一种炭化炉余热回收储能调峰系统及方法与流程

本发明属于煤炭热解出焦余热回收利用，具体涉及一种炭化炉余热回收储能调峰系统及方法。

背景技术：

1、半焦生产工艺是以低阶煤为原料，在炭化炉中650-750℃下热解产出半焦、煤气及焦油。煤气从炭化炉炉体上部排出后，进入煤气净化区进行洗涤、冷却；半焦从炭化炉炉体下部自上而下运动，在此运动过程中会带出大量的热量，温度在500-600℃。若不能对此部分热量进行回收利用，会造成热能白白浪费，且增加能耗。

2、专利公告号为cn104236337b、cn210215232u及cn104710995b的专利，都对半焦冷却过程中携带的热量进行了回收利用。但是，在半焦冷却过程中，热量的供给是连续且富裕的，上述专利只是对得到的热量进行了回收利用，对富裕热量不做任何处理，致使大量能源被浪费，没有做到对产生的热量彻底回收利用。

技术实现思路

1、本发明提供了一种炭化炉余热回收储能调峰系统及方法，目的在于提供一种能够对煤炭热解出的热量进行存储，以便在需要的时候拿出来利用，从而充分回收利用热能，提高能源利用率。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种炭化炉余热回收储能调峰系统，包括炭化单元、煤气净化单元、熔盐储热单元、蒸汽换热单元、煤气换热单元、发电单元、蒸汽外送装置和焦油储罐；煤气净化单元连接在炭化单元与煤气换热单元、煤气外送装置之间；所述煤气换热单元与蒸汽换热单元、发电单元并联，且与炭化单元连接；熔盐储热单元分别将煤气换热单元、蒸汽换热单元与发电单元并联后的两端与炭化单元连接；所述蒸汽换热单元分别与蒸汽外送装置、焦油储罐、煤气净化单元及炭化单元连接。

4、所述的炭化单元包括由原煤输送装置、炭化炉、出焦冷却段、半焦输送装置、空气风机、桥管、集气槽和空气阀；所述原煤输送装置与炭化炉顶部连接；炭化炉底部为出焦冷却段，出焦冷却段的侧壁上分别开有熔盐进口和熔盐出口，底面开有半焦出口；熔盐进口和熔盐出口分别与熔盐储热单元连接，半焦出口与半焦输送装置连接；所述集气槽通过桥管与炭化炉顶部连接，集气槽的输出口与煤气净化单元连接；炭化炉中下部与煤气换热单元连接的管路上通过空气阀连接有空气风机；炭化炉下部的出焦冷却段与熔盐储热单元连接；炭化炉的上部与煤气净化单元连接。

5、所述的煤气净化单元包括初冷塔、横管冷却器、电捕焦油器、煤气风机和煤气外送装置；所述初冷塔、横管冷却器、电捕焦油器、煤气风机依顺序连接在炭化单元和煤气外送装置之间；所述煤气风机还与煤气换热单元连接。

6、所述的熔盐储热单元包括高温储热模块和低温储热模块；高温储热模块和低温储热模块分别将煤气换热单元、蒸汽换热单元及发电单元并联后的两端与炭化单元连接。

7、所述的高温储热模块包括高温熔盐储罐、高温熔盐泵和高温熔盐储罐入口阀；所述高温熔盐储罐通过高温熔盐泵与煤气换热单元、蒸汽换热单元和发电单元并联后的一端管路连接，高温熔盐储罐通过高温熔盐储罐入口阀与炭化单元连接。

8、所述的低温储热模块包括低温熔盐罐、低温熔盐泵和低温熔盐储罐出口阀；所述低温熔盐泵通过低温熔盐罐与煤气换热单元、蒸汽换热单元和发电单元并联后的另一端管路连接，低温熔盐泵通过低温熔盐储罐出口阀与炭化单元连接。

9、所述的蒸汽换热单元包括蒸汽换热器、蒸汽换热器高温熔盐入口阀、蒸汽换热器低温熔盐出口阀、给水阀和蒸汽出口阀；所述蒸汽换热器的顶部分别开有进水口和蒸汽出口，进水口上连接有给水阀，蒸汽出口上通过蒸汽出口阀分别与蒸汽外送装置、焦油储罐、煤气净化单元和炭化单元连接；蒸汽换热器的两侧分别开有高温熔盐入口和低温熔盐出口，高温熔盐入口通过蒸汽换热器高温熔盐入口阀连接在熔盐储热单元中高温储热模块与煤气换热单元之间的管路上，低温熔盐出口通过蒸汽换热器低温熔盐出口阀连接在熔盐储热单元中低温储热模块与煤气换热单元之间的管路上。

10、所述的煤气换热单元包括煤气换热器、煤气换热器高温熔盐入口阀、煤气换热器低温熔盐出口阀、热煤气出口阀和冷煤气入口阀；所述煤气换热器的两侧分别开有高温熔盐入口和低温熔盐出口，该高温熔盐入口通过煤气换热器高温熔盐入口阀与熔盐储热单元中高温储热模块连接，该低温熔盐出口通过煤气换热器低温熔盐出口阀与熔盐储热单元中低温储热模块连接；煤气换热器的底部开有热煤气出口和冷煤气入口，热煤气出口通过热煤气出口阀与炭化单元连接，冷煤气入口通过冷煤气入口阀与煤气净化单元连接。

11、所述的发电单元包括发电机高温熔盐入口阀、发电机、发电机低温熔盐出口阀和电力用户；所述发电机的两侧分别开有高温熔盐入口和低温熔盐出口，该高温熔盐入口通过发电机高温熔盐入口阀与熔盐储热单元中高温储热模块连接，该低温熔盐出口通过发电机低温熔盐出口阀与熔盐储热单元中低温储热模块连接；发电机与电力用户连接。

12、一种炭化炉余热回收储能的调峰方法，采用炭化炉余热回收储能调峰系统，包括如下步骤，

13、步骤一：炭化单元对原煤进行热解

14、原煤从炭化单元中的炭化炉上部输送进入后在650-750℃下热解，产出的半焦自上而下进入下部的出焦冷却段，出焦冷却段的半焦中含有的热量，被输送至熔盐储热单元中的高温储热模块回收后，进入煤气换热单元、蒸汽换热单元和发电单元换热；出焦冷却段冷却的半焦进入半焦输送装置，热煤气自下而上经炭化炉上部的桥管进入集气槽；

15、步骤二：对热解后产生的煤气进行洗涤、冷却

16、进入集气槽中的煤气依次经过煤气净化单元中的初冷塔、横管冷却器和电捕焦油器进行洗涤、冷却，经煤气风机加压后，一部分通过煤气外送装置外送供后续工序使用，另一部分依次通过煤气换热单元中的煤气换热器、热煤气出口阀后与空气风机产生的空气混合进入炭化单元中的炭化炉；

17、步骤三：高温储热模块中的熔盐，经升压后分成三部分，一部分进入蒸汽换热单元中的蒸汽换热器换热，一部分进入煤气换热单元中的煤气换热器换热，另一部分发电单元中的发电机换热；经蒸汽换热器换热后的高温蒸汽，通过蒸汽出口阀后，一部分进入炭化炉、初冷塔、横管冷却器和电捕焦油器进行吹扫，另一部分进入焦油储罐，对焦油储罐进行加热，剩余的蒸汽进入外送装置，蒸汽换热器中的低温熔盐进入低温储热模块存储；焦油储罐产生的冷凝液循环回收至蒸汽换热器中；经煤气换热器换热后的高温煤气输送至炭化炉中，为其实现对原煤的热解提供热量；经发电机进行换热后产出的电能进入电力用户。经蒸汽换热器、煤气换热器和发电机换热后的低温熔盐，从低温熔盐出口阀进入低温储热模块存储，需要时，将低温熔盐输送至炭化单元的炭化炉中的出焦冷却段吸收热量。

18、有益效果：

19、(1)本发明由炭化单元、煤气净化单元、熔盐储热单元、蒸汽换热单元、煤气换热单元、发电单元、蒸汽外送装置和焦油储罐有机构成。本发明以熔盐为介质，将多余热量存储在高温熔盐中，在需要利用的时候，将储存的热量进行释放，从而对热量进行充分利用，提高了能源的利用率。

20、(2)本发明中的蒸汽换热单元和煤气换热单元产出的热煤气进入炭化炉为原煤热解提供热量，相比传统的冷煤气进入炭化炉，在燃烧过程中可以减少空气的消耗量，提高了产品煤气的品质。

21、(3)本发明将多余热量存储在高温熔盐中，在需要的时候利用其进行换热，另外利用剩余的高温熔盐进行发电，使热量得到了充分的利用，不会造成热量的浪费。

22、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。