本发明涉及焦化行业节能环保技术领域，尤其涉及一种荒煤气余热用于真空碳酸钾脱硫的热水循环系统。
背景技术：
在回收净化炼焦煤气过程中，来自集气管的约80～84℃的荒煤气，须在初冷器中被冷却至20～22℃。初冷器一般采用横管间接初冷器，用工业循环水和低温水对荒煤气进行分段冷却。如有需要高温热水或采暖的用户，初冷器可采用上段、中段、下段三段结构，上段循环热水出初冷器温度可达75～78℃。
真空碳酸钾脱硫再生塔底温度需要保持在60℃左右，利用初冷器上段产生的高温热水，提供真空碳酸钾脱硫富液再生所需的热量，不仅可以回收利用荒煤气的余热，节省脱硫富液再生所需的蒸汽量，同时可减少荒煤气冷却所需的工业循环水量，是焦化行业煤气净化回收领域的一项重要节能环保措施。目前焦化行业初冷器上段高温热水用于真空碳酸钾脱硫的循环，普遍采用开式回路设计，高温热水在再沸器与再生塔底脱硫循环液换热后，返回初冷器上段之前，先进入循环中间槽，再泵送至初冷器上段与荒煤气换热。热水循环过程中热水位能没有得到充分利用，热水与大气有直接接触，存在热水挥发损失和氧气进入热水系统腐蚀设备和管路的问题。
专利号为cn101016485a的中国专利公开了一种“直接利用荒煤气余热为解吸热源的真空碳酸盐法煤气脱硫工艺及其设备”，其采用的是带有循环脱硫液槽的开式循环，并且是将脱硫液直接送入初冷器上段吸收荒煤气的余热，但由于脱硫液具有较强的腐蚀性，后期的维护费用和对生产的影响不容忽视，且开式循环存在势能损失和电能浪费的缺点。专利号为cn205842824u的中国专利公开了一种“焦化厂初冷器采暖水余热回收利用装置”，其采用的是带有采暖水池的敞开式循环，缺点是初冷器上段高温热水要进入趟开式的循环水池，并需要大功率的水泵来将循环水再次送入初冷器上段，这个过程中会有循环水的挥发损失，并且需要消耗大量电能来使循环水再次获得近40米的势能。
专利号为cn104787825a提出了一种“煤气初冷器余热蒸氨装置及余热蒸氨方法”，其采用的是以荒煤气余热为热源的负压蒸氨工艺，蒸氨废水从蒸氨塔底由蒸氨废水泵抽送至初冷器上段，与荒煤气换热后，返回蒸氨塔闪蒸以提供蒸氨的热量。这种以蒸氨废水为介质的开式循环工艺，对设备和管道的腐蚀较强，存在势能损失和电能浪费的缺点。
技术实现要素：
本发明提供了一种荒煤气余热用于真空碳酸钾脱硫的热水循环系统，采用闭式循环系统，能够避免初冷器上段高温热水敞开式循环所带来的循环水损失和势能损失，同时通过设置自动补水管路及通入压缩气体的膨胀水箱，避免了闭式循环过程中常见的水损失和压力不稳的问题，实现余热回收时的高效及节能目标。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种荒煤气余热用于真空碳酸钾脱硫的热水循环系统，包括由初冷器、热水供水管道、脱硫液再沸器、热水回水管道组成的闭式循环系统；所述初冷器的上段高温热水出口通过热水供水管道连接脱硫液再沸器的换热介质入口，脱硫液再沸器的换热介质出口通过热水回水管道连接初冷器的上段低温热水出口；所述脱硫液再沸器的脱硫液入口与脱硫液再生塔上部的脱硫液出口相连，脱硫液再沸器的脱硫液出口与脱硫液再生塔底部的脱硫液入口相连；热水回水管道上设热水循环泵；热水回水管道上还设有膨胀水箱，膨胀水箱的顶部设泄压阀，上部设压缩氮气入口，压缩氮气入口通过氮气管道连接外部压缩氮气气源，氮气管道上设氮气调压阀；膨胀水箱还设有液位计一。
所述热水循环泵与膨胀水箱之间的热水回水管道连接补水管道的一端，补水管道的另一端设软水入口，软水入口下游的补水管道上依次设有切断阀、补水箱和补水泵；其中，补水泵与膨胀水箱上的液位计一联锁控制；补水箱上设液位计二，液位计二与切断阀联锁控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)采用了一种严格意义上的闭式循环系统，和现有开式循环系统相比：能够避免开放环境(如循环中间槽、凉水塔、循环水池)造成的水损耗；避免氧气进入热水系统对设备和管路的腐蚀；减少了水的机械能损失，热水循环泵的功率只要能克服循环过程中的管道阻力即可，节约了大量的电能；
2)在采暖回水管道上设置膨胀水箱，用于吸收循环水受热后造成的体积膨胀，避免对循环水管路造成冲击；采用压缩氮气来维持膨胀水箱内的压力，避免膨胀水箱安放在循环管路顶端而造成的操作不便。
附图说明
图1是本发明所述一种荒煤气余热用于真空碳酸钾脱硫的热水循环系统的结构示意图。
图中：1.初冷器2.脱硫液再生塔3.热水循环泵4.膨胀水箱5.泄压阀6.氮气调压阀7.补水泵8.补水箱9.切断阀10.热水供水管道11.热水回水管道12.补水管道13.脱硫液再沸器14.液位计一15.液位计二
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，本发明所述一种荒煤气余热用于真空碳酸钾脱硫的热水循环系统，包括由初冷器1、热水供水管道10、脱硫液再沸器13、热水回水管道11组成的闭式循环系统；所述初冷器2的上段高温热水出口通过热水供水管道10连接脱硫液再沸器13的换热介质入口，脱硫液再沸器13的换热介质出口通过热水回水管道11连接初冷器2的上段低温热水出口；所述脱硫液再沸器13的脱硫液入口与脱硫液再生塔2上部的脱硫液出口相连，脱硫液再沸器13的脱硫液出口与脱硫液再生塔2底部的脱硫液入口相连；热水回水管道11上设热水循环泵3；热水回水管道11上还设有膨胀水箱4，膨胀水箱4的顶部设泄压阀5，上部设压缩氮气入口，压缩氮气入口通过氮气管道连接外部压缩氮气气源，氮气管道上设氮气调压阀6；膨胀水箱4还设有液位计一14。
所述热水循环泵3与膨胀水箱4之间的热水回水管道连接补水管道12的一端，补水管道12的另一端设软水入口，软水入口下游的补水管道12上依次设有切断阀9、补水箱8和补水泵7；其中，补水泵7与膨胀水箱4上的液位计一14联锁控制；补水箱8上设液位计二15，液位计二15与切断阀9联锁控制。
本发明所述一种荒煤气余热用于真空碳酸钾脱硫的热水循环系统中，高温热水在由初冷器1和脱硫液再沸器13、以及连通两者的热水供水管道10和热水回水管道11所组成的闭式循环系统内循环流动，不经过敞开的环境，不会泄压。
在热水回水管道11上设置有热水循环泵3，其用于为闭式循环系统中的高温热水提供能量以克服管路阻力，由于在闭式循环系统中高温热水没有泄压，不需要重复不断地获得势能，所以采用较小功率的热水循环泵3即可满足要求，可节约电能。
在热水回水管道11上设置有膨胀水箱4，用于吸收循环水受热而引起的体积膨胀，保护整个循环管路。
在膨胀水箱4上通入经过氮气调压阀6调整后的压缩氮气，保持闭式循环系统内有稳定合适的压力。在膨胀水箱4上设置泄压阀5，用于在氮气调压阀6失效时保护闭式循环系统内压力不至于过高。
由于在膨胀水箱4上通入了压缩氮气来维持压力，膨胀水箱4能够安装在便于操作的较低处，而不是整个闭式循环系统的最高点。
在膨胀水箱4内设置有液位计一14，用于监测并联锁控制补水泵7，当整个闭式循环系统由于泄露或其他原因而缺水时，可以联锁开启补水泵7，通过补水管道12向闭式循环系统内补充软水。
补水泵7的入口通过管道与补水箱8连通，补水箱8设置有液位计二15，用于监测并联锁控制切断阀9，当补水箱8中水位过低时，可以联锁开启切断阀9向补水箱8内注水，直到水位恢复到设定值。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。