CN103627411A - 高温半焦显热及激冷冷却气的回收工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高温半焦显热及激冷冷却气的回收工艺：步骤1：间接冷却：利用助燃空气对高温半焦进行间接冷却直至中温半焦，回收升温后的助燃空气，并送入热风炉中；步骤2：激冷：利用激冷盘对冷却后的中温半焦进行激冷，激冷后的低温半焦被回收；步骤3：冷却气的净化及回收：收集高温半焦间接冷却产生的冷却气体和中温半焦激冷后产生的冷却气体，并净化该冷却气体，并送入热风炉燃烧。采用了上述工艺方法后，解决了高温半焦显热不能自身利用的问题；降低了半焦激冷水量；净化了冷却气并进行了回收利用；实现了能量和资源的回收利用，避免了资源浪费和环境污染。

Description

高温半焦显热及激冷冷却气的回收工艺

技术领域

本发明涉及一种高温半焦炭显热和激冷冷却气的回收工艺。

背景技术

中国富煤、贫油、少气，能源消费不得不以煤炭为主，是世界上燃煤污染最严重的国家之一。我国低阶煤蕴藏量占煤炭储量的50%左右，产量占目前总量的30%，低阶煤由于高水分，高挥发份，低热值，且极易自燃的特点，从而不适于长期存储和长距离运输，长期被视作一种劣质煤炭资源，目前仅用做坑口电厂燃料和坑口气化原料，限制了褐煤资源的合理开发利用。在这种情况下，低阶煤提质方面的技术应用而生，但是随之而来的问题便是如何针对低阶煤干馏后产生的高温半焦炭的显热及高温半焦炭激冷后冷却气回收。

现有技术中的熄焦方法有干法熄焦及湿法熄焦两种：第一种，干法熄焦是用低温惰性气体冷却红焦的一种熄焦方法。干熄焦在节能、改善焦炭质量方面优于湿熄焦，但其占地面积大，设备结构复杂、制造难度大、维修费用高、投资大，且焦炭烧损严重。对于独立型焦化企业而言，所吸收的热量自身不易平衡，因此干熄焦在独立型焦化企业难以推广。第二种，湿法熄焦是用水喷淋红焦（包括低水分熄焦、稳定熄焦等），将红焦降至100℃以下，产生的蒸汽直接排放到大气。其特点为工艺简单，投资省，操作、维护简便；缺点为：约占整个焦炉耗热量30～35%的红焦显热没有有效利用；水资源消耗多；红焦急剧冷却，降低焦炭质量；熄焦产生的蒸汽夹带有污染、腐蚀性介质以及粉尘，直接排入大气，不仅造成环境污染，而且还是一种资源浪费。

发明内容

本发明提供了一种用于回收高温半焦显热及激冷冷却气的回收工艺。其包括有如下步骤1：间接冷却：利用助燃空气对高温半焦进行间接冷却直至中温半焦，回收升温后的助燃空气，并送入热风炉中；步骤2：激冷：利用激冷盘对冷却后的中温半焦进行激冷，激冷后的低温半焦被回收；步骤3：冷却气的净化及回收：收集高温半焦间接冷却产生的冷却气体和中温半焦激冷后产生的冷却气体，并净化该冷却气体，并送入热风炉燃烧。

进一步地，所述的间接冷却是指从热解炉出来的高温半焦进入全封闭式空冷埋刮板机，助燃风机将助燃空气鼓入全封闭式空冷埋刮板机，在全封闭式空冷埋刮板机中的助燃空气和高温半焦通过不直接接触的方式完成能量交换，助燃空气间接地吸收高温半焦的热量，以提高温度，所述高温半焦通过此过程降温。

进一步地，所述的激冷是指所述中温半焦从刮板机中出来后进入激冷盘，在激冷盘的作用下降温为低温半焦，并被回收，在激冷的过程中同时产生了冷却气。

进一步地，所述冷却气的净化及回收：间接冷却和激冷过程中产生的冷却气体中含有煤粉和水蒸气，将该冷却气首先通入煤粉洗涤器中以去掉煤粉和水蒸气，去掉煤粉和水蒸气后的冷却气进入到激冷水槽中进行降温，然后通过变频轴流风机作用进入到热风炉中。

进一步地，在所述冷却气的净化和回收中，从煤粉洗涤器中出来的部分气体先进入到工艺气冷却器中进行初步冷却，初步冷却后的冷却气再进入激冷水槽中进行降温，然后通过变频轴流风机作用进入到热风炉中。

采用了上述工艺方法后，解决了高温半焦显热不能自身利用的问题；降低了半焦激冷水量；净化了冷却气并进行了回收利用；实现了能量和资源的回收利用，避免了资源浪费和环境污染。

附图说明

图1为本发明所述工艺流程示意图

具体实施方式

为了更好的理解本发明的目的，下面结合其背景、附图以及实际工况，对本发明所述高温半焦显热及激冷冷却气的回收工艺及回收工艺中使用到的设备进行详细描述。

本发明所述的低阶煤干馏后高温半焦炭显热和激冷冷却气回收工艺具有如下步骤：1、间接冷却：利用助燃空气对高温半焦进行间接冷却直至中温半焦，回收升温后的助燃空气，并送入热风炉中，进而提高了热风炉点火温度及助燃温度；2、激冷：利用激冷盘对冷却后的中温半焦进行激冷，激冷后的低温半焦被回收；3、冷却气的净化及回收：收集高温半焦间接冷却产生的冷却气体和中温半焦激冷后产生的冷却气体，并净化该冷却气体，并送入热风炉燃烧。

本发明还提供一种与上述工艺过程对应的工艺设备，其包括有热解炉1，用于进行低阶煤干馏反应，从而形成了高温半焦；全封闭式空冷埋刮板机2，用于对高温半焦进行间接冷却，于此同时，提高通过助燃风机进入该装置中的助燃空气的温度；助燃风机3，用于将助燃空气鼓入全封闭式空冷埋刮板机，为热风炉9提供氧量；激冷盘4：用于将来自于全封闭式空冷埋刮板机2的中温半焦降温为低温半焦（低于100度），进而被回收；煤粉洗涤器5：用于洗涤激冷盘4和全封闭式空冷埋刮板机2中产生的冷却气中的煤粉和水蒸气；冷却气冷却器6，用来冷却从煤粉洗涤器过来的冷却气；激冷水槽7，用于分离从前一装置过来的冷却气体和水，从激冷水槽中出来的被分离的水份被排出，从激冷水槽中出来的冷却气体作为热风炉9一部分补充燃料；变频轴流风机8：用于将来自于激冷水槽7的干净的冷却气体（净化后的还原气体）鼓入到热风炉9中燃烧；热风炉9：所述热风炉9用于给热解炉1提供高温还原性气体。

进一步地，所述的间接冷却是指助燃空气和高温半焦通过不直接接触的方式完成能量交换，助燃空气间接地吸收高温半焦的热量，以提高温度，所述高温半焦通过此过程降温；之所以采用间接冷却是因为助燃空气含氧量高，而高温半焦只有在惰性环境中才不会燃烧，所以助燃风不能与高温半焦直接接触，也就是所说的间接冷却。

下面参照图1，并结合上述工艺步骤以及工艺所需设备，对本发明所述高温半焦显热回收及冷却气回收整个过程做一详细的描述：

从热解炉1出来的高温半焦进入全封闭式空冷埋刮板机2，助燃风机3将助燃空气鼓入全封闭式空冷埋刮板机2，在全封闭式空冷埋刮板机中的高温半焦在助燃空气的作用下，降温为中温半焦，助燃空气在高温半焦的作用下升温为高温助燃空气，在该高温半焦的冷却过程中同时形成了冷却气，所述高温助燃空气从刮板机2中出来后进入热风炉中；所述中温半焦从刮板机2中出来后进入激冷盘4，在激冷盘的作用下降温为低温半焦，并被回收，在降温的过程中同时产生了冷却气（即带有煤粉和水蒸气的还原性气体），所述来自激冷盘4的冷却气与来自全封闭式空冷埋刮板机2的冷却气直接进入煤粉洗涤器5，经过煤粉洗涤器5洗涤后的冷却气，去除了其中的煤粉与水蒸气；从煤粉洗涤器5中出来的部分冷却气体直接从煤粉洗涤器下出口进入到激冷水槽7中，从煤粉洗涤器中的具有温度的冷却气体从煤粉洗涤器5的顶部出口进入到工艺冷却器6中，经过冷却气冷却器6的初步冷却后也进入激冷水槽7中，从激冷水槽6中出来的还原性气体通过变频轴流风机送入热风炉9中作为热风炉中的还原性气体使用。

采用了上述工艺后，由于高温半焦的显热被用于热风炉助燃空气的预热，而高温半焦冷却时产生的冷却气体（还原气体）被用于热风炉反应所需要的还原性气体，因此，这种工艺明显的提高了高温半焦显热利用率，降低了固定碳的损耗，提高了半焦质量；提高了助燃风温度，从而确保了热风炉燃烧的稳定，提高了燃烧效率；大幅降低了水资源的消耗，减少了低品质蒸汽能量回收的成本，增强了水资源的循环利用；工艺废气（即冷却气体）全部回收再燃烧，废气零排放；减少了占地面积，降低了投资、设备维修费用；且结构简单，有利于设备的维护

以上所述仅是本发明所述高温半焦显热及激冷冷却气回收工艺的一种具体实施方式，应当指出，对于相关领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，做出的细微变型和改进，也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种高温半焦显热及激冷冷却气的回收工艺：

步骤1：间接冷却：利用助燃空气对高温半焦进行间接冷却直至中温半焦，回收升温后的助燃空气，并送入热风炉中；

步骤2：激冷：利用激冷盘对冷却后的中温半焦进行激冷，激冷后的低温半焦被回收；

步骤3：冷却气的净化及回收：收集高温半焦间接冷却产生的冷却气体和中温半焦激冷后产生的冷却气体，并净化该冷却气体，并送入热风炉燃烧。

2.如权利要求1所述的高温半焦显热及激冷冷却气的回收工艺：所述的间接冷却是指从热解炉（1）出来的高温半焦进入全封闭式空冷埋刮板机（2），助燃风机（3）将助燃空气鼓入全封闭式空冷埋刮板机（2），在全封闭式空冷埋刮板机中的助燃空气和高温半焦通过不直接接触的方式完成能量交换，助燃空气间接地吸收高温半焦的热量，以提高温度，所述高温半焦通过此过程降温。

3.如权利要求1所述的高温半焦显热及激冷冷却气的回收工艺：所述的激冷是指所述中温半焦从刮板机（2）中出来后进入激冷盘（4），在激冷盘的作用下降温为低温半焦，并被回收，在激冷的过程中同时产生了冷却气。

4.如权利要求1所述的高温半焦显热及激冷冷却气的回收工艺：所述冷却气的净化及回收：间接冷却和激冷过程中产生的冷却气体中含有煤粉和水蒸气，将该冷却气首先通入煤粉洗涤器（5）中以去掉煤粉和水蒸气，去掉煤粉和水蒸气后的冷却气进入到激冷水槽（7）中进行降温，然后通过变频轴流风机（8）作用进入到热风炉（9）中。

5.如权利要求1或4中所述的高温半焦显热及激冷冷却气的回收工艺：其中在所述冷却气的净化和回收中，从煤粉洗涤器中出来的部分气体先进入到工艺气冷却器中进行初步冷却，初步冷却后的冷却气再进入激冷水槽（7）中进行降温，然后通过变频轴流风机（8）作用进入到热风炉（9）中。

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