CN102936506B - 包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置，包括干熄炉、一次除尘器以及锅炉，所述一次除尘器设置在所述干熄炉的出风口与所述锅炉的进风口之间，以使携带焦粉的高温循环气体与所述焦粉分离后进入所述锅炉，在所述一次除尘器颗粒输出口设有将所述一次除尘器分离的焦粉中的热量回收的热回收装置。该包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置不仅可以减少热量的浪费，而且可以达到节能减排的目的。
Description
技术领域
本发明属于焦化领域，具体涉及一种包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置。
背景技术
干熄焦法是利用较冷的循环气体在干熄炉与红焦进行热交换，吸收红焦热量的循环气体导入锅炉内回收热量，产生蒸汽，循环气体经冷却、除尘后经风机返回干熄炉内再次进行热交换，如此反复循环。这种熄焦方法不仅可以将红焦的显热回收，减少污染物的排放，而且可以改善焦炭的质量。因此，干熄焦法近年来得到快速发展，与此同时，对干熄焦装置的研究越来越深入。
图1为现有的干熄焦装置的结构简图。请参阅图1，干熄焦装置包括干熄炉1、一次除尘器2、锅炉3、二次除尘器4、循环风机5、热管换热器6以及排焦装置7。在干熄炉1的靠上位置设有环形风道10，干熄炉1通过环形风道10与一次除尘器2的进风口连接，一次除尘器2的出风口通过高温膨胀节与锅炉3的输入口连接，锅炉3的输出口、二次除尘器4、循环风机5、换热器6以及干熄炉1的进风口通过与之对应尺寸地气体管路依次连接。排焦装置7设置在干熄炉1的底部。
干熄焦装置在运行过程中，由于干熄炉1顶部空间较小，即干熄炉1顶部没有设置用于分离焦粉的上层空间，而且循环气体在环形风道10内的流速较快，因此，被循环气体带走的焦粉较多。焦粉容易对锅炉3内的锅炉管造成磨损，因此，需要将夹杂在循环气体中的焦粉分离，即由一次除尘器2将焦粉与循环气体分离。
由一次除尘器2分离出的焦粉的温度较高，在将其排除干熄焦装置之前，需要对焦粉进行冷却。水冷系统是常用的降低焦粉温度的装置，借助水冷系统中的冷却液将焦粉中热量的带出，升温后的冷却液降温后再循环使用。然而，这种冷却焦粉方式未将焦粉中的热量回收利用，不仅容易污染环境，而且造成了能源的浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置，其可以将一次除尘器分离出的焦粉中的热量回收利用，不仅可以减少热量的浪费，而且可以达到节能减排的目的。
解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置，包括干熄炉、一次除尘器以及锅炉，所述一次除尘器设置在所述干熄炉的出风口与所述锅炉的进风口之间，以使携带焦粉的高温循环气体与所述焦粉分离后进入所述锅炉，还包括热回收装置和第一低温循环气体，所述热回收装置为旋风分离器，所述旋风分离器包括旋风分离器壳体、旋风分离器颗粒输出口、旋风分离器进风口以及旋风分离器出风口，所述旋风分离器进风口设置在所述旋风分离器壳体的靠上位置，所述旋风分离器出风口设置在所述旋风分离器壳体的顶部，所述旋风分离器颗粒输出口设置在所述旋风分离器壳体的底部；所述旋风分离器进风口与所述一次除尘器颗粒输出口连接，将所述一次除尘器分离的焦粉与所述第一低温循环气体混合后自所述旋风分离器进风口进入所述旋风分离器内，完成热交换后的所述高温焦粉由所述旋风分离器颗粒输出口排出，吸收了所述高温焦粉热量的所述第一低温循环气体自所述旋风分离器出风口排出，用以实现回收所述一次除尘器分离的焦粉中热量。
优选地，所述旋风分离器出风口与所述一次除尘器进风口连接，从而使吸收了高温焦粉中的热量的所述第一低温循环气体在被除尘后进入所述锅炉内。
优选地，在所述旋风分离器颗粒输出口位置设有第二锁气阀，用于控制由所述旋风分离器分离热交换后的所述焦粉的排出速度。
优选地，在所述旋风分离器颗粒输出口位置设有第二料位计，用于控制所述第二锁气阀的开启和关闭。
优选地，所述旋风分离器壳体的底部为圆锥形结构。
优选地，在所述一次除尘器的底部设有第一锁气阀，用于控制由所述一次除尘器分离的所述高温焦粉的排出速度。
优选地，在所述一次除尘器的底部设有第一料位计，用于控制所述第一锁气阀的开启和关闭。
优选地，所述一次除尘器为旋风除尘器，所述旋风除尘器包括旋风除尘器壳体、旋风除尘器进风口、旋风除尘器出风口以及旋风除尘器颗粒输出口，所述旋风除尘器进风口设置在所述旋风除尘器壳体的靠上位置，所述旋风除尘器出风口设置在所述旋风除尘器壳体的顶端，所述旋风除尘器颗粒输出口设置在所述旋风除尘器壳体的底部；携带焦粉的高温循环气体自所述旋风除尘器进风口进入所述旋风除尘器壳体内，使所述焦粉和所述循环气体分离，与所述高温循环气体分离的所述焦粉自所述旋风除尘器颗粒输出口排出，分离焦粉后的所述高温循环气体自所述旋风除尘器出风口排出。
优选地，所述一次除尘器为重力除尘器，所述重力除尘器包括重力除尘器壳体、重力除尘器进风口、重力除尘器出风口、重力除尘器颗粒输出口以及重力挡墙，重力除尘器进风口和重力除尘器出风口相对设置在所述重力除尘器壳体的靠上位置，所述重力挡墙设置在所述重力除尘器壳体顶部的中间位置，所述重力除尘器颗粒输出口设置在重力除尘器壳体的底端、且位于所述重力挡墙的下方。
优选地，在所述一次除尘器颗粒输出口设有用于盛放由所述一次除尘器分离的焦粉的焦粉容器。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置在一次除尘器颗粒输出口设有将所述一次除尘器分离的焦粉中的热量回收的热回收装置，借助热回收装置可以将焦粉中的热量回收利用，这不仅可以减少热量的浪费，而且可以达到节能减排的目的。
附图说明
图1为现有的干熄焦装置的结构简图；
图2为本发明提供的包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置的结构简图；
图3为本发明提供的旋风分离器与旋风除尘器组合结构简图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置进行详细描述。
图2为本发明提供的包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置的结构简图。请参阅图2，本实施例提供的包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置包括干熄炉21、一次除尘器22、锅炉23、二次除尘器24、循环风机25、换热器26以及热回收装置29。
其中，干熄炉21的顶端设有红焦输入口，干熄炉21的底部设有排焦装置27，焦炭自排焦装置27排出干熄炉21。在干熄炉21靠上位置设有环形风道210，环形风道210与一次除尘器22的进风口连接，一次除尘器22的出风口与锅炉23的输入口连接。锅炉23的输出口与二次除尘器24的进风口连接，二次除尘器24的出风口与循环风机25的进气口连接，循环风机25的排气口与换热器26的输入口连接，换热器26的输出口与干熄焦21的进气口连接。
本实施例中，一次除尘器22为旋风除尘器(或称旋风分离器)。图3为本发明提供的旋风分离器与旋风除尘器组合结构简图。请参阅图3，旋风除尘器包括旋风除尘器壳体221、旋风除尘器进风口222、旋风除尘器出风口223以及旋风除尘器颗粒输出口224。其中，旋风除尘器壳体221为旋转对称结构，其底部逐渐向其轴线收缩，从而使旋风除尘器壳体221的底部呈圆锥形结构。旋风除尘器进风口222设置在旋风除尘器壳体221靠上位置，旋风除尘器出风口223设置在旋风除尘器壳体221顶端的对称中心位置，旋风除尘器颗粒输出口224设置在旋风除尘器壳体221的底部。
来自干熄炉21的携带焦粉的高温循环气体自旋风除尘器进风口222进入旋风除尘器壳体221内，并沿旋风除尘器壳体221的内壁呈螺旋状由上向下向圆锥体底部运动，从而形成下降的外旋气流。在强烈旋转过程中所产生的离心力将密度远远大于循环气体的焦粉甩向旋风除尘器壳体221，焦粉一旦与旋风除尘器壳体221接触，便依靠外旋涡的推动和自身的重力的作用而沿旋风除尘器壳体221下落，并从旋风除尘器颗粒输出口224排出。旋转下降的循环气流在到达圆锥体底部后，转而沿旋风除尘器壳体221的轴心部位向上，形成上升的内旋气流，并由旋风除尘器出风口223排出。
利用旋风除尘器分离高温焦粉和高温循环气体，不仅可以提高分离效率，焦粉的分离效率可以达到80～95％，而且可以将粒径为5～30微米的焦粉从高温循环气体中分离。另外，旋风除尘器的占地面积小，可以减小投资成本。而且，旋风除尘器运行稳定，检修频率低，从而可以提高干熄焦装置的使用率。
需要说明的是，本实施例中，一次除尘器22采用了旋风除尘器，然而，本发明并不局限于此。一次除尘器22同样可以采用重力除尘器，重力除尘器的结构与现有技术相同，下面仅作简单的描述。重力除尘器包括重力除尘器壳体、重力除尘器进风口、重力除尘器出风口、重力除尘器颗粒输出口以及重力挡墙，重力除尘器进风口和重力除尘器出风口相对设置在所述重力除尘器壳体的靠上位置，所述重力挡墙设置在所述重力除尘器壳体顶部的中间位置，所述重力除尘器颗粒输出口设置在重力除尘器壳体的底端、且位于所述重力挡墙的下方。
本实施例中，热回收装置29用于回收由一次除尘器22分离的焦粉中的热量。热回收装置29为旋风分离器，其包括旋风分离器壳体291、旋风分离器颗粒输出口293、旋风分离器进风口294以及旋风分离器出风口295。
旋风分离器壳体291同样为旋转对称结构，其底部逐渐向其轴线收缩，从而使旋风分离器壳体291的底部呈圆锥形结构。旋风分离器进风口294设置在旋风分离器壳体291的靠上位置，旋风分离器出风口295设置在旋风分离器壳体291的顶部的对称中心位置，旋风分 离器颗粒输出口293设置在旋风分离器壳体291的底部。
旋风分离器进风口294不仅与旋风除尘器颗粒输出口224连接，而且与换热器26的输出口连接，且旋风除尘器颗粒输出口224更靠近旋风分离器壳体291位置。这样可以使来自换热器26的第一低温循环气体与被旋风除尘器分离的高温焦粉混合后进入旋风分离器壳体291内，然后使第一低温循环气体与高温焦粉进行热交换，从而使焦粉降温。
旋风分离器29与旋风除尘器的工作原理相同，即，第一低温循环气体携带高温焦粉自旋风分离器进风口294进入旋风分离器壳体291内，并沿旋风分离器壳体291的内壁呈螺旋状由上向下向圆锥体底部运动，从而形成下降的外旋气流。在强烈旋转过程中所产生的离心力将密度远远大于第一低温循环气体的焦粉甩向旋风分离器壳体291，焦粉一旦与第一低温旋风分离器壳体291接触，便依靠外旋涡的推动和自身重力的作用而沿旋风分离器壳体291下落，并从旋风分离器颗粒输出口293排出。旋转下降的第一低温循环气流在到达圆锥体底部后，转而沿旋风分离器壳体291的轴心部位向上，形成上升的内旋气流，并由旋风分离器出风口295排出。
在旋风分离器29中，高温焦粉与第一低温循环气体在混合和分离的过程中进行热量交换，然后由第一低温循环气体将高温焦粉中的热量带走。这种热回收装置可以将快速、有效地将高温焦粉中的热量回收，不仅可以减少热量的浪费，而且可以达到节能减排的目的。
此外，为了将高温焦粉中的热量有效利用，旋风分离器出风口295与旋风除尘器进风口222连接，从而使吸收了高温焦粉热量的第一低温循环气体通过一次除尘器22返回锅炉23。
需要说明的是，本实施例中，吸收了高温焦粉热量的第一低温循环气体是通过一次除尘器22返回锅炉23，然而，本发明并不局限于此。吸收了高温焦粉热量的第一低温循环气体也可以直接返回至锅炉23，以将高温焦粉中的热量利用。然而，在实际应用中，由于由旋风分离器出风口295排出的第一低温循环气体中仍然含有较多的焦粉，如果直接将由旋风分离器出风口295排出的第一低温循环气体 返回至锅炉23内，容易对锅炉23造成损伤。因此，优选将吸收了高温焦粉热量的第一低温循环气体通过一次除尘器22返回锅炉23，即利用一次除尘器22对第一低温循环气体进行除尘后再返回至锅炉23。
还需要说明的是，虽然本实施例是将吸收了高温焦粉热量的第一低温循环气体返回锅炉23，利用锅炉23将高温焦粉中的热量利用，然而，本发明并不局限于此。高温焦粉中的热量也可以通过其它方式被利用，如通过其它热量回收装置将高温焦粉中的热量回收利用。
本实施例中，旋风分离器颗粒输出口293位置还设有第二锁气阀33，用于控制由旋风分离器29降温的高温焦粉的排出速度。为了有效地控制第二锁气阀33的开启和闭合，在旋风分离器颗粒输出口293还设有第二料位计(图中未示出)。当旋风分离器壳体291内部的焦粉高度达到第二料位计预设的高位位置时，第二锁气阀33打开。当旋风分离器壳体291内部的焦粉高度达到第二料位计预设的低位位置时，第二锁气阀33闭合。
类似地，旋风除尘器颗粒输出口224位置还设有第一锁气阀31，用于控制由旋风除尘器分离的高温焦粉的排出速度，从而控制第一低温循环气体与高温焦粉的混合量。第一锁气阀31还可以防止第一低温循环气体自旋风除尘器颗粒输出口224进入旋风除尘器内。
为了有效地控制第一锁气阀31的开启和闭合，在旋风除尘器颗粒输出口224还设有第一料位计(图中未示出)。当旋风除尘器壳体221内部的焦粉高度达到第一料位计预设的高位位置时，第一锁气阀31打开。当旋风除尘器壳体221内部的焦粉高度达到第一料位计预设的低位位置时，第一锁气阀31闭合。
本实施例中，在旋风除尘器颗粒输出口224设置有焦粉容器(图中未示出)，用于盛放由旋风除尘器分离的高温焦粉。焦粉容器可以减少第一锁气阀31的开启频率，从而使整个干熄焦装置运行更加稳定。
在旋风除尘器颗粒输出口224还可以设有焦粉仓211，用于盛放由旋风除尘器颗粒输出口224排出的与第一低温循环气体热交换后 的焦粉(约为200～300℃)。当然，由旋风除尘器颗粒输出口224排出的与第一低温循环气体热交换后的高温焦粉可以被直接输送至其它地方。
需要说明的是，本实施例中，在锅炉23与循环风机25之间设置有二次除尘器24，以进一步对循环气体除尘。二次除尘器24可以采用静电除尘器或旋风分离器。然而，本发明并不局限于此。事实上，当旋风分离器22的除尘效果可以达到干熄焦装置的设计要求时，本发明也可以在锅炉23与循环风机25之间不设置二次除尘器24，这不仅可以降低干熄焦装置的制造成本，而且可以减小干熄焦装置的占地面积。
本实施例中，循环气体在包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置的循环过程如下：
在干熄炉21内的高温循环气体(1000±50℃)携带焦粉从环形风道210排出，从旋风除尘器进风口222进入旋风除尘器，并由旋风除尘器使高温循环气体与高温焦粉分离；与高温焦粉分离的高温循环气体从旋风除尘器出风口223排出；然后进入锅炉23内进行热交换，以将高温循环气体内的热量利用，并使高温循环气体降温成中温循环气体；中温循环气体经二次除尘器24进一步除尘后，通过循环风机25进入换热器26；热管换热器26对中温循环气体进一步降温，形成低温循环气体；低温循环气体分为两部分，其中，第一低温循环气体被输送至旋风分离器29与高温焦粉进行热交换，吸收了高温焦粉中的热量的第一低温循环气体进入旋风除尘器；第二低温循环气体被输送至干熄炉21内，继续进行熄焦。
本实施例提供的包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置在一次除尘器颗粒输出口设有将所述一次除尘器分离的焦粉中的热量回收的热回收装置，借助热回收装置可以将焦粉中的热量回收利用，这不仅可以减少热量的浪费，而且可以达到节能减排的目的。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出 各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置，包括干熄炉、一次除尘器以及锅炉，所述一次除尘器设置在所述干熄炉的出风口与所述锅炉的进风口之间，以使携带焦粉的高温循环气体与所述焦粉分离后进入所述锅炉，其特征在于，还包括热回收装置和第一低温循环气体，所述热回收装置为旋风分离器，所述旋风分离器包括旋风分离器壳体、旋风分离器颗粒输出口、旋风分离器进风口以及旋风分离器出风口，所述旋风分离器进风口设置在所述旋风分离器壳体的靠上位置，所述旋风分离器出风口设置在所述旋风分离器壳体的顶部，所述旋风分离器颗粒输出口设置在所述旋风分离器壳体的底部；所述旋风分离器进风口与所述一次除尘器颗粒输出口连接，将所述一次除尘器分离的焦粉与所述第一低温循环气体混合后自所述旋风分离器进风口进入所述旋风分离器内，完成热交换后的所述高温焦粉由所述旋风分离器颗粒输出口排出，吸收了所述高温焦粉热量的所述第一低温循环气体自所述旋风分离器出风口排出，用以实现回收所述一次除尘器分离的焦粉中热量。
2.根据权利要求1所述的包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置，其特征在于，所述旋风分离器出风口与所述一次除尘器进风口连接，从而使吸收了高温焦粉中的热量的所述第一低温循环气体在被除尘后进入所述锅炉内。
3.根据权利要求2所述的包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置，其特征在于，在所述旋风分离器颗粒输出口位置设有用于控制由所述旋风分离器分离热交换后的所述焦粉的排出速度的第二锁气阀。
4.根据权利要求3所述的包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置，其特征在于，在所述旋风分离器颗粒输出口位置设有用于控制所述第二锁气阀的开启和关闭的第二料位计。
5.根据权利要求1所述的包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置，其特征在于，所述旋风分离器壳体的底部为圆锥形结构。
6.根据权利要求1所述的包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置，其特征在于，在所述一次除尘器的底部设有用于控制由所述一次除尘器分离的所述高温焦粉的排出速度的第一锁气阀。
7.根据权利要求6所述的包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置，其特征在于，在所述一次除尘器的底部设有用于控制所述第一锁气阀的开启和关闭的第一料位计。
8.根据权利要求1所述的包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置，其特征在于，所述一次除尘器为旋风除尘器，所述旋风除尘器包括旋风除尘器壳体、旋风除尘器进风口、旋风除尘器出风口以及旋风除尘器颗粒输出口，所述旋风除尘器进风口设置在所述旋风除尘器壳体的靠上位置，所述旋风除尘器出风口设置在所述旋风除尘器壳体的顶端，所述旋风除尘器颗粒输出口设置在所述旋风除尘器壳体的底部；携带焦粉的高温循环气体自所述旋风除尘器进风口进入所述旋风除尘器壳体内，使所述焦粉和所述循环气体分离，与所述高温循环气体分离的所述焦粉自所述旋风除尘器颗粒输出口排出，分离焦粉后的所述高温循环气体自所述旋风除尘器出风口排出。
9.根据权利要求1所述的包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置，其特征在于，所述一次除尘器为重力除尘器，所述重力除尘器包括重力除尘器壳体、重力除尘器进风口、重力除尘器出风口、重力除尘器颗粒输出口以及重力挡墙，重力除尘器进风口和重力除尘器出风口相对设置在所述重力除尘器壳体的靠上位置，所述重力挡墙设置在所述重力除尘器壳体顶部的中间位置，所述重力除尘器颗粒输出口设置在重力除尘器壳体的底端、且位于所述重力挡墙的下方。
10.根据权利要求1所述的包含有焦粉热回收装置的干熄焦装置，其特征在于，在所述一次除尘器颗粒输出口设有用于盛放由所述一次除尘器分离的焦粉的焦粉容器。
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Denomination of invention: Coke powder heat recovery unit-containing coke dry quenching device Effective date of registration: 20140620 Granted publication date: 20140402 Pledgee: Zhongguancun Beijing technology financing Company limited by guarantee Pledgor: Beijing Huatai Coking Engineering Technology Co., Ltd. Registration number: 2014990000491 |
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Address after: Section thirteen economic and Technological Development Zone of Beijing City 31 street 100176 No. two School District No. 15 Building 5 layer 501 Patentee after: Beijing Huatai Coking Engineering Technology Co., Ltd. Address before: 101318, building 14, Rong Hui Garden, B District, Shunyi District Airport Industrial Park, Beijing Patentee before: Beijing Huatai Coking Engineering Technology Co., Ltd. |
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