一種焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括前后串接的上升管、橋管、集氣管、氣液分離器、機械化澄清槽、循環(huán)氨水槽、循環(huán)氨水泵及溴化鋰制冷機，上升管中700°C左右的荒煤氣經(jīng)橋管時被循環(huán)氨水噴灑冷卻至約83(±5)°C，吸熱后的約83(±5)1：循環(huán)氨水經(jīng)集氣管和氣液分離器與煤氣分離后流入機械化澄清槽中與焦油分離，分離后的氨水進入循環(huán)氨水槽后直接泵入溴化鋰制冷機，經(jīng)溴化鋰制冷機吸熱后的氨水泵入橋管循環(huán)噴灑冷卻荒煤氣。本發(fā)明的焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水系統(tǒng)及方法直接以循環(huán)氨水同時作為吸熱介質(zhì)和熱源，替代了先用循環(huán)氨水與冷水換熱后的溫水作為熱源用于制冷，有效避免了能源的浪費，提高了熱效率。
【專利說明】一種焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水系統(tǒng)及方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及焦化行業(yè)余熱回收利用領域，特別涉及一種焦爐上升管荒煤氣顯熱和循環(huán)氨水余熱利用的焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水系統(tǒng)及方法。

【背景技術】
[0002]煤焦化是將煉焦煤在隔絕空氣條件下加熱到95(Tl050°C，經(jīng)高溫干餾產(chǎn)生焦炭、焦爐煤氣和煉焦化學產(chǎn)品的工藝過程。其中，焦爐煤氣從炭化室經(jīng)上升管逸出時的溫度為700°C左右，此時煤氣中含有焦油氣、苯族烴、水汽、氨、硫化氫、氰化氫、萘及其他化合物，為回收和處理這些化合物，橋管及集氣管中用大量循環(huán)氨水噴灑，當細霧狀的氨水與荒煤氣充分接觸時，由于煤氣溫度很高而濕度又很低，故煤氣放出大量顯熱被冷卻至83 (±5) V左右，氨水則吸收大量熱量升溫至83 ( ±5) °C左右。循環(huán)氨水攜帶被冷卻下來的焦油經(jīng)集氣管和氣液分離器與煤氣分離后流入機械化澄清槽與焦油分離，分離后氨水進入循環(huán)氨水槽泵入橋管循環(huán)利用。該系統(tǒng)中循環(huán)氨水攜帶的熱量白白浪費在大氣中，造成了能源的浪費。
[0003]目前，很少有對上升管中荒煤氣顯熱和循環(huán)氨水中的余熱進行有效的回收利用。在荒煤氣顯然回收方面主要有:采用帶有余熱回收功能的上升管裝置，如上升管外壁加裝半導體溫差發(fā)電模塊用于發(fā)電，上升管外加裝水夾套用于產(chǎn)生蒸汽發(fā)電等，但由于空間狹小，受熱面布置受到影響，無法充分回收荒煤氣顯熱，并且設備產(chǎn)生漏點時影響正常生產(chǎn)，導致難以推廣；采用將荒煤氣集中引出，另外設置集中的余熱回收系統(tǒng)，此種結構模式由于其系統(tǒng)復雜、荒煤氣的可燃性、焦油析出結焦等因素，導致系統(tǒng)的氣密性要求很高，系統(tǒng)安全運行受到很大挑戰(zhàn)；焦爐的上升管內(nèi)設置過熱器，橋管內(nèi)設置蒸發(fā)器，除鹽水通過過熱器和蒸發(fā)器回收熱量用于產(chǎn)生蒸汽，但該工藝中由于存在粘結和堵塞管壁，加裝設備易腐蝕不易更換等問題，難以長時間穩(wěn)定運行。在循環(huán)氨水余熱利用方面主要由:在機械化澄清槽中加裝換熱設備，對循環(huán)氨水余熱進行利用，其具體方案為:將循環(huán)氨水通過換熱設備對循環(huán)水進行加熱，然后將加熱后的循環(huán)水通入采暖設備或吸收式制冷機使用，但該系統(tǒng)存在以下弊端:一、使用換熱設備，降低了循環(huán)氨水熱能利用率；二、加熱后的循環(huán)水用于采暖使用時間有限，且采暖管線鋪設較長，熱散失大，投資也較大；三、加熱后的循環(huán)水溫度較低，用于吸收式制冷機再次進行熱交換，制冷效率更低。將循環(huán)氨水替代以往蒸汽洗初冷塔，該方法的優(yōu)點是降低了蒸汽洗塔造成的環(huán)境污染，但是由于定時洗塔用量少，不能有效的更多的回收利用循環(huán)氨水的熱量。利用循環(huán)氨水的熱量加熱負壓蒸氨塔中的剩余氨水，但存在循環(huán)氨水與剩余氨水換熱后剩余氨水溫度較低，蒸氨效果不是很明顯。
[0004]因此，如何合理有效地對提高焦化系統(tǒng)荒煤氣顯熱和循環(huán)氨水余熱回收利用效率，是當如急需解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術中的不足提供一種直接以循環(huán)氨水同時作為吸熱介質(zhì)和熱源且應用于吸收荒煤氣顯熱和驅(qū)動溴化鋰吸收式制冷機的提高熱效率、節(jié)約能源的焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水系統(tǒng)及方法。
[0006]本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:一種焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括焦爐，所述焦爐上連接有上升管，所述上升管與橋管相連通，所述橋管連接在一集氣管上，所述集氣管連接在一氣液分離器上，所述氣液分離器與設置在其下游的機械化澄清槽相連接，所述機械化澄清槽與一循環(huán)氨水槽相連接，所述循環(huán)氨水槽上連接一第一循環(huán)氨水泵，所述第一循環(huán)氨水泵通過一三通管線分別連接在所述橋管和溴化鋰吸收式制冷機上，所述三通管線上分別設有能實現(xiàn)單管線控制的截止閥，所述溴化鋰吸收式制冷機上還連接有一第二循環(huán)氨水泵，所述第二循環(huán)氨水泵通過設有截止閥的管線與所述橋管相連接；所述溴化鋰吸收式制冷機上設置有一進水通道和一出水通道。
[0007]所述溴化鋰吸收式制冷機內(nèi)部的發(fā)生器材料采用不銹鋼復合板材料。
[0008]一種焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水方法，該方法包括:700°C左右的荒煤氣在橋管中被第二循環(huán)氨水泵送入的氨水噴灑冷卻至78?88°C，橋管與集氣管連接，吸熱后的78?88°C循環(huán)氨水和焦油混和液在集氣管中沿吸煤氣管道流至氣液分離器，經(jīng)氣液分離后循環(huán)氨水和焦油混和液流入機械化澄清槽，在機械化澄清槽中循環(huán)氨水與焦油按密度不同而分離，分離后的循環(huán)氨水流入循環(huán)氨水槽中，循環(huán)氨水槽中78、8°C循環(huán)氨水作為熱源直接通過第一循環(huán)氨水泵泵入溴化鋰吸收式制冷機，經(jīng)溴化鋰吸收式制冷機處理放熱后形成68?78°C氨水直接通過第二循環(huán)氨水泵泵入橋管進行循環(huán)。
[0009]溴化鋰吸收式制冷機制冷過程具體如下:當溴化鋰水溶液在發(fā)生器內(nèi)受到熱循環(huán)氨水的加熱后，溶液中的水不斷汽化；隨著水的不斷汽化，發(fā)生器內(nèi)的溴化鋰水溶液濃度不斷升高，進入吸收器；水蒸汽進入冷凝器，被冷凝器內(nèi)的冷卻劑降溫后凝結，成為高壓低溫的液態(tài)水；當冷凝器內(nèi)的水通過節(jié)流閥進入蒸發(fā)器時，急速膨脹而汽化，并在汽化過程中大量吸收蒸發(fā)器內(nèi)冷媒水的熱量，從而達到降溫制冷的目的；與此同時，低溫水蒸汽進入吸收器，被吸收器內(nèi)的溴化鋰水溶液吸收，溶液濃度逐步降低，再由循環(huán)泵送回發(fā)生器，完成整個循環(huán)。
[0010]所述溴化鋰吸收式制冷機中通入的是涼水塔下2f25°C的冷水，產(chǎn)生的是14?18°C的冷水，產(chǎn)生的冷水并入低溫水管網(wǎng)用于初冷塔和終冷塔對煤氣的進一步冷卻。
[0011]本發(fā)明的技術方案產(chǎn)生的積極效果如下:本發(fā)明的焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水系統(tǒng)及方法直接以循環(huán)氨水同時作為吸熱介質(zhì)和熱源，應用于吸收荒煤氣顯熱和驅(qū)動溴化鋰吸收式制冷機，避免了上升管加裝換熱設備帶來的風險，替代了先用循環(huán)氨水與冷水換熱后的溫水作為熱源用于制冷，既回收了荒煤氣顯熱，提高了熱效率，又回收了系統(tǒng)向環(huán)境排放的熱量，有效避免了能源的浪費，符合節(jié)能環(huán)保要求。
[0012]所述溴化鋰吸收式制冷機內(nèi)部的發(fā)生器采用不銹鋼復合板材料，不銹鋼復合板發(fā)生器采用爆炸焊接法生產(chǎn)，既提高了發(fā)生器的耐腐蝕性，又避免采用黑色金屬和紫銅等材料帶來的腐蝕性難題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水流程示意圖。
[0014]圖中標注為:1、焦爐；2、上升管；3、橋管；4、集氣管；5、氣液分離器；6、機械化澄清槽；7、循環(huán)氨水槽；8、第一循環(huán)氨水泵；9、溴化鋰吸收式制冷機；10、第二循環(huán)氨水泵；
11、截止閥；12、進水通道；13、出水通道。
[0015]注:圖中出水通道與進水通道兩處的箭頭代表水的流向，其余所有箭頭均表示循環(huán)氨水在焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水系統(tǒng)中的流向。

【具體實施方式】
[0016]實施例一
一種焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括焦爐1，所述焦爐上連接有上升管2，所述上升管與橋管3相連通，所述橋管連接在一集氣管4上，所述集氣管連接在一氣液分離器5上，所述氣液分離器與設置在其下游的機械化澄清槽6相連接，所述機械化澄清槽與一循環(huán)氨水槽7相連接，所述循環(huán)氨水槽上連接一第一循環(huán)氨水泵8，所述第一循環(huán)氨水泵通過一三通管線分別連接在所述橋管和溴化鋰吸收式制冷機9上，所述三通管線上分別設有能實現(xiàn)單管線控制的截止閥11，所述溴化鋰吸收式制冷機上還連接有一第二循環(huán)氨水泵10，所述第二循環(huán)氨水泵通過設有截止閥的管線與所述橋管相連接；所述溴化鋰吸收式制冷機上設置有一進水通道12和一出水通道13。
[0017]所述溴化鋰吸收式制冷機內(nèi)部的發(fā)生器的材料采用不銹鋼復合板材料，又為不銹鋼復合板發(fā)生器，不銹鋼復合板發(fā)生器采用爆炸焊接法生產(chǎn)，既提高了發(fā)生器的耐腐蝕性，又避免采用黑色金屬和紫銅等材料帶來的腐蝕性難題。
[0018]上述設有截止閥的三通管線，安裝截止閥過程中采用帶壓開孔技術，既不影響焦爐的正常生產(chǎn)，又能在保留原有系統(tǒng)設備作為備用的基礎上，實現(xiàn)新系統(tǒng)的安全有效運行。
[0019]所述進水通道通入的是涼水塔下2f25°C的冷水，在溴化鋰吸收式制冷機內(nèi)部產(chǎn)生的是14?18°C的冷水，即是出水通道內(nèi)部出來的冷水，產(chǎn)生的冷水并入低溫水管網(wǎng)用于初冷塔和終冷塔對煤氣的進一步冷卻。
[0020]實施例二
一種焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水方法，利用上述實施例一種所述的焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水系統(tǒng)，該方法如下:700°C左右的荒煤氣在橋管3中被第二循環(huán)氨水泵10送入的氨水噴灑冷卻至78?88°C，橋管與集氣管4連接，吸熱后的78?88°C循環(huán)氨水和焦油混和液在集氣管中沿吸煤氣管道流至氣液分離器5，經(jīng)氣液分離后循環(huán)氨水和焦油混和液流入機械化澄清槽6，在機械化澄清槽中循環(huán)氨水與焦油按密度不同而分離，分離后的循環(huán)氨水流入循環(huán)氨水槽7中，循環(huán)氨水槽中78?88°C循環(huán)氨水作為熱源直接通過第一循環(huán)氨水泵8泵入溴化鋰吸收式制冷機9，經(jīng)溴化鋰吸收式制冷機處理放熱后形成68?78°C氨水直接通過第二循環(huán)氨水泵10泵入橋管進行循環(huán)。
[0021]溴化鋰吸收式制冷機制冷過程具體如下:當溴化鋰水溶液在發(fā)生器內(nèi)受到熱循環(huán)氨水的加熱后，溶液中的水不斷汽化；隨著水的不斷汽化，發(fā)生器內(nèi)的溴化鋰水溶液濃度不斷升高，進入吸收器；水蒸汽進入冷凝器，被冷凝器內(nèi)的冷卻劑降溫后凝結，成為高壓低溫的液態(tài)水；當冷凝器內(nèi)的水通過節(jié)流閥進入蒸發(fā)器時，急速膨脹而汽化，并在汽化過程中大量吸收蒸發(fā)器內(nèi)冷媒水的熱量，從而達到降溫制冷的目的；與此同時，低溫水蒸汽進入吸收器，被吸收器內(nèi)的溴化鋰水溶液吸收，溶液濃度逐步降低，再由循環(huán)泵送回發(fā)生器，完成整個循環(huán)。
[0022]所述溴化鋰吸收式制冷機中通入的是涼水塔下2f25°C的冷水，產(chǎn)生的是14?18°C的冷水，產(chǎn)生的冷水并入低溫水管網(wǎng)用于初冷塔和終冷塔對煤氣的進一步冷卻。
[0023]本實施例中焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水系統(tǒng)為實施例一中所述的焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水系統(tǒng)，在此不再一一贅述。
【權利要求】
1.一種焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括焦爐，所述焦爐上連接有上升管，所述上升管與橋管相連通，所述橋管連接在一集氣管上，所述集氣管連接在一氣液分離器上，所述氣液分離器與設置在其下游的機械化澄清槽相連接，所述機械化澄清槽與一循環(huán)氨水槽相連接，所述循環(huán)氨水槽上連接一第一循環(huán)氨水泵，所述第一循環(huán)氨水泵通過一三通管線分別連接在所述橋管和溴化鋰吸收式制冷機上，所述三通管線上分別設有能實現(xiàn)單管線控制的截止閥，所述溴化鋰吸收式制冷機上還連接有一第二循環(huán)氨水泵，所述第二循環(huán)氨水泵通過設有截止閥的管線與所述橋管相連接；所述溴化鋰吸收式制冷機上設置有一進水通道和一出水通道。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水系統(tǒng)，其特征在于:所述溴化鋰吸收式制冷機內(nèi)部的發(fā)生器材料采用不銹鋼復合板材料。
3.一種利用如權利要求1中所述的系統(tǒng)進行焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水方法，其特征在于:該方法包括:700°C左右的荒煤氣在橋管中被第二循環(huán)氨水泵送入的氨水噴灑冷卻至78?88°C，橋管與集氣管連接，吸熱后的78?88°C循環(huán)氨水和焦油混和液在集氣管中沿吸煤氣管道流至氣液分離器，經(jīng)氣液分離后循環(huán)氨水和焦油混和液流入機械化澄清槽，在機械化澄清槽中循環(huán)氨水與焦油按密度不同而分離，分離后的循環(huán)氨水流入循環(huán)氨水槽中，循環(huán)氨水槽中78?88°C循環(huán)氨水作為熱源直接通過第一循環(huán)氨水泵泵入溴化鋰吸收式制冷機，經(jīng)溴化鋰吸收式制冷機處理放熱后形成68?78°C氨水直接通過第二循環(huán)氨水泵泵入橋管進行循環(huán)。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水方法，其特征在于:溴化鋰吸收式制冷機制冷過程具體如下:當溴化鋰水溶液在發(fā)生器內(nèi)受到熱循環(huán)氨水的加熱后，溶液中的水不斷汽化；隨著水的不斷汽化，發(fā)生器內(nèi)的溴化鋰水溶液濃度不斷升高，進入吸收器；水蒸汽進入冷凝器，被冷凝器內(nèi)的冷卻劑降溫后凝結，成為高壓低溫的液態(tài)水；當冷凝器內(nèi)的水通過節(jié)流閥進入蒸發(fā)器時，急速膨脹而汽化，并在汽化過程中大量吸收蒸發(fā)器內(nèi)冷媒水的熱量，從而達到降溫制冷的目的；與此同時，低溫水蒸汽進入吸收器，被吸收器內(nèi)的溴化鋰水溶液吸收，溶液濃度逐步降低，再由循環(huán)泵送回發(fā)生器，完成整個循環(huán)。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水方法，其特征在于:所述溴化鋰吸收式制冷機中通入的是涼水塔下2廣25°C的冷水，產(chǎn)生的是14?18°C的冷水，產(chǎn)生的冷水并入低溫水管網(wǎng)用于初冷塔和終冷塔對煤氣的進一步冷卻。
【文檔編號】F25B27/02GK104214990SQ201410410943
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權日:2014年8月20日
【發(fā)明者】李紅超, 任云亮, 張洪恩, 畢雅梅, 李志剛, 牛鑫, 余遠航, 魯帥, 郝瑛軒 申請人:河南中鴻集團煤化有限公司