本实用新型涉及一种焦化厂超净排放冷热联产系统。
背景技术：
能源是社会发展的重要物质基础，我国面对的能源问题主要体现在能源利用效率低、经济效益差、能源消费迅速增长、生态环境压力明显等方面。国家在“十一五”发展规划中，明确提出将节能减排作为一项长期的战略任务，在后续的发展规划中，不断提高和量化节能减排指标及加大财政投入。
焦炉是能量转换装置中高效率的热工设备，净效率高达87％～89％。这是因为炼焦过程不仅是一个较完善的能量转换过程，能产生优质的二次能源，而且焦炉本体设备经过一百余年的不断改进，在煤气燃烧、烟气热量利用、绝热等方面均较完善。但这并不能说明它没有节能的余地了。
高效回收利用在炼焦过程中产生的余热资源是资源节约、环境友好的绿色焦化厂节能的主要方向和潜力所在，也是提高效率的主要途径之一。目前，已有的节能措施主要有：1、充分回收利用焦炉输出热；2、深入推广干熄焦技术，充分回收利用红焦余热；3、研发荒煤气余热的回收利用；4、焦炉烟道气余热的回收利用。
以上措施，均从某一方面，对焦炉的余热回收进行了研究，没有深入研究焦化厂能源的优化配置，因此不能实现节能的最大化和全面化。另外，现有的节能措施，对环保方面的研究有所欠缺，且目前环保产品往往增加耗能，不具备节能特性。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是为了克服现有技术中的焦炉的余热回收措施的节能效率低且不兼具环保效果的缺陷，而提供一种焦化厂超净排放冷热联产系统。
本实用新型通过以下技术方案解决上述技术问题：
本实用新型提供了一种焦化厂超净排放冷热联产系统，包括：
脱硝装置，所述脱硝装置具有脱硝烟气进口、脱硝烟气出口，烟气从所述脱硝烟气进口进入所述脱硝装置内并从所述脱硝烟气出口排出；
余热锅炉，所述余热锅炉具有锅炉烟气进口、锅炉烟气出口、锅炉冷源进口、锅炉冷源出口，所述锅炉烟气进口、锅炉烟气出口之间通过锅炉烟气管道相连通，所述锅炉冷源进口、锅炉冷源出口之间通过锅炉冷源管道相连通，所述锅炉烟气管道中的烟气与所述锅炉冷源管道中的工质进行热交换，锅炉烟气进口与脱硝烟气出口相连通；
吸收塔，所述吸收塔具有吸收塔烟气进口、吸收塔烟气出口、吸收塔溶液进口、吸收塔溶液出口，所述吸收塔烟气进口与所述锅炉烟气出口相连通，所述吸收塔烟气进口位于所述吸收塔的下部并排放所述烟气进入所述吸收塔的内部，所述吸收塔烟气出口位于所述吸收塔的上部并排放所述烟气至外部，所述吸收塔溶液进口位于所述吸收塔的上部并向所述吸收塔内喷射吸湿溶液，所述吸收塔溶液出口位于所述吸收塔的下部并排出所述吸湿溶液；
再生器，所述再生器具有再生器溶液进口、再生器溶液出口、二次蒸汽出口，所述再生器溶液进口与所述吸收塔溶液出口相连通，所述再生器溶液出口与所述吸收塔溶液进口相连通，所述二次蒸汽出口将所述吸湿溶液加热蒸发出的二次蒸汽排出。
较佳地，所述焦化厂超净排放冷热联产系统还包括至少一个换热器，所述锅炉烟气出口和/或所述二次蒸汽出口与至少一个所述换热器相连通并热交换。
较佳地，所述吸收塔还具有吸收塔冷源进口、吸收塔冷源出口，所述吸收塔冷源进口、吸收塔冷源出口之间通过吸收塔冷源管道相连通，所述吸收塔冷源管道内的工质与所述吸收塔的内部的工质进行热交换。
较佳地，所述吸收塔冷源出口与至少一个换热器相连通并热交换。
较佳地，所述再生器还具有再生器热源进口、再生器热源出口，所述再生器热源进口与所述再生器热源出口之间通过再生器热源管道相连通，所述再生器热源管道内的工质与所述再生器的内部的工质进行热交换，所述再生器热源进口与所述锅炉冷源出口相连通。
较佳地，所述再生器热源出口与至少一个换热器相连通并热交换。
较佳地，所述焦化厂超净排放冷热联产系统还包括吸收式制冷机组，所述吸收式制冷机组与至少一个所述换热器相连通并热交换。
较佳地，所述焦化厂超净排放冷热联产系统还包括：
第一换热器，所述第一换热器位于所述锅炉烟气出口与所述吸收塔烟气进口之间，所述第一换热器具有第一烟气进口、第一烟气出口、第一冷源进口、第一冷源出口，所述第一烟气进口、第一烟气出口之间通过第一烟气管道相连通，所述第一冷源进口、第一冷源出口之间通过第一冷源管道相连通，所述第一烟气管道内的烟气与所述第一冷源管道内的工质进行热交换，所述锅炉烟气出口与所述第一烟气进口相连通，所述第一烟气出口与所述吸收塔烟气进口相连通；
第二换热器，所述第二换热器具有第二冷源进口、第二冷源出口、第二热源进口、第二热源出口，所述第二冷源进口、第二冷源出口之间通过第二冷源管道相连通，所述第二热源进口、第二热源出口之间通过第二热源管道相连通，所述第二冷源管道内的工质与所述第二热源管道内的工质进行热交换，所述第二热源进口与所述二次蒸汽出口相连通，所述第二热源出口与外部管路相连通，所述第二冷源进口、第二冷源出口、第一冷源出口之间相互连通；
第三换热器，所述第三换热器具有第三冷源进口、第三冷源出口、第三热源进口、第三热源出口，所述第三冷源进口、第三冷源出口之间通过第三冷源管道相连通，所述第三热源进口、第三热源出口之间通过第三热源管道相连通，所述第三冷源管道内的工质与所述第三热源管道内的工质进行热交换，所述第三热源进口与所述二次蒸汽出口相连通，所述第三热源出口与所述第二热源出口相连通，所述第三冷源进口、第三冷源出口均与所述外部管路相连通。
较佳地，所述吸收塔还具有吸收塔冷源进口、吸收塔冷源出口，所述吸收塔冷源进口、吸收塔冷源出口之间通过吸收塔冷源管道相连通，所述吸收塔冷源管道的工质与所述吸收塔的内部的工质进行热交换；
所述再生器还具有再生器热源进口、再生器热源出口，所述再生器热源进口与所述再生器热源出口之间通过再生器热源管道相连通，所述再生器热源管道内的工质与所述再生器的内部的工质进行热交换，所述再生器热源进口与所述锅炉冷源出口相连通；
所述焦化厂超净排放冷热联产系统还包括第四换热器，所述第四换热器具有第四冷源进口、第四冷源出口、第四热源进口、第四热源出口，所述第四冷源进口、第四冷源出口之间通过第四冷源管道相连通，所述第四热源进口、第四热源出口之间通过第四热源管道相连通，所述第四冷源管道内的工质与所述第四热源管道内的工质进行热交换，所述第四热源进口与所述再生器热源出口相连通，所述第四热源出口与所述外部管路相连通，所述第四冷源进口与所述吸收塔冷源出口相连通，所述第四冷源出口与所述第三冷源进口相连通。
较佳地，所述焦化厂超净排放冷热联产系统还包括吸收式制冷机组，所述吸收式制冷机组具有制冷机组热源进口、制冷机组热源出口、制冷机组冷冻水进口、制冷机组冷冻水出口，所述制冷机组热源进口、制冷机组热源出口之间通过制冷机组热源管道相连通，所述制冷机组冷冻水进口、制冷机组冷冻水出口之间通过冷冻水管道相连通，所述冷冻水管道内的冷冻水与所述制冷机组热源管道内的工质进行热交换，所述制冷机组冷冻水进口、制冷机组冷冻水出口与所述外部管道相连接，所述制冷机组热源进口与所述第一冷源出口相连通，所述制冷机组热源出口与所述第一冷源进口相连通。
较佳地，所述焦化厂超净排放冷热联产系统还包括脱硝装置，所述脱硝装置具有脱硝烟气进口、脱硝烟气出口，所述脱硝烟气出口与所述锅炉烟气进口相连通，所述烟气从所述脱硝烟气进口进入所述脱硝装置内并从所述脱硝烟气出口排出。
较佳地，所述焦化厂超净排放冷热联产系统还包括加热器，所述加热器包括焦炉烟气进口、焦炉烟气出口、加热源进口、加热源出口，所述焦炉烟气进口、焦炉烟气出口之间通过焦炉烟气管道相连通，所述加热源进口、加热源出口之间通过加热源管道相连通，所述焦炉烟气管道内的烟气与所述加热源管道内的工质进行热交换，所述焦炉烟气出口与所述脱硝烟气进口相连通。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。
本实用新型的积极进步效果在于：
该焦化厂超净排放冷热联产系统，通过配置余热锅炉、吸收塔、再生器等装置，深度回收并高效利用焦化炉烟气的余热，还兼具烟气超净排放的环保效益，保证了全年的节能环保收益。
附图说明
图1为本实用新型焦化厂超净排放冷热联产系统的示意图。
附图标记说明
余热锅炉1
锅炉烟气进口11
锅炉烟气出口12
锅炉冷源进口13
锅炉冷源出口14
吸收塔2
吸收塔烟气进口21
吸收塔烟气出口22
吸收塔溶液进口23
吸收塔溶液出口24
吸收塔冷源进口25
吸收塔冷源出口26
再生器3
再生器溶液进口31
再生器溶液出口32
二次蒸汽出口33
再生器热源进口34
再生器热源出口35
吸收式制冷机组4
制冷机组热源进口41
制冷机组热源出口42
制冷机组冷冻水进口43
制冷机组冷冻水出口44第一换热器5
第一烟气进口51
第一烟气出口52
第一冷源进口53
第一冷源出口54
第二换热器6
第二冷源进口61
第二冷源出口62
第二热源进口63
第二热源出口64
第三换热器7
第三冷源进口71
第三冷源出口72
第三热源进口73
第三热源出口74
第四换热器8
第四冷源进口81
第四冷源出口82
第四热源进口83
第四热源出口84
脱硝装置9
脱硝烟气进口91
脱硝烟气出口92
加热器10
焦炉烟气进口101
焦炉烟气出口102
加热源进口103
加热源出口104
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
如图1所示为本实用新型所提供的焦化厂超净排放冷热联产系统，包括余热锅炉1、吸收塔2、再生器3，余热锅炉1具有锅炉烟气进口11、锅炉烟气出口12、锅炉冷源进口13、锅炉冷源出口14，锅炉烟气进口11、锅炉烟气出口12之间通过锅炉烟气管道相连通，锅炉冷源进口13、锅炉冷源出口14之间通过锅炉冷源管道相连通，锅炉烟气管道中的烟气与锅炉冷源管道中的工质进行热交换；吸收塔2具有吸收塔烟气进口21、吸收塔烟气出口22、吸收塔溶液进口23、吸收塔溶液出口24，吸收塔烟气进口21与锅炉烟气出口12相连通，吸收塔烟气进口21位于吸收塔2的下部并排放烟气进入吸收塔2的内部，吸收塔烟气出口22位于吸收塔2的上部并排放烟气至外部，吸收塔溶液进口23位于吸收塔2的上部并向吸收塔2内喷射吸湿溶液，吸收塔溶液出口24位于吸收塔2的下部并排出吸湿溶液；再生器3具有再生器溶液进口31、再生器溶液出口32、二次蒸汽出口33，再生器溶液进口31与吸收塔溶液出口24相连通，再生器溶液出口32与吸收塔溶液进口23相连通，二次蒸汽出口33将吸湿溶液加热蒸发出的二次蒸汽排出。
余热锅炉1将焦化炉烟气的余热进行回收后，烟气进入吸收塔2中，烟气的余热传递给锅炉冷源管道内的工质，比如冬季供暖水、全年锅炉用水、生活用水及生产用水等。烟气从吸收塔烟气进口21进入吸收塔2内，从下向上运行，与从吸收塔溶液进口23进入并从上方下落的吸湿溶液逆流传热传质，吸湿溶液起到深度除尘、脱气溶胶的作用。烟气经吸收塔烟气出口22排出系统，此时排出的烟气的余热已回收且已通过吸湿溶液深度净化，实现了超净排放的同时，也实现了余热回收。吸湿溶液经过烟气后，吸收了烟气中的水蒸气，浓溶液被稀释为稀溶液，并从吸收塔溶液出口24、再生器溶液进口31流入再生器3中。稀溶液在再生器3中加热并蒸发出二次蒸汽，稀溶液再次变成浓溶液，并从再生器溶液出口32、吸收塔溶液进口23进入吸收塔2中，实现了吸湿溶液的循环。
余热锅炉1采用翅片管和热管相结合的翅片管-热管式余热锅炉，即在露点温度以上用翅片管换热(一次换热)，在容易发生露点腐蚀温度的部位用热管(二次换热)，合理的换热设计和壁温设计，可提高换热系数，同时解决低温露点腐蚀的问题。
在烟气进入余热锅炉1之前，还需要进行脱硝处理，因此，在余热锅炉1之前还设置了脱硝装置9，烟气先经过脱硝装置9脱硝后再进入余热锅炉1中。具体而言，脱硝装置9具有脱硝烟气进口91、脱硝烟气出口92，脱硝烟气出口92与锅炉烟气进口11相连通，烟气从脱硝烟气进口91进入脱硝装置9内并从脱硝烟气出口92排出。
烟气在进行脱硝处理时需达到较高的温度，为了保证脱硝效果，在烟气进入脱硝装置9前，需先在加热器10中进行加热。具体而言，加热器10包括焦炉烟气进口101、焦炉烟气出口102、加热源进口103、加热源出口104，焦炉烟气进口101、焦炉烟气出口102之间通过焦炉烟气管道相连通，加热源进口103、加热源出口104之间通过加热源管道相连通，焦炉烟气管道内的烟气与加热源管道内的工质进行热交换，焦炉烟气出口102与脱硝烟气进口91相连通。为了节能及综合利用，可利用焦化炉荒煤气余热加热烟气，即焦化炉荒煤气从加热源进口103进入加热源管道中，并加热源出口104排出，加热源管道中的荒煤气与焦炉烟气管道内的烟气进行热交换，将烟气的温度提升。加热器10可为板翅式换热器、热管换热器或板式换热器等。
上述系统可根据实际需求，在各个位置设置多个换热器，如在锅炉烟气出口12与吸收塔烟气进口21之间可设置换热器，如在二次蒸汽出口33处可设置一个或多个换热器。换热器可为板翅式换热器、热管换热器、板式换热器等。
进入吸收塔2中的烟气仅仅释放了显热，实际上烟气内还有汽化潜热可以回收，为了进一步提高余热回收率，可在吸收塔2内设置换热设施，使烟气的潜热也得以回收。具体而言，吸收塔2还具有吸收塔冷源进口25、吸收塔冷源出口26，吸收塔冷源进口25、吸收塔冷源出口26之间通过吸收塔冷源管道相连通，吸收塔冷源管道内的工质与吸收塔2的内部的工质进行热交换。除在吸收塔2内设置换热设施，还可将吸收塔冷源出口26与一个或多个换热器相连通并热交换，实现余热的全方位回收。
同时，吸湿溶液进入再生器3中，再生器3内也设置换热设施，使经余热锅炉1换热后产生的蒸汽进入再生器3中并与再生器3内的溶液进行热交换。具体而言，再生器3还具有再生器热源进口34、再生器热源出口35，再生器热源进口34与再生器热源出口35之间通过再生器热源管道相连通，再生器热源管道内的工质与再生器3的内部的工质进行热交换，再生器热源进口34与锅炉冷源出口14相连通。除在再生器3内设置换热设施，还可将再生器热源出口35与一个或多个换热器相连通并热交换，实现余热的全方位回收。
余热锅炉1的产生的蒸汽具有较高品位，可直接用作再生器3的再生热源，因此，将再生器热源进口34与锅炉冷源出口14相连通，可进一步提高能源利用率。
换热器的冷源经加热后可用于冬季供暖水、全年锅炉用水、生活用水及生产用水等。除此以外，换热器还可与吸收式制冷机组4相连通，主要用于满足厂区夏季制冷的需求。
上述换热器的组合的一种具体方案如下：
焦化厂超净排放冷热联产系统包括第一换热器5、第二换热器6、第三换热器7，第一换热器5位于锅炉烟气出口12与吸收塔烟气进口21之间，第一换热器5具有第一烟气进口51、第一烟气出口52、第一冷源进口53、第一冷源出口54，第一烟气进口51、第一烟气出口52之间通过第一烟气管道相连通，第一冷源进口53、第一冷源出口54之间通过第一冷源管道相连通，第一烟气管道内的烟气与第一冷源管道内的工质进行热交换，锅炉烟气出口12与第一烟气进口51相连通，第一烟气出口52与吸收塔烟气进口21相连通；
第二换热器6具有第二冷源进口61、第二冷源出口62、第二热源进口63、第二热源出口64，第二冷源进口61、第二冷源出口62之间通过第二冷源管道相连通，第二热源进口63、第二热源出口64之间通过第二热源管道相连通，第二冷源管道内的工质与第二热源管道内的工质进行热交换，第二热源进口63与二次蒸汽出口33相连通，第二热源出口64与外部管路相连通，第二冷源进口61、第二冷源出口62、第一冷源出口54之间相互连通；
第三换热器7具有第三冷源进口71、第三冷源出口72、第三热源进口73、第三热源出口74，第三冷源进口71、第三冷源出口72之间通过第三冷源管道相连通，第三热源进口73、第三热源出口74之间通过第三热源管道相连通，第三冷源管道内的工质与第三热源管道内的工质进行热交换，第三热源进口73与二次蒸汽出口33相连通，第三热源出口74与第二热源出口64相连通，第三冷源进口71、第三冷源出口72均与外部管路相连通。
通过第一换热器5、第二换热器6、第三换热器7，对锅炉烟气出口12、二次蒸汽出口33的位置的余热进行了全面回收，且换热器之间相互连通，使每个换热器均设有旁路，增加了系统的安全性。
第四换热器8用于回收吸收塔2、再生器3内的热量，第四换热器8具有第四冷源进口81、第四冷源出口82、第四热源进口83、第四热源出口84，第四冷源进口81、第四冷源出口82之间通过第四冷源管道相连通，第四热源进口83、第四热源出口84之间通过第四热源管道相连通，第四冷源管道内的工质与第四热源管道内的工质进行热交换，第四热源进口83与再生器热源出口35相连通，第四热源出口84与外部管路相连通，第四冷源进口81与吸收塔冷源出口26相连通，第四冷源出口82与第三冷源进口71相连通。
通过第一换热器5、第二换热器6、第三换热器7、第四换热器8，高效回收利用焦炉烟气余热，充分利用厂内其他余热，无一次能源投入，实现烟气超低排放环保效益，保证了全年节能环保收益。
吸收式制冷机组4与上述其中一个或多个换热器相连通，可满足厂区夏季制冷的需求。吸收式制冷机组4的一种具体方案如下：吸收式制冷机组4具有制冷机组热源进口41、制冷机组热源出口42、制冷机组冷冻水进口43、制冷机组冷冻水出口44，制冷机组热源进口41、制冷机组热源出口42之间通过制冷机组热源管道相连通，制冷机组冷冻水进口43、制冷机组冷冻水出口44之间通过冷冻水管道相连通，冷冻水管道内的冷冻水与制冷机组热源管道内的工质进行热交换，制冷机组冷冻水进口43、制冷机组冷冻水出口44与外部管道相连接，制冷机组热源进口41与第一冷源出口54相连通，制冷机组热源出口42与第一冷源进口53相连通。吸收式制冷机组4实际上不局限于与第一换热器5、第二换热器6相连通，也可以与其它换热器相连通。
本实用新型不局限于上述实施方式，不论在其形状或结构上作任何变化，均落在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的，本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。