一种煤热解多联产装置煤气及高温飞灰余热利用系统的制作方法
【专利摘要】一种煤热解多联产装置煤气及高温飞灰余热利用系统，在煤热解多联产装置热解炉与煤气焦油冷却分离系统之间布置热解炉省煤器、高温电除尘器和高温灰换热器，实现对煤热解高温煤气余热和高温飞灰物理显热的充分利用，提高系统效率；热解炉省煤器与燃烧炉省煤器并联布置，通过调节两省煤器给水流量的比例，克服热解炉反应温度变化对燃烧炉给水温度和煤气电除尘器工作温度的波动，保证煤气除尘装置效率，防止焦油冷凝堵塞管道，提高焦油产品品质，提高系统运行稳定性；通过布置热解炉省煤器、高温电除尘器、高温灰换热器，省去喷淋洗涤除尘装置，降低系统水耗和污水处理成本。
【专利说明】
一种煤热解多联产装置煤气及高温飞灰余热利用系统
技术领域
[0001]本发明属于煤气余热综合利用技术领域，特别涉及一种煤热解多联产装置煤气及高温飞灰余热利用系统。
【背景技术】
[0002]我国的煤炭资源丰富，目前每年煤炭产量位居世界第一位。但传统的煤炭利用主要为燃烧发电、燃烧供热等，利用方式粗矿，煤炭资源综合利用率低，同时排放了较多的大气污染物，对大气环境造成了不良影响。煤炭由包含C、H、0、N、S及其他多种元素、结构极其复杂的大分子构成。直接燃烧煤炭仅仅利用了其中的固定碳，挥发分等其他具有化学属性的成分并没有被有效提取。煤热解气化技术是在500?700°C的较低温度，使煤炭分子在惰性或还原性气氛分解的过程。煤热解气化技术使煤炭中的各个成分分步析出，逐一分离利用，提高了煤炭资源的综合利用率。
[0003]申请号为201210064139.3的专利，提出了一种采用基于流化床热解技术的煤气焦油半焦蒸汽多联产方法。该方法采用双循环流化床系统，煤在热解炉中热解，焦油和煤气已气体形式释放出来，剩余的半焦通过返料装置进入燃烧炉燃烧，释放出的热量制取高温高压蒸汽。焦油和煤气通过水洗分离的方法分离后加以利用。
[0004]为了去除煤热解多联产技术中煤气中的灰分，目前往往采用在急冷塔中循环水多层雾化喷淋的方式。该方法利用循环水喷淋系统，将煤气从400?600°C冷却为250°C，期间将煤气中的灰分冲洗下来。为了防止焦油过冷，粘度太大，堵塞管路，冷却后的烟气温度不能低于200°C。急冷塔喷淋除灰方法没有将分离下来的高温灰分的物理显热加以利用，喷淋循环水相变的潜热也利用不充分，造成了热量损失，降低了系统的效率。喷淋系统容易将部分焦油成分溶解，增大了污水处理的难度。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种煤热解多联产装置煤气及高温飞灰余热利用系统，解决了煤热解煤气、高温灰分的余热利用问题，提高了系统的效率，降低了系统水耗和污水处理成本，还解决了煤气过冷焦油容易堵塞管路的问题，另外通过控制换热给水量，能够解决热解温度变化带来的吸热量变化问题，保证除尘设备稳定尚效运tx。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0007]—种煤热解多联产装置煤气及高温飞灰余热利用系统，包括:
[0008]接来自煤热解多联产装置热解炉的高温煤气的热解炉省煤器I，高温煤气在热解炉省煤器I中与燃烧炉给水进行换热，燃烧炉给水被加热后经管道与燃烧炉省煤器出口相连；
[0009]接燃烧炉省煤器I的高温电除尘器2，在燃烧炉省煤器I中放热降温后的煤气在高温电除尘器2中进行除尘，经除尘后的煤气进入后续的煤气焦油冷却分离系统；
[0010]以及
[0011]接高温电除尘器2的高温灰换热器3，高温电除尘器2灰斗收集的煤气中的灰分经管道进入高温灰换热器3，在高温灰换热器3中与燃烧炉凝结水换热，高温灰经换热冷却后返回热解炉炉膛或直接收集利用。
[0012]所述热解炉省煤器I布置在热解炉旋风分离器后的烟道中。受热面管型采用光管或翅片管式换热元件;受热面管材质采用20G，15CrMo或其他耐热合金钢材。
[0013]所述热解炉省煤器I与燃烧炉省煤器之间为并联形式，换热工质为燃烧炉给水，热解炉省煤器I进水口通过管道、阀门与燃烧炉省煤器的进水口相连，热解炉省煤器I出水口通过管道、阀门与燃烧炉省煤器的出水口相连。根据运行状况调节进入热解炉省煤器I与进入燃烧炉省煤器的水量比例，控制燃烧炉省煤器出口水温和热解炉省煤器I后的煤气温度。
[0014]所述高温电除尘器2为极板振打结构。与高温煤气接触的电除尘器的材料选用耐热材料，并对高温电除尘器进行膨胀系统设计，满足在高温下使用的要求。
[0015]所述高温灰换热器3位于高温电除尘器2的灰斗下方，高温电除尘器2收集的飞灰在高温灰换热器3中以移动床或鼓泡流化床形式移动。高温灰换热器3分隔为多个小室，每个小室下方有风室，流化风来自锅炉返料流化风，小室内布有埋管式换热面，换热工质为锅炉补水。
[0016]与现有技术相比，本发明通过在煤热解多联产系统热解炉和煤气焦油冷却分离系统之间布置热解炉省煤器1、高温电除尘器2和高温灰换热器3，有效地利用了煤热解气化产生的500?700°C煤气的热量和250°C高温飞灰的物理显热，实现对煤热解高温煤气余热和高温飞灰物理显热的充分利用，提高了系统效率。同时，热解炉省煤器I与燃烧炉省煤器采用并联布置形式，通过调节进入两路省煤器的给水量比例，控制热解炉省煤器I的换热量，克服了热解炉反应温度变化造成高温电除尘器2入口温度变化，保证了高温电除尘器2的除尘效率。高温电除尘器2工作在较高温度范围，煤气中的焦油成分不会冷凝堵塞管道，有利于下游煤气与焦油的分离，提高焦油产品品质。高温电除尘器2收集的飞灰仍然具有较高温度，通过高温灰换热器3与锅炉补水换热，有效利用高温灰的物理显热，省去喷淋洗涤除尘装置，降低系统水耗和污水处理成本，提高系统的经济性。
【附图说明】
[0017]图1是本发明结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
[0019]如图1所示，煤热解多联产装置煤气及高温飞灰余热利用系统，包括热解炉省煤器I，高温电除尘器2，高温灰换热器3以及相关连接管路、阀门等。
[0020]从煤热解多联产装置热解炉来的高温煤气首先进入热解炉省煤器I，与燃烧炉的给水进行换热，燃烧炉给水被加热后经管道与燃烧炉省煤器出口相连，放热降温后的煤气进入高温电除尘器2进行除尘，经除尘后的煤气进入后续的煤气焦油冷却分离系统;高温电除尘器2灰斗收集的煤气中的灰分，经管道进入高温灰换热器3，在高温灰换热器3中与燃烧炉凝结水换热，高温灰经换热冷却后返回热解炉炉膛或直接收集利用。
[0021]本发明的工作原理为:
[0022]在煤热解多联产装置热解炉温度较低，热解比例较少时，煤气产量较低、煤气温度较低、半焦产量较高，此时热解炉释放的热量较少，燃烧炉中半焦释放热量较多，热解产生的煤气温度约为400?500°C。适当减少热解炉省煤器I给水量，提高燃烧炉省煤器给水量，减少热解炉省煤器I换热量，使经过热解炉省煤器I换热后的煤气温度保持在300°C，同时保证燃烧炉的给水温度不因燃烧炉负荷变化而波动较大。300°C的煤气在高温电除尘器中去除飞灰，此温度下煤气中的焦油成分不会冷凝，满足后续煤气焦油冷却分离系统要求。分离下的300°C的高温飞灰，进入灰斗下方的高温灰换热器3。在高压头低流速的流化风作用下，高温飞灰在高温灰换热器3中流动的过程中与埋管中的多联产机组水源(可为凝结水、给水、补水、热网水或其他水源)换热，将多联产机组水源(可为凝结水、给水、补水、热网水或其他水源)加热至90?150°C。放热降温后的飞灰可以直接返回锅炉炉膛，也可以收集后再利用。
[0023]在煤热解多联产装置热解炉温度较高，热解比例较多时，煤气产量较高、煤气温度较高、半焦产量较低，此时热解炉释放的热量较多，燃烧炉中半焦释放热量较少，热解产生的煤气温度约为500?600°C。适当提高热解炉省煤器I给水量，减少燃烧炉省煤器给水量，增大热解炉省煤器I换热量，使经过热解炉省煤器I换热后的煤气温度保持在300°C，同时保证燃烧炉的给水温度不因燃烧炉负荷变化而波动较大。300°C的煤气在高温电除尘器中去除飞灰，此温度下煤气中的焦油成分不会冷凝，满足后续煤气焦油冷却分离系统要求。分离下的300°C的高温飞灰，进入灰斗下方的高温灰换热器3。在高压头低流速的流化风作用下，高温飞灰在高温灰换热器3中流动的过程中与埋管中的多联产机组水源(可为凝结水、给水、补水、热网水或其他水源)换热，将多联产机组水源(可为凝结水、给水、补水、热网水或其他水源)加热至90°C?150°C。放热降温后的飞灰可以直接返回锅炉炉膛，也可以收集后再利用。
[0024]上述实例的煤热解多联产装置煤气及高温飞灰余热利用系统，采用热解炉省煤器、高温灰换热器等设备对高温烟气余热进行回收利用，采用高温电除尘器进行煤气除灰，提高了煤热解多联产系统效率和运行稳定性，适用于采用煤热解多联产技术的装置系统。
【主权项】
1.一种煤热解多联产装置煤气及高温飞灰余热利用系统，其特征在于，包括: 接来自煤热解多联产装置热解炉的高温煤气的热解炉省煤器(I)，高温煤气在热解炉省煤器(I)中与燃烧炉给水进行换热，燃烧炉给水被加热后经管道与燃烧炉省煤器出口相连； 接燃烧炉省煤器(I)的高温电除尘器(2)，在燃烧炉省煤器(I)中放热降温后的煤气在高温电除尘器(2)中进行除尘，经除尘后的煤气进入后续的煤气焦油冷却分离系统； 以及 接高温电除尘器(2)的高温灰换热器(3)，高温电除尘器(2)灰斗收集的煤气中的灰分经管道进入高温灰换热器(3)，在高温灰换热器(3)中与燃烧炉凝结水换热，高温灰经换热冷却后返回热解炉炉膛或直接收集利用。2.根据权利要求1所述煤热解多联产装置煤气及高温飞灰余热利用系统，其特征在于，所述热解炉省煤器(I)布置在热解炉旋风分离器后的烟道中。3.根据权利要求1或2所述煤热解多联产装置煤气及高温飞灰余热利用系统，其特征在于，所述热解炉省煤器(I)的受热面管型采用光管或翅片管式换热元件。4.根据权利要求1或2所述煤热解多联产装置煤气及高温飞灰余热利用系统，其特征在于，所述热解炉省煤器(I)的受热面管材质采用耐热合金钢材。5.根据权利要求4所述煤热解多联产装置煤气及高温飞灰余热利用系统，其特征在于，所述耐热合金钢材为15CrMo。6.根据权利要求1所述煤热解多联产装置煤气及高温飞灰余热利用系统，其特征在于，所述热解炉省煤器(I)与燃烧炉省煤器之间为并联形式，换热工质为燃烧炉给水，热解炉省煤器(I)进水口通过管道、阀门与燃烧炉省煤器的进水口相连，热解炉省煤器(I)出水口通过管道、阀门与燃烧炉省煤器的出水口相连。7.根据权利要求6所述煤热解多联产装置煤气及高温飞灰余热利用系统，其特征在于，根据运行状况调节进入热解炉省煤器(I)与进入燃烧炉省煤器的水量比例，控制燃烧炉省煤器出口水温和热解炉省煤器(I)后的煤气温度。8.根据权利要求1所述煤热解多联产装置煤气及高温飞灰余热利用系统，其特征在于，所述高温电除尘器(2)为极板振打结构。9.根据权利要求1所述煤热解多联产装置煤气及高温飞灰余热利用系统，其特征在于，所述高温灰换热器(3)位于高温电除尘器(2)的灰斗下方，高温电除尘器(2)收集的飞灰在高温灰换热器(3)中以移动床或鼓泡流化床形式移动。10.根据权利要求1或9所述煤热解多联产装置煤气及高温飞灰余热利用系统，其特征在于，所述高温灰换热器(3)分隔为多个小室，每个小室下方有风室，流化风来自锅炉返料流化风，小室内布有埋管式换热面，换热工质为锅炉补水。
【文档编号】C10K1/02GK205635473SQ201620330991
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】高洪培, 肖平, 唐巍, 时正海, 林伟荣, 李昱喆
【申请人】华能国际电力股份有限公司, 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司