一种具有清洗功能的回收循环氨水余热的制冷制热系统的制作方法

本实用新型涉及焦化行业节能环保技术领域，特别涉及一种具有清洗功能的回收循环氨水余热的制冷制热系统。

背景技术：

煤焦化又称煤炭高温干馏，以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到950℃左右，经高温干馏产生焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。

生产过程中，从焦炉炭化室导出的荒煤气温度达650~700℃,必须冷却，荒煤气在桥管和集气管内的冷却，是用循环氨水通过喷头强烈喷洒进行的，当细雾状的氨水与煤气充分接触时，高温煤气放出大量显热，使氨水雾滴迅速升温和汽化，将煤气温度降到80~85℃，在上述过程中，荒煤气放出的总热量90%以上被循环氨水吸收，该系统中循环氨水携带的热量白白浪费，造成了能源的浪费。

来自焦炉的荒煤气与焦油和氨水沿吸煤气管道至气液分离器，气液分离后荒煤气进入横管初冷器分冷却，上段用循环水，下段用低温水将煤气冷却至21~22℃，由横管初冷器下部排出的煤气，进入电捕焦油器，除掉煤气中夹带的焦油雾后，再由煤气鼓风机压送至下一个工段，此系统中的初冷器下段需要大量23~16℃工艺冷水，通常是采用蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组，通过消耗蒸汽热源，实现制取23~16℃工艺冷水，以满足荒煤气的冷却需要。

为此，申请人在申请号为cn201920959270.3的专利中提出了一种焦炉荒煤气余热回收利用系统，对循环氨水余热进行回收，并对初冷器中的高、中、低品位的焦炉荒煤气余热的梯级高效回收利用，可回收焦炉荒煤气的90%以上的热量，通过溴化锂吸收式热泵加热纯水用于余热锅炉供水或采暖水使用，减少了能源的消耗。但是由于循环氨水的特性，其中会混有焦油，当溴化锂机组工作一段时间之后，难免在其再生器的传热管内壁附着焦油等污垢物，会造成传热管换热性能下降，系统制热能力下降，给用户带来不良的影响。

因此，如何有效解决由于杂质或焦油附着传热管，造成传热管换热性能下降，导致系统制热能力下降的问题是当前急需解决的课题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有的焦炉荒煤气余热回收利用系统中，溴化锂吸收式工作一段时间后，传热管内壁会附着杂质或焦油等污垢物，会造成传热管换热性能下降，换热效果不好，系统制热能力下降的技术问题，提供一种具有清洗功能的回收循环氨水余热的制冷制热系统，增设有清洗管线，可利用蒸氨蒸馏塔的蒸氨废水清除传热管内焦油等物质，提高系统清洁度，增强换热效果，并做到高效回收蒸氨废水余热，同时系统能够实现制冷制热功能。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种具有清洗功能的回收循环氨水余热的制冷制热系统，包括焦炉、上升管、桥管、集气管、气液分离器、初冷器、机械化氨水澄清槽、循环氨水槽、循环氨水泵和溴化锂吸收式机组，所述桥管、集气管、气液分离器、机械化氨水澄清槽、循环氨水槽、循环氨水泵和溴化锂吸收式机组通过管路依次连接构成氨水循环管路，所述循环氨水泵通过高温循环氨水进水管连接至溴化锂吸收式机组再生器传热管入口，再生器传热管出口通过低温循环氨水出水管连接至桥管，所述高温循环氨水进水管上设有阀门，所述低温循环氨水出水管上设有循环氨水泵，系统中增设有清洗管线，清洗管线入水管连接至高温循环氨水进水管，清洗管线出水管与低温循环氨水出水管连通，清洗管线上设有清洗阀门，所述清洗管线入水管接通清洗水源，清洗管线出水管连通废水收集槽。

进一步地，所述清洗管线入水管接通氨水蒸馏塔的蒸氨废水出口。

进一步地，所述清洗管线出水管连通焦油槽。

进一步地，所述高温循环氨水进水管和低温循环氨水出水管之间并联有循环氨水备用管路，所述循环氨水备用管路上设有阀门。

进一步地，所述高温循环氨水进水管上安装有低阻力过滤装置，所述蒸氨废水清洗管线入水管连接在循环氨水泵和低阻力过滤装置之间的管路上。

进一步地，所述溴化锂吸收式机组通过冷却水循环管路与冷却装置连接，冷却水循环管路上设置有冷却水循环泵，所述溴化锂吸收式机组通过循环水管路分别与初冷器和采暖水箱连接，循环水管路上相应的设置有冷水阀门和采暖水阀门。

进一步地，所述溴化锂吸收式机组至少有两台。

进一步地，所述再生器是采用耐氨水腐蚀材料换热管的再生器。

与现有技术相比，本实用新型具有清洗功能的回收循环氨水余热的制冷制热系统直接回收循环氨水余热，实现循环氨水余热的高效回收，夏季制冷冬季供暖，同时具有清洗功能，能够解决焦油结垢，增强换热效果，其有益效果如下：

（1）本实用新型具有清洗功能的回收循环氨水余热的制冷制热系统增设清洗管线，利用高温蒸氨废水清除附着在溴化锂机组再生器传热管上的焦油等附着物，实现过滤功能，提高系统清洁度，增强换热效果，提高制冷制热能力，同时做到高效回收蒸氨废水余热，节约能源。

（2）本实用新型具有清洗功能的回收循环氨水余热的制冷制热系统设置有循环氨水备用管路，通过设置在循环氨水管路上和循环氨水备用管路上的阀门切换，实现余热利用系统和原有系统的切换功能，从而保障余热系统和焦化系统检修的使用要求。

（3）本实用新型具有清洗功能的回收循环氨水余热的制冷制热系统高温循环氨水进水管上安装有低阻力过滤装置，可有效过滤循环氨水和蒸氨废水中的固体大颗粒物，保证固体大颗粒物不能进入到溴化锂吸收式机组。

附图说明

图1为本实用新型一种具有清洗功能的回收循环氨水余热的制冷制热系统的流程示意图。

图中：1.焦炉，2.上升管，3.桥管，4.集气管，5.气液分离器，6.初冷器，7.机械化氨水澄清槽，8.油品库，9.循环氨水槽，10.剩余氨水槽，11.循环氨水泵，12.低阻力过滤装置，13.阀门，14.氨水泵，15.溴化锂吸收式机组，16.冷却水循环泵，17.冷水阀门，18.冷却装置，19.采暖水阀门，20.采暖水箱，21.氨水蒸馏塔，22.清洗阀门，23.焦油槽，24.清洗管线入水管，25.清洗管线出水管，26.高温循环氨水进水管，27.低温循环氨水出水管,28.循环氨水备用管路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明，但本实用新型并不局限于具体实施例。

如图1所示为本实用新型一种具有清洗功能的回收循环氨水余热的制冷制热系统，包括焦炉1、上升管2、桥管3、集气管4、气液分离器5、初冷器6、机械化氨水澄清槽7、循环氨水槽9、循环氨水泵11和溴化锂吸收式机组15，桥管3、集气管4、气液分离器5、机械化氨水澄清槽7、循环氨水槽9、循环氨水泵11和溴化锂吸收式机组15通过管路依次连接构成氨水循环管路，循环氨水泵11通过高温循环氨水进水管26连接至溴化锂吸收式机组再生器传热管入口，再生器传热管出口通过低温循环氨水出水管27连接至桥管3，再生器采用耐氨水腐蚀材料换热管的再生器，高温循环氨水进水管26上设有低阻力过滤装置12和阀门13，低温循环氨水出水管27上设有氨水泵14，高温循环氨水进水管26和低温循环氨水出水管27之间并联有循环氨水备用管路28，循环氨水备用管路28上设有阀门13，通过设置在循环氨水管路上和循环氨水备用管路28上的阀门13切换，实现余热利用系统和原有系统的切换功能，从而保障余热系统和焦化系统检修的使用要求，机械化氨水澄清槽7通过管路与油品库8连接，循环氨水槽9通过管路与剩余氨水槽10连接。

本实用新型系统中增设有清洗管线，清洗管线入水管24连接在循环氨水泵11和低阻力过滤装置12之间的高温循环氨水进水管26上，低阻力过滤装置12能够有效对循环氨水和蒸氨废水中的固体大颗粒物过滤，保证固体大颗粒物不能进入到溴化锂吸收式机组15，清洗管线出水管25与低温循环氨水出水管27连通，清洗管线上设有清洗阀门22，清洗管线入水管24接通氨水蒸馏塔21的蒸氨废水出口，清洗管线出水管25连通焦油槽23。蒸氨废水的温度大概在75-90℃，利用高温的蒸氨废水清除附着在溴化锂吸收式机组再生器传热管上的焦油等附着物，能够实现在线过滤功能，提高系统清洁度，增强换热效果，提高制冷制热能力，同时做到高效回收蒸氨废水余热，节约能源。

溴化锂吸收式机组15通过冷却水循环管路与冷却装置18连接，冷却水循环管路上设置有冷却水循环泵16，溴化锂吸收式机组15通过循环水管路分别与初冷器6和采暖水箱20（热水罐）连接，循环水管路上相应的设置有冷水阀门17和采暖水阀门19。

溴化锂吸收式机组15还可以通过循环水管路与低温水管网相连，低温水管网再通过管路连接到初冷器，溴化锂吸收式机组15制取的低温冷水主要用于初冷器的冷却，还有少部分用于到其他冷却系统中。

溴化锂吸收式机组15至少设有两台，避免其中一台机组出现故障可以及时进行切换。

本实用新型具有清洗功能的回收循环氨水余热的制冷制热系统的工作原理为：从上升管导出的荒煤气温度达650-750℃左右，循环氨水在桥管3和集气管4内喷洒，将煤气温度降到70-90℃左右，再进入初冷器6冷却，循环氨水吸收大部分热量，温度升至65-90℃左右，进入机械化澄清槽7中降温并与焦油分离，分离后的焦油进入到油品库8，循环氨水进入到循环氨水槽9，补充氨水少量损失后进入到剩余氨水槽10中，其余氨水通过循环氨水泵11直接泵入溴化锂吸收式机组15的再生器中，溴化锂吸收式机组15回收循环氨水中的热量，以其为驱动热源，经溴化锂吸收式机组15吸热后的循环氨水降温后泵入桥管3循环喷洒冷却荒煤气，溴化锂吸收式机组15冷水入水温度为20~25℃，制冷后温度为15~20℃，产生的冷水并入到低温水官网，主要用于初冷器6的冷却。

溴化锂吸收式机组15制冷原理采用蒸发，吸收，再生，冷凝四个过程，每个过程可以采用单段式或者多段式。

溴化锂吸收式机组制冷过程如下：冷水阀门17打开，采暖水阀门19关闭，机组内部的再生器中溴化锂溶液在被循环氨水加热后，溴化锂溶液中的水在负压环境下蒸发，再生器中溴化锂溶液自身浓度升高，被称之为浓溶液，再生器内溴化锂溶液蒸发出的水蒸汽通过栅板进入冷凝器；在冷凝器中，通过外部循环冷却水冷凝降温后变为液态水，通过机组内部的冷剂水泵泵入至蒸发器；在接近6mm汞柱左右压力条件下蒸发，液态水沸腾，转变为气态水，需要吸收大量潜热，将初冷器通入蒸发器内的冷水热量吸收，从而实现初冷器冷却功能；蒸发器内部的蒸发蒸汽进入吸收器，再生器中溴化锂浓溶液依靠压力差流入吸收器，通过吸收器内部的喷淋装置喷淋，吸收来自蒸发器内部的蒸发蒸汽，此吸收过程产生溶解热，需要外部冷却水冷却以保证吸收过程顺利进行，溴化锂浓溶液吸水后，浓度降低，为保证系统持续制冷运行，将其通过内部溶液泵泵入再生器再生以再次提高其浓度，实现整个往复循环。

溴化锂吸收式机组制热过程如下：采暖水阀门19打开，冷水阀门17关闭，系统内部冷暖切换阀进行切换以及控制模式切换进行循环氨水余热回收供暖运转模式，该模式工作过程为循环氨水余热进入再生器加热来自蒸发器循环滴淋的冷剂水，系统内部为负压环境，冷剂水被加热后变为冷剂蒸汽，冷剂蒸汽通过系统内部冷暖切换阀进入蒸发器，在蒸发器中冷剂蒸汽与传热管内（循环水管路）的热水进行换热制取供暖热水，从而实现循环氨水回收供暖模式运转。

本实用新型一种具有清洗功能的回收循环氨水余热的制冷制热系统，通过循环氨水余热回收实现夏季制冷、冬季供暖，一方面实现荒煤气显热高效安全回收，另一方面还能对现有生产工艺改善、提高产能，主要表现如下：①能够降低焦炉桥管和集气管喷洒循环氨水的温度，提高循环氨水作为吸热介质雾化时吸收高温荒煤气显热的热量；②能够降低初冷器前粗煤气温度（降低2~4℃），减轻初冷器冷却负荷以及电捕负荷，工艺循环水量减少,塔阻减小；③电捕后煤气中焦油含量明显下降，焦油产率增加；④改善冷鼓风机运行工况。可完全满足焦化工艺冷需求，冬季冷负荷减弱时，可通过机组内专有的换热技术，对外供暖，冬季供暖不但可满足厂区供暖，还有很大富余，可向厂区外供暖；另一方面对焦化工艺有较大改善，经济效益显著，节省蒸汽，大幅减低碳化物和硫化物以及氮氧化物的排放，节能环保低碳。

以上内容是结合优选技术方案对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定实用新型的具体实施仅限于这些说明。对本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本实用新型的保护范围。