荒煤气余热高低温综合回收系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种荒煤气余热高低温综合回收系统及方法，主要针对现有的荒煤气余热回收中回收的热量较少的问题，提出了一种综合回收荒煤气余热的荒煤气余热高低温综合回收系统，包括采用高温换热器回收荒煤气470±10℃以上的余热、采用将荒煤气冷却至260±10℃去除大部分有机物、采用低温换热器回收荒煤气120±10～260±10℃的余热资源以及采用低温冷却器将荒煤气冷却至80±10℃。本发明专利技术荒煤气余热高低温综合回收系统方法中，扩大了荒煤气余热回收温度区间，延长了设备的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
荒煤气余热高低温综合回收系统及方法
本专利技术涉及一种荒煤气余热高低温综合回收系统及方法。
技术介绍
随着国际社会节能减排政策的不断推进，高耗能企业生产压力不断增加，如何降低企业能耗成为众多高耗能企业面临的一个重要问题。炼焦是钢铁行业重要组成部分，也是能耗较高部分，焦炉荒煤气出口温度650～750℃，其热损失占焦炉能耗的33％左右，该部分热能却未能有效回收。由于荒煤气成分复杂，尤其是含有焦油等容易结焦成分导致其余热回收困难，在低于450℃时，荒煤气中的焦油、沥青成分会迅速结焦。通常的做法是：在桥管和集气管喷洒循环氨水，与荒煤气直接接触，将荒煤气的温度迅速降至80～85℃；降温后的荒煤气进入初冷器进一步冷却至25℃，循环氨水冷却除焦油后循环使用。该过程中荒煤气的热量被循环氨水的汽化潜热吸收，消耗大量的循环氨水造成生产成本增加，同时余热资源也未能有效利用。因此，一些研究者提出荒煤气余热回收的方案。检索发现，申请号200810122711.0、专利名称《焦炉荒煤气上升管余热回收装置》提出一种采用热管换热器吸收荒煤气余热的装置，但是其为避免结焦风险，只回收荒煤气中高于500℃以上部分余热，换热器出口500℃的荒煤气进入桥管进行喷氨冷却。申请号200810201705.4、专利名称《焦炉上升管余热回收与干熄焦系统耦合利用的工艺方法》提出一种将干熄焦工艺和荒煤气余热回收系统结合的方法，但是其为避免结焦，也只回收荒煤气中500℃以上的余热。申请号201210317957.X、专利名称《一种组合式焦炉荒煤气余热回收过热蒸汽的系统及方法》，通过在上升管内设置换热器、桥管内设置蒸发器的方法来回收荒煤气中的余热，尽管能够最大限度回收荒煤气中的余热，但是桥管空间有限，荒煤气中焦油成分在低于450℃时会迅速结焦，进而影响换热效率，同时，桥管空间有限不方便蒸发器换热器表面焦油的清理，长时间运行，桥管蒸发器换热效果非常低，甚至会发生焦油堵塞桥管风险。通过分析可知，荒煤气中会发生凝结的成分包括沥青、蒽油、洗油、萘油、酚油以及轻油等，各组分在液态下，相同温度下各组分粘度：沥青＞蒽油＞洗油＞萘油＞酚油＞轻油，沥青凝结温度最高，在450℃左右开始凝结，其次为蒽油约在360℃开始凝结，洗油的凝结温度在320℃附近，而萘油、酚油等凝结温度继续降低，而且其凝结为液态时粘度不高，因此在换热器上凝结也很难产生挂壁现象。焦炉荒煤气余热回收面临的问题为：一是回收温度区间窄，通常回收500℃以上余热；二是荒煤气中成分复杂，极易发生结焦影响换热效率。本专利技术能够很好解决荒煤气余热回收温度区间窄和换热器结焦问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种综合回收荒煤气余热的荒煤气余热高低温综合回收系统。为达到上述目的，本专利技术荒煤气余热高低温综合回收系统，包括沿荒煤气流动方向依次设置的回收荒煤气470±10℃以上的余热的高温换热器、将荒煤气冷却至260±10℃的中温冷却器、回收荒煤气120±10～260±10℃的余热资源的低温换热器以及将荒煤气冷却至80±10℃的低温冷却器。进一步地，所述高温换热器包括外壳和内壳，所述外壳和内壳之间设置有密封的介质腔，所述介质腔设置有换热介质进、出口；所述外壳的外侧设置有保温层。进一步地，所述中温冷却器包括一容器，所述容器的底部高度低于所述容器的入口和出口的下边缘高度，所述容器的入口和出口分别设置有至少一个用于喷洒氨水的喷嘴，所述容器的底部设置有排污口。进一步地，所述低温换热器包括一壳体，所述壳体的底部低于所述壳体的入口和出口下边缘的高度；所述壳体内或者壳体的外壁上设置有换热管道或换热夹层，所述壳体的底部设置有排污口。进一步地，所述低温冷却器包括一管道和设置在管道内的水雾喷嘴。进一步地，所述低温换热器的换热介质管道的出口与所述高温换热器的换热介质管道的入口连通。进一步地，所述高温换热器荒煤气出口设有温度传感器，换热介质进口设有流量计和电磁阀，所述温度传感器和所述流量计与一控制器通讯连接，所述控制器控制所述电磁阀。进一步地，中温冷却器荒煤气出口设置有温度计，连通所述喷嘴的冷却介质管道上设置有流量计和电磁阀，所述温度计和流量计与一控制器通讯连接，所述控制器控制所述电磁阀。进一步地，所述低温换热器荒煤气出口设有温度传感器，换热介质进口设有流量计和电磁阀，所述温度计和流量计与一控制器通讯连接，所述控制器控制所述电磁阀。进一步地，低温喷却器荒煤气出口设置温度计，连通喷嘴的冷却介质管道上设置有流量计和电磁阀，所述温度计和流量计与一控制器通讯连接，所述控制器控制所述电磁阀。本专利技术荒煤气余热高低温综合回收系统中，荒煤气余热回收温度区间扩大，不仅能够回收470℃以上余热，还能回收120～260℃部分余热；解决荒煤气余热回收低温段(低于450℃)会发生结焦的难题，提高换热器寿命；精确控制循环氨水量，比传统循环氨水用量下降50％，降低企业运行成本。针对上述问题，本专利技术提供一种综合回收荒煤气余热的荒煤气余热高低温综合回收方法。为达到上述目的，本专利技术荒煤气余热高低温综合回收方法，包括如下步骤：S1采用高温换热器对荒煤气进行换热，控制高温换热器的出口煤气温度为470±10℃；S2采用中温冷却器对荒煤气进行降温，控制中温冷却器的出口煤气温度为260±10℃；S3采用低温换热器对荒煤气继续进行换热，控制低温换热器的出口煤气温度为120±10℃；S4采用低温冷却器对荒煤气继续进行冷却，控制低温换热器的出口煤气温度为80±10℃。进一步地，在S2中，在中温冷却器的入口和出口处向荒煤气中喷洒氨水进行冷却，控制中温冷却器的入口处喷洒液滴SMD范围在5～10μm，控制中温冷却器的出口处喷洒液滴SMD为1±0.3mm。进一步地，在S1中，控制高温换热器中的换热介质的初始温度不低于100℃。进一步地，所述S4中，向荒煤气中喷洒水雾进行冷却。本专利技术荒煤气余热高低温综合回收方法中，荒煤气余热回收温度区间扩大，不仅能够回收470℃以上余热，还能回收120～260℃部分余热；解决荒煤气余热回收低温段(低于450℃)会发生结焦的难题，提高换热器寿命；精确控制循环氨水量，比传统循环氨水用量下降50％，降低企业运行成本。附图说明图1为本专利技术荒煤气余热高低温综合回收系统的实施例1的工艺流程图；图2是本专利技术荒煤气余热高低温综合回收系统的实施例1的中温冷却器的喷嘴的排布图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术做进一步的描述。实施例1如图1-2所示，本实施例提供一种荒煤气余热高低温综合回收方法，该系统包括高温换热器1、中温喷淋冷却器2、低温换热器3和低温喷淋冷却器4。从焦化室出来的650℃以上的高温荒煤气进入高温换热器1进行热交换，高温换热器出口荒煤气温度降至470℃左右，回收第一部分高温余热。换热介质若采用液体，则采用顺流换热形式，换热介质从高温换热器1工质侧进口1.1进入换热器，从工质侧出口1.2离开换热器；若换热介质采用气体介质，则采用逆流换热形式，换热工质从进口侧1.2进入换热器，出口侧1.1离开换热器。通过高温换热器出口的热电偶T1实时监测高温换热器出口温度，当高温换热器出口温度TGH＞470+10℃时，增加冷却介质流量；当高温换热器出口温度TGH＜470-10℃时，减少冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荒煤气余热高低温综合回收系统，其特征在于：包括沿荒煤气流动方向依次设置的回收荒煤气470±10℃以上的余热的高温换热器、将荒煤气冷却至260±10℃的中温冷却器、回收荒煤气120±10～260±10℃的余热资源的低温换热器以及将荒煤气冷却至80±10℃的低温冷却器。

【技术特征摘要】
1.一种荒煤气余热高低温综合回收系统，其特征在于：包括沿荒煤气流动方向依次设置的回收荒煤气470±10℃以上的余热的高温换热器、将荒煤气冷却至260±10℃的中温冷却器、回收荒煤气120±10～260±10℃的余热资源的低温换热器以及将荒煤气冷却至80±10℃的低温冷却器。2.如权利要求1所述荒煤气余热高低温综合回收系统，其特征在于：所述高温换热器包括外壳和内壳，所述外壳和内壳之间设置有密封的介质腔，所述介质腔设置有换热介质进、出口；所述外壳的外侧设置有保温层。3.如权利要求1所述荒煤气余热高低温综合回收系统，其特征在于：所述中温冷却器包括一容器，所述容器的底部高度低于所述容器的入口和出口的下边缘高度，所述容器的入口和出口分别设置有至少一个用于喷洒氨水的喷嘴，所述容器的底部设置有排污口。4.如权利要求1所述荒煤气余热高低温综合回收系统，其特征在于：所述低温换热器包括一壳体，所述壳体的底部低于所述壳体的入口和出口下边缘的高度；所述壳体内或者壳体的外壁上设置有换热管道或换热夹层，所述壳体的底部设置有排污口。5.如权利要求1所述荒煤气余热高低...

【专利技术属性】
技术研发人员：余波，王浩，杨春根，赵贤林，
申请(专利权)人：中冶华天工程技术有限公司，中冶华天安徽节能环保研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34