[實用新型]焦爐煤氣余熱發電系統

有效

• 申請號: 201520171661.0
• 申請日: 2015-03-25
• 公開（公告）號: CN204492909U
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 寧述芹;祝仰勇;劉兆峰;張順賢;劉亮;牛愛寧
• 申請（專利權）人: 山東鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10;F01K11/00;F22B1/18
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 封代臣

技術領域

本實用新型提供了一種可廣泛應用于焦化行業的焦爐煤氣余熱回收利用技術，屬于焦化余熱利用領域，具體的說是一種焦爐煤氣余熱發電系統。

背景技術

在煉焦過程中，從焦爐炭化室經上升管逸出的650至750℃荒煤氣，在橋管和集氣管內經循環氨水噴灑溫度降至82～86℃。用循環氨水噴灑降溫的過程中，荒煤氣余熱的約75％通過循環氨水水蒸汽蒸發，使煤氣飽和而被煤氣帶走，約15％通過循環氨水溫升傳遞給循環氨水，其中，荒煤氣余熱主要以水蒸汽形態進入煤氣中。一般情況下，當入爐煤炭總水分為8～11％時，相應的煤氣露點溫度為65～70℃，即冷卻煤氣循環氨水中，水蒸發所吸收的焦爐荒煤氣75％的熱量，使煤氣由65～70℃飽和成為82～86℃飽和。因此，從理論上來說，將煤氣由82～86℃冷卻至65～70℃就可回收荒煤氣約75％的余熱。可見，通過回收煤氣中水蒸汽的冷凝熱，也是回收焦爐荒煤氣余熱的一種有效方法。

目前循環氨水噴灑降溫后的煤氣，由集氣管沿吸煤氣主管經氣液分離器流向煤氣初冷器，在初冷器中用中低溫循環水冷卻煤氣。目前最先進的是用雙效熱泵在夏季回收初冷器上段余熱，用于制取低溫水滿足下段用水需要；在冬季以蒸汽驅動雙效熱泵機組，回收初冷器中段部分循環水余熱，用于加熱采暖水，使荒煤氣余熱得以部分回收利用。但是，此種利用方式最多有十個月時間對上段余熱回收利用，且在南方由于不需要采暖，只能在制冷季回收煤氣余熱。一般初冷器采暖段設計是將煤氣由82℃冷卻至77℃，只回收利用了部分能量，熱回收效率偏低，造成了能量的部分浪費。

本實用新型研究的焦爐煤氣余熱發電技術，是以有機工質為載體、利用雙螺桿膨脹機回收煤氣余熱發電，實現焦爐荒煤氣余熱的全年的回收利用，提高了熱回收效率，降低焦化能耗，推動焦化實現低碳綠色轉型發展。

實用新型內容

針對上述現有技術問題，本實用新型旨在提供一種焦爐煤氣余熱發電技術，它將來自焦爐的荒煤氣經氣液分離后，氣相通入熱管蒸發器將有機工質轉化為工質蒸汽，利用工質蒸汽推動雙螺桿膨脹機做工發電，有效的提高了煤氣余熱利用效率。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案解決：

一種焦爐煤氣余熱發電系統，包括焦爐、上升管和吸收管，其特征是，

所述吸收管的荒煤氣出口連接到氣液分離器入口，所述氣液分離器的液相出口連接到機械化澄清槽，所述氣液分離器的氣相出口順次連接到的第一級熱管蒸發器和第二級熱管蒸發器的吸熱通道入口，然后連接到旋液分離器，所述旋液分離器的氣相出口連接到初冷器，所述旋液分離器的液相出口連接到所述機械化澄清槽；

所述第一級熱管蒸發器和第二級熱管蒸發器的放熱通道入口分別連接到第一工質泵和第二工質泵的泵出口，并在兩放熱通道中分別設有液態的第一工質和第二工質，兩所述放熱通道的工質蒸汽出口分別連接到雙螺桿膨脹機的兩個高溫端入口；

所述雙螺桿膨脹機兩低溫出口端分別經過第一冷凝器和第二冷凝器連接到第一工質泵和第二工質泵。

進一步地，所述第一工質流和第二工質流為工質臨界溫度與余熱溫度相近，且略高于余熱溫度，工質標準氣壓對應的飽和溫度應盡量接近環境溫度，如氯乙烷、正丁烷、異丁烷等，此處有機工質的臨界點控制在60℃至75℃即可。

進一步地，所述第一冷凝器和第二冷凝器中的冷媒為來自于冷卻塔的冷水。

進一步地，所述第一級熱管蒸發器和第二級熱管蒸發器中的兩吸熱通道之間設有用于調節兩蒸發器內工質液位的工質連通管。

本實用新型的有益效果是：

1、以有機工質為載體，以熱管蒸發器回收焦爐煤氣余熱用于發電，可全年連續運行，運行時間長，熱回收量大。

2、熱管蒸發器采用兩級，可將煤氣冷卻至68～70℃，幾乎回收利用了焦爐荒煤氣余熱的75％，熱回收效率高。

3、有機工質為閉路循環，消耗少，成本低。

4、熱管蒸發器采用熱管蒸發器，熱效率高，冷熱介質不接觸，避免了因串漏造成的介質污染。

5、為兩級串聯運行，分別對應雙螺桿膨脹機，兩冷凝器并聯運行，便于適應焦爐負荷調整對系統的影響。

6、降低了初冷器負荷，降低循環水用量。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為熱管蒸發器的原理圖。