[發明專利]焦爐煤氣冷卻及余熱回收利用裝置及方法

在審

• 申請號: 201410692992.9
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104403700A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 甄玉科;祝仰勇;張順賢;楊繁;牛愛寧;寧述芹;劉亮
• 申請（專利權）人: 山東鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C10K1/00
• 分類號: C10K1/00;C10K1/04;F25B30/06;F24D3/18
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 劉乃東

技術領域

本發明提供了一種可廣泛應用于焦化行業的焦爐煤氣余熱回收再利用技術，屬于余熱利用領域，具體說是一種焦爐煤氣冷卻及余熱回收利用裝置及方法。

背景技術

在焦化行業中，余熱資源的高效回收利用是降低能耗，建立環境友好的綠色焦化廠的主要方向之一。對于焦化行業低品質熱源比如82℃左右的焦爐荒煤氣，其低溫余熱回收時溫差小，換熱設備龐大，回收技術也較復雜而沒有引起足夠的重視，但由于其量的巨大，回收總量十分可觀。隨著能源的短缺和科技的進步，近年來對低溫余熱的回收利用日益受到重視并取得了進展。

目前荒煤氣的冷卻工藝為：焦爐煤氣從炭化室出來經過上升管的溫度為650-750℃，經過循環氨水噴灑溫度降至76至86℃，為進一步冷卻煤氣和冷凝水、焦油汽等，以減少煤氣體積，便于節省輸送煤氣所需要的動力以及有利于化產品的回收，由集氣管出來的煤氣在初冷器中繼續冷卻到20～30℃。這種高效冷卻存在大量的能源浪費，一是82℃左右的荒煤氣余熱未收回，造成大量熱量浪費，二是煤氣在初冷器中用中低溫循環水冷卻，循環水升溫后需要經涼水塔冷卻后循環使用，這就造成了能源的再次浪費，同時也增加了水耗，降低了能源利用率。

發明內容

本發明就是為了解決現有技術存在的上述問題，提供一種焦爐煤氣冷卻及余熱回收利用裝置，采用熱泵替代原初冷器的上段和中段冷卻部分，冷卻煤氣的同時回收荒煤氣余熱，利用煤氣余熱驅動熱泵加熱循環介質為高溫循環介質，作為熱源用于化產單元操作，從而實現焦爐煤氣的余熱回收利用，焦爐煤氣經熱泵回收熱量后，溫度降低至45℃左右或82-45℃之間的任意溫度，再經低溫水進行冷卻，冷卻至20～30℃，為煤氣輸送及化產品回收提供條件。

本發明還提供一種焦爐煤氣冷卻及余熱回收利用方法。

為實現上述目的，本發明所述方法由以下技術方案解決：

一種焦爐煤氣冷卻及余熱回收利用裝置，包括氣液分離器、熱泵機組、低溫冷卻段、用熱單元、用于輸送循環介質的熱介質循環泵、焦油氨水分離裝置、焦化煤氣凈化單元，所述氣液分離器分別與熱泵機組、焦油氨水分離裝置連接，熱泵機組分別與低溫冷卻段、用熱單元連接，低溫冷卻段與焦化煤氣凈化單元連接，用熱單元與熱介質循環泵進液口連接，熱介質循環泵出液口通過管道與熱泵機組；所述循環介質為液態傳熱介質。

所述用熱單元包括蒸餾系統，加熱裝置，儲槽保溫中的一種或者幾種；所述蒸餾系統包括蒸氨蒸餾系統、堿法脫硫系統、焦油蒸餾系統；所述加熱裝置包括電捕焦油器絕緣箱、煤氣預熱器、硫銨干燥空氣換熱器、制冷機加熱器、脫硫熔硫釜加熱夾套、焦油大槽脫水加熱器；所述液態傳熱介質為循環水、廢水、循環油。

所述用熱單元為蒸氨蒸餾系統，所述蒸氨蒸餾系統包括蒸氨再沸器、蒸氨塔、塔頂氨汽、蒸氨廢水泵和外送廢水，蒸氨再沸器與熱泵機組出液管道連接，蒸氨再沸器通過出液管道與熱介質循環泵連接，蒸氨再沸器上部與蒸氨塔下部連接，蒸氨塔底部與蒸氨廢水泵連接，蒸氨廢水泵分別與蒸氨再沸器底部、外送廢水連接，熱介質循環泵出液口通過管道與熱泵機組回水口連接，氨汽從蒸氨塔塔頂被收集。

所述熱泵機組采用一類或二類雙效熱泵機組。

一種焦爐煤氣冷卻及余熱回收利用方法，包括以下步驟：

1)將高溫焦爐煤氣通入氣液分離器；

2)高溫焦爐煤氣在氣液分離器中分離，其中分離出的液相進入焦油氨水分離裝置進行油水分離，高溫焦爐煤氣則進入熱泵機組回收；

3)在熱泵機組內回收的高溫焦爐煤氣熱量將循環介質加熱為高溫循環熱源，高溫循環熱源經管道輸送至用熱單元，為用熱單元提供所需熱量，高溫循環熱源溫度降低后經循環泵及管道送回熱泵加熱，完成循環介質的閉路循環；高溫焦爐煤氣經熱泵機組回收熱量，溫度降低后進入低溫冷卻段，在低溫冷卻段進一步降低溫度后進入后序的焦化煤氣凈化單元。

所述高溫焦爐煤氣經氣液分離后，煤氣氣相送至熱泵機組，利用焦爐煤氣驅動熱泵機組加熱循環熱水，被加熱高溫循環熱水送至蒸氨再沸器，蒸氨塔底熱廢水用蒸氨廢水泵抽出，一路外送，一路送至蒸氨再沸器，蒸氨廢水在蒸氨再沸器中與高溫循環熱水進行熱交換，蒸氨廢水被循環熱水加熱轉化為蒸汽送至蒸氨塔，經過熱交換的循環熱水溫度降低后，由熱介質循環泵加壓送至熱泵機組加熱，形成循環熱水的閉路循環使用。

所述高溫焦爐煤氣溫度降低至82℃～45℃區間時進入低溫冷卻段，在低溫冷卻段采用低溫水進一步降低溫度冷卻至20～30℃后進入焦化煤氣凈化單元。

所述高溫焦爐煤氣溫度降低至45℃時進入低溫冷卻段。