煤化工装置余热综合利用系统

煤化工装置余热综合利用系统

摘要：在当前经济的快速发展中，能源问题受到了国内外研究者的高度关注，且成为了当前人们研究的热门话题。而煤资源又是全球重要的能源之一，为了能

够对煤炭资源进行最大化的合理利用，就要对煤化工装置余热综合利用系统的深

入研究。这样才能对煤化工的原料提供多样化的有效途径，也有助于为煤化工产

业的发展奠定坚实的基础，从而让煤炭行业实现良性的发展。所以，本文主要是

对煤化工装置余热综合利用系统以及煤化工的工艺技术做出了详细的分析。

关键词：煤化工；余热；综合利用系统

引言：随着能源消耗的日益增长，生态破坏、全球变暖等环境问题已凸显，

节能减排已经成为我国目前的基本国策[1]。所以要不断要求化工行业、轻工技术

等领域，实现余热资源的重复利用。余热是机器在工作完成后剩下的热量，主要

包括了烟气、水蒸气以及开水等。而煤化工行业存在大量的低品位余热，如低压

蒸汽冷凝液等，有效地利用这些低品位余热不仅对项目本身具有一定的经济效益，对节能减排亦有深远的意义[2]。基于此可以看出，为煤化工装置余热综合利用系

统是非常重要的。因为煤化工余热利用系统，不但能重复利用煤化工生产过程产

生的余热，而且还能很好地解决我国能源短缺的问题，同时也有助于减少煤化工

对环境的危害。

一、余热系统的发电原理

由于煤化工装置在生产中容易产生黑水，而煤化工装置余热的综合系统

能有效地减少能源短缺的问题，可以按照余热的不同生产温度，将余热资源分为

3种类型，主要包括：高温余热（>500℃)、中温余热（400—500℃）和低温余热（<400℃)。而余热主要是将机器产生的热能转化为电能，主要是对余热进行有

效的回收。余热发电系统主要是靠余热锅炉进行发电，它主要是利用机器在工作

中产生的废气、黑水等可燃质作为热量源，并不断经过高温高压产生的蒸气来发电。因为发电过程中温度不高，而余热锅炉的体积比较大，所以损耗的金属就比

较多。用于发电的余热主要包括，气的余热；黑水的余热以及机器的余热等，此

外，还有用多余压差发电的；例如，高炉煤化工在炉顶压力较高，可先经膨胀汽

轮发电机继发电后再送煤气用户使用。

二、煤化工生产过程中存在的主要问题

当前，煤化工产业仍旧是人们讨论的热点话题，但是随着煤化工产业的迅速

发展，实现煤化工高效清洁利用存在着许许多多的问题，其主要表现在以下几个

方面：首先，煤化工产业的生产对环境带来了极大的污染，因为煤化工生产过程

中容易产生氮氧化物、二氧化硫、烟粉尘等废气，还会产生一定的黑水等废液，

如果不加以处理，则会对环境造成一定的影响。其次，由于煤化工产业的生产过

程很复杂，其存在着大量的物质变化和能量的交换，其极易造成煤化工设备老化，就会导致有害气体的挥发，甚至机器工作时间长了则会产生一定的异味，从而对

人们的生活带来一定的影响。最后，煤化工产业的技术人员缺乏相关的职业素养，由于煤化工生产过程中容易出现安全事故，而煤化工产业的技术工人没有接受专

业系统性的培训，这样就致使相关的经验比较缺乏，同时也缺乏处理应急问题的

能力，这些问题若不及时解决便会对煤化工产业产生一定的影响。

三、煤化工装置余热综合利用

（一）煤矿瓦斯发电机组余热利用

在煤矿瓦斯发电机的出口处装置一套余热回收系统，并通过循环系统将软水

输送到余热回收系统中，经过高温处理的水会变成水蒸气或者开水供人们日常生

活的使用。当瓦斯发电机在工作时，大概只有35%转化为有用的电能，而约30%-50%则随烟粉尘等废气排出，而排气温度大约在600℃，而10%左右的能量则会随

着机身的散热而损失。与此同时，当瓦斯的发电机在连续进行工作时，则会产生

烟尘和冷却水，其冷却水的温度在45℃，而这个冷却水可以作为洗浴水的重要源

头之一。所以，我们要很好地利用剩余的余热资源，用来满足人们日常生活的需求。

（二）热管蒸发器和热管余热回收器

热管蒸发器和热管余热回收器是炫风节能专为瓦斯发电机组烟气余热回收而

设计的专用高效节能产品。这个余热回收系统它的结构比较紧凑，交换热量的效

率比较高，它的体积小，重量轻，占地空间也比较小。而这个设备主要是扩展机

械受热的一面，使烟尘粉在受热的那面的不断地变多，同时烟尘粉经过螺旋翅片

时形成强烈的紊流，从而有效地提高了热导效率，也让减少了烟尘粉团聚的现象。

（三）空压机余热制取洗浴热水

当空压机在不断的工作中，把电能转换为机械能，而转化的机械能则是通过

机器把空气在高压下压成压缩气体，这时，剩余的机械能还能转换成压缩空气的

势能，当空气被紧缩时，则会生出大部分的热能，这些热能会经过机器的润滑油

以水的形式流动出去。同时，采用冷热交换的原理，将设备中润滑油工作生成的

热能转到冷水中，其油温保持在85℃-90℃，将常温水转换为50℃-70℃热水，

这样不但使润滑油的温度大大减少了，还提升了设备的工作效率，从而也有了可

供人们使用的热水。

（四）水源热泵制取洗浴热水

水源热泵和空气源热泵热水机组是一种可以替代锅炉不受资源限制的节能环

保热水供应装置。根据卡诺循环原理，实现由低温热能向高温热能转移的一种新

能源利用技术，可供人们日常的生活。

（五）井下热害处理余热系统

在供暖季和非供暖季，都对煤化工行业井下热害处理的要求非常严格，在不

供暖的季节要实现全负荷运行，而在供暖季节要小负荷的不断运行。基于此，这

就要求要装置井下热害处理的余热循环系统，也有利于在实现制冷的过程中还能

产生洗浴水。

（六）井筒防冻

当所有的设备在运行时，都会损耗一定的功率，这样则会导致损耗的功率转

化成热能，为了防止这些设备的温暖过高，则就要对这些设备进行冷却处理。而

提升设备的余热可以解决井筒冻住的问题，其利用方式是提升机在连续进行工作