CN106567750A - 一种煤制油工艺凝液余热高效利用系统 - Google Patents
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Abstract
一种煤制油工艺凝液余热高效利用系统，系统包括两级余热利用系统；第一级余热利用系统为闪蒸热回收系统，包括闪蒸罐、蒸汽热回收利用装置，高温凝液接入闪蒸罐入口，闪蒸出饱和蒸汽接入蒸汽热回收利用装置供其他工艺使用，闪蒸热回收系统出口的低温凝液进入第二级余热利用系统；第二级余热利用系统为有机朗肯循环系统(ORC循环)，包括蒸发器、膨胀机、发电机、工质泵和冷凝器，闪蒸热回收系统出口的低温凝液接入第二级余热利用系统的蒸发器，带动ORC循环的发电机发电。本发明提出的煤制油工艺凝液余热高效利用系统，实现了凝液冷却方式由耗能型到产能型的转变，凝液能源综合利用效率大大提高，节能减排效果明显。
Description
技术领域
本发明涉及煤制油技术领域，特别涉及一种煤制油工艺凝液余热高效利用系统。
背景技术
在煤制油(煤液化)工艺中会产生温度较高的工艺凝液(通常温度为110℃～130℃)，这些工艺凝液必须经过降温到一定温度(通常温度为50℃～75℃)才能进入工艺凝液罐。目前工艺为采用水冷冷却塔方式进行冷却处理(见附图1)，工艺凝液冷却释放的热量通过冷却水被排放到大气中。这种方式不仅没有有效利用工艺凝液的热能，而且冷却塔循环系统还需要消耗额外的电能，属于耗能型冷却。
鉴于此，需要设计一种工艺凝液余热利用系统，以解决上述系统方案的缺陷，提高煤制油工艺的能源综合利用效率。
发明内容
为解决现有煤制油(煤液化)工艺中凝液冷却方式的缺陷，本发明提供一种煤制油工艺凝液余热高效利用系统，以提高能源的综合利用效率。
本发明采用的技术方案是：
一种煤制油工艺凝液余热高效利用系统，所述系统包括两级余热利用系统，第一级余热利用系统采用闪蒸热回收系统回收闪蒸蒸汽，第二级余热利用系统采用有机朗肯循环系统(ORC循环)进行发电。
第一级余热利用系统为闪蒸热回收系统，包括闪蒸罐、蒸汽热回收利用装置，高温凝液(温度为110～130℃)接入闪蒸罐入口，闪蒸出的饱和蒸汽接入蒸汽热回收利用装置供其他工艺使用，闪蒸热回收系统出口的低温凝液(温度为75℃～100℃)进入第二级余热利用系统。
第二级余热利用系统为有机朗肯循环系统，包括蒸发器、膨胀机、发电机、工质泵和冷凝器，其中蒸发器与第一级余热利用系统的凝液出口连接，吸收低温凝液(温度为75℃～100℃)冷却过程中产生的热量，使发电机组内有机工质由液态转化为气态，气态工质推动膨胀机做功产生电能；有机工质乏气在冷凝器冷却为液态工质，在工质泵的驱动下，液态工质进入蒸发器蒸发，完成循环；考虑到煤制油项目多处于缺水区域，冷凝器排热采用更为节水的直接蒸发冷却方式。
本发明的有益效果是：一种煤制油工艺凝液余热高效利用系统，首先通过闪蒸热回收系统回收闪蒸蒸汽供其他工艺使用，然后通过ORC循环系统进一步利用从闪蒸热回收系统排出的低温凝液再次发电，实现凝液冷却方式由耗能型到产能型的转变，凝液余热综合利用效率大大提高，节能减排效果明显，具有广泛的应用前景。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
图1为现有煤制油工艺凝液冷却方式示意图。
图2为本发明一种煤制油工艺凝液余热高效利用系统示意图。
图3为实施例二本发明一种煤制油工艺凝液余热高效利用系统示意图。
图4为实施例三本发明一种煤制油工艺凝液余热高效利用系统示意图。
图中：1.蒸发器，2.膨胀机，3.发电机，4.工质泵，5.冷凝器，6.闪蒸罐，7.蒸汽热回收利用装置，8.蒸汽冷凝器，9.蒸汽喷射式热泵，10.冷却塔，11.工艺凝液接口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例一
请参阅图2，本发明揭示了一种煤制油工艺凝液余热高效利用系统，所述系统包括两级余热利用系统，第一级余热利用系统采用闪蒸热回收系统回收闪蒸蒸汽，第二级余热利用系统采用有机朗肯循环系统(ORC循环)进行发电。
第一级余热利用系统为闪蒸热回收系统，包括闪蒸罐6、蒸汽热回收利用装置7，高温工艺凝液(通常温度为110～130℃)通过工艺凝液接口11接入闪蒸罐6入口，闪蒸出饱和蒸汽，闪蒸蒸汽从闪蒸罐6顶部接入蒸汽热回收利用装置7供其他工艺使用，闪蒸热回收系统出口的低温凝液(温度为75℃～100℃)进入第二级余热利用系统。
第二级余热利用系统为有机朗肯循环系统，由蒸发器1、膨胀机2、发电机3、工质泵4和冷凝器5组成，各设备之间通过管路依次连接。其中蒸发器1与第一级余热利用系统的出口连接，用于吸收低温凝液(温度为75℃～100℃)冷却过程中产生的热量，降温后的凝液(通常温度为50℃～75℃)接入到工艺凝液罐；冷凝器5采用直接蒸发冷却方式，用于机组内工质排热。有机朗肯循环系统工作时，蒸发器1吸收凝液释放的热量，将系统内有机工质由液态转化为气态；高压气态工质推动膨胀机2转动，伴随驱动发电机3工作产生电能；从膨胀机2排出的低压工质通过冷凝器5冷却变成液态，在工质泵4的作用下，液态有机工质进入蒸发器1，完成循环。
实施例二
请参阅图3，实施例二与实施例一的区别在于，本实施例中，第一级余热利用系统的蒸汽热回收利用装置为蒸汽冷凝器8，高温工艺凝液(通常温度为110～130℃)通过工艺凝液接口11接入闪蒸罐6入口，闪蒸出饱和蒸汽，闪蒸蒸汽从闪蒸罐6顶部进入蒸汽冷凝器8进行冷凝放热，用于工艺冷介质的加热，冷凝放热后的凝液与闪蒸罐出口凝液混合后(温度为75℃～100℃)进入第二级余热利用系统。
实施例三
请参阅图4，实施例三与实施例一的区别在于，本实施例中，第一级余热利用系统蒸汽热回收利用装置为蒸汽喷射式热泵9，高温工艺凝液(通常温度为110～130℃)通过工艺凝液接口11接入闪蒸罐6入口，闪蒸出饱和蒸汽，闪蒸蒸汽从闪蒸罐6顶部进入蒸汽喷射式热泵9，与高温高压驱动蒸汽混合，形成可以利用的蒸汽，闪蒸罐6出口的低温凝液(温度为75℃～100℃)进入第二级余热利用系统。
Claims (3)
1.一种煤制油工艺凝液余热高效利用系统，其特征是：所述系统包括两级余热利用系统；第一级余热利用系统为闪蒸热回收系统，包括闪蒸罐、蒸汽热回收利用装置，高温工艺凝液(通常温度为110～130℃)通过工艺凝液接口接入闪蒸罐入口，闪蒸出的饱和蒸汽接入蒸汽热回收利用装置供其他工艺使用；第二级余热利用系统为有机朗肯循环系统(ORC循环)，包括蒸发器、膨胀机、发电机、工质泵和冷凝器，各设备依次连接构成一个循环，闪蒸热回收系统出口的低温凝液(温度为75℃～100℃)接入第二级余热利用系统的蒸发器，带动ORC循环的发电机发电。
2.根据权利要求1所述的一种煤制油工艺凝液余热高效利用系统，其特征是：所述第一级余热利用系统的蒸汽热回收利用装置为蒸汽冷凝器，高温工艺凝液通过工艺凝液接口接入闪蒸罐入口，闪蒸出饱和蒸汽，闪蒸蒸汽从闪蒸罐顶部进入蒸汽冷凝器进行冷凝放热，用于工艺冷介质的加热，冷凝放热后的凝液与闪蒸罐出口凝液混合后(温度为75℃～100℃)进入第二级余热利用系统。
3.根据权利要求1所述的一种煤制油工艺凝液余热高效利用系统，其特征是：所述第一级余热利用系统的蒸汽热回收利用装置为蒸汽喷射式热泵，高温工艺凝液通过工艺凝液接口接入闪蒸罐入口，闪蒸出饱和蒸汽，闪蒸蒸汽从闪蒸罐顶部进入蒸汽喷射式热泵，与高温高压驱动蒸汽混合，形成可以利用的蒸汽，闪蒸罐出口的低温凝液(温度为75℃～100℃)进入第二级余热利用系统。
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