本發(fā)明涉及一種應(yīng)用化工馳放氣發(fā)電的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在我國有很多上百萬噸型焦化廠將產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣用于生產(chǎn)甲醇，在甲醇的合成工藝過程中伴生有化工馳放氣的產(chǎn)生。這種化工馳放氣潔凈度較高，腐蝕性雜質(zhì)的含量少，其主要成份為氫氣(H2)，氫氣的含量為化工馳放氣的70％左右。同時，這種化工馳放氣具有氣源較穩(wěn)定排放壓力較高的優(yōu)點(diǎn)。
然而，由于這種化工馳放氣的氣體的熱值較小，在8.27MJ/M3～9.8MJ/M3之間，使這種化工馳放氣的應(yīng)用范圍有限。目前對化工馳放氣應(yīng)用主要為回收馳放氣中的氫，或用于鍋爐燃燒，有些廠家甚至將該氣體直接對空排放，使得這種化工馳放氣沒能得到充分的利用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中化工馳放氣沒能得到充分利用的不足，提供一種應(yīng)用化工馳放氣發(fā)電的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用，能夠?qū)⒒ゑY放氣變廢為寶，用于穩(wěn)定發(fā)電，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種應(yīng)用化工馳放氣發(fā)電的系統(tǒng)，包括：用焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)甲醇的裝置，包括化工馳放氣輸出端；發(fā)電裝置，設(shè)有化工馳放氣的進(jìn)氣端，與化工馳放氣輸出端相連接。
進(jìn)一步地，上述發(fā)電裝置中設(shè)有調(diào)節(jié)氣體壓力的壓力調(diào)節(jié)裝置，該壓力調(diào)節(jié)裝置為減壓裝置，減壓裝置調(diào)節(jié)化工馳放氣的壓力，使下調(diào)后的壓力低于2.5Mpa。
進(jìn)一步地，上述發(fā)電裝置中設(shè)有燃料調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，燃料調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)有調(diào)節(jié)氣閥，用以調(diào)節(jié)所述化工馳放氣的氣體流通面積。
進(jìn)一步地，上述調(diào)節(jié)氣閥控制的氣體流通面積為0～2000mm2。
進(jìn)一步地，上述發(fā)電裝置為燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組。
同時，在本發(fā)明中還提供了一種應(yīng)用化工馳放氣發(fā)電的方法，包括：使用上述應(yīng)用化工馳放氣發(fā)電的系統(tǒng)；該系統(tǒng)燃燒所述化工馳放氣而發(fā)電；
進(jìn)一步地，化工馳放氣的供氣壓力為0.75～2.5Mpa，化工馳放氣的進(jìn)氣量1000～7000Nm3/h。
進(jìn)一步地，上述方法中化工馳放氣的供氣壓力為1.0～1.2MPa；化工馳放氣的進(jìn)氣量為2000～3800Nm3/h。
本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果如下：根據(jù)本發(fā)明所提供的應(yīng)用化工馳放氣發(fā)電的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用，使得化工馳放氣的應(yīng)用提高了價值，產(chǎn)生了經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施方式
應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對本發(fā)明提供進(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。
在利用焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)甲醇的過程中所產(chǎn)生化工馳放氣，潔凈度較高，腐蝕性雜質(zhì)少，且具有氣源較穩(wěn)定排放壓力較高的優(yōu)點(diǎn)。如果能尋找一種方法將這種化工馳放氣利用起來，不但能夠?qū)崿F(xiàn)能源利用的最優(yōu)化，同時能夠?qū)崿F(xiàn)利益的最大化。為此，本發(fā)明發(fā)明人試圖將化工馳放氣應(yīng)用于發(fā)電領(lǐng)域。
在本發(fā)明的一種具體的實(shí)施方式中，提供了一種應(yīng)用化工馳放氣發(fā)電的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，包括：用焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)甲醇的裝置以及利用氣體燃燒進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電裝置，用焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)甲醇的裝置中設(shè)有化工馳放氣輸出端；而發(fā)電裝置中設(shè)有化工馳放氣的進(jìn)氣端。發(fā)電裝置通過化工馳放氣的進(jìn)氣端與用焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)甲醇的裝置的化工馳放氣輸出端相連接。
由于化工馳放氣的熱值較小，在8.27MJ/M3～9.8MJ/M3之間，如果將其直接應(yīng)用于發(fā)電設(shè)備，會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火、升速困難，而難以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用化工馳放氣進(jìn)行穩(wěn)定的發(fā)電。如何能夠?qū)⒒ゑY放氣穩(wěn)定的應(yīng)用于發(fā)電領(lǐng)域，發(fā)明經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)，通過控制化工馳放氣的壓力，與化工馳放氣進(jìn)氣量，能夠解決化工馳放氣的熱值小的不足。
在本發(fā)明的一種具體的實(shí)施方式中，該應(yīng)用化工馳放氣發(fā)電的系統(tǒng)中的發(fā)電裝置中設(shè)有調(diào)節(jié)氣體壓力的壓力調(diào)節(jié)裝置，這個壓力調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在發(fā)電裝置的內(nèi)部，與發(fā)電裝置的化工馳放氣的進(jìn)氣口相連。該壓力調(diào)節(jié)裝置為減壓裝置，減壓裝置調(diào)節(jié)從化工馳放氣的進(jìn)氣口流入的化工馳放氣的壓力，使下調(diào)后的壓力低于2.5Mpa。
現(xiàn)有技術(shù)中，應(yīng)用氣體燃燒進(jìn)行發(fā)電的設(shè)備的發(fā)電原理為：燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后，燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)連續(xù)不斷地從外界大氣中吸入空氣并增壓，經(jīng)壓氣機(jī)增壓后的空氣出來后即進(jìn)入燃燒室，在燃燒室進(jìn)口與被噴入的燃料進(jìn)行摻混，然后點(diǎn)火燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，高溫高壓的燃?xì)鈴娜紵页隹趪姵?，就開始膨脹，在膨脹的同時推動渦輪葉片做功，渦輪將燃?xì)獾哪芰哭D(zhuǎn)化為動能后，一方面用于壓氣機(jī)壓縮空氣持續(xù)進(jìn)行熱力學(xué)循環(huán)，另外一方面由主軸將轉(zhuǎn)子的扭矩輸出，驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。
在本發(fā)明中所提供的應(yīng)用化工馳放氣發(fā)電的系統(tǒng)，由于使用了由焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)甲醇所伴生的這種化工馳放氣作為氣體原料，這種化工馳放氣的壓力較大，可省卻壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的增壓裝置，降低了發(fā)電裝置的自耗電，同時也減少了設(shè)備的維護(hù)工作。
在本發(fā)明的一種具體的實(shí)施方式中，該應(yīng)用化工馳放氣發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電裝置中設(shè)有燃料調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，燃料調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)有調(diào)節(jié)氣閥，用以調(diào)節(jié)所述化工馳放氣的氣體流通面積。優(yōu)選地，調(diào)節(jié)氣閥控制的氣體流通面積為0～2000mm2，以保證本發(fā)明化工馳放氣發(fā)電的系統(tǒng)的供氣量在1000～7000Nm3/h，進(jìn)而保證發(fā)電設(shè)備的穩(wěn)定發(fā)電。
在發(fā)明的一種具體的實(shí)施方式中，該應(yīng)用化工馳放氣發(fā)電的系統(tǒng)中所使用的發(fā)電裝置為燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組。如可使用QDR20型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，這種QDR20型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組能夠?qū)崿F(xiàn)熱電聯(lián)供的性能。
目前，在大多數(shù)的焦化廠中都有許多沒能投入使用的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，如上述的QDR20型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組。在焦?fàn)t煤氣沒有用于生產(chǎn)甲醇之前，大多數(shù)的焦?fàn)t煤氣被輸送到這種QDR20型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組中進(jìn)行熱電聯(lián)供。隨著社會的進(jìn)步，科技的發(fā)展，焦?fàn)t煤氣逐漸被應(yīng)用于生產(chǎn)甲醇，而這種QDR20型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組被閑置下來，不再利用，這種QDR20型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組得不到應(yīng)用，不但浪費(fèi)了資源，也占用了空間。在本發(fā)明中將化工馳放氣使用這種QDR20型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行熱電聯(lián)供，形成了一條穩(wěn)定的生產(chǎn)鏈。
同時，本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用化工馳放氣發(fā)電的方法，包括如下步驟：使用根據(jù)本發(fā)明所提供的應(yīng)用化工馳放氣發(fā)電的系統(tǒng)，該系統(tǒng)燃燒化工馳放氣而發(fā)電，其中化工馳放氣的供氣壓力為0.75～2.5Mpa，化工馳放氣的進(jìn)氣量為1000～7000Nm3/h。在該范圍內(nèi)，化工馳放氣的燃燒能夠滿足發(fā)電設(shè)備中發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火、升速，形成穩(wěn)定的發(fā)電模式。優(yōu)選地，化工馳放氣的供氣壓力為1.0～1.2MPa；化工馳放氣的進(jìn)氣量為2000～3800Nm3/h。在該范圍內(nèi)能夠保證應(yīng)用化工馳放氣發(fā)電的系統(tǒng)的輸出功率＞1000KW。
實(shí)驗(yàn)證明：
實(shí)施例1
如下給出一種應(yīng)用化工馳放氣發(fā)電的具體步驟，包括，機(jī)組起動一慢車運(yùn)轉(zhuǎn)一平衡轉(zhuǎn)速一發(fā)電等，使用本發(fā)明所提供的應(yīng)用化工馳放氣發(fā)電的系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電過程中，裝置使用過程中參數(shù)已經(jīng)結(jié)果列入表1中。
表1.應(yīng)用化工馳放氣發(fā)電裝置的參數(shù)與結(jié)果
如表1中所示，使用本發(fā)明所提供的應(yīng)用化工馳放氣發(fā)電的系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電，經(jīng)過組起動一慢車運(yùn)轉(zhuǎn)一平衡轉(zhuǎn)速步驟后，將調(diào)節(jié)氣閥的氣體流通面積設(shè)置為130～360mm2。將化工馳放氣的供氣量在2000～3400Nm3/h范圍內(nèi)，能夠保證本發(fā)明應(yīng)用化工馳放氣發(fā)電的系統(tǒng)的輸出功率＞1000KW。
如表1中當(dāng)化工馳放氣的用量為3364.5m3/h時，發(fā)電裝置的輸出功率為2024kW，蒸汽產(chǎn)量為6t/h，按照電價0.5997元/KW計算，蒸汽按市場價格200元/t計算。產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)利益為2413.8元/h。
綜上所述，在本發(fā)明中將化工馳放氣應(yīng)用于發(fā)電領(lǐng)域，能夠提高化工馳放氣的利用價值，提高了經(jīng)濟(jì)效益，同時能夠更好地保護(hù)環(huán)境，避免環(huán)境污染。另外，化工馳放氣本身純凈度高、腐蝕性物質(zhì)少，使用化工馳放氣作為燃燒氣體進(jìn)行供電，能夠延長發(fā)電設(shè)備的使用壽命。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。