CN103881735B - 防止红焦烧损及回收焦炭热能的熄焦工艺 - Google Patents

Abstract

<b>本发明涉及一种防止红焦烧损及回收焦炭热能的熄焦工艺，该熄焦工艺包括以下步骤：首先从熄焦炉顶部向熄焦炉内交替输入红焦和护焦燃料，然后在熄焦炉中部输入熄焦水进行熄焦，在熄焦过程中收集熄焦炉中的水蒸气和水煤气。该熄焦工艺进行水煤气反应的燃料是护焦燃料，使块状焦炭在熄焦过程中进行水煤气反应的反应率极低，其烧损量非常小。</b>

Description

防止红焦烧损及回收焦炭热能的熄焦工艺

技术领域

本发明涉及一种防止红焦烧损及回收焦炭热能的熄焦工艺。

背景技术

在现有煤化工技术中，熄焦通常采用干法熄焦和湿法熄焦这两种方式。其中的干法熄焦是在干熄槽中由循环惰性气体与红热焦炭逆向接触，通过循环惰性气体吸收焦炭热能的方式来降低焦炭温度，以实现熄焦，并且循环的惰性气体温度提高后，将其输送到废热锅炉内产生水蒸气，进行热能回收。但由于干法熄焦投资大、运行费用高，所以，干法熄焦不易被广泛地应用；湿法熄焦是采用焦化废水与红热焦炭直接接触，以使红焦冷却，该种熄焦工艺虽然可以避免焦化废水对环境污染，但由于焦化废水与红焦接触后会产生水蒸气，而该水蒸气内夹带有大量的粉尘和有害物质，当其被散发到空气中时会对周边环境造成严重污染；同时因红热焦炭与焦化废水直接接触后骤冷，会导致焦炭裂纹增多，致使焦炭的质量降低；另外，该种湿法熄焦的方式没有回收焦炭的热能，从而造成能源的浪费。

中国专利101289620B号公开的名称为“干熄焦联产合成气及其下游产品甲醇一体化工艺”提出一种解决方案。该专利采用低压蒸汽或低压蒸汽与焦炉煤气混合气体作为冷却气体吸收红焦热能，并与红焦发生水煤气反应生成合成气，将合成气经除尘后送到过热蒸汽废热锅炉和低压蒸汽废热锅炉进行热量回收。虽然该种熄焦的方式可以节能和不会造成环境污染，但由于冷却红焦的气体是煤气和蒸汽，其不具备焦炭高温热能充分利用于生产合成气的条件，且水蒸气与块状焦炭产生反应以易造成块状焦炭烧损，所以，该干熄焦的熄焦方式不仅会造成焦炭严重烧损，而且还会大大降低合成气的产量。

美国专利4437936号公开的熄焦工艺采用在骤冷室中喷入冷却水水雾来冷却中温焦炭，即冷却水汽化成水蒸气，部分水蒸气上升，与红热焦炭发生水煤气反应，生成合成气。合成气与水蒸气以及其他一些粉尘由前置室上的高温气化气出口导出，通过废热锅炉回收热量，部分初步冷却的合成气与水蒸气混合物回流到熄焦装置的冷却室继续冷却焦炭。而下降的部分水蒸气通过鼓风机抽取、旋风分离器除尘，最后引入骤冷室继续反应。该发明采用干熄焦与湿熄焦两种相结合的方式熄焦，虽然其设备简化，且能减少对环境的污染，但该熄焦装置也不具备控制块状焦炭与水煤气发生反应，也易造成焦炭严重烧损，进而会影响焦炭的质量。

中国专利101705101A号公开的名称为“一种熄焦并带副产合成气及水蒸气的装置及其工艺”所提出的熄焦方式是采用在焦炭高区设置一种带水夹套的不锈钢冷却装置，红热焦炭在冷却装置内部下落的过程中，把水夹套中的水加热并产生水蒸气，然后将该水蒸气引入熄焦装置内与红热焦炭发生水煤气反应生成合成气。该种熄焦方式采用水间接冷却高温焦炭，当红焦降温后再与水蒸气结合不仅会降低合成气的产量，而且红焦在进入冷却装置和与水蒸气结合的过程中易使块状焦炭过度烧损；另外，该种干熄炉的结构相对复杂，制作成本也相对较高。

中国专利102618300A号公开的名称为“具有气液两相分布器的熄焦炉的熄焦工艺”所提出的技术方案是在熄焦炉内通过气液两相分布器同时进行熄焦炉气液两相分布熄焦，熄焦炉气相熄焦是混合气由熄焦炉下部进入，经气液两相分布器的气液分离槽内与液体分离，气体上升经转动圆盘的气体通道进入分布塔，后经环形支撑圈的气体出口分布流出；圆锥形挡炭板均匀分布冷却红焦，后由熄焦炉上部导出；熄焦炉液相熄焦是冷却水由熄焦炉下部进入，经气液两相分布器的气液分离槽分离后，由冷却水喷嘴进行向下喷洒分布冷却中温焦炭，蒸气上升。该熄焦工艺中产生水蒸汽全部经过高温焦炭，即可造成块状焦炭过度烧损，又能降低合成气的产量，且熄焦炉排焦处工况无法控制，致使排出蒸汽量增大，会污染周边环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用向熄焦炉内添加护焦燃料和控制导出水蒸汽的方式解决焦碳被烧损和合成气产量低等问题的防止红焦烧损及回收热能的熄焦工艺。

本发明所提出的防止红焦烧损及回收热能的熄焦工艺包括以下步骤：首先从熄焦炉顶部向其内交替输入红焦和经预热的由焦粉或无烟煤构成的护焦燃料，然后通过布水器向熄焦炉中部输入熄焦水。当护焦燃料充分填充块状红焦缝隙并与水接触产生水蒸汽后，一部分水蒸气在熄焦炉内与护焦燃料反应产生水煤气，由熄焦炉上部出口导出，引入废热锅炉回收热能；一部分水蒸气由熄焦炉布水器--焦炭再分布器上方出口导出，引入熄焦炉外部护焦燃料预热器、废热锅炉回收热能；一部分水蒸气由熄焦炉布水器--焦炭再分布器下方出口导出，引入熄焦炉外部护焦燃料干燥器、熄焦水预热器回收热能。其中的护焦燃料可充分填充进块状红焦的逢隙中，由于红焦的温度在1000 ^o C左右，使混合物料的温度很快就能达到850 ^o C以上，在熄焦过程中，充分填充进入块状红焦逢隙中的护焦燃料向下移动到与下部上升的水蒸汽接触时就会发生水煤气反应，且进行水煤气反应H ₂ O+C=CO+H ₂ 主要由护焦燃料进行，减少块状焦碳烧损；另外，由于红焦与熄焦水接触后所产生的水蒸汽，一部分水蒸气在熄焦炉内与护焦燃料反应产生水煤气，水煤气引入废热锅炉回收热能；一部分水蒸气引入熄焦炉外部护焦燃料预热器、废热锅炉回收热能；一部分水蒸气引入熄焦炉外部护焦燃料干燥器、熄焦水预热器回收热能。此种熄焦工艺即能有效回收焦炭热能，又可提高合成气产量。

所述熄焦炉熄焦的步骤中，还包括将布水器--焦炭再分布器上方的水蒸汽温度控制在450—650 ^O C和布水器--焦炭再分布器下方的水蒸气温度控制在100—300 ^O C，并使上方和下方的水蒸气分别引入废热锅炉、护焦燃料预热器、护焦燃料干燥器、水预热器。所述熄焦水在输入熄焦炉前，先将熄焦水预热至80—100 ^O C。处理焦化废水的方法是将焦化废水与熄焦炉引出的100—300 ^o C水蒸汽进行换热至80—100 ^O C，通过熄焦炉中的布水器--焦炭再分布器进入熄焦炉中进行蒸发，焦化废水污染物分解和吸附进入产品物料。

所述红焦被熄焦水冷却并落入熄焦炉下部区域时还包括控制焦炭水份含量为0—20％的步骤。

所述护焦燃料添加的质量百分比为红焦质量的5—30％。所述护焦燃料的粒径小于10㎜。护焦燃料粒径小于10㎜可填充到块状红焦的逢隙内，进行水煤气反应的80—90％燃料是护焦燃料，因而块状焦炭在熄焦过程中进行水煤气反应的反应率极低，其烧损量非常小。

本发明所提出的防止红焦烧损及回收热能的熄焦工艺，据检测，用该方法熄焦，块状焦碳的烧损率仅在0.5－1%，热能的回收率能够达到80%以上，可以产生100--200m ³ /吨焦的水煤气。

附图说明：

附图1是本发明所提出的防止红焦烧损及回收热能的熄焦工艺的流程示意图；

附图2是图1中温度控制器的俯视图；

附图3是图1中布水器的俯视图。

具体实施方式：

在熄焦的过程中，首先从熄焦炉2顶部入口1向熄焦炉2内装入红焦炭，当落入熄焦炉2内的红焦炭为一层的情况下，向熄焦炉2的入口3向其内输入护焦燃料，以将红焦炭复盖，并按照该种方式交替地输入红焦炭和护焦燃料，然后在熄焦炉2中部输入熄焦水进行熄焦，在熄焦过程中通过蒸汽收集器30收集熄焦炉中的水蒸气和水煤气。其中的护焦燃料由入口13进入干燥器11和预热器7，再通过熄焦炉入口3，向熄焦炉装入一定比例经预热的护焦燃料，做为焦炭进行水煤气反应的主燃料，护焦燃料预热的温度控制在400—600 ^o C，且护焦燃料添加的质量百分比为红焦质量的0—30％，护焦燃料由粒径小于10㎜的焦粉或无烟煤构成，最理想的护焦燃料粒径在2mm－10㎜之间；收集水蒸气是通过熄焦炉2温度控制器4引出水蒸汽，一部分由废热锅炉入口26进入废热锅炉，一部分水蒸汽由出口8引出，进入护焦燃料预热器7，间接预热护焦燃料后，由出口9导出，通过废热锅炉低温层入口23进入废热锅炉21低温层，在控制反应层料层温度的同时，预热护焦燃料并通过废热锅炉回收热能；熄焦水经预热器18的熄焦水入口15送入预热器，预热至80—100 ^o C，通过熄焦水布水器--焦炭再分布器5送入熄焦炉中部冷却焦炭，熄焦水在熄焦炉汽化产生蒸汽，熄焦水可采用焦化废水；通过熄焦炉温度控制器--焦炭再分布器6引出水蒸汽，一部分水蒸汽经熄焦炉出口10进入护焦燃料干燥器11干燥护焦燃料，一部分水蒸汽经熄焦炉出口14进入熄焦水预热器18预热熄焦水，通过引出水蒸汽，控制熄焦炉中、上部水蒸汽导出温度为450—650 ^O C，平衡熄焦炉2炉内温度，布水器--焦炭再分布器下方导出的水蒸气温度控制在100—300 ^O C；在熄焦炉底部通过入口17向加湿器19送入焦炭加湿水，调节排出熄焦炉焦炭水份为0—20%；通过熄焦炉出口27排出熄焦炉焦炭；通过废热锅炉入口25向废热锅炉供水，废热锅炉产生蒸汽由出口22引出；熄焦炉产生水煤气经除尘器20、废热锅炉21除尘降温后，由出口24导出，其导出的水煤气温度为850-1000 ^O C。

Claims (8)

1.防止红焦烧损及回收焦炭热能的熄焦工艺，其特征在于包括以下步骤：首先从熄焦炉顶部向熄焦炉内交替输入红焦和护焦燃料，然后在熄焦炉中部输入熄焦水进行熄焦，在熄焦过程中收集熄焦炉中的水蒸气和水煤气，其中，护焦燃料预热的温度是400-600℃，其添加的质量百分比为红焦质量的5-30％。

2.根据权利要求1所述的熄焦工艺，其特征在于：所述收集熄焦炉中水蒸气和水煤气的步骤中，通过安装在熄焦炉中的温度控制器(4)和温度控制器-焦炭再分布器(6)来收集水蒸气，而在熄焦炉的上部直接导出水煤气。

3.根据权利要求1所述的熄焦工艺，其特征在于：所述护焦燃料由粒径小于10mm的焦粉或无烟煤构成。

4.根据权利要求1所述的熄焦工艺，其特征在于：熄焦炉产生水蒸气的步骤中，还包括将安装在熄焦炉中部的布水器—焦炭再分布器上方的温度控制器(4)出口导出的水蒸气温度控制在450-650℃和所述布水器—焦炭再分布器下方的温度控制器-焦炭再分布器(6)出口导出的水蒸气温度控制在100-300℃。

5.根据权利要求1所述的熄焦工艺，其特征在于：所述熄焦水在输入到安装在熄焦炉中部的布水器-焦炭再分布器前，先将熄焦水预热至80-100℃。

6.根据权利要求1或5所述的熄焦工艺，其特征在于：所述熄焦水采用焦化废水。

7.根据权利要求1所述的熄焦工艺，其特征在于：所述熄焦炉导出的水煤气温度为850-1000℃。

8.根据权利要求1所述的熄焦工艺，其特征在于：所述红焦被水冷却从熄焦炉下部排出时还包括控制焦炭水份含量为0-20％的步骤。