一种火电厂与高温煤焦化炉耦合系统及方法与流程

文档序号:19741068发布日期:2020-01-18 05:13阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种火电厂与高温煤焦化炉耦合系统,包括电站锅炉,其特征在于,还包括高温煤焦化装置,所述高温煤焦化装置包括煤气净化分离装置、高温煤焦化炉、熄焦装置、燃烧室;所述高温煤焦化炉分别与燃烧室和电站锅炉相连,所述燃烧室、电站锅炉、火电厂调峰电加热装置中的任一个或多个为所述高温煤焦化炉提供高温烟气或电热能作为加热热源;所述高温煤焦化炉的荒煤气出口连通于煤气净化分离装置的入口,尾气出口连通于所述电站锅炉的烟道尾部,焦炭出口连通于所述熄焦装置;所述煤气净化分离装置用于将荒煤气中的焦油和洁净煤气净化分离出来;所述熄焦装置的焦炭出口连通于所述电站锅炉和焦炭存储装置中的一个或两个,所述煤气净化分离装置的焦油出口连通于所述电站锅炉或焦油存储装置中的一个或两个,所述煤气净化分离装置的煤气出口连通于所述电站锅炉或煤气存储装置中的一个或两个。

2.根据权利要求1所述的火电厂与高温煤焦化炉耦合系统,其特征在于,所述燃烧室包括煤气燃烧室,所述煤气净化分离装置的煤气出口连通于所述煤气燃烧室的煤气入口;所述煤气燃烧室的高温烟气出口连通于所述高温煤焦化炉,用于为高温煤焦化炉提供高温烟气作为加热热源。

3.根据权利要求1所述的火电厂与高温煤焦化炉耦合系统,其特征在于,所述高温煤焦化装置还包括有换热器,所述换热器的热媒管道的入口连通于所述荒煤气出口,热媒管道的出口连通于所述煤气净化分离装置的入口;所述换热器的冷媒管道的入口连通于火电厂的冷却水管道,冷媒管道的出口连通于火电厂的汽水循环系统。

4.根据权利要求1所述的火电厂与高温煤焦化炉耦合系统,其特征在于,所述火电厂与高温煤焦化炉耦合系统还包括磨煤机,所述磨煤机用于接收所述熄焦装置输出的粗焦,将粗焦单独磨成焦粉或将粗焦与原煤混合磨成焦煤混合粉,并向所述电站锅炉输出所述焦粉或焦煤混合粉作为燃料。

5.根据权利要求4所述的火电厂与高温煤焦化炉耦合系统,其特征在于,所述燃烧室包括有煤粉燃烧室,所述磨煤机向所述煤粉燃烧室输出所述焦粉或焦煤混合粉;所述煤粉燃烧室的高温烟气出口连通于所述高温煤焦化炉,用于为高温煤焦化炉提供高温烟气作为加热热源。

6.根据权利要求1所述的火电厂与高温煤焦化炉耦合系统,其特征在于,将高温煤焦化装置与电站锅炉相邻设置,利用耐高温工质管将电站锅炉的高温烟气和高温煤焦化炉的高温烟气入口连通,并利用引风机和耐高温工质管将高温煤焦化炉的尾气出口连通电站锅炉的烟道尾部;所述耐高温工质管上设有挡板,用于控制进入电站锅炉内的烟气流量。

7.根据权利要求6所述的火电厂与高温煤焦化炉耦合系统,其特征在于,所述耐高温工质管包括耐火层、支撑层、保温层,所述支撑层设于耐火层的内侧和/或外侧;当支撑层仅设于所述耐火层的内侧时,所述保温层设于所述耐火层的外侧,当耐火层的外侧设有支撑层时,所述保温层设于位于外侧的支撑层的外侧。

8.根据权利要求1所述的火电厂与高温煤焦化炉耦合系统,其特征在于,所述火电厂调峰电加热装置包括电加热管单元、电磁加热炉单元、电极放电加热单元、高压电弧加热单元中的任意一种或几种。

9.一种利用权利要求1-8任一所述系统的方法,其特征在于,包括如下步骤:

通过火电厂的输煤系统向制粉系统输入原煤,制粉系统生产的煤粉通过一次风携带输送给电站锅炉,电站锅炉利用煤粉作为燃料燃烧,产生高温蒸汽驱动汽轮机带动发电机运行,将产生的电力输送至电网;

将电站锅炉产生的高温烟气引入高温煤焦化炉对其进行预热烧炉,使高温煤焦化炉内的炭化室和燃烧室温度达到500℃或以上;

通过火电厂的输煤系统将原煤经过筛选出的块煤送入高温煤焦化炉的炭化室,利用燃烧室燃烧得到的高温烟气和火电厂调峰电加热装置中的至少一个作为高温煤焦化炉的加热热源使得高温煤焦化炉继续升温至900℃或以上;

高温煤焦化炉的炭化室内的块煤在高温隔绝空气情况下进行高温热解焦化,并产生荒煤气及高温焦炭;产生的荒煤气输送至煤气净化分离装置内处理,得到洁净煤气及焦油,高温焦炭则输入至所述熄焦装置中进行熄焦;产生的尾气送回电站锅炉的烟道尾部,进入火电厂的烟气处理系统进行处理;洁净煤气输送至电站锅炉作为燃料燃烧;洁净煤气还输送至燃烧室中的煤气燃烧室进行燃烧,煤气燃烧室燃烧产生的高温烟气送入所述高温煤焦化炉中为其提供热量;所述荒煤气先进入换热器的热媒管道,和冷媒管道内的冷却水交换热能,冷却水被加热成为蒸汽输出至火电厂的汽水循环系统,降温后的荒煤气输出至煤气净化分离装置中;

经过熄焦后的焦炭经磨煤机磨成焦粉,或和原煤混合磨成焦煤混合粉后送入电站锅炉内焚烧或对外销售;所述焦粉或焦煤混合粉还输送至燃烧室中的煤粉燃烧室燃烧,产生的高温烟气送入高温煤焦化炉为其提供热量。

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述高温煤焦化炉的热平衡的计算公式为:

q焦化炉=q高温烟气+q电+q煤气-q散热;

q高温烟气=f烟气*cp*(t进-t出);

q电=3600p调峰电*t调峰;

q煤气=f煤气*q煤气;

其中p调峰电为火电厂调峰电加热装置的运行功率,kw;q高温烟气为电站锅炉内经耐高温工质管进入高温煤焦化炉内换热的烟气热量,kj;q散热为高温煤焦化炉产生的对外散失热量,kj;q高温煤焦化炉为高温煤焦化炉内煤焦化工艺吸收的总热量,kj;q电为火电厂调峰电加热装置产生的热量,kj;q煤气为煤气进入煤气燃烧室内燃烧产生的热量,kj;f烟气、f煤气分别为进入耐高温工质管内高温烟气、进入煤气燃烧室内煤气的流量,kg/h;cp为高温烟气的比热容,kj/(kg.℃);t进、t出分别为高温烟气进入高温煤焦化炉内换热前、换热后的温度,℃;q煤气为单位质量煤气燃烧产生的热量,kj/kg;t调峰为火电厂调峰电加热装置的运行时间,h。

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