[实用新型]一种煤粉干燥与气化副产蒸汽耦合利用的节能系统

说明书

本实用新型提出一种煤粉干燥与气化副产蒸汽耦合利用的节能系统，系统应用于煤化工工艺节能领域，系统包括磨煤机、过滤器Ⅰ、循环风机、加热器、蝶阀、过滤器Ⅱ、冷凝器。来自空分N₂或低温甲醇洗CO₂通过来自气化副产中低压饱和蒸汽加热满足煤粉干燥热量要求，干燥后的煤粉在惰性循环风的带动下进入旋转分离器进行分离，分离后的气体经循环风机加压后大部分气体循环使用，少部分经过滤、脱湿后送硫回收焚烧炉或热电锅炉。本实用新型的系统，通过煤粉干燥与气化副产蒸汽耦合利用，在节省合成气、解析气作为燃料气的能源浪费之外，完全实现煤粉干燥系统惰性气体环境，杜绝煤粉爆炸可能，同时完全减少燃料气燃烧产生水分和空气带入系统水分的可能性。

技术领域

本实用新型专利属于煤化工工艺节能领域，具体涉及粉煤气化单元的煤粉干燥与气化副产蒸汽耦合利用的节能方法和系统。

技术背景

在煤化工装置中，煤粉干燥是必备的关键单元，煤粉干燥效果和氧气浓度含量直接决定后续气化工艺乃至整个工艺装置的“安稳长满优”运行；

其中煤粉干燥一般通过合成气或燃料气和助燃空气在热风炉(惰性气体发生器)中燃烧产生热气体供给热量，其中进磨煤机热惰性气体温度约180-250℃，磨煤机出口温度不超过110℃；干燥后的煤粉在惰性循环风的带动下进入旋转分离器进行分离，分离后的气体含CO₂：3-5％(vol)、H₂O：25-30％(vol)、O₂：6-7％(vol)、N₂：60-65％(vol)、固体粉尘10mg/Nm³(煤粉、硫化物等)，经循环风机加压后大部分气体循环使用，少部分排放至大气以降低热惰性气体内的水含量，两者比例大约4:1。同时为防止煤粉爆炸发生，通过新鲜惰性气体稀释使系统氧气摩尔分数低于8％，同时为保证后续煤粉输送不形成结块，粉煤的水分含量要求＜2％。

在实际应用中，助燃空气的含湿量受环境变化影响，热风炉产生的热气体氧成分也易与燃料气中的微量氢成分反应生成水，导致后续煤粉结块，影响输送。同时由于助燃空气的输入变化，容易导致氧含量超标，造成煤粉爆炸风险大大增加，而且合成气、解析气等作为燃料气，CO、H₂含量高，也造成能源浪费，系统能耗增高，这些有效气体成分可通过进一步净化返回合成系统制化学品。

同时在煤化工系统中，气化、黑水闪蒸、变换、硫回收、合成副产大量中低压饱和蒸汽，也存在减温减压的能源浪费。

另外在煤化工装置硫回收单元湿法制酸工艺中，高温硫酸蒸汽冷凝通过空气带走热量，被加热的空气一部分进入焚硫炉助燃，大部分高温空气排放，造成一定的系统能源浪费。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种煤粉干燥与气化副产蒸汽耦合利用的节能系统，解决现有技术中煤粉结块、煤粉爆炸风险、能源浪费的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种煤粉干燥与气化副产蒸汽耦合利用的节能系统，所述系统应用于煤化工工艺节能领域，系统包括磨煤机、过滤器Ⅰ、循环风机、加热器、蝶阀、过滤器Ⅱ、冷凝器、原料煤输送管道、煤粉输送管道、干燥煤粉后的气体管道、进加热器的惰性气体管道、高温惰性气体管道、放空气进过滤器Ⅱ管道、过滤后的放空气管道、脱湿后的放空气管道(送硫回收焚烧炉或热电锅炉)、来自空分N₂或低温甲醇洗CO₂管道、来自气化(或黑水闪蒸、变换、硫回收、合成)副产中低压饱和蒸汽管道、高温凝结水管道、循环水入口管道、循环水出口管道；

进一步的，所述的磨煤机、过滤器Ⅰ、循环风机、加热器通过原料煤输送管道、煤粉输送管道、干燥煤粉后的气体管道、进加热器的惰性气体管道、高温惰性气体管道以及来自空分N₂或低温甲醇洗CO₂管道依次连通，形成煤粉干燥的循环通道；