一種高溫粉焦有機(jī)熱載體余熱回收方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高溫半焦有機(jī)熱載體余熱回收方法。本發(fā)明針對(duì)直徑20mm以下的高溫粉焦，以有機(jī)熱載體為換熱介質(zhì)，立式換熱器為換熱單元，有機(jī)熱載體與高溫半焦通過換熱管進(jìn)行間接換熱，通過三級(jí)逆向換熱，最大限度的冷卻高溫粉焦，實(shí)現(xiàn)120℃以下的常壓干熄焦出料。有機(jī)熱載體，在無氧微正壓下運(yùn)行，可獲得280℃的高參數(shù)換熱介質(zhì)供用熱設(shè)備。本發(fā)明工藝簡單、熱效率高，在實(shí)現(xiàn)粉焦干熄焦的同時(shí)達(dá)到余熱的有效利用。
【專利說明】
一種高溫粉焦有機(jī)熱載體余熱回收方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于煤干餾技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高溫半焦有機(jī)熱載體余熱回收方法，以立式換熱器為本體，有機(jī)熱載體為換熱介質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤低溫干餾是采用煤炭熱解加工技術(shù)，在隔絕空氣的情況下，將煤炭加熱到550°C?600°C，脫除影響煤熱值的水、氧和低熱值揮發(fā)分物質(zhì)，使煤發(fā)熱組分富集，形成固體半焦。
[0003]干餾技術(shù)生產(chǎn)的半焦根據(jù)工藝不同主要有塊狀和粉末狀，對(duì)于高溫粉末半焦，經(jīng)干餾爐生產(chǎn)后需要進(jìn)行熄焦冷卻。高溫半焦的顯熱占整個(gè)干餾過程的能耗比例較高。因此，回收半焦的顯熱，可有效降低煤干餾過程的能耗。
[0004]目前的熄焦技術(shù)有干法熄焦和濕法熄焦。干法熄焦技術(shù)是采用惰性氣體吸收半焦的顯熱，吸收了半焦顯熱的惰性氣體作為二次能源，在熱交換設(shè)備中交換熱量后惰性氣體可重復(fù)利用。濕法熄焦技術(shù)是通過水對(duì)高溫焦炭直接冷卻。干法熄焦與濕法熄焦相比，具有可回收半焦顯熱，改善半焦質(zhì)量和減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前的氣體熱載體干熄焦技術(shù)處理粉狀焦炭時(shí)氣固分離難度較大，不太適合。
[0005]將高溫固體顆粒熱量直接予以回收的換熱系統(tǒng)是粉焦余熱回收的新方向。常規(guī)換熱系統(tǒng)或余熱鍋爐的工作原理，是采用水或蒸汽作為換熱介質(zhì)，獲得高溫蒸汽，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管路工作壓力較大，設(shè)備制造和使用維護(hù)成本較高。
[0006]因此，如何簡便有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)高溫粉焦的冷卻同時(shí)回收余熱，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是解決當(dāng)前干熄焦系統(tǒng)中無法處理粉料，存在的大量能量損失和系統(tǒng)配置復(fù)雜等問題，通過立式換熱器為換熱單元，有機(jī)熱載體為換熱介質(zhì)，直接回收高溫粉焦熱量，達(dá)到干熄焦和余熱利用的目的。
[0008]為此，本發(fā)明提供了一種高溫粉焦有機(jī)熱載體余熱回收方法，包括以下步驟:
步驟I)啟動(dòng)通過管線與裝有有機(jī)熱載體的低溫儲(chǔ)罐出口相連的第一油栗，打開第一油栗出口支路管線上依次設(shè)置的第一閥門和加熱器，關(guān)閉第一油栗出口另一條支路管線上的第二閥門，有機(jī)熱載體進(jìn)入加熱器后按照升溫曲線進(jìn)行升溫，脫除其中的水分和烴類，之后儲(chǔ)存于低溫儲(chǔ)罐；
步驟2)經(jīng)低溫干餾出爐550°C的高溫粉焦依次進(jìn)入從上至下設(shè)置的三級(jí)換熱器、二級(jí)換熱器、一級(jí)換熱器的同時(shí)關(guān)閉第一閥門，打開第一油栗與一級(jí)換熱器進(jìn)口相通的出口管線上的第二閥門；
步驟3)有機(jī)熱載體經(jīng)第一油栗增壓后由第二閥門通入一級(jí)換熱器，與高溫粉焦進(jìn)行熱交換，升溫至140°C經(jīng)一級(jí)換熱器出口進(jìn)入第一膨脹箱； 步驟4)儲(chǔ)存于第一膨脹箱的有機(jī)熱載體達(dá)到設(shè)定液位后，經(jīng)第二油栗增壓后進(jìn)入二級(jí)換熱器，升溫至210°C經(jīng)二級(jí)換熱器出口進(jìn)入第二膨脹箱；
步驟5)儲(chǔ)存于第二膨脹箱的有機(jī)熱載體達(dá)到設(shè)定液位后，經(jīng)第三油栗增壓后進(jìn)入三級(jí)換熱器，升溫至280°C經(jīng)三級(jí)換熱器出口進(jìn)入第三膨脹箱；
高溫粉焦經(jīng)三組換熱器內(nèi)流通的有機(jī)熱載體進(jìn)行逆向換熱逐級(jí)冷卻至120°C以下，低溫粉焦由一級(jí)換熱器底部出料，實(shí)現(xiàn)干熄焦；
步驟6)第三膨脹箱內(nèi)的有機(jī)熱載體達(dá)到設(shè)定液位后，回流至高溫儲(chǔ)罐，儲(chǔ)存待用；
步驟7)高溫儲(chǔ)罐內(nèi)有機(jī)熱載體儲(chǔ)存至設(shè)定液位后，啟動(dòng)第四油栗，打開第四油栗與用熱設(shè)備相通的出口管線上的第三閥門，關(guān)閉用熱設(shè)備出口與低溫儲(chǔ)罐之間的第五閥門，關(guān)閉第四油栗與水冷卻器相通的出口管線上的第四閥門，有機(jī)熱載體為用熱設(shè)備供熱，經(jīng)換熱后的有機(jī)熱載體回至低溫儲(chǔ)罐，完成余熱回收利用循環(huán)；
步驟8)根據(jù)用熱設(shè)備出口有機(jī)熱載體溫度的高低，關(guān)閉第五閥門，打開水冷卻器前的第六閥門，開啟水冷卻器進(jìn)行輔助冷卻。
[0009]所述有機(jī)熱載體是導(dǎo)熱油，該導(dǎo)熱油為合成型導(dǎo)熱油或礦物型導(dǎo)熱油。
[0010]所述高溫粉焦為直徑20_以下的粉狀半焦。
[0011 ]步驟5)中所述低溫粉焦由一級(jí)換熱器底部出料，其出料量和在換熱器中停留時(shí)間通過一級(jí)換熱器下部設(shè)置的出料機(jī)進(jìn)行控制。
[0012]高溫粉焦的進(jìn)料溫度和進(jìn)料量出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，通過對(duì)第一油栗、第二油栗、第三油栗的循環(huán)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)120°c以下出料。
[0013]用熱設(shè)備耗熱量出現(xiàn)變動(dòng)時(shí)，通過對(duì)第四油栗的流量和第三閥門、第六閥門的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0014]所述有機(jī)熱載體采用強(qiáng)制循環(huán)，工作壓力為0.1MPa，在無氧環(huán)境循環(huán)使用。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
(I)本發(fā)明采用有機(jī)熱載體對(duì)粉焦進(jìn)行連續(xù)多次熄焦降溫，采用逆流操作可獲得較大的傳熱效率，縮短熄焦時(shí)間，能夠有效降低最終出口粉焦的溫度。
[0016](2)換熱介質(zhì)通過多級(jí)升溫，可獲得更高溫度，有更為廣泛的用途。
[0017](3)作換熱介質(zhì)的有機(jī)熱載體可循環(huán)重復(fù)使用，有效降低余熱回收過程的使用成本，整個(gè)熄焦余熱回收過程處于無氧環(huán)境，系統(tǒng)微正壓安全可靠。
[0018](4)換熱器為立式換熱器，內(nèi)布蛇形換熱管，錯(cuò)位布置能有效混料，結(jié)構(gòu)簡單，采用重力輸送不耗能，處理量大，成本低。
[0019](5)半焦經(jīng)多級(jí)冷卻干熄焦，可以有效改善半焦的物理性質(zhì)。
[0020]下面將結(jié)合附圖做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
[0022]圖中:1、低溫儲(chǔ)罐;2、加熱器;3、第一油栗;4、第一閥門；5、第二閥門；6、出料機(jī);7、一級(jí)換熱器;8、第二油栗;9、第一膨脹箱；10、二級(jí)換熱器；11、第三油栗；12、第二膨脹箱；13、三級(jí)換熱器；14、第三膨脹箱；15、高溫儲(chǔ)罐；16、第四油栗；17、第三閥門；18、第四閥門；19、用熱設(shè)備;20、第五閥門；21、第六閥門；22、水冷卻器。
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例1:
本實(shí)施例提供了一種如圖1所示的高溫粉焦有機(jī)熱載體余熱回收方法，包括以下步驟:步驟I)啟動(dòng)通過管線與裝有有機(jī)熱載體的低溫儲(chǔ)罐I出口相連的第一油栗3，打開第一油栗3出口支路管線上依次設(shè)置的第一閥門4和加熱器2，關(guān)閉第一油栗3出口另一條支路管線上的第二閥門5，有機(jī)熱載體進(jìn)入加熱器2后按照升溫曲線進(jìn)行升溫，脫除其中的水分和烴類，之后儲(chǔ)存于低溫儲(chǔ)罐I;
步驟2)經(jīng)低溫干餾出爐550°C的高溫粉焦依次進(jìn)入從上至下設(shè)置的三級(jí)換熱器13、二級(jí)換熱器10、一級(jí)換熱器7的同時(shí)關(guān)閉第一閥門4，打開第一油栗3與一級(jí)換熱器7進(jìn)口相通的出口管線上的第二閥門5;
步驟3)有機(jī)熱載體經(jīng)第一油栗3增壓后由第二閥門5通入一級(jí)換熱器7，與高溫粉焦進(jìn)行熱交換，升溫至140°C經(jīng)一級(jí)換熱器7出口進(jìn)入第一膨脹箱9;
步驟4)儲(chǔ)存于第一膨脹箱9的有機(jī)熱載體達(dá)到設(shè)定液位后，經(jīng)第二油栗8增壓后進(jìn)入二級(jí)換熱器10，升溫至210°C經(jīng)二級(jí)換熱器10出口進(jìn)入第二膨脹箱12;
步驟5)儲(chǔ)存于第二膨脹箱12的有機(jī)熱載體達(dá)到設(shè)定液位后，經(jīng)第三油栗11增壓后進(jìn)入三級(jí)換熱器13，升溫至280°C經(jīng)三級(jí)換熱器13出口進(jìn)入第三膨脹箱14;
高溫粉焦經(jīng)三組換熱器內(nèi)流通的有機(jī)熱載體進(jìn)行逆向換熱逐級(jí)冷卻至120°C以下，低溫粉焦由一級(jí)換熱器7底部出料，實(shí)現(xiàn)干熄焦；
步驟6)第三膨脹箱14內(nèi)的有機(jī)熱載體達(dá)到設(shè)定液位后，回流至高溫儲(chǔ)罐15，儲(chǔ)存待用；步驟7)高溫儲(chǔ)罐15內(nèi)有機(jī)熱載體儲(chǔ)存至設(shè)定液位后，啟動(dòng)第四油栗16，打開第四油栗16與用熱設(shè)備19相通的出口管線上的第三閥門17，關(guān)閉用熱設(shè)備19出口與低溫儲(chǔ)罐I之間的第五閥門20，關(guān)閉第四油栗16與水冷卻器22相通的出口管線上的第四閥門18，有機(jī)熱載體為用熱設(shè)備19供熱，經(jīng)換熱后的有機(jī)熱載體回至低溫儲(chǔ)罐I，完成余熱回收利用循環(huán)；步驟8)根據(jù)用熱設(shè)備19出口有機(jī)熱載體溫度的高低，關(guān)閉第五閥門20，打開水冷卻器22前的第六閥門21，開啟水冷卻器22進(jìn)行輔助冷卻。
[0024]本實(shí)施例針對(duì)直徑為20mm以下550V的高溫粉焦。利用有機(jī)熱載體(導(dǎo)熱油)與高溫粉焦進(jìn)行逆向換熱，出口粉焦溫度控制在120°C以下的常壓干熄焦。有機(jī)熱載體經(jīng)3次升溫至280°C，為用熱設(shè)備19供熱。
[0025]本發(fā)明利用高溫粉焦與有機(jī)熱載體通過換熱器內(nèi)換熱管間接傳導(dǎo)換熱，熱量損失少，余熱利用率高;通過三級(jí)逆向換熱，最大限度的冷卻高溫半焦，實(shí)現(xiàn)干熄焦出料，半焦性質(zhì)好，有機(jī)熱載體升溫高，用途廣;有機(jī)熱載體可循環(huán)重復(fù)使用，成本低。
[0026]實(shí)施例2:
在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供了一種高溫粉焦有機(jī)熱載體余熱回收方法，步驟5)中所述低溫粉焦由一級(jí)換熱器7底部出料，其出料量和在換熱器中停留時(shí)間通過一級(jí)換熱器7下部設(shè)置的出料機(jī)6進(jìn)行控制。
[0027]高溫粉焦的進(jìn)料溫度和進(jìn)料量出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，通過對(duì)第一油栗3、第二油栗8、第三油栗11的循環(huán)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)120°c以下出料。
[0028]用熱設(shè)備19耗熱量出現(xiàn)變動(dòng)時(shí)，通過對(duì)第四油栗16的流量和第三閥門17、第六閥門21的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0029]有機(jī)熱載體采用強(qiáng)制循環(huán)，工作壓力為0.1MPa，在無氧環(huán)境循環(huán)使用。有機(jī)熱載體作為換熱介質(zhì)，在無氧微正壓下運(yùn)行，系統(tǒng)使用安全維護(hù)簡單。
[0030]綜上所述，本發(fā)明針對(duì)直徑20mm以下的高溫粉焦，以有機(jī)熱載體為換熱介質(zhì)，立式換熱器為換熱單元，有機(jī)熱載體與高溫半焦通過換熱管進(jìn)行間接換熱，通過三級(jí)逆向換熱，最大限度的冷卻高溫粉焦，實(shí)現(xiàn)120°C以下的常壓干熄焦出料。有機(jī)熱載體，在無氧微正壓下運(yùn)行，可獲得280°C的高參數(shù)換熱介質(zhì)供用熱設(shè)備19。
[0031]本發(fā)明工藝簡單、熱效率高，在實(shí)現(xiàn)粉焦干熄焦的同時(shí)達(dá)到余熱的有效利用。
[0032]本實(shí)施例沒有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段，這里不一一敘述。
[0033]以上例舉僅僅是對(duì)本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高溫粉焦有機(jī)熱載體余熱回收方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟I)啟動(dòng)通過管線與裝有有機(jī)熱載體的低溫儲(chǔ)罐(I)出口相連的第一油栗(3)，打開第一油栗(3)出口支路管線上依次設(shè)置的第一閥門(4)和加熱器(2)，關(guān)閉第一油栗(3)出口另一條支路管線上的第二閥門(5)，有機(jī)熱載體進(jìn)入加熱器(2)后按照升溫曲線進(jìn)行升溫，脫除其中的水分和烴類，之后儲(chǔ)存于低溫儲(chǔ)罐(I); 步驟2)經(jīng)低溫干餾出爐550°C的高溫粉焦依次進(jìn)入從上至下設(shè)置的三級(jí)換熱器(13)、二級(jí)換熱器(10)、一級(jí)換熱器(7)的同時(shí)，關(guān)閉第一閥門(4)，打開第一油栗(3)與一級(jí)換熱器(7)進(jìn)口相通的出口管線上的第二閥門(5); 步驟3)有機(jī)熱載體經(jīng)第一油栗(3)增壓后由第二閥門(5)通入一級(jí)換熱器(7)，與高溫粉焦進(jìn)行熱交換，升溫至140°C經(jīng)一級(jí)換熱器(7)出口進(jìn)入第一膨脹箱(9); 步驟4)儲(chǔ)存于第一膨脹箱(9)的有機(jī)熱載體達(dá)到設(shè)定液位后，經(jīng)第二油栗(8)增壓后進(jìn)入二級(jí)換熱器(10)，升溫至210°C經(jīng)二級(jí)換熱器(10)出口進(jìn)入第二膨脹箱(12); 步驟5)儲(chǔ)存于第二膨脹箱(12)的有機(jī)熱載體達(dá)到設(shè)定液位后，經(jīng)第三油栗(11)增壓后進(jìn)入三級(jí)換熱器(13)，升溫至280°C經(jīng)三級(jí)換熱器(13)出口進(jìn)入第三膨脹箱(14); 高溫粉焦經(jīng)三組換熱器內(nèi)流通的有機(jī)熱載體進(jìn)行逆向換熱逐級(jí)冷卻至120°C以下，低溫粉焦由一級(jí)換熱器(7)底部出料，實(shí)現(xiàn)干熄焦； 步驟6)第三膨脹箱(14)內(nèi)的有機(jī)熱載體達(dá)到設(shè)定液位后，回流至高溫儲(chǔ)罐(15)，儲(chǔ)存待用； 步驟7)高溫儲(chǔ)罐(15)內(nèi)有機(jī)熱載體儲(chǔ)存至設(shè)定液位后，啟動(dòng)第四油栗(16)，打開第四油栗(16)與用熱設(shè)備(19)相通的出口管線上的第三閥門(17)，關(guān)閉用熱設(shè)備(19)出口與低溫儲(chǔ)罐(I)之間的第五閥門(20)，關(guān)閉第四油栗(16)與水冷卻器(22)相通的出口管線上的第四閥門(18)，有機(jī)熱載體為用熱設(shè)備(19)供熱，經(jīng)換熱后的有機(jī)熱載體回至低溫儲(chǔ)罐(I)，完成余熱回收利用循環(huán)； 步驟8)根據(jù)用熱設(shè)備(19)出口有機(jī)熱載體溫度的高低，關(guān)閉第五閥門(20)，打開水冷卻器(22)前的第六閥門(21)，開啟水冷卻器(22)進(jìn)行輔助冷卻。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫粉焦有機(jī)熱載體余熱回收方法，其特征在于:所述有機(jī)熱載體是導(dǎo)熱油，該導(dǎo)熱油為合成型導(dǎo)熱油或礦物型導(dǎo)熱油。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫粉焦有機(jī)熱載體余熱回收方法，其特征在于:所述高溫粉焦為直徑20_以下的粉狀半焦。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫粉焦有機(jī)熱載體余熱回收方法，其特征在于:步驟5)中所述低溫粉焦由一級(jí)換熱器(7)底部出料，其出料量和在換熱器中停留時(shí)間通過一級(jí)換熱器(7)下部設(shè)置的出料機(jī)(6)進(jìn)行控制。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫粉焦有機(jī)熱載體余熱回收方法，其特征在于:高溫粉焦的進(jìn)料溫度和進(jìn)料量出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，通過對(duì)第一油栗(3)、第二油栗(8)、第三油栗(11)的循環(huán)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)120 °C以下出料。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種高溫粉焦有機(jī)熱載體余熱回收方法，其特征在于:用熱設(shè)備(19)耗熱量出現(xiàn)變動(dòng)時(shí)，通過對(duì)第四油栗(16)的流量和第三閥門(17)、第六閥門(21)的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)。7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種高溫粉焦有機(jī)熱載體余熱回收方法，其特征在于:所述有機(jī)熱載體采用強(qiáng)制循環(huán)，工作壓力為0.1MPa，在無氧環(huán)境循環(huán)使用。
【文檔編號(hào)】C10B39/02GK105925279SQ201610497239
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】姜永濤, 徐鴻鈞, 趙玉良, 王有飛, 王高鋒, 王廣收
【申請(qǐng)人】中國重型機(jī)械研究院股份公司