煤气化水处理系统低温余热的优化利用

关晓楠

（山西潞安煤基清洁能源有限责任公司，山西 长治 046200）

引言

在煤化工企业内部，煤气化技术装置运行使用过程中回收和利用的余热，主要来源渠道在于高温状态烟气物质中包含的显热，以及日常化产品生产制造活动开展过程中具体向外排放的可燃性气体物质，当前历史发展阶段，低温状态的余热（也就是通常所说的处在低品位技术状态下的余热）实际获取的回收利用状态相对较差。与燃煤能源物资要素类型、石油能源物资要素类型，以及天然气能源物资要素类型等具备较高品位的能源物资要素类型相对比，低品位余热在单位数量之中包含的能量相对较少，其在具体技术利用过程中需要面对的难度相对较大，甚至想要将其运用在低压蒸汽制备技术领域都需要面对较高水平的技术困难，客观上仅能应用于冷却水处理技术环节，或者是直接被排放浪费。从宏观性视角展开阐释分析，在煤气化水处理技术系统中包含的低温余热未能获取到妥善运用条件下，不仅引致发生较为严重的热力能源浪费问题，还会显著增加煤化工企业生产经营过程中的电能消耗数量，或者是淡水资源消耗数量[1]。

1 低温余热优化利用方案

我国某煤化工企业组织办公区域配置的采暖技术系统，以往选择运用蒸汽加热技术操作方式，且其蒸汽物质消耗数量参数约为5 t/h。

针对煤气化技术装置内部包含的低品位余热因素展开全面性的排查处理技术环节，可以发现其循环水处理技术系统内部有两股余热因素，可供支持开展回收利用技术环节。

第一股是煤气化技术装置脱氧槽技术结构内部生成的乏汽物质，其物质组分以饱和低压蒸汽物质占据主体部分，其温度技术参数为125 ℃，其压力技术参数为0.15 MPa，脱氧槽设备乏汽物质中包含的可用余热约为1 231 kW/h。

第二股是煤气化技术装置运行过程中产生的高压闪蒸汽物质，其温度技术参数为170 ℃，其压力技术参数为0.80 MPa。此部分包含的气体物质由于技术工艺原因，通常采用循环水降温技术模式取走其中包含的部分热量，需要消耗的循环水量约为750 t/h。高压闪蒸气物质可用余热数量约为3 500 kW/h。

要选择运用热媒水介质物质分别与煤气化技术装置中包含的两股处在低品位技术状态之下的余热完成换热技术过程，之后热媒水物质将会与供暖水物质完成换热技术过程，继而支持供暖水物质发生升温技术过程，在携带走较多数量的热量之后，被具体送入到煤化工企业的生产技术区域。借由针对换热网络技术流程展开优化处理，安装设置和运行使用热媒水换热技术系统、供暖水换热技术系统，以及凝液分离技术系统，缩短各类技术装置针对循环水物质，以及采暖蒸汽物质的使用数量，支持实现针对能源物资要素的高效率运用技术目标，发挥节能降耗技术效果。

1.1 热媒水换热系统

要选择运用热媒水物质（其温度参数为57 ℃）与处在脱氧槽设备内部的乏汽物质完成换热处理技术过程，继而将已经经历换热升温处理技术环节之后的热媒水物质（其温度参数为61 ℃）输送到热媒水罐设备内部，要将经由换热处理技术环节之后的热媒水物质，输送到闪蒸汽换热器设备内部完成换热处理技术环节，支持热媒水物质的温度参数提升到78 ℃。

在热媒水换热技术系统具体化运行使用过程中，通常可以遵照实际面对的技术性使用需求，增加启动运行闪蒸汽换热器技术设备，继而持续改善提升技术系统运行过程中的温度参数，热媒水物质在经由升温处理之后能够达到的温度参数最高值为90 ℃。

1.2 供暖水换热系统

要将自供暖水补水物质（流量参数为300 m3/h，温度参数为45 ℃）输送到换热器设备内部，继而在经由换热器实施的升温处理技术环节之后（58 ℃），将其具体输送到热煤水罐设备内部。

1.3 凝液分离系统

经由换热器设备实施降温处理环节之后的乏汽物质在进入乏汽缓冲罐设备内部经历分离处理技术环节之后，针对不凝气量较少实施放空处理技术环节，要将缓冲罐设备的内凝液物质排放到灰水槽设备内部[2]。

经由换热器设备实施降温处理环节之后的高压闪蒸汽物质在进入闪蒸气缓冲罐设备内部经历分离处理技术环节之后，需要接续经历气相去变换处理技术单元，要将缓冲罐设备的内凝液物质排放到灰水槽设备内部。技术工艺流程的基本结构，如图1 所示。

图1 技术工艺流程的基本结构示意图

要借由热媒水物质充当中间换热介质物质的缓冲角色，控制和避免换热技术设备在发生内漏技术现象时点，脱氧槽设备乏汽物质，以及高压闪蒸汽物质中包含的有害物质成分针对供暖水物质的实际所处状态施加影响作用[3]。

与此同时，要设置和运用针对电导率技术参数项目的在线检测仪设备，遵照结合电导率技术参数具体发生的变化情况，及时全面准确发现揭示换热技术设备发生的内漏现象，避免针对采暖水技术系统施加污染破坏作用。

2 系统自动控制设置

针对实际安装运用的乏汽缓冲罐设备，以及闪蒸汽缓冲罐设备，通过对调节阀技术组件的设置，建构形成与液位参数项目之间的稳定连锁关系。

在液位参数项目介于20%～60%之间条件下，要遵照液位参数项目实际所处的高度位置，针对调节阀技术组件的打开程度展开动态调整；在液位参数项目所处位置高于70%条件下，要将调节阀技术组件设置成完全开启状态，并且启动运用高液位报警技术装置；在液位参数项目所处位置低于20%条件下，要将调节阀技术组件设置成完全关闭状态；在液位参数项目所处位置低于15%条件下，要启动运行低液位报警技术装置。

要借由在热水泵设备出口技术位置设置调节阀技术组件，建构形成与热媒水罐设备内部液位参数项目之间的连锁关系，要借由调整热水泵设备出口位置调节阀组件的打开程度，支持热媒水罐设备内部的液位参数保持在40%左右。

3 节能效果

3.1 节约原采暖蒸汽用量

要利用煤化工企业生产设备技术系统运行过程中生成的两股余热针对热媒水物质施加加热处理作用，并且借由热媒水物质针对采暖水物质实施加热处理，继而替代原有生产技术项目中基于蒸汽物质对采暖水物质展开加热处理的技术模式，其实际支持节约的蒸汽折标油物质数量约为400 kg/h。

3.2 减少循环水用量

对于高压闪蒸汽物质而言，通常要选择运用循环水降温处理技术，将其中包含的部分热量加以取出，实际节约的水资源要素数量折合成标准油物质的数量为45 kg/h。

3.3 增加用电量

在改造项目具体实施过程中，需要增加运用的耗电技术设备主要是热水泵技术设备，其具体运行过程中需要消耗的电能资源要素数量折合成标准油物质的数量为9.9 kg/h。

要借由针对技术工艺流程展开的优化处理环节，全面充分调动利用技术系统内部包含的，处在低品位技术状态的余热，以我国北方地区采暖季持续时间120 d 的情况展开计算处理，技术系统运作过程中节约的能源折合成标准油物质的总数量将达到1 253.09 t，能够展示出较好表现状态的经济性效益和环境性效益。

4 结语

综合梳理现有研究成果可以知道，借由对煤气化水处理技术系统中包含的低温余热展开优化合理运用，有助于充分节约蒸汽资源和循环水资源，改善提升低温余热的总体利用效率，支持煤化工企业在经营运作过程中顺利获取到良好经济收益。