一种火电厂热解炉热解气冷却系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种火电厂热解炉热解气冷却系统和方法，包括电站锅炉及其送风系统、汽轮机及其汽水系统，还包括热解炉及其热解气冷却净化分离装置，所述热解气冷却净化分离装置中设置有换热装置，所述换热装置为风冷换热器和/或水冷换热器，所述风冷换热器和/或水冷换热器中的冷却介质对所述热解气冷却净化分离装置中的热解气进行冷却，所述风冷换热器出口已被加热的冷却介质可输送入电站锅炉或制粉系统中，所述水冷换热器出口已被加热的冷却介质可输送入锅炉供水管路或除氧器供水管路或热网循环水供水管路中。本发明专利技术结构简单，可充分利用热解气冷却时释放的热量加热火电厂系统中需要加热的风和/或水，降低其能量消耗，显著提高能源利用率。著提高能源利用率。著提高能源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种火电厂热解炉热解气冷却系统和方法


[0001]本专利技术涉及热解
，具体而言，涉及一种火电厂热解炉热解气冷却系统和方法。

技术介绍

[0002]研究发现，煤炭中赋存着较高的油气资源。因此煤炭热解技术能够提高煤炭的利用效率，并且热解产物煤焦油和热解煤气能够作为石油和天然气的补充。另外，钢铁行业每年消耗大量的焦炭，而优质的焦炭就是通过煤焦化炉生产出来的。近年来，我国焦炭产量占世界总产量的一半以上，已成为全球最大的焦炭生产和出口国。由此刺激了炼焦技术的快速发展，新建和改造焦炉数量直线上升，焦炉大型化比例显著提高；荒煤气余热利用、干热解气冷却、捣固炼焦、炼焦生产自动化等一批新技术得到推广和应用。
[0003]生物质是一种清洁的可再生能源，生物质快速热解技术是生物质利用的重要途径，所谓热解就是利用热能打断大分子量有机物、碳氢化合物的分子键，使之转变为含碳原子数目较少的低分子量物质的过程。生物质热解是生物质在完全缺氧条件下，产生液体(生物油)、气体(可燃气)、固体(焦碳)三种产物的生物质热降解过程。
[0004]另外，随着工业和城市发展，城市垃圾和污泥，以及工业油污泥产生量越来越大，城市环保对垃圾、污泥的处理提出了更高要求。随着垃圾、污泥填埋场的占用和污染了大量土地，未来针对垃圾或污泥采用热解工艺进行无害化处理成为唯一的选择。
[0005]在上述煤、生物质、垃圾或污泥的热解工艺中，热解气携带的热量占到30％以上，如何冷却热解气利用其中的热量，进而从热解气中提取焦油、煤气、生物质气、油气及其他可燃气体，成为提高热解项目经济性和能源利用效率的关键。目前采用的常规冷却方式为水冷或风冷，但一般冷却水或冷却风与热解气换热后，将热量通过冷水塔或风冷散热器散失在大气当中，热量完全被白白浪费掉，使得热解炉的整个能源效率低下。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决的问题是热解气冷却净化分离装置中热解气冷却释放的热量未充分利用的问题。
[0007]为解决上述问题，本专利技术提供了一种火电厂热解炉热解气冷却系统，包括电站锅炉及其送风系统、汽轮机及其汽水系统，还包括热解炉及其热解气冷却净化分离装置，所述热解气冷却净化分离装置中设置有换热装置，所述换热装置为风冷换热器和/或水冷换热器，所述风冷换热器和/或水冷换热器中的冷却介质对所述热解气冷却净化分离装置中的热解气进行冷却，所述风冷换热器出口已被加热的冷却介质可输送入电站锅炉或制粉系统中，所述水冷换热器出口已被加热的冷却介质可输送入锅炉供水管路或除氧器供水管路或热网循环水供水管路中。
[0008]所述热解炉分解的原料可以是原煤、生物质、垃圾、污泥中的任意一种或几种，火电厂热解炉热解气冷却系统利用热解气冷却释放的热量将换热装置中的冷却介质加热，被
热解气加热后的冷却介质，可以是风和/或水，所述热风可送入电站锅炉中助力炉内煤炭的燃烧，节省其自身能量的消耗，热水可送入锅炉供水管路或除氧器供水管路或热网循环水供水管路中，降低给水系统或凝结水系统或热网循环水系统中冷水加热的能量消耗，并对热解气冷却释放的热量进行充分利用。
[0009]进一步的，所述换热装置为风冷换热器，所述风冷换热器内部流通的冷却介质为电站锅炉冷态的一次风或二次风。
[0010]使用热解气冷却净化分离装置加热部分一次风或二次风，降低电站锅炉内空气预热器预热一次风或二次风的热量消耗。
[0011]进一步的，所述送风系统与空气预热器和风冷换热器相连，所述送风系统中设置有至少一个分流装置和至少一个合流装置，所述分流装置和合流装置可控制其各风道内的流量。
[0012]所述送风系统送入的风一部分进入电站锅炉内部的空气预热器进行预热，一部分进入热解气冷却净化分离装置进行换热，解热后的风汇合后进入电站锅炉或制粉系统，同时可调节的分流装置和合流装置的设置可以控制进入空气预热器和热解气冷却系统的风量，使热解气冷却系统处于热交换平衡状态。
[0013]进一步的，所述分流装置的入口通入冷态的一次风，其出口连接空气预热器和风冷换热器的冷风管道，所述合流装置入口连接空气预热器和风冷换热器的热风管道，其出口连接制粉系统，所述制粉系统的出口连接电站锅炉燃烧器。
[0014]所述一次风进入分流装置后，从其出口进入空气预热器和风冷换热器内进行加热，加热后的一次风经过合流装置汇合后进入制粉系统，将制粉系统内的煤粉携带入电站锅炉的燃烧器内，热的一次风可保证煤粉在进入电站锅炉时即具备了一定的温度，便于其充分燃烧，提高能量利用率。
[0015]进一步的，所述分流装置的入口通入冷态的二次风，其出口连接空气预热器和风冷换热器的冷风管道，所述合流装置入口连接空气预热器和风冷换热器的热风管道，其出口连接电站锅炉燃烧器。
[0016]所述二次风进入分流装置后，从其出口进入空气预热器和风冷换热器内进行加热，加热后的二次风经过合流装置汇合后进入电站锅炉，电站锅炉使用的二次风通常为高温风，且其用量最大，仅通过空气预热器加热会消耗电站锅炉内大量热量，影响能量利用率，通过热解气冷却净化分离装置加热部分二次风可显著提高电站锅炉内的能量利用率，另外，在火电厂电站锅炉低负荷运行时，可关闭空气预热器的空气入口，完全利用热解气冷却热量替代空气预热器吸取的热量，维持锅炉低负荷下SCR入口烟气温度在310度以上，保证SCR系统低负荷下的正常运行。
[0017]进一步的，所述换热装置内设置有水冷换热器，所述水冷换热器内部流通的冷却介质为锅炉给水、凝结水或热网循环回水中的任意一种。
[0018]使用热解气冷却净化分离装置加热部分锅炉给水或凝结水或热网循环回水，降低电站锅炉煤耗，提升火电机组汽水系统的循环效率。
[0019]进一步的，所述水冷换热器的冷水管路连接火电厂电站锅炉给水或凝结水供水管路或热网循环水回水管路中的任意一种，水冷换热器的热水管路连接火电厂电站锅炉或除氧器供水管路或热网循环水供水管路中的任意一种，所述汽水系统中设置有控制阀以控制
冷却介质的进出及流量。
[0020]所述汽水系统中的一部分锅炉给水或凝结水或热网循环水回水进入热解气冷却净化分离装置进行换热，解热后的水进入电站锅炉或除氧器供水管路或热网循环水供水管路，降低对其加热的能量消耗，同时可调节的控制阀的设置可以控制进入热解气冷却系统的水量，使热解气冷却系统处于热交换平衡状态。
[0021]进一步的，所述风冷换热器或水冷换热器为表面式间隔换热盘管，所述盘管为光管、内肋管、外肋管或内外均有肋片的换热管中的任意一种。
[0022]进一步的，所述热解炉出口的热解气管路上设置有气流控制阀，所述气流控制阀可以控制将一部分热解气送入热解气冷却净化分离装置中，同时可将另一部分热解气直接送入电站锅炉中。
[0023]一部分热解气直接送入电站锅炉中可成为电站锅炉的直接能源，降低其它燃料消耗，同时热态的热解气无需预热，可节省大量能源，其中烟气可通过电站锅炉的烟气处理装置进行无害化处理，节约了部分设备投入。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火电厂热解炉热解气冷却系统，包括电站锅炉(1)及其送风系统(2)、汽轮机(3)及其汽水系统(4)，其特征在于，还包括热解炉(5)及其热解气冷却净化分离装置(6)，所述热解气冷却净化分离装置(6)中设置有换热装置(7)，所述换热装置(7)为风冷换热器(701)和/或水冷换热器(702)，所述风冷换热器(701)和/或水冷换热器(702)中的冷却介质对所述热解气冷却净化分离装置(6)中的热解气进行冷却，所述风冷换热器(701)出口已被加热的冷却介质可输送入电站锅炉(1)或制粉系统(9)中，所述水冷换热器(702)出口已被加热的冷却介质可输送入锅炉供水管路或除氧器供水管路或热网循环水供水管路中。2.如权利要求1所述的一种火电厂热解炉热解气冷却系统，其特征在于，所述风冷换热器(701)内流通的冷却介质为电站锅炉(1)的冷态一次风或二次风。3.如权利要求2所述的一种火电厂热解炉热解气冷却系统，其特征在于，所述送风系统(2)与空气预热器(8)和风冷换热器(701)相连，所述送风系统(2)中还设置有至少一个分流装置(201)和至少一个合流装置(202)，所述分流装置(201)和合流装置(202)可调节其各条风道内的流量。4.如权利要求3所述的一种火电厂热解炉热解气冷却系统，其特征在于，所述分流装置(201)的入口通入冷态的一次风，其出口连接空气预热器(8)和风冷换热器(701)的冷风管道，所述合流装置(202)入口连接空气预热器(8)和风冷换热器(701)的热风管道，其出口连接制粉系统(9)，所述制粉系统(9)的出口连接电站锅炉燃烧器(10)。5.如权利要求3所述的一种火电厂热解炉热解气冷却系统，其特征在于，所述分流装置(201)的入口通入冷态的二次风，其出口连接空气预热器(8)和风冷换热器(701)的冷风管道，所述合流装置(202)入口连接空气预热器(8)和风冷换热器(701)的热风管道，其出口连接电站锅炉燃烧器(10)。6.如权利要求1或4或5所述的一种火电厂热解炉热解气冷却系统，其特征在于，所述换热装置(7)内设置有水冷换热器(702)，所述水冷换热器(702)内部流通的冷却介质为电站锅炉(1)给水、凝结水或热网循环回水中的任意一种。7.如权利要求6所述的一种火电厂热解炉热解气冷却系统，其特征在于，所述水冷换热器(702)的冷水管路连接火电厂电站锅炉(1)给水或凝结水供水管路或热网循环水回水管路中的任意一种，水冷换热器(702)的热水管路连接火电厂电站锅炉(1)或除氧器供水管路或热网循环水供水管路中的任意一种，所述汽水系统(4)中设置有控制阀(401)以控制冷却介质的进出及流量。8.如权利要求7所述的一种火电厂热解炉热解气冷却系统，其特征在于，所述风冷换热器(701)或水冷换热器(702)为表面式间隔换热盘管，所述盘管为光管、内肋管、外肋管或内外均有肋片的换热管中的任意一种。9.如权利要求1所述的一种火电厂热解炉热解气冷却系统，其特征在于，所述热解气冷却净化分离装置(6)净化分离得到的可燃气体进行后续处理或通入电站锅炉燃烧器(10)，所述热解炉(5)或热解...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨豫森，崔华，
申请(专利权)人：赫普能源环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：