[发明专利]基于焦化厂余热回收利用的集成发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及焦化行业焦炉余热利用领域，具体地说，尤其涉及一种能够对焦炉区域在焦化过程中产生的余热进行回收并再利用的基于焦化厂余热回收利用的集成发电系统。

背景技术

焦炉，或者说炼焦炉，在通常情况下即是指一种用耐火材料砌城的用于使煤炭化，以生产焦炭的设备，是炼焦的主要热工设备。焦炉中焦炭的主要生产工艺是以煤作为原料，在隔绝空切的条件下，将煤加热到950摄氏度至1050摄氏度，再经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等高温干馏工艺，最终得到焦炭。

在上述过程中，生产过程中焦炉内的加热过程产生大量的荒煤气，大量荒煤气具有可观的显热，同时，生产获得的焦炭以及生产中得到的废烟气内都存有大量的显热。在能源问题和生产成本管控日益加剧的现有技术下，对荒煤气显热、焦炭显热以及烟道废气显热的余热回收成为焦化行业普遍关注的重点课题。

在现有技术中，对上述提及的三种显热，都有对应的方式进行余热回收：

1)焦炭显热：如前文所述的炼焦过程中的高温干馏工艺完成后，得到温度在950摄氏度至1050摄氏度的焦炭，称为高温红焦，为了便于运输和贮存，需要对所述的高温红焦进行冷却，使其温度降至250摄氏度左右，该过程称为熄焦。熄焦可以分为炉内熄焦和炉外熄焦，随着炼焦技术的发展，如今多采用炉外熄焦的方式，炉外熄焦又可以分为干法熄焦和湿法熄焦，即俗称的干熄焦和湿熄焦。

湿熄法是将高温红焦直接传送至熄焦塔，熄焦塔顶部设置有多个喷淋水头，从喷淋水头中喷出大量低温水，低温水喷淋在高温红焦上达到冷却效果，冷却过程中产生大量蒸汽，再通过其他方式对这些蒸汽进行回收；干熄焦的过程，则是用循环惰性气体作为热载体，由循环风机将冷的循环气体输入焦炭冷却室，将高温焦炭冷却至250摄氏度后排出，并且将吸收焦炭显热后的气体导入锅炉进行回收热量，产生蒸汽，回收热量后的循环气体经过冷却、除尘后，再通过风机返回到冷却室再次进行冷却，如此循环。

2)荒煤气显热：现有技术下普遍采用的是，在炭化室的顶部设置上升管、桥管等管道，通过这些管道将炭化室高温干馏过程中产生的荒煤气汇集到炭化室顶部空间，并汇入集汽管内，而后，使用氨水喷淋的方式，将温度在650 摄氏度至800摄氏度范围内的荒煤气冷却至85摄氏度左右。在这种方法中，荒煤气的热量没有得到回收利用，造成热量的巨大浪费。

3)烟道废气显热：由于焦炉生产中产生的烟道废气温度较低，温度通常在240摄氏度到280摄氏度的范围内，属于低品位热能。通常设置单独的余热回收装置对低品位热能进行回收并生产低压饱和蒸汽，但是生产的低压饱和蒸汽的利用价值较低，而对低品位热能所需要的热能回收装置成本又较高，所以，对于烟道废气显热的处理方式通常是直接排放。

综上所述，现有技术中对焦炭显热、荒煤气显热以及烟道废气显热的回收利用都采用独立处理，单独回收的方式，余热回收利用率较低，并且多套回收设备，无疑会带来系统复杂性、工程造价以及运行成本的增大。

有鉴于此，应当提供一种新的方式，对干熄焦炉生产工艺中产生的各种显热热能进行集成回收利用。

发明内容

本发明是为了解决上述技术问题而做出的，其目的是提供一种能够对干熄焦炉生产工艺中产生的焦炭显热、荒煤气显热以及烟道废气显热进行综合回收利用的热力发电系统，对焦化厂各种余热资源进行统筹，简化系统内的复杂性，以最优化的方式对多种余热进行集成回收利用。