[發明專利]一種焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水系統及方法

有效

• 申請號: 201410410943.1
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN104214990A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 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（專利權）人: 河南中鴻集團煤化有限公司
• 主分類號: F25B27/02
• 分類號: F25B27/02;F25B15/06;C10B27/00
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司 41102
• 代理人: 亢志民

技術領域

本發明涉及焦化行業余熱回收利用領域，特別涉及一種焦爐上升管荒煤氣顯熱和循環氨水余熱利用的焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水系統及方法。

背景技術

煤焦化是將煉焦煤在隔絕空氣條件下加熱到950~1050℃，經高溫干餾產生焦炭、焦爐煤氣和煉焦化學產品的工藝過程。其中，焦爐煤氣從炭化室經上升管逸出時的溫度為700℃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）℃左右，氨水則吸收大量熱量升溫至83（±5）℃左右。循環氨水攜帶被冷卻下來的焦油經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氨水槽泵入橋管循環利用。該系統中循環氨水攜帶的熱量白白浪費在大氣中，造成了能源的浪費。

目前，很少有對上升管中荒煤氣顯熱和循環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電模塊用于發電，上升管外加裝水夾套用于產生蒸汽發電等，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，并且設備產生漏點時影響正常生產，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，此種結構模式由于其系統復雜、荒煤氣的可燃性、焦油析出結焦等因素，導致系統的氣密性要求很高，系統安全運行受到很大挑戰；焦爐的上升管內設置過熱器，橋管內設置蒸發器，除鹽水通過過熱器和蒸發器回收熱量用于產生蒸汽，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，難以長時間穩定運行。在循環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，對循環氨水余熱進行利用，其具體方案為：將循環氨水通過換熱設備對循環水進行加熱，然后將加熱后的循環水通入采暖設備或吸收式制冷機使用，但該系統存在以下弊端：一、使用換熱設備，降低了循環氨水熱能利用率；二、加熱后的循環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。將循環氨水替代以往蒸汽洗初冷塔，該方法的優點是降低了蒸汽洗塔造成的環境污染，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氨水的熱量。利用循環氨水的熱量加熱負壓蒸氨塔中的剩余氨水，但存在循環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。

因此，如何合理有效地對提高焦化系統荒煤氣顯熱和循環氨水余熱回收利用效率，是當前急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足提供一種直接以循環氨水同時作為吸熱介質和熱源且應用于吸收荒煤氣顯熱和驅動溴化鋰吸收式制冷機的提高熱效率、節約能源的焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水系統及方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水系統，該系統包括焦爐，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氨水槽相連接，所述循環氨水槽上連接一第一循環氨水泵，所述第一循環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氨水泵，所述第二循環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。

所述溴化鋰吸收式制冷機內部的發生器材料采用不銹鋼復合板材料。

一種焦爐荒煤氣顯熱回收制冷水方法，該方法包括：700℃左右的荒煤氣在橋管中被第二循環氨水泵送入的氨水噴灑冷卻至78~88℃，橋管與集氣管連接，吸熱后的78~88℃循環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，經氣液分離后循環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氨水與焦油按密度不同而分離，分離后的循環氨水流入循環氨水槽中，循環氨水槽中78~88℃循環氨水作為熱源直接通過第一循環氨水泵泵入溴化鋰吸收式制冷機，經溴化鋰吸收式制冷機處理放熱后形成68~78℃氨水直接通過第二循環氨水泵泵入橋管進行循環。