[实用新型]一种煤气化CO2载气节能系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤化工技术节能领域，特别是CO₂输煤载气的节能系统。

背景技术

煤化工生产过程产生大量的CO₂，CO₂经过压缩机压缩后，用于输送煤粉至气化炉。具体工艺为：煤粉由煤仓排出后进入锁斗，当锁斗充满煤粉并且被高压CO₂气加压后，煤粉进入到给料器，给料器压力为5.8 MPa，温度为150℃，而后通过工艺管道将煤粉输送至气化炉工艺喷嘴，气化炉压力为4.2 MPa。锁斗轮流运行以维持给料器中的煤粉料位，当锁斗空了，会通过控制阀来降压。

CO₂经过压缩机压缩进入缓冲罐，压力为7.4MPa，温度为150℃，而后进入煤锁斗中，压力为5.8 MPa，温度为150℃，一部分CO₂随煤粉进入给料器并进入气化炉，另一部载有剩余煤尘的CO₂通过换热器换热后进入泄压过滤系统，温度120℃，压力为0.35 MPa，经过过滤器过滤后CO₂排放到驰放气总管并排空。大型煤化工厂单系列CO₂流量为2.4万吨/h，在此过程中CO₂减温减压，目前CO₂所具有的能量没有被利用，造成大量能量被浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种煤气化CO2载气节能系统，提高煤化工项目的能源利用率，减少污染物排放。

本实用新型解决其技术问题的具体方案是：

一种煤气化CO2载气节能系统，包括CO₂驱动系统、热泵系统、换热系统、循环冷却水低温热源供回水系统、热网供回水系统等。

① CO₂驱动系统：包括过滤器、缓冲罐和透平机，CO₂输煤载气首先经过过滤器，去除气体的固体颗粒，进入缓冲罐内，保证气体压力稳定，再进入透平机，CO₂输煤载气驱动透平机，透平机同轴带动热泵压缩机；过滤器工作压力4-8MPa，内有滤网，根据要求调节滤网筛孔直径，保证满足透平机的工作要求；透平机选用中高压透平机，同轴驱动热泵压缩机，进口压力在5 MPa，出口压力1 MPa，充分利用CO₂富余的能量；

② 热泵系统：包括蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀；其中压缩机与透平机同轴连接，由CO₂驱动透平机，代替电力；循环冷却水作为低温热源连接蒸发器；

③ 换热系统：包括管壳式换热器，透平机出来的CO₂温度为120-150℃， 进入管壳换热器与热网供水进行换热，作为热网调峰负荷；

④ 低温热源供回水系统：低温热源主要为化工厂循环冷却水，供水温度为41℃，进入热泵蒸发器回收其富余的低温热量，换热后回水温度为31℃，通过泵送至循环冷却塔，流量可根据负荷需求进行调节；

⑤ 热网供回水系统：热网回水温度为45℃，进入冷凝器，温度为55℃，而后再经过换热器与透平机出来的CO₂进行换热，温度到达90℃，通过泵输送回热网。

本实用新型利用废弃高温高压CO₂代替电能驱动热泵，同时将废弃循环冷却水作为低温热源，为热泵系统提供热量，将低品质的废弃能量转换成高品质能量，为下游住宅供暖，减少能量浪费和环境污染，本实用新型具有很好的经济和社会效益。

附图说明

图1为本实用新型的系统示意图。

其中：过滤器101，透平机102，换热器103，压缩机104，冷凝器105，节流阀106，蒸发器107。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的作进一步的详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

如图1，一种煤气化CO2载气节能系统，包括CO₂驱动系统、热泵系统、换热系统、循环冷却水低温热源供回水系统、热网供回水系统等。