[發明專利]煤摻石油焦的冷-熱-電-氣多能聯供系統及運行方法

在審

• 申請號: 202310031382.3
• 申請日: 2023-01-10
• 公開（公告）號: CN116024017A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 左忠義;馮明杰;劉晟暉;郭子楊;黃歡
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/50;C10J3/72;C10J3/82;C10J3/84;C10J3/46;F02C3/22;F02C6/00;F02C6/18;F25B27/02;F25B30/04;F28D21/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

本發明設計煤摻石油焦的冷?熱?電?氣多能聯供系統及運行方法，所述系統包括水焦漿制備單元和聯供系統單元，并且通過管道進行連接；所述水焦漿制備單元包括：破碎機、球磨機、攪拌機和濾漿器；所述聯供系統單元包括：空氣分離裝置、氣化爐、冷卻器、合成氣凈化裝置、水煤氣變換反應器、空氣壓縮機、燃燒室、透平機、發電機、煙氣分配器、煙氣型溴化鋰制冷機和煙氣水換熱器；將適量的石油焦與煤摻混后，通過氣化，成為冷?熱?電聯供系統的燃料，開拓了石油焦利用的新途徑，并拓寬了聯供系統的原料來源；氣化后產生的合成氣經過凈化裝置凈化后，也可用作城市煤氣，凈化過程中分離出來的副產品又可作為工業原料，使能源的綜合利用效率得到提高。

技術領域

本發明屬于能源利用技術領域，具體涉及煤摻石油焦的冷-熱-電-氣多能聯供系統及運行方法。

背景技術

節能減排是世界各地都面臨的問題，因而多能聯供技術在近些年受到普遍關注，并在實際中得到了應用。現有的多能聯供系統多以天然氣為主要燃料帶動燃氣輪機或內燃機發電機等燃氣發電設備運行，產生的電力供應用戶，系統發電后排出的余熱通過余熱回收利用設備向用戶供熱、供冷。通過這種方式大大提高整個系統的一次能源利用率，實現了能源的梯級利用。

而我國煤炭資源豐富而天然氣資源相對貧乏，此外隨著國內控煤降耗指標的發布，提高能源利用效率、控制煤炭消費總量也已成為當務之急。在此背景下，本發明將對現有的多能聯供系統的原料端和生產端進行改進。石油焦是煉油行業的副產品，石油焦的組成成分與煤相似，并且與煤相比具有含水量低、揮發分低、灰分低、含碳量高和熱值高等優點，但由于石油焦含硫高，因此在工業利用中受到很大程度限制。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明設計煤摻石油焦的冷-熱-電-氣多能聯供系統及運行方法，提供一種煤摻石油焦的冷-熱-電-氣多能聯供系統，在提高了能源的綜合利用效率的同時，提出了一種新的高硫石油焦利用方法，并拓寬了三聯供系統的燃料來源。

煤摻石油焦的冷-熱-電-氣多能聯供系統，包括水焦漿制備單元和聯供系統單元，并且通過管道進行連接；

所述水焦漿制備單元包括：破碎機、球磨機、攪拌機和濾漿器；所述濾漿器有兩個出料口；其中：所述破碎機原料出口與球磨機原料入口通過傳送帶連接，球磨機與攪拌機和濾漿器依次通過管道連接，濾漿器第一出料口通過管道與聯供系統單元中氣化爐燃料入口連接，濾漿器第二出料口通過傳送帶與球磨機原料入口連接；

所述聯供系統單元包括：空氣分離裝置、氣化爐、冷卻器、合成氣凈化裝置、水煤氣變換反應器、空氣壓縮機、燃燒室、透平機、發電機、煙氣分配器、煙氣型溴化鋰制冷機和煙氣水換熱器；其中：所述空氣分離裝置的氧氣出口與氣化爐的氧氣入口通過管道連接，空氣分離裝置的氮氣出口與合成氣凈化裝置的氮氣入口通過管道連接；所述氣化爐合成氣出口與冷卻器煙氣側入口通過管道連接，冷卻器煙氣側出口與合成氣凈化裝置的合成氣入口通過管道連接，合成氣凈化裝置合成氣第一出口與水煤氣變換反應器通過管道連接，合成氣凈化裝置合成氣第二出口與燃燒室燃氣入口通過管道連接；所述空氣壓縮機空氣出口與燃燒室空氣入口通過管道連接，燃燒室煙氣出口與透平機通過管道連接，所述透平與發電機同軸相連；透平機與煙氣分配器通過管道連接，煙氣分配器第一出口與煙氣型溴化鋰制冷機的煙氣入口通過管道連接，煙氣分配器第二出口與煙氣水換熱器的煙氣側入口通過管道連接；

煤摻石油焦的冷-熱-電-氣多能聯供系統的運行方法，基于上述煤摻石油焦的冷-熱-電-氣多能聯供系統實現，具體包括以下內容：

首先將原料煤和石油焦按一定的質量比比例從破碎機的原料入口進入，其中石油焦摻混比例不超過30％；經破碎機的出料口送入球磨機研磨，同時在球磨機中加入水和分散劑，制成濃度60％的水焦漿，之后將制成的水焦漿送入攪拌機，并在攪拌機中加入穩定劑防止其發生沉淀，然后將其送入濾漿器中進行過濾，過濾后的合格的水焦漿送入氣化爐，過濾出的尺寸較大的原料送回球磨機繼續研磨；