一种循环氨水余热利用系统技术方案

一种循环氨水余热系统，是一种以循环软水为热载体，通过一类热泵机组回收循环氨水余热的新方法，其中，在循环氨水泵和炼焦炉之间的管道上引出一与所述热交换器的壳程换热通道连接的支管回路，炼焦炉、循环氨水槽、循环氨水泵和热交换器之间构成循环氨水的循环回路，且75～78℃的循环氨水由循环氨水泵从循环氨水槽抽出经热交换器换热后温度降低至70～73℃。余热水首先与循环氨水换热，升温后的余热水通过阀门切换，进入机组的不同部位，实现制冷与制热功能的切换。用于制冷，生产的低温水可用于满足焦化生产用冷冻水需求。用于制热是加热纯水为除氧水，用于焦化干熄焦或焦炉烟道气余热回收余热锅炉供水。

【技术实现步骤摘要】
一种循环氨水余热利用系统
本专利技术提供了一种可广泛应用于焦化行业循环氨水氨水余热利用系统，属于余热利用领域，通过对现有炼焦系统的改进，通过引进热泵机组，对其中蕴含的能量进行回收与利用，具体的说是一种循环氨水余热利用系统。
技术介绍
炼焦过程中，从焦炉炭化室经上升管逸出的荒煤气温度为650?750°C，需要在桥管和集气管内用表压为147?196KPa的循环氨水喷洒，当细雾状的氨水与煤气充分接触时，氨水吸收荒煤气显热部分蒸发进入煤气中，煤气温度急剧降至80?85°C，进入初冷器冷却至21°C。蒸发的循环氨水与煤气混合进入初冷器冷却，在冷却过程中，煤气中的水蒸汽、氨、焦油、萘等被冷凝冷却下来，形成冷凝液。冷凝液在焦油氨水分离器或机械化澄清槽中静止分离，得到氨水，温度一般为75?78°C，对于其中的75?78°C氨水，大部分用于循环喷洒冷却焦炉煤气，循环量约为6m3/t干煤，称为循环氨水；少量为很难处理的剩余氨水，需经脱酚、蒸氨、生化处理后循环使用或排放。一般循环氨水温度应高于集气管煤气露点5?10°C，当装入煤水分在8%?11%时，相应的煤气露点温度为65?70°C，即循环氨水温度在70?75°C也可满足喷洒冷却煤气要求，故75?78°C的循环氨水可利用3?7V温差后再用于循环冷却煤气。对于120万吨的焦化厂，循环氨水量一般在1000?1200m3/h，利用5°C温差，可获得550万kcal/h的热量。同时，焦化作为化工生产企业，在生产过程中，各种介质需要频繁升降温，需要以蒸汽、煤气为热源，需要中温水和冷冻水为换热介质，整个工艺过程需要消耗大量的能源，如干熄焦或烟道气余热利用的除氧水生产工序需要消耗蒸汽，制冷机需要消耗煤气或蒸汽。一方面，大量的余热未被利用，一方面又需要消耗大量的能源介质，不符合焦化行业节能减排、低碳绿色的发展方向。因此，如何将对于其中的75?78°C氨水能量进行回收利用，应用于其他工艺中，形成能量的内循环利用模式，是本专利申请的一个研究方向。目前，在焦化行业开发了循环氨水余热制冷技术，但是仅用于夏季；另外，在北方还将循环氨水余热与采暖水换热后用于取暖，仅限于冬季，不能实现全年循环氨水余热的综合利用，也就是说缺少一套在夏季和冬季都可使用的技术。基于上述论述，本专利技术研究的是一种循环氨水余热综合利用系统，在夏季可回收初冷器余热用于制取冷冻水，在非制冷季节，用热泵回收循环氨水余热加热纯水为至105°C，通常采用蒸汽加热的方式对纯水进行加热以获得可以用于干熄焦或烟道气余热锅炉用水，降低了制冷机或除氧器的能量输入，减少了高品质的蒸汽或燃气消耗，从而降低工序能耗。
技术实现思路
针对上述情况，本专利技术旨在提供一种循环氨水余热利用系统，是通过水汽两用、冷热两用的双效热泵机组回收利用循环氨水余热，并设计合理的管道布局，产生如下效果:即在夏季，利用循环氨水余热通过热泵机组生产低温水，作为焦化化产系统冷媒水；在冬季，使用该热泵机组回收循环氨水余热加热锅炉纯水，提高除盐水进除氧器温度，从而降低除氧器蒸汽消耗。为实现上述目的，本专利技术所述方法由以下技术方案解决:—种循环氨水余热回收利用系统，包括炼焦炉、循环氨水泵、热交换器、软水泵、双效热泵机组、纯水泵、纯水槽、除氧器、凉水架、冷却水泵及管道和若干阀门，所述炼焦炉、循环氨水槽和循环氨水泵之间通过管道及控制阀门构成氨水循环使用的通道，所述双效热泵机组中具有第一高温热交换装置和第二低温热交换装置，其特征在于，在循环氨水泵和炼焦炉之间的管道上引出一与所述热交换器的壳程换热通道连接的支管回路，所述炼焦炉、循环氨水槽、循环氨水泵和热交换器之间构成循环氨水的循环回路，且75?78°C的循环氨水由循环氨水泵从循环氨水槽抽出经热交换器换热后温度降低至70?730C ；所述热交换器的管程换热通道外接一循环软水泵，且当需要制冷时，所述循环软水泵的出口通过管道及阀门接入第一高温热交换装置的低温端(发生器端)并在热交换器和第一高温热交换装置之间形成软水循环回路，经热交换器换热后循环软水温度可升高至70°c ;在第二低温热交换装置的低温端(蒸发器端)连接冷水用户端，并通过低温水泵及管道形成冷水循环回路，可将23°C的冷水制备成16°C的冷水，并向冷水用户端供应冷水；第一高温热交换装置和第二低温热交换装置的管路相贯通并通过外置的凉水架和冷却水泵构成冷却水循环回路；当需要制热时，所述循环软水泵的出口通过管道及阀门接入第二低温热交换装置的低温端(蒸发器端)并在热交换器和第二低温热交换装置之间形成软水循环回路，经热交换器换热后循环软水温度可升高至70°C ;第一高温热交换装置中的低温端(发生器端)接入蒸汽管道并由蒸汽提供辅助热能；第一高温热交换装置和第二低温热交换装置的管路相贯通并连接外置的用于补充纯水的纯水泵和用于对加热后的纯水进行辅助除氧的除氧器，所述除氧器与除氧水用水设备连接；且制冷和制热之间仅能够择一进行工作且是通过阀门进行切换控制的。所述的除氧水用水设备为锅炉。所述的冷水用户端为焦化化产工序中需要冷媒水的设备。所述双效热泵机组为第一类吸收式热泵机组。上述的各个组件之间，最初循环氨水从循环氨水泵出口引出至热交换器，其中，通过壳程与管程之间的热交换作用，循环软水吸收循环氨水中的热量，用热后的循环氨水温度根据情况降低3?7°C，再返回原循环氨水管道进行循环利用。循环氨水流向通过一组阀门控制，可根据机组运行实现调整或切换。同时，循环软水温度升高至70°C上下，经循环软水泵加压，进入热泵机组，且分别同时连接双效热泵机组的发生器和蒸发器，根据需要通过阀门切换可控制循环软水走向，且同时只能够向一个管道中进行供应软水，实现两种情况:一种是夏季加热后的循环热水进入双效热泵机组中的发生器，用热循环软水驱动双效热泵机组制取16?18°C冷冻水，用于焦化化产工序的冷媒水；一种是在非制冷季，将加热后的循环热水接入双效热泵机组的蒸发器，用热循环软水驱动机组加热纯水，并辅以蒸汽为热源，制取除氧水，用于焦化干熄焦或焦炉烟道气余热回收锅炉用水。经机组后的循环软水温度降低，返回热交换器，与循环氨水换热后，经循环软水泵加压后循环使用。所述双效热泵机组为第一类吸收式热泵机组，包括蒸发器、吸收器、冷凝器、发生器、喷洒泵、溶液泵和溶液热交换器，为现有技术装备。在用作制冷功能时，吸收器和冷凝器连接有冷却水系统，蒸发器与低温水系统相连，热循环软水作为驱动能源进入发生器。在用作制热功能时，高温热循环热水与机组蒸发器相连，吸收器与冷凝器与锅炉纯水系统相连，发生器接入蒸汽作为补充热源。机组在实现制冷与制热功能转换时，机组可通过并联的阀门组转换介质。本专利技术的有益效果是:( I )以循环软水为载体，回收循环氨水余热，用于驱动热泵机组，既可以制取16?18°C冷冻水，减少蒸汽或煤气消耗，也可以加热纯水至105°C，生产除氧水，用于干熄焦或烟气余热锅炉供水，降低原除氧器蒸汽消耗，实现了循环氨水余热的回收利用。( II )用本系统加热纯水制取除氧水，焦化干熄焦工序除氧器作为备用，提高了干媳焦的生广保障能力；(III )该余热利用方法灵活多变，既可既制冷又制热，也可根据需要单独采用制冷或制热功能，且转换只需要控制阀门的启闭即可实现切换，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种循环氨水余热利用系统，包括炼焦炉、循环氨水泵、热交换器、软水泵、双效热泵机组、纯水泵、纯水槽、除氧器、凉水架、冷却水泵及管道和若干阀门，所述炼焦炉、循环氨水槽和循环氨水泵之间通过管道及控制阀门构成氨水循环使用的通道，所述双效热泵机组中具有第一高温热交换装置和第二低温热交换装置，其特征在于，在循环氨水泵和炼焦炉之间的管道上引出一与所述热交换器的壳程换热通道连接的支管回路，所述炼焦炉、循环氨水槽、循环氨水泵和热交换器之间构成循环氨水的循环回路，且75～78℃的循环氨水由循环氨水泵从循环氨水槽抽出经热交换器换热后温度降低至70～73℃；所述热交换器的管程换热通道外接一循环软水泵，且当需要制冷时，所述循环软水泵的出口通过管道及阀门接入第一高温热交换装置的低温端(发生器端)并在热交换器和第一高温热交换装置之间形成软水循环回路，经热交换器换热后循环软水温度可升高至70℃；在第二低温热交换装置的低温端(蒸发器端)连接冷水用户端，并通过低温水泵及管道形成冷水循环回路，可将23℃的冷水制备成16℃的冷水，并向冷水用户端供应冷水；第一高温热交换装置和第二低温热交换装置的管路相贯通并通过外置的凉水架和冷却水泵构成冷却水循环回路；当需要制热时，所述循环软水泵的出口通过管道及阀门接入第二低温热交换装置的低温端并在热交换器和第二低温热交换装置之间形成软水循环回路，经热交换器换热后循环软水温度可升高至70℃；第一高温热交换装置中的低温端接入蒸汽管道并由蒸汽提供辅助热能；第一高温热交换装置和第二低温热交换装置的管路相贯通并连接外置的用于补充纯水的纯水泵和用于对加热后的纯水进行辅助除氧的除氧器，所述除氧器与除氧水用水设备连接；且制冷和制热之间仅能够择一进行工作且是通过阀门进行切换控制的。...

【技术特征摘要】
1.一种循环氨水余热利用系统，包括炼焦炉、循环氨水泵、热交换器、软水泵、双效热泵机组、纯水泵、纯水槽、除氧器、凉水架、冷却水泵及管道和若干阀门，所述炼焦炉、循环氨水槽和循环氨水泵之间通过管道及控制阀门构成氨水循环使用的通道，所述双效热泵机组中具有第一高温热交换装置和第二低温热交换装置，其特征在于， 在循环氨水泵和炼焦炉之间的管道上引出一与所述热交换器的壳程换热通道连接的支管回路，所述炼焦炉、循环氨水槽、循环氨水泵和热交换器之间构成循环氨水的循环回路，且75?78°C的循环氨水由循环氨水泵从循环氨水槽抽出经热交换器换热后温度降低至 70 ?73°C ； 所述热交换器的管程换热通道外接一循环软水泵，且 当需要制冷时， 所述循环软水泵的出口通过管道及阀门接入第一高温热交换装置的低温端(发生器端)并在热交换器和第一高温热交换装置之间形成软水循环回路，经热交换器换热后循环软水温度可升高至70°C ;在第二低温热交换装置的低温端(蒸发器端)连接冷水用户端，并通过低温水泵及管道形成冷水循环回路，可将23°C的冷水...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝仰勇，甄玉科，王健，宁述芹，时秋颖，王华明，张顺贤，牛爱宁，刘亮，李瑞萍，范华磊，
申请(专利权)人：济钢集团有限公司，烟台荏原空调设备有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37