油系针状焦生产过程中采用的蒸汽预热系统技术方案

本发明专利技术公开了一种油系针状焦生产过程中采用的蒸汽预热系统，包括相变蓄热电锅炉系统，蒸汽发生器，第一换热器，蒸汽管道，第二换热器和控制系统，所述相变蓄热电锅炉系统与蒸汽发生器相连，所述蒸汽发生器与相变蓄热电锅炉系统相连，所述第一换热器和蒸汽发生器通过蒸汽管道连接在一起，形成蒸汽回路，所述第二换热器与渣油管道相连，设置在第一换热器前方，所述控制系统与相变蓄热电锅炉系统、蒸汽发生器、第一换热器和第二换热器相连。本发明专利技术提供的油系针状焦生产过程中采用的蒸汽预热系统通过使用电能替代了传统的煤炭和燃气加热，符合我国“碳达峰、碳中和”发展战略，同时能够大大降低蒸汽的产生成本。够大大降低蒸汽的产生成本。够大大降低蒸汽的产生成本。

【技术实现步骤摘要】
油系针状焦生产过程中采用的蒸汽预热系统
[0001]

[0002]本专利技术属于针状焦生产设备领域，具体涉及一种油系针状焦生产过程中采用的蒸汽预热系统。
[0003]
技术介绍

[0004]针状焦具有热膨胀系数小，石墨化程度高，耐热耐腐蚀，各向异性程度高等优异特点，广泛用于高功率（HP）和超高功率(UHP)石墨电极、特殊功能材料及其复合碳材料等领域。针状焦根据生产原料不同可分为煤系针状焦和石油针状焦两种类型，一般来说，石油针状焦的性能相比煤系针状焦更优越，石墨化程度更高，生产的电极材料的导电能力更强。
[0005]生产石油针状焦的原料要求为短侧链多环芳烃含量高、胶质沥青含量低。催化油浆富含短侧链稠环芳烃，是油系针状焦的优良原料之一，但是催化油浆通常含有一定量的催化剂细粉、焦粉等固体颗粒，需要进行除去处理，以免影响最终针状焦产品的灰分和质量，除去方法主要为减压蒸馏的工艺，催化油浆经过减压蒸馏装置除去固体颗粒和油渣质后，抽提出芳烃组分，作为生产针状焦的原料。
[0006]在减压蒸馏前，需要使用蒸汽对催化油浆进行预热处理，去除水分并达到一定温度，因此蒸汽预热系统是生产石油针状焦的重要设备之一。
[0007]中国专利CN201822123869.1公开了一种针状焦生产专用供热装置，通过设置余热锅炉和燃气锅炉，两者互补使用，回转窑的烟气温度足够时使用余热锅炉，温度不够时使用燃气锅炉，可以在满足生产的同时节约能源。
[0008]中国专利CN201822059769.7公开了一种针状焦原料预处理热量回收装置，通过增加换热器、蒸汽发生器和采暖水箱与分馏后的油浆进行换热和热量回收，提高热量的利用率，降低装置的耗能，提高经济效益。
[0009]上述技术方案虽然利用烟气余热或分离后油浆换热实现了部分热量的回收，但仍需设置单独的蒸汽发生器，需要消耗大量的煤炭或燃气资源，二氧化碳的排放量很大，属于高能耗产业。随着我国“碳达峰、碳中和”发展战略的大力推进，实现清洁能源利用与电能替代是未来针状焦产业发展的趋势。
[0010]
技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是解决以上现有技术的不足，提供一种环保节能、运行成本低的油系针状焦生产过程中采用的蒸汽预热系统。
[0012]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一方面，本专利技术提供一种油系针状焦生产过程中采用的蒸汽预热系统，包括相变蓄热电锅炉系统，蒸汽发生器，第一换热器，蒸汽管道，第二换热器和控制系统，
所述相变蓄热电锅炉系统与蒸汽发生器相连，用于在谷电期间进行加热并储存热量，在生产期间释放热量到蒸汽发生器产生蒸汽，由于谷电价格一般仅为峰电价格的一半甚至更低，能够大大降低蒸汽的产生成本；所述蒸汽发生器与相变蓄热电锅炉系统相连，用于产生蒸汽；所述第一换热器和蒸汽发生器通过蒸汽管道连接在一起，形成蒸汽回路，用于对原料油浆进行换热加热；所述第二换热器与渣油管道相连，设置在第一换热器前方，用于回收分馏后渣油热量，并对原料油浆进行预加热，并节省能耗；所述控制系统与相变蓄热电锅炉系统、蒸汽发生器、第一换热器和第二换热器相连，用于控制输出蒸汽的温度和压力。
[0013]优选的，所述相变蓄热电锅炉系统包括电锅炉本体，相变蓄热材料，热风管道和风机，所述相变蓄热材料设置在电锅炉本体内部，用于存储热量；所述电锅炉本体、所述风机和蒸汽发生器通过热风管道连接在一起，通过热风将相变蓄热材料中的热量带出并用于蒸汽发生器产生蒸汽。
[0014]进一步优选的，所述电锅炉本体为模块化设计，可根据蓄热需要进行扩容。
[0015]进一步优选的，所述电锅炉本体的蓄热容量为生产所需热量1.1~1.3倍，保障在谷电时期存储的热量能够满足生产需求。
[0016]进一步优选的，所述相变蓄热材料的相变温度为600~800℃，蓄热密度为900～1200kJ/kg，相变蓄热材料具有工作温度高，蓄热密度大的，循环使用寿命长的优点，可满足蒸汽预热系统的热量需求。
[0017]进一步优选的，所述风机为变频风机，用于在控制系统的控制下调节热风风量，进而对蒸汽发生器产生的蒸汽温度和压力进行调节。
[0018]优选的，所述蒸汽发生器设置有温度传感器和压力表，用于采集蒸汽温度和压力数据并传递给控制系统。
[0019]优选的，所述第一换热器出口处设置有第一油浆温度传感器，所述第二换热器出口处设置有第二油浆温度传感器，用于采集管道内油浆的温度数据并传递给控制系统。
[0020]另一方面，本专利技术还提供基于所述的油系针状焦生产过程中采用的蒸汽预热系统的控制方法，包括以下步骤：S1：加热蓄热，在谷电时期对相变蓄热电锅炉系统进行加热，储蓄热量；S2：原料油浆预加热，原料油浆通过第二换热器与分馏后渣油进行换热；S3：原料油浆加热，预加热后的原料油浆进入第一换热器，相变蓄热电锅炉系统释放热量到蒸汽发生器并产生蒸汽，蒸汽进入第一换热器与原料油浆进行换热，加热到设定温度。
[0021]优选的，在S3中，具体包括以下步骤：S31：第二油浆温度传感器采集预加热原料油浆温度T
预
并传递给控制系统；S32：控制系统根据预加热原料油浆温度T
预
和设定的原料油浆目标温度T
标
，计算出第一换热器所需要的蒸汽温度T
蒸汽
以及压力P
蒸汽
；S33：风机在控制系统的控制下进行风速的调整，将足够的热量从相变蓄热电锅炉系统中释放到蒸汽发生器中，使蒸汽发生器的蒸汽温度传感器采集的温度数据为T
蒸汽
，压力
表数据为P
蒸
；S34：蒸汽发生器产生的蒸汽进入第一换热器，对原料油浆进行换热加热，第一油浆温度传感器采集并将加热后的原料油浆温度数据T
热
发送给控制系统，由控制系统对风机速度进行校正，使加热后的原料油浆温度T
热
与T
标
相同。
[0022]与现有技术相比，本专利技术提供的油系针状焦生产过程中采用的蒸汽预热系统，通过使用电能替代了传统的煤炭和燃气加热，减少了针状焦生产过程中燃煤燃气带来的大气环境污染问题，符合我国“碳达峰、碳中和”发展战略；相变蓄热电锅炉系统采用相变蓄材料在热谷电期间进行加热并储存热量，在生产期间释放热量，由于谷电价格一般仅为峰电价格的一半甚至更低，能够大大降低蒸汽的产生成本；通过第二换热器对原油预处理后产生的轻油热量进行回收，进一步降低了生产能耗。
[0023]附图说明
[0024]图1是本专利技术油系针状焦生产过程中采用的蒸汽预热系统的设计流程图，其中，11
‑
电锅炉本体；12
‑
相变蓄热材料；13
‑
热风管道；14
‑
风机；2
‑
蒸汽发生器；21
‑
蒸汽温度传感器；22
‑
压力表；3
‑
第一换热器；31
‑
第一油浆温度传感器；4...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油系针状焦生产过程中采用的蒸汽预热系统，其特征在于，包括相变蓄热电锅炉系统，蒸汽发生器，第一换热器，蒸汽管道，第二换热器和控制系统，所述相变蓄热电锅炉系统与蒸汽发生器相连，用于在谷电期间进行加热并储存热量，在生产期间释放热量到蒸汽发生器产生蒸汽；所述蒸汽发生器与相变蓄热电锅炉系统相连，用于产生蒸汽；所述第一换热器和蒸汽发生器通过蒸汽管道连接在一起，形成蒸汽回路，用于对原料油浆进行换热加热；所述第二换热器与渣油管道相连，设置在第一换热器前方，用于回收分馏后渣油热量，并对原料油浆进行预加热；所述控制系统与相变蓄热电锅炉系统、蒸汽发生器、第一换热器和第二换热器相连，用于控制输出蒸汽的温度和压力。2.根据权利要求1所述的油系针状焦生产过程中采用的蒸汽预热系统，其特征在于，所述相变蓄热电锅炉系统包括电锅炉本体，相变蓄热材料，热风管道和风机，所述相变蓄热材料设置在电锅炉本体内部，所述电锅炉本体、所述风机和蒸汽发生器通过热风管道连接在一起，通过热风将相变蓄热材料中的热量带出并产生蒸汽。3.根据权利要求2所述的油系针状焦生产过程中采用的蒸汽预热系统，其特征在于，所述电锅炉本体为模块化设计，可根据蓄热需要进行扩容。4.根据权利要求2所述的油系针状焦生产过程中采用的蒸汽预热系统，其特征在于，所述电锅炉本体的蓄热容量为生产所需热量1.1~1.3倍。5.根据权利要求2所述的油系针状焦生产过程中采用的蒸汽预热系统，其特征在于，所述相变蓄热材料的相变温度为600~800℃，蓄热密度为900～1200kJ/kg。6.根据权利要求2所述的油系针状焦生产过程中采用的蒸汽预热系统，其特征在于，所述风机为变频风机，用于在控制系统的控制下调节热风风量，进而对蒸汽发生器产生的蒸汽温度和压力进行调节。7.根据权利要求1所述的油系针状焦生产过程中采用的蒸汽预热系统，其特征在于，所述蒸汽发生器设置有蒸汽温度传感器和压力表，用于采集蒸汽温度和压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛永峰，李新，唐克，任晶，陈德金，程亮，
申请(专利权)人：辽宁宝来生物能源有限公司，
类型：发明
国别省市：