CN107779210A - 一种湿法熄焦系统及熄焦蒸汽回收的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湿法熄焦系统及蒸汽回收的方法，该湿法熄焦系统包括：熄焦槽；热交换器，其进气口通过第一管道与熄焦槽的熄焦蒸汽出口连接，进入热交换器的熄焦蒸汽与热交换器内的换热介质进行热交换使熄焦蒸汽中的水蒸汽液化；洗净塔，其进气口通过第二管道与热交换器的出气口连接，以将经热交换器处理后的熄焦蒸汽引入洗净塔中，洗净塔用于使熄焦蒸汽中的氨气和剩余水蒸汽液化以分离出不凝气体并将不凝气体通过出气口通入焦炉。本发明湿法熄焦系统以换热的方式获得熄焦蒸汽中的热量，并对熄焦蒸汽中的水蒸汽进行回收，更重要的是有效防止了熄焦蒸汽直接排入大气对环境的影响。

Description

一种湿法熄焦系统及熄焦蒸汽回收的方法

技术领域

本发明涉及熄焦技术领域，尤其涉及一种湿法熄焦系统及熄焦蒸汽回收的方法。

背景技术

焦炉出来的炽热焦炭必须在短时间内进行熄灭，使其温度迅速降下来，以便运输和储存。目前国内主要采用的是湿法及干法熄焦。湿法熄焦设备简单，成本低廉，但污染严重，大量的熄焦蒸汽余热不能被回收利用，属于焦化系统重点整治的部分。现在推行的干法熄焦技术能避免常规湿法熄焦的污染问题，还能回收热能，但是设备投资大，运行成本高，存在焦炭烧损、冶金焦率降低等不足，且干法熄焦炭水分低，运输、装车、卸车除尘困难，在独立焦化企业推广难度大。在常规湿法熄焦中，熄焦水对高温红焦进行降温，极速产生大量蒸汽，大量化学有害物质及熄焦过程产生的焦粉颗粒随熄焦蒸汽排放至大气中，对环境污染极大，影响人民身体健康。虽然目前采取了一些除尘措施，但仍达不到环保要求。

发明内容

针对现有技术中的存在的上述技术问题，本发明提供了一种环保性较好的湿法熄焦系统及熄焦蒸汽回收利用的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种湿法熄焦系统，包括：

熄焦槽，其内用于容置焦炭，所述熄焦槽上设置有进液口、出液口、进焦口、排焦口以及熄焦蒸汽出口；

热交换器，其上设置有进气口、出气口、换热介质入口以及换热介质出口，所述热交换器的进气口通过第一管道与所述熄焦槽的熄焦蒸汽出口连接以使熄焦产生的熄焦蒸汽进入所述热交换器，进入所述热交换器的所述熄焦蒸汽与所述热交换器内的换热介质进行热交换使熄焦蒸汽中的水蒸汽液化；

洗净塔，其上设置有进气口和出气口，所述洗净塔的进气口通过第二管道与所述热交换器的出气口连接，以将经所述热交换器处理后的熄焦蒸汽引入所述洗净塔中，所述洗净塔用于使熄焦蒸汽中的氨气和剩余水蒸汽液化以分离出不凝气体并将不凝气体通过出气口通入焦炉。

优选地，所述热交换器包括管程和壳程，所述热交换器的进气口和出气口通向所述壳程，换热介质入口以及换热介质出口通向所述管程；所述湿法熄焦系统还包括过滤池和回收池，所述过滤池和所述回收池上均设置有进液口和出液口，所述热交换器上还设置有通向所述壳程的出液口，所述过滤池的进液口通过第三管道与所述热交换器的出液口连接以将所述热交换器中液体引入所述过滤池中并对该液体进行过滤，所述回收池的进液口与所述过滤池的出液口通过第四管道连接以接收过滤后的液体。

优选地，所述热交换器的顶部设置有通向所述壳程的冲洗口，所述热交换器的出液口设置在所述热交换器的底部；所述过滤池上还设置有旁通口，所述过滤池的旁通口通过第五管道与所述热交换器的冲洗口连接，所述第五管道上设置有第一水泵以使经过滤池过滤后的液体从所述热交换器的顶部进入所述热交换器内以冲洗所述热交换器。

优选地，所述第一管道上设置有除尘装置。

优选地，所述第二管道上设置有第一风机。

优选地，所述洗净塔自上而下分为相贯通的气腔段和液腔段，所述气腔段和所述液腔段之间连接有设置在所述洗净塔外部的第六管道，所述第六管道上设置有第二水泵和冷却器，以使液腔段内的液体经所述冷却器冷却后从所述气腔段上部泵入所述洗净塔。

优选地，所述湿法熄焦系统还包括集液池和水槽，所述集液池上设置有进液口和出液口，所述集液池的进液口分别通过第七管道、第八管道、第九管道与所述熄焦槽的出液口、回收池的出液口、洗净塔的液腔段连接，所述水槽上设置有进液口和出液口，所述集液池的出液口通过第十管道与所述水槽的进液口连接，所述第十管道上设置有第三水泵以将所述集液池中的液体泵入所述水槽中，所述水槽的出液口通过第十一管道与所述熄焦槽的进液口连接以在熄焦过程向所述熄焦槽内提供熄焦水。

优选地，所述第一管道沿熄焦蒸汽流动方向形成第一支路和第二支路，所述第一支路与所述热交换器的进气口连接，所述除尘装置设置在所述第一支路上，所述第二支路上设置有第二风机。

优选地，所述熄焦槽包括一壳体，所述壳体内平铺有多层间隔排布的喷射管，每根所述喷射管包覆有隔热层，所述隔热层外包覆有自砌箱型梁；所述喷射管与所述熄焦槽的进液口连通；所述熄焦蒸汽出口设置在所述壳体的顶部；所述进焦口设置在所述壳体顶部并位于所述熄焦蒸汽出口一侧，并由密封盖封堵。

本发明还公开了一种基于上述湿法熄焦系统的熄焦蒸汽回收的方法，包括以下步骤：

S10:从熄焦槽排出的熄焦蒸汽通入热交换器进行热交换使熄焦蒸汽中的水蒸汽液化；

S20:经热交换器处理后的熄焦蒸汽引入洗净塔，在洗净塔中将熄焦蒸汽中的氨气和剩余水蒸汽液化并分离出不凝气体；

S30:从洗净塔分离出的不凝气体通入焦炉；

S40:熄焦蒸汽中的水蒸汽在热交换器中液化形成的液体进入过滤池过滤后通入集液池进行存储，从洗净塔分离出的液体以及从熄焦槽的出液口排出的液体均通入集液池进行存储；

S50:将集液池中的液体泵入水槽中，将水槽中的液体作为熄焦水通入熄焦槽内的喷射管。

与现有技术相比，本发明的湿法熄焦系统及蒸汽回收的方法的有益效果是：本发明湿法熄焦系统以换热的方式获得熄焦蒸汽中的热量，并对熄焦蒸汽中的水蒸汽进行回收，更重要的是有效防止熄焦蒸汽直接排入大气对环境的影响。

附图说明

图1为本发明的湿法熄焦系统的结构示意图。

图2为本发明的熄焦槽的结构示意图。

图3图2的F向视图。

图4为本发明的喷射管的结构剖图。

图中：

1-熄焦槽；2-洗净塔；3-热交换器；4-过滤池；5-回收池；6-运焦皮带；7-集液池；8-水槽；9-第三水泵；10-第一水泵；11-第一风机；12-第二水泵；13-补水管道；14-换热介质入口；15-换热介质出口；16-气动调节阀；17-除尘装置；18-第二风机；19-第一管道；20-第二管道；191-第一支路；192-第二支路；21-第三管道；22-第四管道；23-第五管道；24-第六管道；25-第七管道；26-第八管道；27-第九管道；28-第十管道；29-第十一管道；30-第十二管道；31-废水管道；32-冷却器；101-排焦阀门；102-顶层喷射层；103-下层喷射层；104-密封盖；105-熄焦蒸汽出口；106-喷射管；107-隔热层；108-箱型梁。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

如图1和图2所示，本发明的实施例公开了一种湿法熄焦系统，该湿法熄焦系统包括熄焦槽1、热交换器3、洗净塔2。熄焦槽1在本实施例中优选为封闭式熄焦槽，如图2所示，其具体结构为：由壳体围成一个腔体，腔体内间隔设置有三层喷射层，每层喷射层由间隔设置的多个喷射管106排布形成，该喷射管106外包覆有由隔热材料制成的隔热层107，隔热层107外自砌形成一道箱型梁108；喷射管106通向壳体外侧形成熄焦槽1的进液口，使用外接熄焦水通过进液口进入喷射管106内并通过喷射管106对红焦进行熄焦。优选地，进液口具有两个，即上进液口和下进液口，上进液口与顶层喷射层102的喷射管106连通，下进液口与两个下层喷射层103的喷射管106连通，上进液口和下进液口用于连接不同来源的熄焦水。隔热层107和箱型梁108均用于密封和保护喷射管106以防止红焦腐蚀喷射管106。壳体的上方为封闭结构，并在壳体的顶部开设有进焦口和熄焦蒸汽出口105，进焦口上安装有密封盖104，用于在向腔体内装入红焦后封盖腔体，壳体的下部形成有排焦口。使用熄焦槽1熄焦时，红焦(炽热的焦炭)通过进焦口落入壳体的底部，熄焦水通过上进液口和下进液口进入三层喷射层的喷射管106中，喷射管106向红焦喷射熄焦水以降低红焦温度，同时产生大量熄焦蒸汽，使用熄焦水熄焦后，在负压抽吸或压力送风的作用下，焦炭温度继续降低形成冷焦，此时，打开排焦口处的排焦阀门101，使冷焦落入运焦皮带6，运焦皮带6将冷焦输送至焦仓。热交换器3上设置有进气口、出气口、换热介质入口14以及换热介质出口15，进气口的位置高于出气口，热交换器3的进气口通过第一管道19与熄焦槽1的熄焦蒸汽出口105连接，从而将熄焦所产生的熄焦蒸汽通过熄焦蒸汽出口105引入热交换器3中，熄焦蒸汽在热交换器3中与从换热介质入口14流入并从换热介质出口15流出的换热介质进行热交换，以从熄焦蒸汽中获得热量，熄焦蒸汽中的大部分水蒸汽经换热后液化。洗净塔2上设置有进气口和出气口，洗净塔2的进气口通过第二管道20与热交换器3的出气口连接，以将经热交换器3处理后的熄焦蒸汽引入洗净塔2中，在该系统中，洗净塔2作用在于：使熄焦蒸汽中的氨气和剩余水蒸汽液化，并分离出不凝气体，该不凝气体通过连接于洗净塔2的出气口上的第十二管道30引入焦炉空气系统。

本发明湿法熄焦系统以换热的方式获得熄焦蒸汽中的热量，并对熄焦蒸汽中的水蒸汽进行回收，更重要的是有效防止了熄焦蒸汽直接排入大气对环境的影响。

在本发明的一个优选实施例中，热交换器3具体包括管程和壳程，热交换器3的进气口和出气口通向壳程，换热介质入口14以及换热介质出口15通向管程；湿法熄焦系统还包括过滤池4和回收池5，过滤池4和回收池5上均设置有进液口和出液口，热交换器3上还设置有通向壳程的出液口，并且过滤池4的进液口通过第三管道21与热交换器3的出液口连接，回收池5的进液口与过滤池4的出液口通过第四管道22连接。如此，热交换器3中液体通过第三管道21被引入过滤池4中，在过滤池4中，液体被过滤以将液体内的杂质滤除，并通过第四管道22将过滤后的液体引入回收池5内进行存储。

熄焦蒸汽在进行换热和液化的过程中，热交换器3的管程外会附着上熄焦蒸汽中的杂质，影响换热性能，为除去这些杂质，在本发明的一个优选实施例中，热交换器3的顶部设置有通向壳程的冲洗口，热交换器3的出液口设置在热交换器3的底部；过滤池4上还设置有旁通口，过滤池4的旁通口通过第五管道23与热交换器3的冲洗口连接，第五管道23上设置有第一水泵10。如此，在不熄焦时，在第一水泵10的作用下，经过滤池4过滤后的部分液体作为冲洗液以一定压力从热交换器3的顶部的冲洗口进入热交换器3内，通过喷射以冲洗热交换器3的管程，进而去除管程上的杂质，冲洗下的杂质随冲洗液经热交换器3的出液口进入过滤池4再次进行过滤。

为防止熄焦蒸汽中的杂质过多的进入热交换器3内，第一管道19上设置有除尘装置17，该除尘装置17将从熄焦槽1中排出的熄焦蒸汽中的杂质大部分除去以防止热交换器3内发生堵塞。

为加快熄焦蒸汽的流动速度，在第二管道20上设置有第一风机11，该第一风机11使熄焦槽1、第一管道19、热交换器3内部形成负压，进而加快了熄焦蒸汽的流动速度。

洗净塔2可通过多种方式进一步除去熄焦蒸汽中的水蒸汽和氨气并同时获得不凝气体，在本发明的一个优选实施例中，洗净塔2自上而下分为相贯通的气腔段和液腔段，气腔段和液腔段之间连接有设置在洗净塔2外部的第六管道24，第六管道24上设置有第二水泵12和冷却器32。如此，在第二水泵12的作用下，液腔段内的液体经冷却器32冷却后进入气腔段，并与气腔段内的熄焦蒸汽以喷淋的方式进行接触，经冷却器32冷却的液体温度远低于熄焦蒸汽的温度，从而使熄焦蒸汽中的水蒸汽液化，熄焦蒸汽中的氨气溶于液体中，经此过程，不凝气体被完全分离出，该不凝气体通入焦炉空气系统，为防止第二水泵12抽空，在第六管道24上连接一个补水管道13。

应该理解：上述中的液体的主要成分为液体水，并不可避免的存在混入液态水的其他气体以及杂质，并且洗净塔2的进气口通向气腔段，洗净塔2的出气口位于洗净塔2的进气口的上方。

为了循环利用熄焦过程所产生的液体，湿法熄焦系统还包括集液池7和水槽8，集液池7上设置有多个进液口和出液口，集液池7的多个进液口分别对应通过第七管道25、第八管道26、第九管道27与熄焦槽1的出液口、回收池5的出液口、洗净塔2的液腔段连接，水槽8上设置有进液口和出液口，集液池7的出液口通过第十管道28与水槽8的进液口连接，第十管道28上设置有第三水泵9以将集液池7中的液体泵入水槽8中，水槽8的出液口通过第十一管道29与熄焦槽1上的下进液口连接以将水槽8中的液体作为熄焦水通入两个下层喷射层103中的喷射管106内。优选地，上进液口与其他水源连接，如污水处理站等。

利用液体对红焦的熄焦过程包括两个阶段：第一阶段是通过上进液口向熄焦槽1内的顶层喷射层102的喷射管106通少量熄焦水(污水)，该阶段的用水量为焦炭量的15％-30％，该阶段能够对红焦快速降温，减少熄焦过程中水煤反应发生，同时将污水中的有机物热解，达到对高浓度污水处理的效果；第二阶段是通过下进液口向熄焦槽1内的两个下层喷射层103的喷射管106通入大量熄焦水(该熄焦水是从集液池7进入水槽8的循环水)使焦炭继续降温，过量的熄焦水从熄焦槽1底部的出液口进入集液池7并再次泵入水槽8进行循环利用。作为优选，顶层的喷射管106与下面两层的喷射管106相垂直设置，从而对熄焦槽1内的焦炭实现交错喷射熄焦。

此外，熄焦槽1在同一时间内只熄一炉焦炭，熄焦槽1装红焦前要装入一层冷焦，以保护熄焦槽1的内部设备，熄焦槽1同时具有熄焦和晾焦功能。

熄焦槽1的顶部的密封盖104采用水封方式进行密封，熄焦槽1还设有料位监测装置和熄焦水分离装置。

由上可知，利用熄焦水进行熄焦分为两个过程：一是通过喷射装置102直接喷淋焦炭，以快速将焦炭温度较低，另一个是通过隔热冷却层103吸收焦炭冷热，进而降低焦炭温度。

为使焦炭温度快速较低，第一管道19沿熄焦蒸汽流动方向形成第一支路191和第二支路192，第一支路191与热交换器3的进气口连接，除尘装置17设置在第一支路191上，第二支路192上设置有第二风机18，如此，当熄焦产生的熄焦蒸汽全部从熄焦槽1排出后，关闭第一支路191，打开第二支路192，通过第二风机18使熄焦槽1内产生负压，从而加速熄焦槽1内的空气流动，进而使焦炭温度迅速降低。

为方便控制第十一管道29和废水管道31内的液体的流速，在第十一管道29和废水管道31上均设置气动调节阀16

本发明还公开了一种基于上述湿法熄焦系统的熄焦蒸汽回收的方法，包括以下步骤：

S10:从熄焦槽1排出的熄焦蒸汽通入热交换器3进行热交换使熄焦蒸汽中的大部分水蒸汽液化；

S20:经热交换器3处理后的熄焦蒸汽引入洗净塔2，在洗净塔2中将熄焦蒸汽中的氨气和剩余水蒸汽液化并分离出不凝气体；

S30:从洗净塔2分离出的不凝气体通入焦炉；

S40:熄焦蒸汽中的大部分水蒸汽在热交换器3中液化形成的液体进入过滤池4过滤后通入集液池7进行存储，从洗净塔2分离出的液体以及从熄焦槽1的出液口排出的液体均通入集液池7进行存储；

S50:将集液池7中的液体泵入水槽8中，将水槽8中的液体作为熄焦水通入熄焦槽1内的喷射管106。

利用上述方法可回收利用熄焦过程中产生的热量、不凝气体以及废水。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种湿法熄焦系统，其特征在于，包括：

熄焦槽，其内用于容置焦炭，所述熄焦槽上设置有进液口、出液口、进焦口、排焦口以及熄焦蒸汽出口；

热交换器，其上设置有进气口、出气口、换热介质入口以及换热介质出口，所述热交换器的进气口通过第一管道与所述熄焦槽的熄焦蒸汽出口连接以使熄焦产生的熄焦蒸汽进入所述热交换器，进入所述热交换器的所述熄焦蒸汽与所述热交换器内的换热介质进行热交换使熄焦蒸汽中的水蒸汽液化；

洗净塔，其上设置有进气口和出气口，所述洗净塔的进气口通过第二管道与所述热交换器的出气口连接，以将经所述热交换器处理后的熄焦蒸汽引入所述洗净塔中，所述洗净塔用于使熄焦蒸汽中的氨气和剩余水蒸汽液化以分离出不凝气体并将不凝气体通过出气口通入焦炉。

2.根据权利要求1所述的湿法熄焦系统，其特征在于，所述热交换器包括管程和壳程，所述热交换器的进气口和出气口通向所述壳程，换热介质入口以及换热介质出口通向所述管程；所述湿法熄焦系统还包括过滤池和回收池，所述过滤池和所述回收池上均设置有进液口和出液口，所述热交换器上还设置有通向所述壳程的出液口，所述过滤池的进液口通过第三管道与所述热交换器的出液口连接以将所述热交换器中液体引入所述过滤池中并对该液体进行过滤，所述回收池的进液口与所述过滤池的出液口通过第四管道连接以接收过滤后的液体。

3.根据权利要求2所述的湿法熄焦系统，其特征在于，所述热交换器的顶部设置有通向所述壳程的冲洗口，所述热交换器的出液口设置在所述热交换器的底部；所述过滤池上还设置有旁通口，所述过滤池的旁通口通过第五管道与所述热交换器的冲洗口连接，所述第五管道上设置有第一水泵以使经过滤池过滤后的液体从所述热交换器的顶部进入所述热交换器内以冲洗所述热交换器。

4.根据权利要求1所述的湿法熄焦系统，其特征在于，所述第一管道上设置有除尘装置。

5.根据权利要求1所述的湿法熄焦系统，其特征在于，所述第二管道上设置有第一风机。

6.根据权利要求3所述的湿法熄焦系统，其特征在于，所述洗净塔自上而下分为相贯通的气腔段和液腔段，所述气腔段和所述液腔段之间连接有设置在所述洗净塔外部的第六管道，所述第六管道上设置有第二水泵和冷却器，以使液腔段内的液体经所述冷却器冷却后从所述气腔段上部泵入所述洗净塔。

7.根据权利要求6所述的湿法熄焦系统，其特征在于，所述湿法熄焦系统还包括集液池和水槽，所述集液池上设置有进液口和出液口，所述集液池的进液口分别通过第七管道、第八管道、第九管道与所述熄焦槽的出液口、回收池的出液口、洗净塔的液腔段连接，所述水槽上设置有进液口和出液口，所述集液池的出液口通过第十管道与所述水槽的进液口连接，所述第十管道上设置有第三水泵以将所述集液池中的液体泵入所述水槽中，所述水槽的出液口通过第十一管道与所述熄焦槽的进液口连接以在熄焦过程向所述熄焦槽内提供熄焦水。

8.根据权利要求4所述的湿法熄焦系统，其特征在于，所述第一管道沿熄焦蒸汽流动方向形成第一支路和第二支路，所述第一支路与所述热交换器的进气口连接，所述除尘装置设置在所述第一支路上，所述第二支路上设置有第二风机。

9.根据权利要求1所述的湿法熄焦系统，其特征在于，所述熄焦槽包括一壳体，所述壳体内平铺有多层间隔排布的喷射管，每根所述喷射管包覆有隔热层，所述隔热层外包覆有自砌箱型梁；所述喷射管与所述熄焦槽的进液口连通；所述熄焦蒸汽出口设置在所述壳体的顶部；所述进焦口设置在所述壳体顶部并位于所述熄焦蒸汽出口的一侧，并由密封盖封堵。

10.一种基于湿法熄焦系统的熄焦蒸汽回收的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10:从熄焦槽排出的熄焦蒸汽通入热交换器进行热交换使熄焦蒸汽中的水蒸汽液化；

S20:经热交换器处理后的熄焦蒸汽引入洗净塔，在洗净塔中将熄焦蒸汽中的氨气和剩余水蒸汽液化并分离出不凝气体；

S30:从洗净塔分离出的不凝气体通入焦炉；

S40:熄焦蒸汽中的水蒸汽在热交换器中液化形成的液体进入过滤池过滤后通入集液池进行存储，从洗净塔分离出的液体以及从熄焦槽的出液口排出的液体均通入集液池进行存储；

S50:将集液池中的液体泵入水槽中，将水槽中的液体作为熄焦水通入熄焦槽内的喷射管。