤氣，急冷鍋爐結(jié)構(gòu)復雜;此外，急冷鍋爐給水溫度為100?105 °C，急冷鍋爐出口煤氣中水分沒有冷凝，大量汽化熱沒有得到有效回收。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種熱解煤氣余熱回收系統(tǒng)，用于現(xiàn)有煤熱解多聯(lián)產(chǎn)裝置熱回收系統(tǒng)的設(shè)計及改造。
[0010]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0011]—種熱解煤氣余熱回收系統(tǒng)，包括旋風分離器I，旋風分離器I入口接煤熱解產(chǎn)生的煤氣，出旋風分離器I的煤氣依次經(jīng)陶瓷過濾器2、換熱器3、噴淋器4和初冷器5后進入煤氣下游凈化流程;其中初冷器5的循環(huán)冷卻水接入蒸發(fā)器7，蒸發(fā)器7的冷劑蒸汽出口接帶有濃冷劑溶液的吸收器8，吸收器8接帶有驅(qū)動熱源的發(fā)生器9且在連接管路上設(shè)置輸液栗12，發(fā)生器9的冷劑蒸汽出口接冷凝器10，冷凝器10的冷劑水出口回接蒸發(fā)器7，熱網(wǎng)回水依次接吸收器8和冷凝器10吸收熱量后接入供水系統(tǒng)。
[0012]所述旋風分離器I布置在熱解爐內(nèi)或爐外，多個串聯(lián)或并聯(lián)使用。
[0013]所述發(fā)生器9的驅(qū)動熱源為外部熱源，或換熱器3回收的煤氣高溫段熱量。
[0014]所述初冷器5和蒸發(fā)器7都米用管殼式結(jié)構(gòu)，循環(huán)冷卻水在管內(nèi)流動，煤氣在初冷器5管外殼程流動，冷劑在蒸發(fā)器7管外殼程流動。
[0015]本實用新型還提供了一種利用所述熱解煤氣余熱回收系統(tǒng)的熱解煤氣余熱回收方法，包括如下步驟:
[0016]1、來自于煤熱解工藝的高溫熱解煤氣依次經(jīng)過旋風分離器1、陶瓷過濾器2進行高溫除塵，旋風分離器I入口處的煤氣速度為20?35m/s，煤氣溫度500?800 °C，陶瓷過濾器2過濾后粉塵濃度低于10mg/m3 ；
[0017]2、過濾后的煤氣在換熱器3進行余熱回收，產(chǎn)生高溫熱水或蒸汽，換熱器3煤氣出口溫度保證在400°C以上，降溫后的煤氣進入噴淋器4使用70?75 °C的循環(huán)氨水冷卻至80°C以下，然后進入初冷器5中，用循環(huán)冷卻水間接冷卻至20?25°C送入下游凈化流程；
[0018]3、冷卻煤氣后的循環(huán)冷卻水輸出至蒸發(fā)器7，蒸發(fā)器7中冷劑受熱蒸發(fā)產(chǎn)生冷劑蒸汽進入吸收器8與濃冷劑溶液混合稀釋，放出的熱量加熱熱網(wǎng)回水，稀釋后的稀冷劑溶液由輸液栗12輸送回發(fā)生器9;
[0019]4、冷劑在發(fā)生器9中由驅(qū)動熱源加熱蒸發(fā)產(chǎn)生的冷劑蒸汽進入冷凝器10，蒸發(fā)后的濃冷劑溶液回到吸收器8混合稀釋；
[0020]5、發(fā)生器9產(chǎn)生的冷劑蒸汽在冷凝器10中冷凝放熱，將熱網(wǎng)供水再加熱到80°C以上，冷凝產(chǎn)生的冷劑水經(jīng)過膨脹閥11進入蒸發(fā)器7，重新吸熱蒸發(fā)。
[0021 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0022]I)本實用新型系統(tǒng)中利用旋風分離器和陶瓷過濾器除去煤氣中的顆粒粉塵，顆粒濃度低于10mg/m3，從而保證煤氣管道內(nèi)不會發(fā)生焦油和粉塵的沉積堵塞管道。
[0023]2)本實用新型利用換熱器回收400°C以上溫度段的煤氣熱量，保證煤氣中焦油在噴淋前不發(fā)生冷凝，從而避免了焦油冷凝堵塞管路的風險。
[0024]3)換熱器回收的高溫段煤氣的熱量可用于發(fā)生器的驅(qū)動熱量，使得發(fā)生器不需要系統(tǒng)額外的提供高溫熱源。
[0025]4)利用換熱器提供的驅(qū)動熱源作為補償，通過熱力循環(huán)，把初冷器循環(huán)冷卻水中的?20°C低品位熱能轉(zhuǎn)化為80°C以上的高品位熱能，實現(xiàn)了低溫循環(huán)冷卻水的能量利用。
[0026]5)本實用新型減少了噴灑循環(huán)氨水和冷卻循環(huán)冷卻水的用量，相應(yīng)的也減少了廢水處理量。
【附圖說明】
[0027]圖1是本實用新型系統(tǒng)構(gòu)成及本實用新型方法工藝流程示意圖。
[0028]圖2是本實用新型外部熱源提供驅(qū)動熱源的示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和實施例詳細說明本實用新型的實施方式。
[0030]實施例1
[0031]如圖1所示，一種熱解煤氣余熱回收系統(tǒng)，包括旋風分離器1、陶瓷過濾器2、換熱器
3、噴淋器4、初冷器5、水栗6、蒸發(fā)器7、吸收器8、發(fā)生器9、冷凝器10、膨脹閥11、輸液栗12等；煤熱解產(chǎn)生的煤氣進入旋風分離器I，旋風分離器煤氣出口與陶瓷過濾器2煤氣入口相連，陶瓷過濾器2煤氣出口與換熱器3煤氣入口相連，換熱器3煤氣出口與噴淋器4煤氣入口相連，噴淋器4煤氣出口與初冷器5煤氣入口相連，煤氣冷卻后由初冷器5煤氣出口進入煤氣下游凈化流程;循環(huán)冷卻水帶走初冷器5中的熱量進入蒸發(fā)器7，蒸發(fā)器7產(chǎn)生冷劑蒸汽進入吸收器8與濃冷劑溶液混合稀釋，稀冷劑溶液由輸液栗12輸送回發(fā)生器9，冷劑在發(fā)生器9中由驅(qū)動熱源加熱蒸發(fā)，產(chǎn)生的冷劑蒸汽進入冷凝器10，冷凝產(chǎn)生的冷劑水經(jīng)過膨脹閥11進入蒸發(fā)器重新蒸發(fā)，熱網(wǎng)回水進入吸收器8吸收熱量，再經(jīng)過冷凝器10吸收熱量，實現(xiàn)熱網(wǎng)供水。
[0032]其工藝流程及相關(guān)參數(shù)為:
[0033]煤熱解產(chǎn)生的煤氣進入旋風分離器I，煤氣入口處的煤氣速度為20?35m/s，旋風分離器I可以布置在熱解爐外，采用兩級串聯(lián)使用，旋風分離器I煤氣出口與陶瓷過濾器2煤氣入口相連，過濾后粉塵濃度低于10mg/m3，陶瓷過濾器2煤氣出口與換熱器3煤氣入口相連，煤氣在換熱器3中進行余熱回收，回收的余熱供給發(fā)生器9，產(chǎn)生高溫熱水或蒸汽，換熱器3煤氣出口溫度保證在400 V以上與噴淋器4煤氣入口相連，用循環(huán)氨水直接噴淋煤氣冷卻至?80°C，然后低溫煤氣進入初冷器5中，用冷卻循環(huán)冷卻水間接冷卻至20?25°C再送入下游凈化流程。初冷器5和蒸發(fā)器7都采用管殼式結(jié)構(gòu)，循環(huán)冷卻水在管內(nèi)流動，煤氣在初冷器5管外殼程流動，冷劑在蒸發(fā)器管7外殼程流動。循環(huán)冷卻水在水栗6的作用下強制循環(huán)，帶走初冷器5中的熱量進入蒸發(fā)器7，蒸發(fā)器7產(chǎn)生冷劑蒸汽進入吸收器8與濃冷劑溶液混合稀釋，稀冷劑溶液由輸液栗12送回發(fā)生器9，冷劑在發(fā)生器9中由換熱器3采用閉式循環(huán)冷卻水提供熱量加熱蒸發(fā)，產(chǎn)生的冷劑蒸汽進入冷凝器10，冷凝產(chǎn)生的冷劑水經(jīng)過膨脹閥11進入蒸發(fā)器重新吸熱蒸發(fā)，熱網(wǎng)回水進入吸收器吸收熱量，再經(jīng)過冷凝器吸收熱量，實現(xiàn)溫度80 °C以上熱網(wǎng)供水。
[0034]實施例2
[0035]如圖2所示，發(fā)生器9的驅(qū)動熱源可由系統(tǒng)外部提供，可使用低壓蒸汽或高溫熱水作為驅(qū)動熱源，換熱器3回收的煤氣高溫段熱量可外供。
[0036]煤熱解產(chǎn)生的煤氣進入旋風分離器I，煤氣入口處的煤氣速度為20?30m/s，旋風分離器I可以布置在熱解爐外，采用兩級串聯(lián)使用，旋風分離器I煤氣出口與陶瓷過濾器2煤氣入口相連，過濾后粉塵濃度低于10mg/m3，陶瓷過濾器2煤氣出口與換熱器3煤氣入口相連，煤氣在換熱器3中進行余熱回收，回收的余熱送出系統(tǒng)外;換熱器3煤氣出口溫度保證在400°C以上與噴淋器4煤氣入口相連，用循環(huán)氨水直接噴淋煤氣冷卻至?80°C，然后低溫煤氣進入初冷器5中，用冷卻循環(huán)冷卻水間接冷卻至20?25°C再送入下游凈化流程。所述的初冷器5和蒸發(fā)器7都米用管殼式結(jié)構(gòu)，循環(huán)冷卻水在管內(nèi)流動，煤氣在初冷器5管外殼程流動，冷劑在蒸發(fā)器管7外殼程流動。循環(huán)冷卻水在水栗6的作用下強制循環(huán)，帶走初冷器5中的熱量進入蒸發(fā)器7，蒸發(fā)器7產(chǎn)生冷劑蒸汽進入吸收器8與濃冷劑溶液混合稀釋，稀冷劑溶液由輸液栗12送回發(fā)生器9，冷劑在發(fā)生器9中由外部驅(qū)動熱源加熱蒸發(fā)，產(chǎn)生的冷劑蒸汽進入冷凝器10，冷凝產(chǎn)生的冷劑水經(jīng)過膨脹閥11進入蒸發(fā)器重新吸熱蒸發(fā)，熱網(wǎng)回水進入吸收器吸收熱量，再經(jīng)過冷凝器吸收熱量，實現(xiàn)溫度80°C以上熱網(wǎng)供水。
[0037]此外，需要說明的是，本實用新型中所描述的系統(tǒng)所做的等效變化，均包括于本實用新型專利的保護范圍內(nèi)。本實用新型專利所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實例做類似的方式替代，只要不偏離本實用新型專利的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均屬于本實用新型專利的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種熱解煤氣余熱回收系統(tǒng)，包括旋風分離器(I)，旋風分離器(I)入口接煤熱解產(chǎn)生的煤氣，其特征在于，出旋風分離器(I)的煤氣依次經(jīng)陶瓷過濾器(2)、換熱器(3)、噴淋器(4)和初冷器(5)后進入煤氣下游凈化流程;其中初冷器(5)的循環(huán)冷卻水接入蒸發(fā)器(7)，蒸發(fā)器(7)的冷劑蒸汽出口接帶有濃冷劑溶液的吸收器(8)，吸收器(8)接帶有驅(qū)動熱源的發(fā)生器(9)且在連接管路上設(shè)置輸液栗(12)，發(fā)生器(9)的冷劑蒸汽出口接冷凝器(10)，冷凝器(10)的冷劑水出口回接蒸發(fā)器(7)，熱網(wǎng)回水依次接吸收器(8)和冷凝器(10)吸收熱量后接入供水系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述熱解煤氣余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，所述旋風分離器(I)布置在熱解爐內(nèi)或爐外，多個串聯(lián)或并聯(lián)使用。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述熱解煤氣余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)生器(9)的驅(qū)動熱源為外部熱源，或換熱器(3)回收的煤氣高溫段熱量。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述熱解煤氣余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，所述初冷器(5)和蒸發(fā)器(7)都采用管殼式結(jié)構(gòu)，循環(huán)冷卻水在管內(nèi)流動，煤氣在初冷器(5)管外殼程流動，冷劑在蒸發(fā)器(7)管外殼程流動。
【文檔編號】C10K1/02GK205635511SQ201620330994
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】李昱喆, 時正海, 高洪培, 肖平, 唐巍, 林偉榮
【申請人】華能國際電力股份有限公司, 中國華能集團清潔能源技術(shù)研究院有限公司