焦?fàn)t煤氣余熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供了一種可廣泛應(yīng)用于焦化行業(yè)的焦?fàn)t煤氣余熱回收利用技術(shù)，屬于焦化余熱利用領(lǐng)域，具體的說是一種焦?fàn)t煤氣余熱發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在煉焦過程中，從焦?fàn)t炭化室經(jīng)上升管逸出的650至750°C荒煤氣，在橋管和集氣管內(nèi)經(jīng)循環(huán)氨水噴灑溫度降至82?86°C。用循環(huán)氨水噴灑降溫的過程中，荒煤氣余熱的約75%通過循環(huán)氨水水蒸汽蒸發(fā)，使煤氣飽和而被煤氣帶走，約15%通過循環(huán)氨水溫升傳遞給循環(huán)氨水，其中，荒煤氣余熱主要以水蒸汽形態(tài)進(jìn)入煤氣中。一般情況下，當(dāng)入爐煤炭總水分為8?11%時，相應(yīng)的煤氣露點溫度為65?70°C，即冷卻煤氣循環(huán)氨水中，水蒸發(fā)所吸收的焦?fàn)t荒煤氣75%的熱量，使煤氣由65?70°C飽和成為82?86°C飽和。因此，從理論上來說，將煤氣由82?86°C冷卻至65?70°C就可回收荒煤氣約75%的余熱?？梢姡ㄟ^回收煤氣中水蒸汽的冷凝熱，也是回收焦?fàn)t荒煤氣余熱的一種有效方法。
[0003]目前循環(huán)氨水噴灑降溫后的煤氣，由集氣管沿吸煤氣主管經(jīng)氣液分離器流向煤氣初冷器，在初冷器中用中低溫循環(huán)水冷卻煤氣。目前最先進(jìn)的是用雙效熱泵在夏季回收初冷器上段余熱，用于制取低溫水滿足下段用水需要；在冬季以蒸汽驅(qū)動雙效熱泵機(jī)組，回收初冷器中段部分循環(huán)水余熱，用于加熱采暖水，使荒煤氣余熱得以部分回收利用。但是，此種利用方式最多有十個月時間對上段余熱回收利用，且在南方由于不需要采暖，只能在制冷季回收煤氣余熱。一般初冷器采暖段設(shè)計是將煤氣由82°C冷卻至77°C，只回收利用了部分能量，熱回收效率偏低，造成了能量的部分浪費(fèi)。
[0004]本發(fā)明研宄的焦?fàn)t煤氣余熱發(fā)電技術(shù)，是以有機(jī)工質(zhì)為載體、利用雙螺桿膨脹機(jī)回收煤氣余熱發(fā)電，實現(xiàn)焦?fàn)t荒煤氣余熱的全年的回收利用，提高了熱回收效率，降低焦化能耗，推動焦化實現(xiàn)低碳綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明旨在提供一種焦?fàn)t煤氣余熱發(fā)電技術(shù)，它將來自焦?fàn)t的荒煤氣經(jīng)氣液分離后，氣相通入熱管蒸發(fā)器將有機(jī)工質(zhì)轉(zhuǎn)化為工質(zhì)蒸汽，利用工質(zhì)蒸汽推動雙螺桿膨脹機(jī)做工發(fā)電，有效的提高了煤氣余熱利用效率。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案解決:
[0007]一種焦?fàn)t煤氣余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括焦?fàn)t、上升管和吸收管，其特征是，
[0008]來自所述吸收管的荒煤氣進(jìn)入氣液分離器，經(jīng)分離后的液相流入機(jī)械化澄清槽，分離后的氣相依次經(jīng)過串接的第一級熱管蒸發(fā)器和第二級熱管蒸發(fā)器的吸熱通道后進(jìn)入旋液分離器，經(jīng)所述旋液分離器分離后的氣相進(jìn)入初冷器，經(jīng)所述旋液分離器分離后的液相流入所述機(jī)械化澄清槽；
[0009]所述第一級熱管蒸發(fā)器和第二級熱管蒸發(fā)器的放熱通道中分別通有第一工質(zhì)流和第二工質(zhì)流，所述第一工質(zhì)流和第二工質(zhì)流的入口端分別對應(yīng)第一工質(zhì)泵和第二工質(zhì)泵的泵出口，所述第一工質(zhì)流和第二工質(zhì)流分別在所述第一級熱管蒸發(fā)器和第二級熱管蒸發(fā)器內(nèi)吸熱汽化成工質(zhì)蒸汽，并分別進(jìn)入雙螺桿膨脹機(jī)的兩個高溫端入口，推動所述雙螺桿膨脹機(jī)做功發(fā)電；
[0010]降溫后的工質(zhì)蒸汽經(jīng)所述雙螺桿膨脹機(jī)低溫出口端分別流入第一冷凝器和第二冷凝器中進(jìn)行冷卻，冷卻后的有機(jī)工質(zhì)分別利用第一工質(zhì)泵和第二工質(zhì)泵返回至所述第一級熱管蒸發(fā)器和第二級熱管蒸發(fā)器的放熱通道。
[0011]進(jìn)一步地，所述第一工質(zhì)流和第二工質(zhì)流為工質(zhì)臨界溫度與余熱溫度相近，且略高于余熱溫度，工質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)氣壓對應(yīng)的飽和溫度應(yīng)盡量接近環(huán)境溫度，如氯乙烷、正丁烷、異丁烷等，此處有機(jī)工質(zhì)的臨界點控制在60°c至75°C即可。
[0012]進(jìn)一步地，所述第一冷凝器和第二冷凝器中的冷媒為來自于冷卻塔的冷水。
[0013]進(jìn)一步地，所述第一級熱管蒸發(fā)器和第二級熱管蒸發(fā)器的吸熱通道之間設(shè)有用于調(diào)節(jié)兩蒸發(fā)器內(nèi)工質(zhì)液位的工質(zhì)連通管。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
[0015]1、以有機(jī)工質(zhì)為載體，以熱管蒸發(fā)器回收焦?fàn)t煤氣余熱用于發(fā)電，可全年連續(xù)運(yùn)行，運(yùn)行時間長，熱回收量大。
[0016]2、熱管蒸發(fā)器采用兩級，可將煤氣冷卻至68?70°C，幾乎回收利用了焦?fàn)t荒煤氣余熱的75%，熱回收效率高。
[0017]3、有機(jī)工質(zhì)為閉路循環(huán)，消耗少，成本低。
[0018]4、熱管蒸發(fā)器采用熱管蒸發(fā)器，熱效率高，冷熱介質(zhì)不接觸，避免了因串漏造成的介質(zhì)污染。
[0019]5、為兩級串聯(lián)運(yùn)行，分別對應(yīng)雙螺桿膨脹機(jī)，兩冷凝器并聯(lián)運(yùn)行，便于適應(yīng)焦?fàn)t負(fù)荷調(diào)整對系統(tǒng)的影響。
[0020]6、降低了初冷器負(fù)荷，降低循環(huán)水用量。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為熱管蒸發(fā)器的原理圖。
[0023]圖中，I焦?fàn)t，11上升管，12吸收管，2氣液分離器，3第一級熱管蒸發(fā)器，3'第二級熱管蒸發(fā)器，31吸熱端，32放熱端，33工質(zhì)連通管，4旋液分離器，5機(jī)械化澄清槽，6初冷器，7雙螺桿膨脹機(jī)，8第一冷凝器，8'第二冷凝器，9第一工質(zhì)泵，9'第二工質(zhì)泵，101冷卻塔，102冷卻水泵。
【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明所提供的焦?fàn)t煤氣余熱發(fā)電系統(tǒng)，主要是通過熱管蒸發(fā)器將荒煤氣的部分余熱傳遞給有機(jī)工質(zhì)形成工質(zhì)蒸汽，利用工質(zhì)蒸汽驅(qū)動雙螺桿膨脹機(jī)發(fā)電，有效的提高了煤氣余熱利用效率。
[0025]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0026]如圖1所示，焦?fàn)tI中煉焦過程生產(chǎn)的荒煤氣經(jīng)上升管11溢出，然后沿吸收管12，流至氣液分離器2的氣相進(jìn)口。
[0027]荒煤氣流經(jīng)氣液分離器2后，氣相部分由氣液分離器2氣相出口流出并依次流經(jīng)第一級熱管蒸發(fā)器3和第二級熱管蒸發(fā)器3'。其中，第一級熱管蒸發(fā)器3可將煤氣降至76?78°C間，第二級熱管蒸發(fā)器3'可將煤氣冷卻至68?70°C，同時，水汽凝結(jié)之后流至機(jī)械化澄清槽5進(jìn)行油水分離。在第一級熱管蒸發(fā)器3和第二級熱管蒸發(fā)器3'中，煤氣將部分熱量傳遞給第一級熱管和第二級熱管的吸熱端，然后第一級熱管和第二級熱管放熱端將熱量釋放給有機(jī)工質(zhì)。
[0028]降溫后的氣相經(jīng)旋液分離器4分離后，氣相部分流入初冷器6，液相部分流入機(jī)械化澄清槽5進(jìn)行油水分離。
[0029]具體實施例中，如圖2所