技术领域
[0001] 本实用新型属于焦化行业节能环保技术领域，具体涉及一种焦炉荒煤气余热回收利用系统。
背景技术
[0002] 煤焦化又称煤炭高温干馏，以煤为原料，在焦炉内隔绝空气条件下，加热到1000℃左右，通过高温干馏产生
焦炭、焦炉荒煤气和
炼焦化学产品的工艺过程。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，大量的焦炉荒煤气的余热未被有效利用，造成了能源的大量浪费，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
碳环保的发展方向。
[0003] 在焦化行业的常规型焦炉中，焦炉荒煤气
温度一般在650～750℃,为防止在荒煤气中的化学产品发生裂解，有利于回收荒煤气中的化学产品，减轻回收工序管道和设备的堵塞和
腐蚀，降低鼓
风机的负荷及
能量消耗，安全合理地输送荒煤气，荒煤气最终需冷却到21℃左右，目前的冷却工艺主要为采用循环
氨水在桥管和集气管内喷洒，将煤气温度降到
80～85℃左右，然后再进入初冷器进行冷却。焦炉荒煤气温度从700℃降低到21℃的热量约占焦炉热量的36％，其中喷洒的循环氨水吸收大部分的热量，目前很少有对循环氨水中的余热进行回收利用，因此使得循环氨水中携带的
热能白白浪费，造成了能源的浪费。公告号CN206019055U的
专利文献公开了一种循环氨水余热回收机组，对循环氨水余热进行回收，制冷满足工艺需求，制热满足供暖需求，但没有对初冷器中焦炉荒煤气的中、低品位余热进行回收利用。
[0004] 现有初冷器一般采用横管间接式初冷器，分为上段、中段、下段三段冷却。当前初冷器上、中段均用中温
循环水冷却，下段用低温水冷却。上段循环水出初冷器温度可高达75至80℃，在冬天部分企业已将初冷器上段循环水直接用于居民取暖，回收利用了焦炉荒煤气的部分余热，初冷器中段和下段循环水主要利用
冷却塔和制冷机组来冷却，未能充分利用荒煤气中包含的中、低品味热量，自然
散热和制冷机组驱动热源方面存在大量能源损失。同时，冷却塔存在
冷却水蒸发损失和飘水损失，
环境温度随季节变化时，造成煤气冷却系统
稳定性变差。
[0005] 因此，如何合理有效地实现循环氨水系统和初冷器中的焦炉荒煤气余热的回收利用，是当前急需解决的问题。实用新型内容
[0006] 为解决以上问题，本实用新型提供一种焦炉荒煤气余热回收利用系统，该系统包括溴化锂吸收式
热泵，循环氨水系统，初冷器等换热单元组成。初冷器由初冷器上段，初冷器中段，初冷器下段组成。由桥管，集气管，气液分离器，焦油氨水分离槽，循环氨水槽，循环氨水泵组成了循环氨水系统。循环氨水系统与溴化锂吸收式热泵的再生器Ⅰ构成第一换热单元，初冷器上段与溴化锂吸收式热泵的再生器Ⅱ构成第二换热单元，初冷器中段与溴化锂吸收式热泵的
蒸发器Ⅰ构成第三换热单元，初冷器下段与溴化锂吸收式热泵的蒸发器Ⅱ构成第四换热单元，从而实现了循环氨水系统和初冷器中的高、中、低品位的焦炉荒煤气余热的
梯级高效回收利用，通过溴化锂吸收式热泵加热纯水用于余热
锅炉供水或作为采暖水使用，减少了能源的消耗，同时大大降低了系统中冷却塔和冷却水泵的投资
费用和运转电耗，减少了冷却塔运行时冷却水的飘散损失。
[0007] 本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种焦炉荒煤气余热回收利用系统，包括溴化锂吸收式热泵，上升管，桥管，集气管，气液分离器，初冷器，焦油氨水分离槽，循环氨水槽，循环氨水泵；所述溴化锂吸收式热泵包括再生器Ⅰ，再生器Ⅱ和
冷凝器；所述初冷器包括初冷器上段，初冷器中段，初冷器下段；溴化锂吸收式热泵的再生器Ⅰ、桥管、集气管、气液分离器、焦油氨水分离槽、循环氨水槽、循环氨水泵通过管路依次连接；所述的上升管下端连接到焦炉荒煤气入口，上升管上端连接到桥管；所述的初冷器上端连接气液分离器，初冷器下端分别连接到焦炉荒煤气出口和焦油氨水分离槽；所述初冷器上段与溴化锂吸收式热泵的再生器Ⅱ之间通过初冷器上段循环水管路连接。
[0008] 进一步地，所述溴化锂吸收式热泵还包括蒸发器Ⅰ，吸收器Ⅰ；初冷器中段与蒸发器Ⅰ之间通过初冷器中段循环水管路连接，初冷器下段与冷却塔之间通过初冷器下段循环水管路连接。
[0009] 进一步地，所述溴化锂吸收式热泵还包括蒸发器Ⅱ，吸收器Ⅱ；所述初冷器中段与冷却塔之间通过初冷器中段循环水管路连接，初冷器下段与蒸发器Ⅱ之间通过初冷器下段循环水管路连接。
[0010] 进一步地，所述溴化锂吸收式热泵还包括蒸发器Ⅰ，吸收器Ⅰ，蒸发器Ⅱ，吸收器Ⅱ；所述初冷器中段与蒸发器Ⅰ之间通过初冷器中段循环水管路连接，初冷器下段与蒸发器Ⅱ之间通过初冷器下段循环水管路连接。
[0011] 进一步地，所述溴化锂吸收式热泵的吸收器Ⅰ连接低温纯水入口，冷凝器入口连接到吸收器Ⅰ，冷凝器出口连接锅炉给水或采暖水管道。
[0012] 进一步地，所述溴化锂吸收式热泵的吸收器Ⅱ连接低温纯水入口，冷凝器入口连接到吸收器Ⅱ，冷凝器出口连接锅炉给水或采暖水管道。
[0013] 进一步地，所述溴化锂吸收式热泵的吸收器Ⅰ和吸收器Ⅱ分别连接低温纯水入口，冷凝器入口分别连接吸收器Ⅰ和吸收器Ⅱ，冷凝器出口连接锅炉给水或采暖水管道。
[0014] 进一步地，所述焦油氨水分离槽连接到油出口，循环氨水槽连接到剩余氨水出口。
[0015] 炼焦过程需要将焦炉荒煤气通入到焦炉集气管中，所述集气管设置在氨
水循环系统中，氨水通过循环氨水泵直接送入溴化锂吸收式热泵的再生器Ⅰ中，作为溴化锂吸收式热泵的高温热源1驱动其运转，氨水降温后进入焦炉集气管中不断喷洒用以对高温焦炉荒煤气进行降温，实现焦炉荒煤气余热的第一次回收利用；然后再将一次降温后的焦炉荒煤气通过初冷器中，热量依次被初冷器上段的循环水，初冷器中段的循环水，初冷器下段的循环水带走，初冷器上段的循环水进入溴化锂吸收式热泵的再生器Ⅱ中，作为溴化锂吸收式热泵的高温热源2驱动其运转，实现焦炉荒煤气余热的第二次回收利用；初冷器中段的循环水进入溴化锂吸收式热泵的蒸发器Ⅰ中，作为溴化锂吸收式热泵的低温热源1驱动其运转，实现焦炉荒煤气余热的第三次回收利用；初冷器下段的循环水进入溴化锂吸收式热泵的蒸发器Ⅱ中，作为溴化锂吸收式热泵的低温热源2驱动其运转，实现焦炉荒煤气余热的第四次回收利用。从而实现了循环氨水系统和初冷器中的高、中、低品位的焦炉荒煤气余热的梯级高效回收利用。
[0016] 本实用新型的有益效果是：
[0017] 循环氨水系统与溴化锂吸收式热泵的再生器Ⅰ构成第一换热单元，初冷器上段与溴化锂吸收式热泵的再生器Ⅱ构成第二换热单元，初冷器中段与溴化锂吸收式热泵的蒸发器Ⅰ构成第三换热单元，初冷器下段与溴化锂吸收式热泵的蒸发器Ⅱ构成第四换热单元，实现了循环氨水系统和初冷器中的高、中、低品位的焦炉荒煤气余热的梯级高效回收利用，可回收焦炉荒煤气的90％以上的热量，通过溴化锂吸收式热泵加热纯水用于
余热锅炉供水或作为采暖水使用，减少了能源的消耗，同时大大降低了系统中冷却塔和冷却水泵的投资费用和运转电耗，减少了冷却塔运行时冷却水的飘散损失。
附图说明
[0018] 图1为本实用新型的第一种焦炉荒煤气余热回收利用系统
流程图；
[0019] 图2为本实用新型的第二种焦炉荒煤气余热回收利用系统流程图；
[0020] 图3为本实用新型的第三种焦炉荒煤气余热回收利用系统流程图；
[0021] 图中：1.溴化锂吸收式热泵，1-1.再生器Ⅰ，1-2.再生器Ⅱ，1-3.冷凝器，1-4.蒸发器Ⅰ，1-5.吸收器Ⅰ，1-6.蒸发器Ⅱ，1-7.吸收器Ⅱ，2.上升管，3.桥管，4.集气管，5.气液分离器，6.初冷器，6-1.初冷器上段，6-2.初冷器中段，6-3.初冷器下段，7.焦油氨水分离槽，8.循环氨水槽，9.循环氨水泵，10.高温循环氨水管路，11.低温循环氨水管路，12.初冷器上段循环水管路，13.初冷器中段循环水管路，14.初冷器下段循环水管路，15.冷却塔，16.冷却水泵，17.焦炉荒煤气入口，18.焦炉荒煤气出口，19.油出口，20.剩余氨水出口，21.低温纯水入口，22.锅炉给水或采暖水管道。
具体实施方式
[0022] 下面结合附图与具体
实施例对本实用新型进一步说明，但本实用新型不局限于具体实施例。
[0023] 实施例1
[0024] 如图1所示的一种焦炉荒煤气余热回收利用系统，该系统包括溴化锂吸收式热泵1，上升管2，桥管3，集气管4，气液分离器5，初冷器6，焦油氨水分离槽7，循环氨水槽8，循环氨水泵9。其中溴化锂吸收式热泵1由再生器Ⅰ1-1，再生器Ⅱ1-2，冷凝器1-3，蒸发器Ⅰ1-4，吸收器Ⅰ1-5组成；初冷器6由初冷器上段6-1，初冷器中段6-2，初冷器下段6-3组成。由桥管3，集气管4，气液分离器5，焦油氨水分离槽7，循环氨水槽8，循环氨水泵9组成了循环氨水系统。所述的上升管2连接焦炉荒煤气入口17，初冷器6连接焦炉荒煤气出口18，循环氨水泵9与再生器Ⅰ1-1之间连接高温循环氨水管路10，桥管3与再生器Ⅰ1-1之间连接低温循环氨水管路11。
[0025] 所述的初冷器上段6-1与再生器Ⅱ1-2之间通过初冷器上段循环水管路12连接，初冷器中段6-2与蒸发器Ⅰ1-4之间通过初冷器中段循环水管路13连接，初冷器下段6-3与冷却塔15之间通过初冷器下段循环水管路14连接。
[0026] 焦炉荒煤气经过焦炉荒煤气入口17通过上升管2、桥管3进入集气管4，而集气管4设置在氨水循环系统中，高温焦炉荒煤气与喷洒的低温循环氨水进行热量交换，实现一次降温，循环氨水升温后经过气液分离器5、焦油氨水分离槽7进入循环氨水槽8，循环氨水通过循环氨水泵9，通过高温循环氨水管路10进入溴化锂吸收式热泵1的再生器Ⅰ1-1中，作为溴化锂吸收式热泵1的高温热源1驱动其运转，高温循环氨水降温后通过低温循环氨水管路11进入桥管3和集气管4，然后通过在焦炉集气管4中不断喷洒氨水用以对焦炉荒煤气进行降温，使焦炉荒煤气携带的大量的热能转移至循环氨水中，实现焦炉荒煤气余热的第一次回收利用。
[0027] 经过一次降温的焦炉荒煤气进入初冷器6，热量依次被初冷器上段6-1的循环水，初冷器中段6-2的循环水，初冷器下段6-3的循环水带走。初冷器上段6-1的循环水经过初冷器上段循环水管路12进入溴化锂吸收式热泵1的再生器Ⅱ1-2中，作为溴化锂吸收式热泵1的高温热源2驱动其运转，实现焦炉荒煤气余热的第二次回收利用；初冷器中段6-2的循环水经过初冷器中段循环水管路13进入溴化锂吸收式热泵1的蒸发器Ⅰ1-4中，作为溴化锂吸收式热泵1的低温热源1驱动其运转，实现焦炉荒煤气余热的第三次回收利用。初冷器下段6-3的循环水经过初冷器下段循环水管路14进入冷却塔15中进行降温。实现了循环氨水系统和初冷器中的高、中品位的焦炉荒煤气余热的梯级回收利用。
[0028] 所述溴化锂吸收式热泵1的吸收器Ⅰ1-5连接低温纯水入口21，冷凝器1-3连接锅炉给水或采暖水管道22，纯水通过低温纯水入口21进入溴化锂吸收式热泵1的吸收器Ⅰ1-5和冷凝器1-3后温度升高，用于焦化干熄焦或焦炉烟道气余热回收余热锅炉的供水经过锅炉给水或采暖水管道22流出。
[0029] 实施例2
[0030] 本实施例中所述的一种焦炉荒煤气余热回收利用系统的各部分结构与实施例1基本相同，不同点为：
[0031] 如图2所示的一种焦炉荒煤气余热回收利用系统，溴化锂吸收式热泵1由再生器Ⅰ1-1，再生器Ⅱ1-2，冷凝器1-3，蒸发器Ⅱ1-6，吸收器Ⅱ1-7组成。
[0032] 所述的初冷器上段6-1与再生器Ⅱ1-2之间通过初冷器上段循环水管路12连接，初冷器中段6-2与冷却塔15之间通过初冷器中段循环水管路13连接，初冷器下段6-3与蒸发器Ⅱ1-6之间通过初冷器下段循环水管路14连接。
[0033] 经过一次降温的焦炉荒煤气进入初冷器6，热量依次被初冷器上段6-1的循环水，初冷器中段6-2的循环水，初冷器下段6-3的循环水带走。初冷器上段6-1的循环水经过初冷器上段循环水管路12进入溴化锂吸收式热泵1的再生器Ⅱ1-2中，作为溴化锂吸收式热泵1的高温热源2驱动其运转，实现焦炉荒煤气余热的第二次回收利用；初冷器中段6-2的循环水经过初冷器中段循环水管路13进入冷却塔15中进行降温；初冷器下段6-3的循环水经过初冷器下段循环水管路14进入溴化锂吸收式热泵1的蒸发器Ⅱ1-6中进行降温，制冷满足工艺需求，同时回收利用了循环氨水系统和初冷器中焦炉荒煤气的余热，减少了能源的消耗。
[0034] 实施例3
[0035] 本实施例中所述的一种焦炉荒煤气余热回收利用系统的各部分结构与实施例1基本相同，不同点为：
[0036] 如图3所示，作为优选的一种焦炉荒煤气余热回收利用系统，溴化锂吸收式热泵1由再生器Ⅰ1-1，再生器Ⅱ1-2，冷凝器1-3，蒸发器Ⅰ1-4，吸收器Ⅰ1-5，蒸发器Ⅱ1-6，吸收器Ⅱ1-7组成。
[0037] 所述的初冷器上段6-1与再生器Ⅱ1-2之间通过初冷器上段循环水管路12连接，初冷器中段6-2与蒸发器Ⅰ1-4之间通过初冷器中段循环水管路13连接，初冷器下段6-3与蒸发器Ⅱ1-6之间通过初冷器下段循环水管路14连接。
[0038] 经过一次降温的焦炉荒煤气进入初冷器6，热量依次被初冷器上段6-1的循环水，初冷器中段6-2的循环水，初冷器下段6-3的循环水带走。初冷器上段6-1的循环水经过初冷器上段循环水管路12进入溴化锂吸收式热泵1的再生器Ⅱ1-2中，作为溴化锂吸收式热泵1的高温热源2驱动其运转，实现焦炉荒煤气余热的第二次回收利用；初冷器中段6-2的循环水经过初冷器中段循环水管路13进入溴化锂吸收式热泵1的蒸发器Ⅰ1-4中，作为溴化锂吸收式热泵1的低温热源1驱动其运转，实现焦炉荒煤气余热的第三次回收利用；初冷器下段6-3的循环水经过初冷器下段循环水管路14进入溴化锂吸收式热泵1的蒸发器Ⅱ1-6中，作为溴化锂吸收式热泵1的低温热源2驱动其运转，实现焦炉荒煤气余热的第四次回收利用。
[0039] 所述溴化锂吸收式热泵1的吸收器Ⅰ1-5和吸收器Ⅱ1-7连接低温纯水入口21，冷凝器1-3连接锅炉给水或采暖水管道22，纯水通过低温纯水入口21进入溴化锂吸收式热泵1的吸收器Ⅰ1-5、吸收器Ⅱ1-7和冷凝器1-3后温度升高，用于焦化干熄焦或焦炉烟道气余热回收的余热锅炉的供水或作为采暖水经过锅炉给水或采暖水管道22流出。进一步实现了初冷器中的低品位的焦炉荒煤气余热的有效利用，减少了能源的消耗，同时大大降低了系统中冷却塔和冷却水泵的投资费用和运转电耗，减少了冷却塔运行时冷却水的飘散损失。
[0040] 本实用新型不局限于上述实施方式，任何人应得知在本实用新型的启示下作出的与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。
