CN206572800U - 一种煤气化co2载气节能系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种煤气化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。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。
Description
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。
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。
从煤锁斗出来的CO2温度为150℃，压力为5MPa，流量21000kg/h，通过过滤器101进一步去除CO2气体中的煤粉，再进入缓冲罐，而后进入透平机102，CO2驱动透平机做功，功率为12MW，透平机同轴连接着压缩机104，带动热泵系统工作。做完功的CO2温度为120℃，进入换热器103与热网回水换热，CO2最后进入化工厂驰放气总管排空，压力降为0.35MPa。
低温热源由化工厂循环冷却水提供，温度为41℃，循环水量4000吨/小时，进入蒸发器107换热，温度降为31℃，经泵循环送回冷却塔。
45℃的热网回水进入冷却器105，温度进一步提升到55℃，再进入换热器103与CO2换热，供水温度为90℃，送回用户。
该系统每年节省标煤2万吨，减少CO2排放5.2万吨，SO2排放480吨，氮氧化物140吨，直接经济效益800万。
Claims (2)
1.一种煤气化CO2载气节能系统，其特征在于，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；
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，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；过滤器内有滤网；
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；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进入管壳换热器与热网供水进行换热；
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，供水进入热泵蒸发器回收其富余的低温热量，换热后回水通过泵送至循环冷却塔；
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。
2.根据权利要求1所述的一种煤气化CO2载气节能系统，其特征在于，所述透平机选用中高压透平机，同轴驱动热泵压缩机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720143529.8U CN206572800U (zh) | 2017-02-16 | 2017-02-16 | 一种煤气化co2载气节能系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720143529.8U CN206572800U (zh) | 2017-02-16 | 2017-02-16 | 一种煤气化co2载气节能系统 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN206572800U true CN206572800U (zh) | 2017-10-20 |
Family
ID=60058275
Family Applications (1)
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| CN201720143529.8U Active CN206572800U (zh) | 2017-02-16 | 2017-02-16 | 一种煤气化co2载气节能系统 |
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|---|---|
| CN (1) | CN206572800U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106839516A (zh) * | 2017-02-16 | 2017-06-13 | 中节能城市节能研究院有限公司 | 一种煤气化co2载气节能系统 |
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2017
- 2017-02-16 CN CN201720143529.8U patent/CN206572800U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN106839516A (zh) * | 2017-02-16 | 2017-06-13 | 中节能城市节能研究院有限公司 | 一种煤气化co2载气节能系统 |
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