CN101845308A - 一种熄焦并带副产合成气及水蒸气的装置及其工艺 - Google Patents
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Abstract
一种熄焦并副产合成气及水蒸气的装置及其工艺，属于煤化工研究及其应用领域，其特征在于是一种带水夹套的不锈钢装置，使红热焦炭从上向下降落，把水夹套中的水加热并产生水蒸汽，然后把产生的水蒸气引入该不锈钢装置内与装置上部被保温的红热焦炭接触，进一步冷却焦炭，同时得到温度较高的水蒸汽及产生部分合成气。本发明装置与现有的湿熄焦相比，消耗的水量少且降低了污染，水可以达到闭路循环，同时有效利用焦炭显热，产生水蒸气和工业所需的合成气，既节能又环保；与现有干熄焦相比，由于减少了循环冷气体的使用，降低了动力消耗，同时也缩小了设备的投资，使得整个熄焦装置固定投资费用大大减少。经济效益和社会效益都十分可观。
Description
技术领域
本发明一种熄焦并副产合成气及水蒸气的装置及其工艺，属于煤化工技术研究及其应用领域，涉及一套带水夹套的不锈钢反应装置，该装置可以实现间歇熄焦。具体来讲是一种焦炭把水夹套中的水加热并产生水蒸气，然后水蒸气进入该装置内与热焦炭接触并反应，进一步冷却焦炭，同时得到温度较高的水蒸气及合成气的装置及其工艺的技术方案。
背景技术
我国是焦炭生产大国，2007年，全国焦炭产量约3.3554亿吨。机焦产量约3.05亿吨，同比增长16.20％；机焦产量比重从上半年同期的88.28％上升至91.01％。国际市场上有一半以上的焦炭供应都来自中国。
2006年底我国焦炭机焦总产能约3亿吨，干熄焦产量只有3400万吨，不足总能量的11％。干熄焦装置工艺技术先进，产品质量高，可有效利用焦炭显热，回收可观的蒸汽能源，在降低企业能耗方面具有较大的诱惑力，特别在能源利用价格较高的地方显现出更高的优越性，但操作系统复杂，需配套建设完整的集尘和地面除尘站除尘系统，事故检修率较高，其建设投资和操作费用低，管理简单，但存在一定能源浪费和环境污染的问题。
发明内容
本发明一种熄焦并副产合成气及水蒸气的装置目的在于：低于有效利用大量的焦炭显热，针对焦化厂熄焦现状，结合湿熄焦和干熄焦的优势，公开一种利用出炉焦炭1000℃的显热加热冷却水产生水蒸气，并把水蒸气与焦炭直接接触，进一步冷却焦炭并副产合成气及水蒸气的装置的技术方案。
本发明一种熄焦并副产合成气及水蒸气的装置，其特征在于是一种利用出炉焦炭1000℃的显热加热冷却水产生水蒸气，并把水蒸气与焦炭直接接触，进一步冷却焦炭并副产合成气及水蒸气的装置，该装置由储焦罐1、保温层2、合成气及水蒸气出口3、水蒸气进口4、不锈钢反应装置5、水夹套6、水夹套液位计7、冷却水进口8、截止阀9、出气口冷却装置10、抽气泵11和温度显示与控制器T组成，所述的储焦罐1设置在不锈钢反应装置5的顶部，所述的一个耐950-1000℃的高温阀设置在储焦罐1下部与不锈钢反应装置5的连接处，所述的水夹套6设置在不锈钢反应装置5的下半部，所述水夹套6下部连接有冷却水进口8，上部连接有合成气及水蒸气出口3并接入所述的不锈钢反应装置5，所述水夹套液位计7设置在所述的冷却水进口8管上，所述的截止阀9设置在不锈钢反应装置5的底部，所述的不锈钢反应装置5通过水蒸气出口3与出气口冷却装置10相连接，所述的抽气泵11再与出气口冷却装置10相连接。
上述一种熄焦并副产合成气及水蒸气的工艺，其特征在于实现本发明的具体工艺低于：
I、在不锈钢反应装置5顶部处安装一个耐950-1000℃的高温阀，并加在不锈钢反应装置5上部设使红焦炭热量不散失的保温层2；
II、把整套不锈钢反应装置5中充满冷焦炭；
III、给水夹套6中通过冷却水进口8加水，通过水夹套液位计7使其水位达到不锈钢反应装置5水夹套6的2/3处，把刚出炉的焦炭装入该储焦罐1中；
IV、然后同时打开I中所述的耐950-1000℃的高温阀和底部截止阀9开始下料，以800g/min-1000g/min的速度下料，使从装置底部出来的950-1050℃的刚出炉的红焦炭实现间歇熄焦，温度等于或低于100℃，焦炭显热1.25-1.39KJ，合成水煤气反应温度600-700℃，产出水煤气量288.71-309.62Nm3；
V、等到红热焦炭下降到不锈钢反应装置5中的水夹套6部位，水夹套6中产生的水蒸气由管路通过水蒸气进口4引入不锈钢反应装置5上部的热焦炭与热焦炭接触并反应，产生的部分合成气和高温水蒸气从合成气及水蒸气出口3被出气口冷却装置10冷却后由抽气泵11抽出，抽出的冷却水进行循环，继续供步骤III使用，冷却的焦炭由焦炭出口导出。
本发明一种熄焦并副产合成气及水蒸气的装置与湿熄焦相比，优点在于：消耗的水量少且对这部分水的污染不严重，同时利用了焦炭的显热，既节能又环保；与干熄焦相比，由于减少了循环冷气体的使用，减少了动力消耗，同时也缩小了设备的投资，使得整个装置投资费用减少，经济效益和社会效益都十分可观。
附图说明
图1低于本发明装置示意图
图中：1：储焦罐 2：保温层 3：合成气及水蒸气出口 4：水蒸气进口 5：不锈钢反应装置 6：水夹套 7：水夹套液位计 8：冷却水进口 9：截止阀10：出气口冷却装置 11：抽气泵 注：
低于温度显示
具体实施方式
下面结合附图和实施例子对本发明进一步详细说明。
实施方式1
该装置由储焦罐1、保温层2、合成气及水蒸气出口3、水蒸气进口4、不锈钢反应装置5、水夹套6、水夹套液位计7、冷却水进口8、截止阀9、出气口冷却装置10、抽气泵11和温度显示与控制器T组成，所述的储焦罐1设置在不锈钢反应装置5的顶部，所述的一个耐950℃的高温阀设置在储焦罐1下部与不锈钢反应装置5的连接处，所述的水夹套6设置在不锈钢反应装置5的下半部，所述水夹套6下部连接有冷却水进口8，上部连接有合成气及水蒸气出口3并接入所述的不锈钢反应装置5，所述水夹套液位计7设置在所述的冷却水进口8管上，所述的截止阀9设置在不锈钢反应装置5的底部，所述的不锈钢反应装置5通过水蒸气出口3与出气口冷却装置10相连接，所述的抽气泵11再与出气口冷却装置10相连接。其具体的工艺实施步骤如下(如图1所示)：
I、在不锈钢反应装置5顶部处安装一个耐950℃的高温阀，并加在不锈钢反应装置5上部设使红焦炭热量不散失的保温层2；
II、把整套不锈钢反应装置5中充满冷焦炭；
III、给水夹套6中通过冷却水进口8加水，通过水夹套液位计7使其水位达到不锈钢反应装置5水夹套6的2/3处，把刚出炉的焦炭装入该储焦罐1中；
IV、然后同时打开I中所述的耐950℃的高温阀和底部截止阀9开始下料，以800g/min-1000g/min的速度下料，使从装置底部出来的950℃的刚出炉的红焦炭实现间歇熄焦，温度为100℃，焦炭显热1.25-1.39KJ，合成水煤气反应温度600℃，产出水煤气量288.71-309.62Nm3；
V、等到红热焦炭下降到不锈钢反应装置5中的水夹套6部位，水夹套6中产生的水蒸气管路通过水蒸气进口4引入不锈钢反应装置5上部的热焦炭与热焦炭接触并反应，产生的部分合成气和高温水蒸气从合成气及水蒸气出口3被出气口冷却装置10冷却后由抽气泵11抽出，抽出的冷却水进行循环，继续供步骤III使用冷却的焦炭由焦炭出口导出。
实施1中的主要成分及参数如下：
低于了进一步说明本发明的作用效果，在不同的反应条件下，在本装置上进行了熄焦及合成气及水蒸气的实验，见表一：
| 序 号 | 焦炭质 量(t) | 刚出炉红 焦温度 (℃) | 熄焦后温 度(℃) | 焦炭显热 (KJ) | 所需冷却 水量(Kg) | 合成水煤气 反应温度 (℃) | 产出水煤 气量(Nm3) |
| 1 | 1 | 1050 | 100 | 1.39*106 | 0.1221 | 700 | 303.89 |
| 2 | 1 | 1050 | 100 | 1.39*106 | 0.1244 | 600 | 309.62 |
| 3 | 1 | 1000 | 99 | 1.32*106 | 0.1160 | 700 | 288.71 |
| 4 | 1 | 1000 | 99 | 1.32*106 | 0.1170 | 650 | 291.20 |
| 5 | 1 | 950 | 95 | 1.25*106 | 0.1112 | 600 | 276.76 |
其中焦炭的平均比容热(100-1000℃)低于1.465KJ/(Kg.K)，水的比热低于4.188KJ/(Kg.K)，水蒸气比热低于2.1KJ/(Kg.K)
从表1的结果可以看出，使用本发明熄焦并副产合成气及水蒸气的装置，不仅可以熄焦并能产生可观的合成气及水蒸气。既节能又环保，同时也缩小了设备的投资，使得整个装置投资费用减少，经济效益和社会效益都十分可观。
实施方式2
所述的一个耐1050℃的高温阀设置在储焦罐1下部与不锈钢反应装置5的连接处，其它同实施方式1.
实施方式3
所述的一个耐1000℃的高温阀设置在储焦罐1下部与不锈钢反应装置5的连接处，其它同实施方式1。
Claims (2)
1.一种熄焦并副产合成气及水蒸气的装置，其特征在于是一种利用出炉焦炭1000℃的显热加热冷却水产生水蒸气，并把水蒸气与焦炭直接接触，进一步冷却焦炭并副产合成气及水蒸气的装置，该装置由储焦罐1、保温层2、合成气及水蒸气出口3、水蒸气进口4、不锈钢反应装置5、水夹套6、水夹套液位计7、冷却水进口8、截止阀9、出气口冷却装置10、抽气泵11和温度显示与控制器T组成，所述的储焦罐1设置在不锈钢反应装置5的顶部，所述的一个耐950-1000℃的高温阀设置在储焦罐1下部与不锈钢反应装置5的连接处，所述的水夹套6设置在不锈钢反应装置5的下半部，所述水夹套6下部连接有冷却水进口8，上部连接有合成气及水蒸气出口3并接入所述的不锈钢反应装置5，所述水夹套液位计7设置在所述的冷却水进口8管上，所述的截止阀9设置在不锈钢反应装置5的底部，所述的不锈钢反应装置5通过水蒸气出口3与出气口冷却装置10相连接，所述的抽气泵11再与出气口冷却装置10相连接。
2.权利要求1所述的一种熄焦并副产合成气及水蒸气的装置应用工艺，其特征在于实现本发明的具体工艺步骤为：
I、在不锈钢反应装置5顶部处安装一个耐950-1000℃的高温阀，并加在不锈钢反应装置5上部设使红焦炭热量不散失的保温层2；
II、把整套不锈钢反应装置5中充满冷焦炭；
III、给水夹套6中通过冷却水进口8加水，通过水夹套液位计7使其水位达到不锈钢反应装置5水夹套6的2/3处，把刚出炉的焦炭装入该储焦罐1中；
IV、然后同时打开I中所述的耐950-1000℃的高温阀和底部截止阀9开始下料，以800g/min-1000g/min的速度下料，使从装置底部出来的950-1050℃的刚出炉的红焦炭实现间歇熄焦，温度等于或低于100℃，焦炭显热1.25-1.39KJ，合成水煤气反应温度600-700℃，产出水煤气量288.71-309.62Nm3；
V、等到红热焦炭下降到不锈钢反应装置5中的水夹套6部位，水夹套6中产生的水蒸气由管路通过水蒸气进口4引入不锈钢反应装置5上部的热焦炭与热焦炭接触并反应，产生的部分合成气和高温水蒸气从合成气及水蒸气出口3被出气口冷却装置10冷却后由抽气泵11抽出，抽出的冷却水进行循环，继续供步骤III使用，冷却的焦炭由焦炭出口导出。
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