專利名稱：利用余熱制冷為煤氣初冷器供低溫水的煤氣回收工藝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焦?fàn)t煉焦及煤氣回收凈化工藝與裝置，適用于煤氣從焦?fàn)t的上升管到煤氣初冷器階段的工藝流程及裝置。
焦?fàn)t煤氣傳統(tǒng)的回收凈化工藝及裝置是煉焦時，焦?fàn)t炭化室里產(chǎn)生的高溫(700-800℃)煤氣順序沿上升管、橋管逸出到達(dá)集氣管，橋管集氣管中設(shè)置有數(shù)個噴淋頭，經(jīng)過噴淋頭噴灑的循環(huán)氨水使煤氣冷卻至84-82℃，然后又經(jīng)過n型管，煤氣進(jìn)入煤氣回收凈化的初冷器中進(jìn)一步冷卻至26-23℃，它是常規(guī)使用溫度，與此同時，煤氣中的大部分水氣、焦油、萘、氨氣等冷凝析出后，被送往下道工序進(jìn)一步凈化。為了實現(xiàn)將煤氣冷卻到26-23℃，煤氣初冷器通常采用兩段冷卻方式第一段采用天然循環(huán)水冷卻，可以使煤氣溫度冷卻到50-45℃；第二段采用低于18℃低溫水冷卻，即可以使煤氣溫度冷卻到26-23℃。對于大多數(shù)焦化廠來說，最便捷的低溫水來源于低于18℃的地下水。
上述傳統(tǒng)的焦?fàn)t煤氣回收凈化技術(shù)及裝置存在的問題是其中的煤氣初冷器第二段采用地下低溫水冷卻會造成較大的水資源浪費。例如年產(chǎn)焦炭20萬噸的一座焦?fàn)t，其煤氣初冷器二段地下低溫冷卻水的用量為90噸/小時，通常這部分水二次利用的可能性很小，所以經(jīng)過煤氣初冷器的地下水絕大部分被排放浪費掉，焦化廠的水資源利用率較低。為了提高水資源的利用率和解決地下低溫水源不足，有些焦化廠采用溴化鋰制冷機制低溫水供給煤氣初冷器二段循環(huán)冷卻用。這一措施也存在以下兩個問題一、溴化鋰制冷機需要蒸氣作為制冷能源，于是又要出現(xiàn)增加現(xiàn)有蒸氣生產(chǎn)能力擴建鍋爐房增加動力燃料消耗等問題；二、采用溴化鋰制冷機制冷的工程設(shè)備投資費用較大。一些地下水資源不足的焦化廠或未建立制冷站的焦化廠往往因煤氣初冷器二段冷卻工作不正常經(jīng)常發(fā)生因為煤氣溫度過高，后續(xù)工序因煤氣管道中萘的析出而造成管路堵塞和其它工序障礙。
本發(fā)明的目的是針對上述傳統(tǒng)的焦?fàn)t煤氣回收凈化技術(shù)及裝置存在的問題而提山利用余熱制冷為煤氣初冷器供低溫水的煤氣回收凈化工藝及裝置，它是利用設(shè)置在上升管上的環(huán)形蒸氣發(fā)生夾套吸收煤氣顯熱作為制冷裝置的能源，對煤氣初冷器二段的低溫冷卻水制冷，以實現(xiàn)低溫冷卻水循環(huán)利用。
本發(fā)明的裝置包括炭化室和與其順序相互連接的上升管、橋管、集氣管、n型管和帶有兩段水冷卻的煤氣初冷器所組成，其特點是第二段的冷卻是由設(shè)置在上升管外壁上的環(huán)形蒸氣發(fā)生夾套和與其順序相互連接的氣包、進(jìn)水管、管道、制冷裝置以及連接制冷裝置和煤氣初冷器二段循環(huán)冷卻器N的進(jìn)、出水管道所組成。
本發(fā)明的工藝是首先從炭化室產(chǎn)生的高溫(700-800℃)煤氣順序沿上升管、橋管逸出到達(dá)集氣管、橋管和集氣管中設(shè)置有噴淋頭，經(jīng)過噴淋頭噴灑的循環(huán)氨水使煤氣冷卻至84-82℃，然后又經(jīng)過n型管，煤氣進(jìn)入煤氣初冷器中的第一段天然水循環(huán)冷卻置M中冷卻至50-45℃，其特點是煤氣又進(jìn)入煤氣初冷器的第二段低溫水循環(huán)冷卻器N中，由以焦?fàn)t余熱為能源制冷的制冷裝置供給的18-16℃低溫水冷卻至26-23℃。
下面依附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。


圖1為利用余熱制冷為煤氣初冷器供低溫水的煤氣回收工藝及裝置的示意圖。
圖2為設(shè)置在上升管2外壁上的環(huán)形蒸氣發(fā)生夾套7的結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明的工藝流程是首先從焦?fàn)t的炭化室1、產(chǎn)生高溫(700-800℃)煤氣13順序沿上升管2、橋管3逸出到達(dá)集氣管4，橋管3、集氣管4中設(shè)置有數(shù)個噴淋頭、經(jīng)過噴淋頭噴灑起冷卻作用的循環(huán)氨水使煤氣13冷卻至84-82℃，然后又經(jīng)過起汽水分離作用的n型管5，煤氣13進(jìn)入煤氣初冷器6中的第一段天然水循環(huán)冷卻器M中冷卻至50-45℃，其特點是煤氣13又進(jìn)入煤氣初冷器6中的第二段低溫水循環(huán)冷卻器N中，由以余熱為能源制冷的制冷裝置11供給的18-16℃低溫水冷卻至26-23℃。
本發(fā)明的裝置包括焦?fàn)t的炭化室1和與其順序相互連接的上升管2、橋管3、集氣管4、n型管5和帶有兩段水冷卻的煤氣初冷器6所組成(第一段冷卻是由天然水和循環(huán)冷卻器M構(gòu)成)，其特點是第二段的制冷是由設(shè)置在上升管2外壁上的環(huán)形蒸氣發(fā)生夾套7和與其順序相互連接的氣包8、進(jìn)水管9、管道10、制冷裝置11以及連接制冷裝置11和煤氣初冷器二段循環(huán)冷卻器N的進(jìn)、出水管道10所組成。
它的另一個特點是進(jìn)水管9、環(huán)形蒸氣發(fā)生夾套7、氣包8和連接氣包8進(jìn)水管9的管道12順序連接構(gòu)成一個可以控制進(jìn)水的水-蒸氣-水循環(huán)回路。煤氣13從炭化室1中產(chǎn)生自上升管2逸出。由于設(shè)置在上升管2外壁上的環(huán)形蒸氣發(fā)生夾套7中的水吸收了煤氣13傳入的顯熱，生成高溫低壓蒸氣進(jìn)入氣包8，蒸氣在氣包8中冷凝分離出的水滴沿管道12和進(jìn)水管9流回環(huán)形蒸氣發(fā)生夾套7，完成了水-蒸氣-水的循環(huán)回路。當(dāng)環(huán)形蒸氣發(fā)生夾套7中的水減少時，可以打開進(jìn)水開閉器A使適量的水沿進(jìn)水管9進(jìn)入。氣包8中被分離的蒸氣沿管道10進(jìn)入制冷裝置11中作為制冷能源，煤氣初冷器6二段N中排出的經(jīng)充分吸收煤氣熱量的較高溫度的水進(jìn)入制冷裝置11，經(jīng)過制冷裝置11冷卻至18℃-16℃時又流入煤氣初冷器6二段N中去冷卻煤氣，排出后又進(jìn)入制冷裝置11進(jìn)行循環(huán)使用。煤氣13經(jīng)過上述工藝流程從煤氣初冷器二段N的出口D排出時的溫度為26-23℃。它的又一個特點是制冷裝置11是蒸氣真空制冷裝置，在資金允許條件下也可以采用溴化鋰制冷裝置，上述二種制冷裝置的主要能源皆為蒸氣，但是蒸氣真空制冷裝置的設(shè)備工程投資費用較低廉。
一組由兩座36孔焦?fàn)t組成的焦?fàn)t組實施本發(fā)明技術(shù)后，節(jié)水節(jié)能效果顯著。
焦?fàn)t組年產(chǎn)焦炭42萬噸，產(chǎn)生煤氣量為21000M2/h，當(dāng)上升管2外壁上的環(huán)形蒸氣發(fā)生夾套7的尺寸為下列參數(shù)時內(nèi)圓壁直徑d=350mm，外圓壁直徑D=500mm，夾套長H=1700mm材質(zhì)為普破鋼，當(dāng)煤氣13經(jīng)過上升管2時，環(huán)形蒸氣發(fā)生夾套7可以得到0.3MPa的低壓蒸氣5.0t/h；煤氣13(經(jīng)過橋管3被循環(huán)氨水冷卻至82℃，再經(jīng)煤氣初冷器6一段天然水冷卻至50℃，最后經(jīng)煤氣初冷器6二段被低溫水冷卻至25℃)在煤氣初冷器6二段釋放的熱量經(jīng)測量和計算為7.22GJ/h；采用一套8.36GJ/h制冷量的蒸氣制冷裝置11來提供18℃的低溫冷卻水，則僅需要0.3MPa的低壓蒸氣4.9t/h，由上述可知環(huán)形蒸汽發(fā)生夾套7可以得到0.3MPa的低壓蒸汽5.0t/h，所需蒸氣量完全可以由上升管2外壁上的環(huán)形蒸氣夾套7提供，而且所需有余。在煤氣初冷器二段釋放的熱量為7.22GJ/h，當(dāng)采用18℃的地下水冷卻時，經(jīng)計算則需地下水187t/h，上述焦?fàn)t實施本發(fā)明后節(jié)水187t/h，節(jié)省蒸氣(0.3MPa蒸汽二次利用)5.0t/h。
本發(fā)明利用焦?fàn)t煤氣余熱作為制冷能源，制造低溫冷卻水供給煤氣初冷器二段循環(huán)使用。這樣使煉焦和煤氣回收工藝連為一體，合理利用能源，達(dá)到節(jié)水節(jié)能實現(xiàn)焦化廠水資源平衡的目的，也可以解決缺水、少水地區(qū)焦化廠的生產(chǎn)問題，保證煤氣回收凈化工作順利進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明的裝置包括炭化室(1)和與其順序相互連接的上升管(2)、橋管(3)、集氣管(4)、n型管(5)和帶有兩段水冷卻的煤氣初冷器(6)所組成，其特征在于第二段冷卻是由設(shè)置在上升管(2)外壁上的環(huán)形蒸氣發(fā)生夾套(7)和與其順序相互連接的氣包(8)、進(jìn)水管(9)、管道(10)、制冷裝置(11)以及連接制冷裝置(11)和煤氣初冷器二段循環(huán)冷卻器N的進(jìn)、出水管道(10)所組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進(jìn)水管(9)、環(huán)形蒸氣發(fā)生夾套(7)、氣包(8)和連接氣包(8)與進(jìn)水管(9)的管道(12)順序連接構(gòu)成一個可以控制進(jìn)水的水-蒸氣-水的循環(huán)回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于制冷裝置(11)是蒸氣真空制冷裝置。
4.本發(fā)明的工藝是首先從炭化室(1)產(chǎn)生的高溫(700-800℃)煤氣(13)順序沿上升管(2)、橋管(3)逸出到達(dá)集氣管(4)、橋管(3)和集氣管(4)中設(shè)置有噴淋頭，經(jīng)過噴淋頭噴灑的循環(huán)氨水使煤氣(13)冷卻至84-82℃，然后又經(jīng)過n型管(5)，煤氣(13)進(jìn)入煤氣初冷器(6)中的第一段天然水循環(huán)冷卻器M中冷卻至50-45℃，其特征在于煤氣(13)又進(jìn)煤氣初冷器(6)中的第二段低溫水循環(huán)冷卻器N中，由以焦?fàn)t余熱為能源制冷的制冷裝置(11)供給的18-16℃低溫水冷卻至26-23℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及煉焦及煤氣回收工藝及裝置,適用于焦化廠煤氣從上升管到煤氣初冷器階段的工藝流程。它的特點是設(shè)置在上升管上的環(huán)形蒸氣發(fā)生夾套吸收煤氣顯熱作為制冷裝置的能源,對煤氣初冷器二段的低溫冷卻水制冷,以實現(xiàn)低溫冷卻水的循環(huán)利用。本發(fā)明使煉焦和煤氣回收工藝連為一體,合理利用能源,節(jié)水節(jié)能?？梢越鉀Q缺水、少水地區(qū)焦化廠的生產(chǎn)問題,保證煤氣回收凈化工作順行。
文檔編號C10B27/00GK1209450SQ9711565
公開日1999年3月3日 申請日期1997年8月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月21日
發(fā)明者孫清河 申請人:鞍山鋼鐵集團公司