荒煤气与干熄焦余热发电联合循环技术的制作方法

本发明涉及工业节能技术，具体是荒煤气与干熄焦余热发电联合循环技术。

技术背景

在节能减排推动下，现行的焦炉行业，干熄焦余热发电工艺已基普及，并且是焦化产业的主要热电联产平台，既承担着焦化生产的自身热电供给，也担负着焦化生产的对外清洁热电输出及平衡。

然而，作为焦炉副产品的荒煤气，由焦炉炭化室输入上升管时温度高达700℃，上升管输出时喷洒大量70～75℃氨水并汽化吸热，使荒煤气温度降至80～85℃，再进入后序煤化工产品的回收加工。这样，既存在氨水和水资源的过度消耗，更造成了荒煤气热能的严重浪费。

焦炉生产热平衡得知：焦炉炭化室推出的950℃～1050℃红焦带出的显热占焦炉支出热的37％；650℃～750℃焦炉荒煤气带出热占焦炉支出热的36％；180℃～230℃焦炉烟道废气带出热占焦炉支出热的16％；炉体表面热损失占焦炉支出热的11％。在占焦炉支出热最多的前两项中，对焦炭带出的显热已有成熟的干熄焦装置回收并发电，而对焦化荒煤气带出的显热时至今日仍未进入工业化利用。

国内外焦化行业针对焦炉荒煤气余热利用，已有较长时间的技术摸索和形式多样的工程实践，但结果是虽有成绩却投入大产出低；分析原因得知：长期以来，虽然对焦炉荒煤气余热利用所使用的工艺及技术五花八门，但共同点是均为低温低压工艺参数的低效余热利用，即水蒸汽参数压力＜1.6mpa、温度＜200℃，荒煤气输入平均温度约700℃、输出平均温度约520℃。

焦炉荒煤气成份，除煤气物质组成外，主要还有高温蒸发形成的液固性气体物质，以及大量煤尘与焦粉杂质；其主要冷却凝结物质的含量：水蒸汽较多、焦油蒸汽80-120克/标立方、粗笨蒸汽30-35克/标立方、萘蒸汽6克/标立方、硫化氢蒸汽0.5-1.5克/标立方。

煤焦油标态沸点380℃并具有粘性，焦炉荒煤气遇冷，煤焦油蒸汽则在上升管及其换热管束表面凝结，并粘煤尘及焦粉等其他物质结焦垢并转化为积炭。这是造成上升管及其换热管束积炭阻塞的主要原因。

以上总结得知，焦炉荒煤气余热利用须解决的主要问题是：其一弥补缺乏工质低温预热短板，其二优化高中参数工艺技术及穷力提高上升管换热管束壁温，为焦炉荒煤气余热高效利用的正确途径。

因此，如何立足焦化生产设施，优化干熄焦余热发电工艺设备，创新焦炉荒煤气余热利用新工艺、新技术，充分提高余热利用率，是本发明的研究目标。

技术实现要素：

本发明的思想是：取干熄焦高中参数余热锅炉热水，补充上升管换热器系饱和汽水循环，使上升管换热器系管束外部壁温设法提升并尽力接近煤焦油沸点温度，预防上升管换热器系管束结焦垢阻塞及保证荒煤气流通，上升管换热器系所产生的高中参数过热蒸汽返供干熄焦余热发电系统使用。这样，既扩大焦炉荒煤气温度利用区间及提高余热利用率，又借助与嫁接干熄焦余热发电系统，使荒煤气余热利用高参数、高效率、少占地及低投入。

本发明的荒煤气与干熄焦余热发电联合循环技术，主要特征是：由干熄焦余热锅炉过热汽导管、干熄焦余热锅炉汽包、干熄焦余热锅炉热水导管、热水分配导管、汽包、下降热水管、上升管蒸发器系、上升汽水管、饱和汽导管、上升管过热器系、过热汽导管等构成；所述的干熄焦余热锅炉热水导管与热水分配导管连接；所述的热水分配导管一端与干熄焦余热锅炉汽包连接；所述的热水分配导管另一端与汽包连接；所述的汽包热水输出端与下降热水管输入端连接，所述的下降热水管输出端与上升管蒸发器系输入端连接；所述的上升管蒸发器系输出端与上升汽水管输入端连接；所述的上升汽水管输出端与汽包汽水输入端连接；所述的汽包蒸汽输出端与饱和汽导管输入端连接；所述的饱和汽导管输出端与上升管过热器系输入端连接；所述的上升管过热器系输出端与过热汽导管输入端连接；所述的过热汽导管输出端与干熄焦余热锅炉过热汽导管连接。

进一步的是，所述的干熄焦余热锅炉过热汽导管或者是蒸汽压力参数＞3.25mpa、蒸汽温度＞425℃的任何蒸汽导管。

进一步的是，所述的干熄焦余热锅炉汽包或者是汽水压力参数＞3.5mpa、汽水温度＞240℃任何锅炉的汽包。

进一步的是，所述的干熄焦余热锅炉热水导管或者是热水压力参数＞3.6mpa、热水温度＞220℃以上任何锅炉的热水导管。

进一步的是，所述的下降热水管较长或者设置水动力装置作为循环动力补充。

本发明的有益效果是：认识及遵循焦炉荒煤气及煤焦油特性，充分利用焦化产业现有设施及设备，因地制宜发展焦炉荒煤气高中参数及高效余热利用。

附图说明：

图1本发明的示意图；

其中：干熄焦余热锅炉过热汽导管1、干熄焦余热锅炉汽包2、干熄焦余热锅炉热水导管3、热水分配导管4、汽包5、下降热水管6、上升管蒸发器系7、上升汽水管8、饱和汽导管9、上升管过热器系10、过热汽导管11。

具体实施方式：

下面结合图1对本发明做进一步分析；

如图1所示，本发明的荒煤气与干熄焦余热发电联合循环技术，主要由干熄焦余热锅炉过热汽导管1、干熄焦余热锅炉汽包2、干熄焦余热锅炉热水导管3、热水分配导管4、汽包5、下降热水管6、上升管蒸发器系7、上升汽水管8、饱和汽导管9、上升管过热器系10、过热汽导管11构成；干熄焦余热锅炉省煤器产生的热水，经干熄焦余热锅炉热水导管3及热水分配导管4，将热水分配及满足干熄焦余热锅炉汽包2和汽包5共同使用；汽包5的热水由下降热水管6供给上升管蒸发器系7，上升管蒸发器系7产生的汽水混合物由上升汽水管8输入汽包5；汽包5分离出的蒸汽由饱和汽导管9输入上升管过热器系10产生过热蒸汽；上升管过热器系10所产生的过热蒸汽由过热汽导管11输入干熄焦余热锅炉过热汽导管1供汽轮机或其他使用。

对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在应用上如有局部变动，不影响本发明主体及皆为本发明。本说明书内容不应理解为本发明的限制。

技术特征：

技术总结
本发明的荒煤气与干熄焦余热发电联合循环技术，主要由干熄焦余热锅炉过热汽导管1、干熄焦余热锅炉汽包2、干熄焦余热锅炉热水导管3、热水分配导管4、汽包5、下降热水管6、上升管蒸发器系7、上升汽水管8、饱和汽导管9、上升管过热器系10、过热汽导管11构成；干熄焦余热锅炉省煤器产生的热水，经干熄焦余热锅炉热水导管3及热水分配导管4满足干熄焦余热锅炉汽包2和汽包5；汽包5、下降热水管6、上升管蒸发器系7及上升汽水管8组成汽水循环；汽包5、饱和汽导管9、上升管过热器系10及过热汽导管11输出过热蒸汽。本发明的有益效果是：认识及遵循焦炉荒煤气及煤焦油特性，充分利用干熄焦余热发电工艺设施及设备，因地制宜发展焦炉荒煤气高中参数及高效余热利用。

技术研发人员：张智
受保护的技术使用者：北京鑫泽智慧节能动力科技有限公司
技术研发日：2017.07.24
技术公布日：2017.10.03