[實用新型]一種焦化能量耦合優化及污染物協同治理系統

有效

• 申請號: 201720386907.5
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN206944108U
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 曹先常;陳池;劉詠梅;張嘉陵;潘金榮;楊興龍
• 申請（專利權）人: 上海寶鋼節能環保技術有限公司
• 主分類號: F22B1/18
• 分類號: F22B1/18;F22G1/00;F22D1/50;F23J15/06
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 葉龍飛,胡晶

技術領域

本實用新型屬于工業余熱回收利用技術領域，特別涉及一種焦化能量耦合優化及污染物協同治理系統。

背景技術

焦化行業能耗高、污染重，備受行業關注。從焦爐生產的整個能量流和物質流平衡看，從焦爐炭化室推出的950℃-1050℃紅熱焦炭所帶出的顯熱約占整個焦爐熱量支出的37％；進入焦爐上升管中溫度在650℃-750℃的荒煤氣，其含有的顯熱約占整個焦爐熱量支出的36％；180℃-230℃的焦爐煙氣帶出的余熱約占整個焦爐熱量支出的16％；焦爐爐體表面各種散熱損失約占整個焦爐熱量支出的11％，所以，高效回收并且利用焦爐煉焦過程中所產生的余熱資源已經成為提高焦爐能源利用效率的主要途徑之一，也是節約資源及節能的主要發展方向和潛力所在。迄今為止，國內外已針對焦化區域的節能技術展開了很多研究，取得了許多成果，高溫段的紅焦顯熱已經有成熟商業化應用的干熄焦顯熱回收技術予以回收利用，可將950-1100℃的紅熱焦炭冷卻到200℃左右，實現了紅熱焦炭顯熱的高效回收，其已經成為國家大力推廣的節能技術之一。低溫段的焦爐煙氣余熱回收技術也已有一定的商業應用。焦爐荒煤氣的顯熱回收尚處于中試階段，這是國內外當前重點發展的技術。爐體表面的熱釋放可通過加強爐壁絕熱減少損失。雖然上述幾種余熱都有相應的熱回收手段，但由于各個措施相互孤立，熱回收利用總體效率不高。

同時，煉焦過程所排放的各種污染物的治理也是行業研究熱點。焦爐區域環境污染因素較多，焦爐煙氣中的二氧化硫和氮氧化物是國家環保政策重點管控對象。近年來研發實施的脫硫脫硝焦爐煙氣凈化工藝，普遍具有能耗高、成本高、投資高的不足；同時焦化過程中產生的VOC(揮發性有機物)等也是國家環保政策管控的重點大氣污染源，達標排放將顯著增加企業成本。

一方面，干熄焦技術、焦爐煙氣余熱回收技術、荒煤氣顯熱回收技術等，都是針對單一品位熱源所開發的技術，還未從系統的角度分析各種品位熱源之間的關系，由于不同熱源所能回收的能源品位及利用效率是不同的，缺少整體考慮導致能源利用效率不高；另一方面，焦爐煙氣脫硫脫硝、焦化揮發性有機物治理等環保技術也是單一開發的技術，缺少從焦化整體工藝的角度進行系統整合和優化，導致能耗增加和成本上升。煤炭的干餾需要煤氣加熱，煤氣燃燒后還產生熱煙氣；煤炭干餾的同時產生煤氣，煤氣中還帶有顯熱；干餾產生的紅焦還帶有大量熱量。在此過程中，物質流、能量流和碳素流的流動是同時進行的，要使整個生產的能源消耗最低，除了充分發揮各種單項節能技術的效率外，它們之間的耦合關系也需整體考慮，因為各部分有相互影響，引起各種能源可利用的總量和能源品位的變化，而能源品位的高低與各種單項節能技術效率的發揮密切相關。同時，現有脫硫脫硝煙氣凈化技術的高能耗和VOCs的治理和能量回收也與煉焦生產的能源使用效率息息相關。因此，要進一步提高煉焦生產的能源使用效率，有必要對焦化能量系統的耦合優化及排放物治理做深入研究。

現有技術中，申請號為CN201610061286.3的中國專利申請公開了一種焦化廠煙氣節能環保綜合治理裝置及工藝，該實用新型仍然只是針對焦爐煙氣的單一節能技術，未考慮紅焦、荒煤氣顯熱的耦合優化，該專利也只考慮了煙氣的治理，沒有考慮VOCs的治理。

總體而言，焦爐煉焦工藝要實現能源效率的提升及污染物的減排，有必要從焦化工藝的角度對紅焦顯熱、荒煤氣顯熱、煙氣余熱、煙氣凈化和揮發性有機物治理等進行耦合優化，在提高能源利用效率的同時實現污染物協同治理，實現節能與減排同時推進，提升焦化工序的環境效益和經濟效益。

發明內容

本實用新型提供一種焦化能量耦合優化及污染物協同治理系統，通過對焦爐的能量流和物質流分析，將其分成紅焦顯熱回收子系統、荒煤氣顯熱回收子系統和煙氣余熱回收子系統，形成高中低蒸汽，并將蒸汽輸送給熱量調控利用子系統，提升各子系統余熱回收方式和熱能利用方式的效率，實現整個焦化能量系統的能源使用效率最大化，并充分利用焦爐區域煙氣凈化后的余能和揮發性有機物富含熱量的特點，通過VOCs污染物協同利用子系統、煙氣凈化子系統將其耦合治理，實現節能減排同時推進。

本實用新型的技術方案如下：