一種煤熱解多聯(lián)產裝置煤氣及高溫飛灰余熱利用系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種煤熱解多聯(lián)產裝置煤氣及高溫飛灰余熱利用系統(tǒng)，在煤熱解多聯(lián)產裝置熱解爐與煤氣焦油冷卻分離系統(tǒng)之間布置熱解爐省煤器、高溫電除塵器和高溫灰換熱器，實現(xiàn)對煤熱解高溫煤氣余熱和高溫飛灰物理顯熱的充分利用，提高系統(tǒng)效率；熱解爐省煤器與燃燒爐省煤器并聯(lián)布置，通過調節(jié)兩省煤器給水流量的比例，克服熱解爐反應溫度變化對燃燒爐給水溫度和煤氣電除塵器工作溫度的波動，保證煤氣除塵裝置效率，防止焦油冷凝堵塞管道，提高焦油產品品質，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性；通過布置熱解爐省煤器、高溫電除塵器、高溫灰換熱器，省去噴淋洗滌除塵裝置，降低系統(tǒng)水耗和污水處理成本。
【專利說明】
一種煤熱解多聯(lián)產裝置煤氣及高溫飛灰余熱利用系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于煤氣余熱綜合利用技術領域，特別涉及一種煤熱解多聯(lián)產裝置煤氣及高溫飛灰余熱利用系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]我國的煤炭資源豐富，目前每年煤炭產量位居世界第一位。但傳統(tǒng)的煤炭利用主要為燃燒發(fā)電、燃燒供熱等，利用方式粗礦，煤炭資源綜合利用率低，同時排放了較多的大氣污染物，對大氣環(huán)境造成了不良影響。煤炭由包含C、H、0、N、S及其他多種元素、結構極其復雜的大分子構成。直接燃燒煤炭僅僅利用了其中的固定碳，揮發(fā)分等其他具有化學屬性的成分并沒有被有效提取。煤熱解氣化技術是在500?700°C的較低溫度，使煤炭分子在惰性或還原性氣氛分解的過程。煤熱解氣化技術使煤炭中的各個成分分步析出，逐一分離利用，提高了煤炭資源的綜合利用率。
[0003]申請?zhí)枮?01210064139.3的專利，提出了一種采用基于流化床熱解技術的煤氣焦油半焦蒸汽多聯(lián)產方法。該方法采用雙循環(huán)流化床系統(tǒng)，煤在熱解爐中熱解，焦油和煤氣已氣體形式釋放出來，剩余的半焦通過返料裝置進入燃燒爐燃燒，釋放出的熱量制取高溫高壓蒸汽。焦油和煤氣通過水洗分離的方法分離后加以利用。
[0004]為了去除煤熱解多聯(lián)產技術中煤氣中的灰分，目前往往采用在急冷塔中循環(huán)水多層霧化噴淋的方式。該方法利用循環(huán)水噴淋系統(tǒng)，將煤氣從400?600°C冷卻為250°C，期間將煤氣中的灰分沖洗下來。為了防止焦油過冷，粘度太大，堵塞管路，冷卻后的煙氣溫度不能低于200°C。急冷塔噴淋除灰方法沒有將分離下來的高溫灰分的物理顯熱加以利用，噴淋循環(huán)水相變的潛熱也利用不充分，造成了熱量損失，降低了系統(tǒng)的效率。噴淋系統(tǒng)容易將部分焦油成分溶解，增大了污水處理的難度。

【發(fā)明內容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種煤熱解多聯(lián)產裝置煤氣及高溫飛灰余熱利用系統(tǒng)，解決了煤熱解煤氣、高溫灰分的余熱利用問題，提高了系統(tǒng)的效率，降低了系統(tǒng)水耗和污水處理成本，還解決了煤氣過冷焦油容易堵塞管路的問題，另外通過控制換熱給水量，能夠解決熱解溫度變化帶來的吸熱量變化問題，保證除塵設備穩(wěn)定尚效運tx。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
[0007]—種煤熱解多聯(lián)產裝置煤氣及高溫飛灰余熱利用系統(tǒng)，包括:
[0008]接來自煤熱解多聯(lián)產裝置熱解爐的高溫煤氣的熱解爐省煤器I，高溫煤氣在熱解爐省煤器I中與燃燒爐給水進行換熱，燃燒爐給水被加熱后經管道與燃燒爐省煤器出口相連；
[0009]接燃燒爐省煤器I的高溫電除塵器2，在燃燒爐省煤器I中放熱降溫后的煤氣在高溫電除塵器2中進行除塵，經除塵后的煤氣進入后續(xù)的煤氣焦油冷卻分離系統(tǒng)；
[0010]以及
[0011]接高溫電除塵器2的高溫灰換熱器3，高溫電除塵器2灰斗收集的煤氣中的灰分經管道進入高溫灰換熱器3，在高溫灰換熱器3中與燃燒爐凝結水換熱，高溫灰經換熱冷卻后返回熱解爐爐膛或直接收集利用。
[0012]所述熱解爐省煤器I布置在熱解爐旋風分離器后的煙道中。受熱面管型采用光管或翅片管式換熱元件;受熱面管材質采用20G，15CrMo或其他耐熱合金鋼材。
[0013]所述熱解爐省煤器I與燃燒爐省煤器之間為并聯(lián)形式，換熱工質為燃燒爐給水，熱解爐省煤器I進水口通過管道、閥門與燃燒爐省煤器的進水口相連，熱解爐省煤器I出水口通過管道、閥門與燃燒爐省煤器的出水口相連。根據運行狀況調節(jié)進入熱解爐省煤器I與進入燃燒爐省煤器的水量比例，控制燃燒爐省煤器出口水溫和熱解爐省煤器I后的煤氣溫度。
[0014]所述高溫電除塵器2為極板振打結構。與高溫煤氣接觸的電除塵器的材料選用耐熱材料，并對高溫電除塵器進行膨脹系統(tǒng)設計，滿足在高溫下使用的要求。
[0015]所述高溫灰換熱器3位于高溫電除塵器2的灰斗下方，高溫電除塵器2收集的飛灰在高溫灰換熱器3中以移動床或鼓泡流化床形式移動。高溫灰換熱器3分隔為多個小室，每個小室下方有風室，流化風來自鍋爐返料流化風，小室內布有埋管式換熱面，換熱工質為鍋爐補水。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明通過在煤熱解多聯(lián)產系統(tǒng)熱解爐和煤氣焦油冷卻分離系統(tǒng)之間布置熱解爐省煤器1、高溫電除塵器2和高溫灰換熱器3，有效地利用了煤熱解氣化產生的500?700°C煤氣的熱量和250°C高溫飛灰的物理顯熱，實現(xiàn)對煤熱解高溫煤氣余熱和高溫飛灰物理顯熱的充分利用，提高了系統(tǒng)效率。同時，熱解爐省煤器I與燃燒爐省煤器采用并聯(lián)布置形式，通過調節(jié)進入兩路省煤器的給水量比例，控制熱解爐省煤器I的換熱量，克服了熱解爐反應溫度變化造成高溫電除塵器2入口溫度變化，保證了高溫電除塵器2的除塵效率。高溫電除塵器2工作在較高溫度范圍，煤氣中的焦油成分不會冷凝堵塞管道，有利于下游煤氣與焦油的分離，提高焦油產品品質。高溫電除塵器2收集的飛灰仍然具有較高溫度，通過高溫灰換熱器3與鍋爐補水換熱，有效利用高溫灰的物理顯熱，省去噴淋洗滌除塵裝置，降低系統(tǒng)水耗和污水處理成本，提高系統(tǒng)的經濟性。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的實施方式。
[0019]如圖1所示，煤熱解多聯(lián)產裝置煤氣及高溫飛灰余熱利用系統(tǒng)，包括熱解爐省煤器I，高溫電除塵器2，高溫灰換熱器3以及相關連接管路、閥門等。
[0020]從煤熱解多聯(lián)產裝置熱解爐來的高溫煤氣首先進入熱解爐省煤器I，與燃燒爐的給水進行換熱，燃燒爐給水被加熱后經管道與燃燒爐省煤器出口相連，放熱降溫后的煤氣進入高溫電除塵器2進行除塵，經除塵后的煤氣進入后續(xù)的煤氣焦油冷卻分離系統(tǒng);高溫電除塵器2灰斗收集的煤氣中的灰分，經管道進入高溫灰換熱器3，在高溫灰換熱器3中與燃燒爐凝結水換熱，高溫灰經換熱冷卻后返回熱解爐爐膛或直接收集利用。
[0021]本發(fā)明的工作原理為:
[0022]在煤熱解多聯(lián)產裝置熱解爐溫度較低，熱解比例較少時，煤氣產量較低、煤氣溫度較低、半焦產量較高，此時熱解爐釋放的熱量較少，燃燒爐中半焦釋放熱量較多，熱解產生的煤氣溫度約為400?500°C。適當減少熱解爐省煤器I給水量，提高燃燒爐省煤器給水量，減少熱解爐省煤器I換熱量，使經過熱解爐省煤器I換熱后的煤氣溫度保持在300°C，同時保證燃燒爐的給水溫度不因燃燒爐負荷變化而波動較大。300°C的煤氣在高溫電除塵器中去除飛灰，此溫度下煤氣中的焦油成分不會冷凝，滿足后續(xù)煤氣焦油冷卻分離系統(tǒng)要求。分離下的300°C的高溫飛灰，進入灰斗下方的高溫灰換熱器3。在高壓頭低流速的流化風作用下，高溫飛灰在高溫灰換熱器3中流動的過程中與埋管中的多聯(lián)產機組水源(可為凝結水、給水、補水、熱網水或其他水源)換熱，將多聯(lián)產機組水源(可為凝結水、給水、補水、熱網水或其他水源)加熱至90?150°C。放熱降溫后的飛灰可以直接返回鍋爐爐膛，也可以收集后再利用。
[0023]在煤熱解多聯(lián)產裝置熱解爐溫度較高，熱解比例較多時，煤氣產量較高、煤氣溫度較高、半焦產量較低，此時熱解爐釋放的熱量較多，燃燒爐中半焦釋放熱量較少，熱解產生的煤氣溫度約為500?600°C。適當提高熱解爐省煤器I給水量，減少燃燒爐省煤器給水量，增大熱解爐省煤器I換熱量，使經過熱解爐省煤器I換熱后的煤氣溫度保持在300°C，同時保證燃燒爐的給水溫度不因燃燒爐負荷變化而波動較大。300°C的煤氣在高溫電除塵器中去除飛灰，此溫度下煤氣中的焦油成分不會冷凝，滿足后續(xù)煤氣焦油冷卻分離系統(tǒng)要求。分離下的300°C的高溫飛灰，進入灰斗下方的高溫灰換熱器3。在高壓頭低流速的流化風作用下，高溫飛灰在高溫灰換熱器3中流動的過程中與埋管中的多聯(lián)產機組水源(可為凝結水、給水、補水、熱網水或其他水源)換熱，將多聯(lián)產機組水源(可為凝結水、給水、補水、熱網水或其他水源)加熱至90°C?150°C。放熱降溫后的飛灰可以直接返回鍋爐爐膛，也可以收集后再利用。
[0024]上述實例的煤熱解多聯(lián)產裝置煤氣及高溫飛灰余熱利用系統(tǒng)，采用熱解爐省煤器、高溫灰換熱器等設備對高溫煙氣余熱進行回收利用，采用高溫電除塵器進行煤氣除灰，提高了煤熱解多聯(lián)產系統(tǒng)效率和運行穩(wěn)定性，適用于采用煤熱解多聯(lián)產技術的裝置系統(tǒng)。
【主權項】
1.一種煤熱解多聯(lián)產裝置煤氣及高溫飛灰余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，包括: 接來自煤熱解多聯(lián)產裝置熱解爐的高溫煤氣的熱解爐省煤器(I)，高溫煤氣在熱解爐省煤器(I)中與燃燒爐給水進行換熱，燃燒爐給水被加熱后經管道與燃燒爐省煤器出口相連； 接燃燒爐省煤器(I)的高溫電除塵器(2)，在燃燒爐省煤器(I)中放熱降溫后的煤氣在高溫電除塵器(2)中進行除塵，經除塵后的煤氣進入后續(xù)的煤氣焦油冷卻分離系統(tǒng)； 以及 接高溫電除塵器(2)的高溫灰換熱器(3)，高溫電除塵器(2)灰斗收集的煤氣中的灰分經管道進入高溫灰換熱器(3)，在高溫灰換熱器(3)中與燃燒爐凝結水換熱，高溫灰經換熱冷卻后返回熱解爐爐膛或直接收集利用。2.根據權利要求1所述煤熱解多聯(lián)產裝置煤氣及高溫飛灰余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述熱解爐省煤器(I)布置在熱解爐旋風分離器后的煙道中。3.根據權利要求1或2所述煤熱解多聯(lián)產裝置煤氣及高溫飛灰余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述熱解爐省煤器(I)的受熱面管型采用光管或翅片管式換熱元件。4.根據權利要求1或2所述煤熱解多聯(lián)產裝置煤氣及高溫飛灰余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述熱解爐省煤器(I)的受熱面管材質采用耐熱合金鋼材。5.根據權利要求4所述煤熱解多聯(lián)產裝置煤氣及高溫飛灰余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述耐熱合金鋼材為15CrMo。6.根據權利要求1所述煤熱解多聯(lián)產裝置煤氣及高溫飛灰余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述熱解爐省煤器(I)與燃燒爐省煤器之間為并聯(lián)形式，換熱工質為燃燒爐給水，熱解爐省煤器(I)進水口通過管道、閥門與燃燒爐省煤器的進水口相連，熱解爐省煤器(I)出水口通過管道、閥門與燃燒爐省煤器的出水口相連。7.根據權利要求6所述煤熱解多聯(lián)產裝置煤氣及高溫飛灰余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，根據運行狀況調節(jié)進入熱解爐省煤器(I)與進入燃燒爐省煤器的水量比例，控制燃燒爐省煤器出口水溫和熱解爐省煤器(I)后的煤氣溫度。8.根據權利要求1所述煤熱解多聯(lián)產裝置煤氣及高溫飛灰余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述高溫電除塵器(2)為極板振打結構。9.根據權利要求1所述煤熱解多聯(lián)產裝置煤氣及高溫飛灰余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述高溫灰換熱器(3)位于高溫電除塵器(2)的灰斗下方，高溫電除塵器(2)收集的飛灰在高溫灰換熱器(3)中以移動床或鼓泡流化床形式移動。10.根據權利要求1或9所述煤熱解多聯(lián)產裝置煤氣及高溫飛灰余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述高溫灰換熱器(3)分隔為多個小室，每個小室下方有風室，流化風來自鍋爐返料流化風，小室內布有埋管式換熱面，換熱工質為鍋爐補水。
【文檔編號】C10K1/02GK205635473SQ201620330991
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】高洪培, 肖平, 唐巍, 時正海, 林偉榮, 李昱喆
【申請人】華能國際電力股份有限公司, 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司