[发明专利]一种循环氨水余热利用系统

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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℃，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℃，进入初冷器冷却至21℃。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℃，对于其中的75～78℃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℃，当装入煤水分在8％～11％时，相应的煤气露点温度为65～70℃，即循环氨水温度在70～75℃也可满足喷洒冷却煤气要求，故75～78℃的循环氨水可利用3～7℃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℃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℃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，本发明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℃，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。

发明内容

针对上述情况，本发明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，本发明所述方法由以下技术方案解决：

一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℃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，