CN209295730U - 一种氨水余热利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氨水余热利用系统，包括串联的炼焦炉和氨水槽，还包括第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路并联连接于所述氨水槽的出口与所述炼焦炉的入口之间，所述炼焦炉、所述氨水槽与所述第一支路形成的循环回路中设置有主泵送部件，所述第二支路上串联有辅助泵送部件和换热部件；所述氨水余热利用系统还包括分支管路，所述分支管路与所述辅助泵送部件并联，并且所述分支管路上设置有开关阀；本实用新型中的氨水余热利用系统设置有与辅助泵送部件并联的分支管路，第二支路可以根据系统负载的实际工况，可选择地通过辅助泵送部件连通或者通过分支管路连通，在满足系统不同工况的需求前提下，可以大大降低运行成本。

Description

一种氨水余热利用系统

技术领域

本实用新型涉及氨水余热利用技术领域，特别涉及一种氨水余热利用系统。

背景技术

煤焦化又称煤炭高温干馏，它是以煤为原料，在隔绝空气条件下加热到950℃左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其他化工产品的一种煤转化工艺。

炼焦过程中，从焦炉炭化室经上升管逸出的煤气温度比较高，需要氨水喷洒进行降温。喷洒后的氨水温度一般为75℃至78℃，喷洒后的氨水再利用冷介质冷却后再循环利用，对煤气进行降温。

喷洒后氨水能量的回收和再利用是本领域内技术人员一直关注的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种氨水余热利用系统，包括串联的炼焦炉和氨水槽，还包括第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路并联连接于所述氨水槽的出口与所述炼焦炉的入口之间，所述炼焦炉、所述氨水槽与所述第一支路形成的循环回路中设置有主泵送部件，所述第二支路上串联有辅助泵送部件和换热部件；所述氨水余热利用系统还包括分支管路，所述分支管路与所述辅助泵送部件并联，并且所述分支管路上设置有开关阀；

当处于第一工作状态时，所述主泵送部件和所述辅助泵送部件处于工作状态共同为系统中氨水提供流动驱动力，所述开关阀非导通，所述第二支路通过所述辅助泵送部件形成通路；

当处于第二工作状态时，仅所述主泵送部件为系统氨水提供流动驱动力，所述辅助泵送部件处于非工作状态，所述开关阀连通，所述第二支路通过所述分支管路形成通路。

本实用新型中的氨水余热利用系统设置有与辅助泵送部件并联的分支管路，第二支路可以根据系统负载的实际工况，可选择地通过辅助泵送部件连通或者通过分支管路连通，在满足系统不同工况的需求前提下，可以大大降低运行成本。

可选的，所述辅助泵送部件设置于所述换热部件的上游管路；或者所述辅助泵送部件设置于所述换热部件的下游管路。

可选的，所述主泵送部件设置于所述氨水槽的出口管路，所述氨水槽的氨水经所述主泵送部件之后分成两路：所述第一支路和所述第二支路，每一支路上均安装有截止阀。

可选的，所述换热部件包括吸收式制冷机、吸收式热泵、板式换热器中一者或者几者，各所述换热部件串联或者并联于所述第二支路。

可选的，所述换热部件包括吸收式制冷机或者吸收式热泵，所述第二支路中的氨水流经所述吸收式制冷机的发生器内部换热管路，或者流经所述吸收式热泵的发生器内部换热管路。

可选的，所述第一支路、所述第二支路入口端或者所述第二支路的出口端均设置有截止阀。

可选的，所述开关阀包括止回阀。

可选的，还包括流量控制阀，用于控制流经所述换热部件的氨水量；还包括调节支路，两端并联于所述换热部件的进口和出口，所述第二支路中的氨水可分两路分别流过所述调节支路和所述换热部件。

可选的，所述流量控制阀为三通调节阀，所述三通调节阀设置于所述调节支路与所述第二支路的连接位置。

可选的，所述流量控制阀包括两个二通调节阀，所述两个二通调节阀其中一者设置于所述调节支路，另一者设置于所述换热部件所处管段。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例中氨水余热利用系统的结构示意图；

图2为本实用新型第二种实施例中氨水余热利用系统的结构示意图；

图3为本实用新型第三种实施例中氨水余热利用系统的结构示意图；

图4为本实用新型第四种实施例中氨水余热利用系统的结构示意图；

图5为本实用新型第五种实施例中氨水余热利用系统的结构示意图。

其中，图1至图5中：

1-氨水槽、2-主泵送部件、3-截止阀、4-辅助泵送部件、5-截止阀、 6-板式换热器、7-换热部件、8-三通调节阀、9-开关阀、11-炼焦炉、 14-截止阀、16-吸收式制冷机、17-吸收式热泵；

1a-第一支路、2a-第二支路、2b-分支管路、2c-调节支路、2d-供暖支路。

具体实施方式

现有技术中通常是将氨水循环回路中部分氨水利用冷却介质进行降温，即设置分支管路，分支管路连通氨水循环回路，氨水循环回路中的部分氨水流入分支管路进行冷却后，再流回氨水循环回路与剩余氨水混合后再次对煤气进行喷洒。

为了不影响氨水循环回路中主泵送部件的正常工作，分支管路中设置有辅助泵送部件，辅助泵送部件主要对分支管路中氨水起到输送作用。目前的回路中，无论何种工况，两个泵送部件都需要同时工作。

本实用新型通过实践发现：根据煤焦化系统的工况，氨水循环回路具有高负荷工况和低负荷工况，当高负荷工况时，氨水流量比较大，泵送动力需求高，主泵送部件和辅助泵送部件需要同时工作，才能满足工作需求，当低负荷工况时，氨水循环回路压力损失降低，泵送动力需求比较小。

因此对于低负荷工况而言，两个泵送部件同时工作极大浪费能源。故如何降低氨水余热利用系统的能耗，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本实用新型一种实施例中氨水余热利用系统的结构示意图。

本实用新型提供了一种氨水余热利用系统，主要是炼焦炉11中所用循环氨水热量的利用。该系统包括炼焦炉11和氨水槽1，炼焦炉11 和氨水槽1通过主管路串联。炼焦炉11和氨水槽1的具体结构本文不做限定，请参考现有技术。

本实用新型中的氨水余热利用系统还包括第一支路1a和第二支路2a，第一支路1a和第二支路2a并联连接于氨水槽1出口与炼焦炉 11的入口之间，也就是说，氨水槽1中的氨水也可以部分经过第一支路1a到达炼焦炉11，部分经过第二支路2a到达炼焦炉11。当然，为了使第一支路1a和第二支路2a中的氨水能够有足够的动力流动，系统中还可以设置主泵送部件2和辅助泵送部件4，主泵送部件2设置于炼焦炉11、氨水槽1与第一支路1a形成的循环回路中，辅助泵送部件4设置于第二支路2a上，当系统处于高负荷工作时，主泵送部件 2和辅助泵送部件4可以共同工作为系统提供动力。

第二支路2a上还可以设置换热部件7，换热部件7与辅助泵送部件4串联安装于第二支路2a上。换热部件7为实现两种介质热量交换的部件，具体结构形式很多，只要能够实现上述功能即可，后文中将详细介绍几种具体的换热部件7。

本实用新型中的氨水余热利用系统还包括分支管路2b，分支管路 2b与辅助泵送部件4并联，并且分支管路2b上设置有开关阀9，开关阀9只要是实现分支管路2b的连通或者断开。开关阀9的导通可以人工控制，也可以机械控制，还可以当系统压力大于预定值时自动开启，例如止回阀。

当系统处于第一工作状态(高负荷)时，主泵送部件2和辅助泵送部件4处于工作状态共同为系统中氨水提供流动驱动力，开关阀9 处于非导通状态，第二支路2a通过辅助泵送部件4形成通路。具体地系统中氨水的流动路径为：在主泵送部件2和辅助泵送部件4的共同驱动力下，自氨水槽1流出的氨水一路流入第一支路1a，经过第一支路1a流动至炼焦炉11进口管路；另一路流入第二支路2a经过辅助泵送部件4后输送至换热部件7与外界介质进行换热降温后被输送至炼焦炉11进口管路与第一支路1a流出的氨水汇合共同流进炼焦炉11进行喷洒。喷洒挥发后的氨气再次被通入氨水槽1内部形成液态，循环使用。

当系统处于第二工作状态(低负荷)时，仅开启主泵送部件2为系统氨水提供流动驱动力，即辅助泵送部件4处于非工作状态，开关阀9连通，第二支路2a通过分支管路2b形成通路。也就是说，流入第二支路2a的氨水此时不经过辅助泵送部件4，经过分支管路2b，即流入第二支路2a的氨水经分支管路2b、换热部件7流至炼焦炉11的进口管。

通过上述描述可知，本实用新型中的氨水余热利用系统设置有与辅助泵送部件4并联的分支管路2b，第二支路2a可以根据系统负载的实际工况，可选择地通过辅助泵送部件4连通或者通过分支管路2b 连通，在满足系统不同工况的需求前提下，可以大大降低运行成本。

上述实施例中，辅助泵送部件4设置于换热部件7的上游管路；或者辅助泵送部件4设置于换热部件7的下游管路。本文优选将辅助泵送部件4设置于换热部件7的上游管路。

上述各实施例中，主泵送部件2可以设置于氨水槽1的出口管路，氨水槽1的氨水经主泵送部件2之后分成两路分别流入第一支路1a 和第二支路2a。主泵送部件2位于氨水槽1的出口管路有利于提高系统顺畅性。

上述各实施例中，换热部件7可以包括吸收式制冷机16、吸收式热泵17或者板式换热器6中一者或者几者，各换热部件7可以串联，也可以并联连接于第二支路2a。

也就是说，第二支路2a上可以单独设置吸收式制冷机，或者吸收式热泵或者板式换热器6，当然可以同时设置两个或者两个以上换热部件7，例如第二支路2a上同时设置吸收式制冷机和板式换热器6，或者吸收式热泵和板式换热器6，或者吸收式制冷机和吸收式热泵，根据具体工况选择开启合适的换热部件7。

各换热部件7之间可以串联，也可以并联。图5中给出了第二支路2a上并联两个换热部件7的具体实施方式，其中一个换热部件7 为板式换热器6，氨水流经板式换热器6可以直接提供供暖热量。即设置供暖支路2d，供暖支路2d上设置有板式换热器6，板式换热器6的两端可以均设置有截止阀5，以利于系统使用灵活性。

当然，可以具体系统结构，在合适的管段增加截止阀，如图5中，还设置有截止阀14。

在一种具体实施例中，换热部件7可以包括吸收式制冷机或者吸收式热泵，第二支路2a中的氨水流经吸收式制冷机的发生器内部换热管路，或者流经吸收式热泵的发生器内部换热管路。

图3中给出了换热部件7为吸收式制冷机的具体实施方式，第二支路2a中的氨水为吸收式制冷机的驱动热源，流经发生器内部换热管路加热发生器内部的稀溶液，使其变成浓溶液。

图4示出了换热部件7为吸收式热泵的具体实施方式，第二支路 2a中的氨水为吸收式热泵的驱动热源。

吸收式制冷机和吸收式热泵的工作原理本文不做具体介绍，可参考现有技术。

为了便于设备维护及检修，上述各实施例中的第一支路1a、第二支路2a入口端或者第二支路2a的出口端可以均设置有截止阀3，即第一支路1a、第二支路2a可以均设置截止阀3。

根据外界使用需求的不同，对于换热部件7的工况要求可能不相同，故为了提高系统灵活性，本文还进行了如下设置。

上述各实施例中，氨水余热利用系统还可以进一步包括流量控制阀，用于控制流经换热部件7的氨水量；氨水余热利用系统还可以包括调节支路2c，两端并联于换热部件7的进口和出口，第二支路2a 中的氨水可分两路分别流过调节支路2c和换热部件7。

这样，虽然主泵送部件2和辅助泵送部件4的功率都是恒定的，但是通过调节流量控制可以调节流经换热部件7的氨水量，第二支路 2a中多余氨水量可以通过调节支路2c流出，进而控制进入换热部件7 的热量，以适应外界不同的使用需求。

实现上述功能的流量控制阀可以由多种形式，以下具体介绍两种流量控制。

在一种具体实施例，流量控制阀为三通调节阀8，三通调节阀8 设置于调节支路2c与第二支路2a的连接位置。三通调节阀8可以为电控方式，也可以为手动方式。

上述实施方式中，可以通过自动或手动调节三通调节阀8的开度，调节进入换热部件7中氨水流量，同时有利于保持通过第一支路1a 的氨水流量稳定。

在另一种具体实施例中，流量控制阀可以包括两个二通调节阀，两个二通调节阀其中一者设置于调节支路2c，另一者设置于换热部件 7所处管段。

该实施方式中，通过调节两个二通调节阀的开度，从而控制通过第一支路1a和第二支路2a的氨水流量。

以上对本实用新型所提供的一种氨水余热利用系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种氨水余热利用系统，其特征在于，包括串联的炼焦炉(11)和氨水槽(1)，还包括第一支路(1a)和第二支路(2a)，所述第一支路(1a)和所述第二支路(2a)并联连接于所述氨水槽(1)的出口与所述炼焦炉(11)的入口之间，所述炼焦炉(11)、所述氨水槽(1)与所述第一支路(1a)形成的循环回路中设置有主泵送部件(2)，所述第二支路(2a)上串联有辅助泵送部件(4)和换热部件(7)；所述氨水余热利用系统还包括分支管路(2b)，所述分支管路(2b)与所述辅助泵送部件(4)并联，并且所述分支管路(2b)上设置有开关阀(9)；

当处于第一工作状态时，所述主泵送部件(2)和所述辅助泵送部件(4)处于工作状态共同为系统中氨水提供流动驱动力，所述开关阀(9)非导通，所述第二支路(2a)通过所述辅助泵送部件(4)形成通路；

当处于第二工作状态时，仅所述主泵送部件(2)为系统氨水提供流动驱动力，所述辅助泵送部件(4)处于非工作状态，所述开关阀(9)连通，所述第二支路(2a)通过所述分支管路(2b)形成通路。

2.如权利要求1所述的氨水余热利用系统，其特征在于，所述辅助泵送部件(4)设置于所述换热部件(7)的上游管路；或者所述辅助泵送部件(4)设置于所述换热部件(7)的下游管路。

3.如权利要求1所述的氨水余热利用系统，其特征在于，所述主泵送部件(2)设置于所述氨水槽(1)的出口管路，所述氨水槽(1)的氨水经所述主泵送部件(2)之后分成两路：所述第一支路(1a)和所述第二支路(2a)，每一支路上均安装有截止阀(3)。

4.如权利要求2所述的氨水余热利用系统，其特征在于，所述换热部件(7)包括吸收式制冷机(16)、吸收式热泵(17)、板式换热器(6)中一者或者几者，各所述换热部件(7)串联或者并联于所述第二支路(2a)。

5.如权利要求2所述的氨水余热利用系统，其特征在于，所述换热部件(7)包括吸收式制冷机(16)或者吸收式热泵(17)，所述第二支路(2a)中的氨水流经所述吸收式制冷机(16)的发生器内部换热管路，或者流经所述吸收式热泵(17)的发生器内部换热管路。

6.如权利要求1所述的氨水余热利用系统，其特征在于，所述开关阀(9)包括止回阀。

7.如权利要求1至6任一项所述的氨水余热利用系统，其特征在于，还包括流量控制阀，用于控制流经所述换热部件(7)的氨水量；还包括调节支路(2c)，两端并联于所述换热部件(7)的进口和出口，所述第二支路(2a)中的氨水可分两路分别流过所述调节支路(2c)和所述换热部件(7)。

8.如权利要求7所述的氨水余热利用系统，其特征在于，所述流量控制阀为三通调节阀(8)，所述三通调节阀(8)设置于所述调节支路(2c)与所述第二支路(2a)的连接位置。

9.如权利要求7所述的氨水余热利用系统，其特征在于，所述流量控制阀包括两个二通调节阀，所述两个二通调节阀其中一者设置于所述调节支路，另一者设置于所述换热部件(7)所处管段。