CN114456823A - 一种气体循环系统及干熄焦设备 - Google Patents

一种气体循环系统及干熄焦设备 Download PDF

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CN114456823A CN202210123875.5A CN202210123875A CN114456823A CN 114456823 A CN114456823 A CN 114456823A CN 202210123875 A CN202210123875 A CN 202210123875A CN 114456823 A CN114456823 A CN 114456823A
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dry quenching
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quenching furnace
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王雨
陈本成
李林
毛旸
王秀花
谷峰
杜建
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
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Abstract

本申请实施例提供了一种气体循环系统及干熄焦设备，气体循环系统包括锅炉、干熄炉、第一出气管道、第二出气管道、第一进气管道和第一除尘器。锅炉上设有第一进气口、第二进气口及第三出气口；干熄炉上设有第一出气口、第二出气口及第三进气口；第一出气管道连通第一出气口及第一进气口；第二出气管道连通第二出气口及第二进气口；第一进气管道连通第三出气口及第三进气口；第一除尘器位于锅炉与干熄炉之间，且设置于第一出气管道和/或第二出气管道上。本申请实施例提供的气体循环系统及干熄焦设备，能够提高干熄炉运行的稳定性，降低干熄焦设备中循环气体内杂质含量，提高干熄焦设备的稳定性。

Description

一种气体循环系统及干熄焦设备
技术领域
本申请涉及干熄焦技术领域，特别是涉及一种气体循环系统及干熄焦设备。
背景技术
节能减排是转变粗放型经济增长方式、缓解资源和环境压力的主要政策之一。焦化是高能耗、高污染的产业，是国家节能减排的重点行业，面对外部资源、内部能源和环境压力日益增大的严峻形势，高效回收利用焦炭生产过程中产生的热量(焦炭显热)是未来节能减排的主要方向。
干熄炉是干熄焦设备的主要组成部分，相关技术中的干熄炉上部为预存段，中间为斜道区(单斜道)，下部为冷却段。预存段的外围设置有汇集多个斜道气流的环形气道，环形气道由内外墙构成。其中，内墙为单墙，且内墙的高度方向跨度较大，外墙位于内墙外侧且不与焦炭接触。环形气道的内墙表面需要承受装入红焦的冲击及焦炭下移造成的的磨损，因此环形气道中内墙的稳定性十分重要。相关技术中环形气道的内墙存在倒塌等现象，且干熄焦设备中锅炉入口处循环气体中焦粉等杂质含量较高，影响干熄炉及干熄焦设备的稳定性。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种气体循环系统及干熄焦设备，以提高干熄炉运行的稳定性，降低干熄焦设备中循环气体内杂质含量，提高干熄焦设备的稳定性。具体技术方案如下：
本申请第一方面的实施例提供了一种气体循环系统，用于干熄焦设备，所述气体循环系统包括锅炉、干熄炉、第一出气管道、第二出气管道、第一进气管道和第一除尘器。所述锅炉上设有第一进气口、第二进气口及第三出气口；干熄炉上设有第一出气口、第二出气口及第三进气口；所述第一出气管道连通所述第一出气口及所述第一进气口；所述第二出气管道连通所述第二出气口及所述第二进气口；所述第一进气管道连通所述第三出气口及所述第三进气口；所述第一除尘器位于所述锅炉与所述干熄炉之间，且设置于所述第一出气管道和/或所述第二出气管道上。
一些实施例中，所述第一出气口及所述第二出气口对称设置于所述干熄炉的两侧。
一些实施例中，所述气体循环系统还包括第二除尘器，所述第二除尘器设置于所述第一进气管道上。
一些实施例中，所述第一除尘器和/或所述第二除尘器为旋风分离除尘器。
一些实施例中，所述气体循环系统还包括设置于所述第一进气管道上的循环风机，且所述循环风机位于所述第二除尘器与所述干熄炉之间。
一些实施例中，所述气体循环系统还包括设置于所述第一进气管道上的换热器，且所述换热器位于所述循环风机与所述干熄炉之间。
一些实施例中，所述第一除尘器包括主体部和灰斗，所述主体部配置为分离循环气体中的杂质；所述灰斗与所述主体部连接，所述灰斗配置为容纳所述杂质。
本申请第二方面的实施例提供了一种干熄焦设备，包括上述中任一所述的气体循环系统。
本申请实施例的有益效果：
本申请实施例中，干熄炉设有第一出气口和第二出气口两个循环气体出口，具体的，干熄炉的环形气道上可以设有两个循环气体出口，从而可以使进入干熄炉的低温循环气体吸收干熄炉内的红焦的显热后，从环形气道的两个循环气体出口排出，进而通过第一出气管道和第二出气管道进入锅炉与锅炉中的给水进行热交换，降温后的循环气体经由第一出气管道重新回到干熄炉内。循环气体可以由第一出气口及第二出气口同时排出，也就是循环气体可以经由两个出气口排出，因此可以在不影响干熄炉内循环气体的排出量及循环效率情况下，或在提高循环气体的排出量及循环效率的同时，可以降低干熄炉上第一出气口和/或第二出气口的高度，从而降低干熄炉上环形气道的高度，使得环形气道更加稳定，降低环形气道倒塌的概率，从而提高干熄炉运行的稳定性。此外，与锅炉进行热交换后的循环气体通过第一进气管道及第三进气口重新进入干熄炉进行气体循环，可以提高干熄焦设备中循环气体的利用率。第一出气管道和/或第二出气管道上设有第一除尘器，第一除尘器能够降低循环气体中的焦粉等杂质的含量，进而降低干熄焦设备中循环气体内焦粉等杂质的含量，进而降低干熄焦设备中循环气体内焦粉等杂质的含量，降低因循环气体中焦粉等杂质进入锅炉从而对锅炉内侧受热面造成磨损的概率，提高锅炉的使用寿命，提高干熄焦设备的稳定性。
当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本申请一些实施例的气体循环系统的一种结构示意图；
图2为本申请一些实施例的第一除尘器的一种结构示意图。
附图标记：1-干熄炉、101-第一出气口、102-第二出气口、103-第三进气口、2-锅炉、201-第一进气口、202-第二进气口、203-第三出气口、3-第一出气管道、301-第一除尘器、3011-主体部、3012-灰斗、4-第二出气管道、5-第一进气管道、501-循环风机、502-换热器、6-电梯。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
干熄焦是指采用惰性气体将红焦降温冷却的一种熄焦方法。在干熄焦过程中，惰性气体在干熄炉中吸收红焦的显热后，进入锅炉与锅炉中的给水进行热交换，将热量回收，冷却后的循环气体由循环风机重新鼓入干熄炉，使循环气体在封闭的干熄焦系统内循环使用。循环气体中含有焦粉等杂质，相关技术中的锅炉入口处循环气体的含尘量约为20g/Nm3，循环气体进入锅炉内部换热时，焦粉等杂质易对锅炉炉管产生磨损，降低锅炉的使用寿命，影响干熄焦设备运行的稳定性。此外，干熄炉外环形气道的稳定性不够，使得环形气道的内墙存在倒塌现象，进一步影响干熄焦锅炉及干熄焦设备的稳定性。
本申请第一方面的实施例提供了一种气体循环系统，用于干熄焦设备，如图1所示，气体循环系统包括锅炉2、干熄炉1、第一出气管道3、第二出气管道4、第一进气管道5和第一除尘器301。锅炉2上设有第一进气口201、第二进气口202及第三出气口203；干熄炉1上设有第一出气口101、第二出气口102及第三进气口103；第一出气管道3连通第一出气口101及第一进气口201；第二出气管道4连通第二出气口102及第二进气口202；第一进气管道5连通第三出气口203及第三进气口103；第一除尘器301位于锅炉2与干熄炉1之间，且设置于第一出气管道3和/或第二出气管道4上。
本申请实施例中，如图1所示，干熄炉1和锅炉2通过第一出气管道3、第二出气管道4和第一进气管道5连接。干熄炉1中的循环气体通过第一出气管道3和第二出气管道4进入锅炉2，锅炉2中的循环气体通过第一进气管道5重新进入干熄炉1，形成一个封闭的循环，从而提高焦炭显热的利用率。第一除尘器301位于锅炉2与干熄炉1之间，第一除尘器301用于分离从干熄炉1流出的循环气体中的焦粉等杂质，可以将循环气体中的焦粉等杂质含量降低80％至90％，然后将过滤后的循环气体送至锅炉2进行换热，提高焦炭显热的利用率，降低焦粉等杂质对锅炉2造成的磨损的概率，提高锅炉2的使用寿命，节省成本。其中，第一除尘器301可以仅设置于第一出气管道3上或第二出气管道4上。或者，如图1所示，气体循环系统中可以包括两个第一除尘器301，且两个第一除尘器301分别设置于第一出气管道3及第二出气管道4上，以更好的对进入锅炉2的循环气体中的杂质进行过滤，本申请对此不作限定。
本申请实施例中的循环气体可以为惰性气体。第一出气管道3、第二出气管道4和第一进气管道5可以为高温烟道等，第一出气管道3、第二出气管道4和第一进气管道5的类型可根据实际需求设置，本申请对此不作限定。
本申请实施例中，如图1所示，干熄炉1设有第一出气口101和第二出气口102两个循环气体出口，具体的，干熄炉1的环形气道上可以设有两个循环气体出口，从而可以使进入干熄炉1的低温循环气体吸收干熄炉1内的红焦的显热后，从环形气道的两个循环气体出口排出，进而通过第一出气管道3和第二出气管道4进入锅炉2与锅炉2中的给水进行热交换，降温后的循环气体经由第一出气管道3重新回到干熄炉1内。循环气体可以由第一出气口101及第二出气口102同时排出，也就是循环气体可以经由两个出气口排出，因此可以在不影响干熄炉1内循环气体的排出量及循环效率情况下，或在提高循环气体的排出量及循环效率的同时，可以降低干熄炉1上第一出气口101和/或第二出气口102的高度，从而降低干熄炉1上环形气道高度。进一步的，环形气道的高度可降低1.1m至1.5m，使得环形气道更加稳定，降低环形气道倒塌的概率，从而提高干熄炉1运行的稳定性。此外，与锅炉2进行热交换后的循环气体通过第一进气管道5及第三进气口103重新进入干熄炉1进行气体循环，可以提高干熄焦设备中循环气体的利用率。第一出气管道3和/或第二出气管道4上设有第一除尘器301，第一除尘器301能够降低循环气体中的焦粉等杂质的含量，进而降低干熄焦设备中循环气体内焦粉等杂质的含量，降低因循环气体中焦粉等杂质进入锅炉2从而对锅炉2内侧受热面造成磨损的概率，提高锅炉2的使用寿命，提高干熄焦设备的稳定性。
进一步的，本申请实施例中的气体循环系统还可以包括电梯6，如图1所示，电梯6设于干熄炉1的构架外部，用于方便巡检及检修人员对干熄炉1的工作状态进行观察。
一些实施例中，如图1所示，第一出气口101及第二出气口102对称设置于干熄炉1的两侧。
本申请实施例中，如图1所示，第一出气口101和第二出气口102对称设置于干熄炉1的两侧，使得干熄炉1内的循环气体能够由两侧对称排出，能够进一步提高干熄炉1内的循环气体的循环效率，使循环气体能够更简洁快速的通过第一出气管道3及第二出气管道4进入锅炉2，降低热量损耗。具体的，第一出气口101和第二出气口102对称设置于环形气道的两侧，第一出气管道3与第一出气口101连通，第二出气管道4与第二出气口102连接。相对应的，第一出气管道3和第二出气管道4相对设置于干熄炉1两侧，可以使第一出气管道3和第二出气管道4的长度与排布更加均衡，提高气体循环系统的稳定性。
循环气体从两个循环气体出口流出，还可以减小干熄炉1与锅炉2之间的直线距离，使干熄炉1和锅炉2等干熄焦设备布局紧促，占地面积小，充分利用排布空间。进一步的，还可以减小第一出气管道3和第二出气管道4的管道的长度，降低循环气体在输送过程中的散热量，提高气体循环系统整体的热效率。
一些实施例中，气体循环系统还包括第二除尘器，第二除尘器设置于第一进气管道5上。
本申请实施例中，第二除尘器设于第一进气管道5靠近锅炉2的一侧，进一步降低由锅炉2中流出的循环气体内焦粉等杂质的含量，提高分离效率，提高干熄焦设备的稳定性。
此外，如图1所示，第一出气管道3和第二出气管道4上都设有第一除尘器301时，两个第一除尘器301能够满足气体循环系统的循环气体中焦粉等杂质的分离要求。相对应的，第一进气管道5上也可不设置第二除尘器，以减小气体循环系统的占地面积，还可以降低气体循环系统的制造与安装成本。也就是，本申请实施例中，第二除尘器可根据实际需求设置，本申请对此不作限定。
一些实施例中，第一除尘器301和/或第二除尘器为旋风分离除尘器。
本申请实施例中，旋风分离除尘器的分离效率较高，可达95％，能够进一步提高分离效率，降低焦粉等杂质对锅炉2造成磨损的概率，提高锅炉2的使用寿命，还可以节省成本，且占地面积小，便于干熄焦设备的排布。
一些实施例中，如图1所示，气体循环系统还包括设置于第一进气管道5上的循环风机501，且循环风机501位于第二除尘器与干熄炉1之间。
本申请实施例中，如图1所示，循环风机501设于第一进气管道5且位于第二除尘器与干熄炉1之间。循环风机501可以降低进入第一进气管道5中的循环气体的温度，还可以为气体循环系统中的气体循环提供动力，并且根据气体循环系统的工况调整转速，调节循环风量。循环气体依次经过干熄炉1、第一除尘器301、锅炉2和第二除尘器到达第一进气管道5上的循环风机501后，经由循环风机501进行减温处理和/或循环风量调整，减温处理和/或循环风量调整后的循环气体重新进入干熄炉1内，进行下一次循环。第二除尘器设置于锅炉2和循环风机501之间，用于保护循环风机501，降低由锅炉2进入循环风机501中的循环气体中的焦粉等杂质的含量，从而降低焦粉等杂质对循环风机501造成磨损的概率，延长循环风机501使用寿命，提高干熄焦设备的稳定性。
一些实施例中，如图1所示，气体循环系统还包括设置于第一进气管道5上的换热器502，且换热器502位于循环风机501与干熄炉1之间。
本申请实施例中，如图1所示，换热器502设置于第一进气管道5且位于循环风机501与干熄炉1之间。循环气体依次经过干熄炉1、第一除尘器301、锅炉2、第二除尘器和循环风机501到达第一进气管道5上的换热器502后，经由换热器502进行吸收换热与进一步减温处理，进一步减温处理后的循环气体重新进入干熄炉1内，进行下一次循环。换热器502可以为热管换热器，本申请对此不作限定。换热器502设置在干熄炉1之前，当循环气体进入到换热器502之后，换热器502可以在对循环气体进行吸收换热的同时，降低进入干熄炉1的冷却焦炭的温度，且降低干熄炉1的排焦温度。
一些实施例中，如图2所示，第一除尘器301包括主体部3011和灰斗3012，主体部3011配置为分离循环气体中的杂质；灰斗3012与主体部3011连接，灰斗3012配置为容纳杂质。
本申请实施例中，第一除尘器301通过第一出气管道3和/或第二出气管道4连接干熄炉1和锅炉2，第一除尘器301可以为旋风分离除尘器，第一除尘器301包括主体部3011和灰斗3012。如图2所示，旋风分离除尘器主体部3011由圆筒体和圆锥体组成，主体部3011配置为分离循环气体中的杂质，从干熄炉1中流出的含有焦粉等杂质的循环气体进入主体部3011做旋转运动，借助离心力将焦粉等杂质从循环气体中分离并捕集于主体部3011内壁，最后借助重力作用使焦粉等杂质落入主体部3011下方的灰斗3012中，从而降低循环气体中的焦粉等杂质的含量，提高干熄焦设备的稳定性，然后将过滤完成的循环气体通过第一出气管道3和/或第二出气管道4送至锅炉2进行换热。
本申请第二方面的实施例提供了一种干熄焦设备，包括上述中任一所述的气体循环系统。
本申请实施例中的干熄焦设备包括上述中的气体循环系统，气体循环系统中的干熄炉1设有第一出气口101和第二出气口102两个循环气体出口，具体的，干熄炉1的环形气道上可以设有两个循环气体出口，从而可以使进入干熄炉1的低温循环气体吸收干熄炉1内的红焦的显热后，从环形气道的两个循环气体出口排出，进而通过第一出气管道3和第二出气管道4进入锅炉2与锅炉2中的给水进行热交换，降温后的循环气体经由第一出气管道3重新回到干熄炉1内。循环气体可以由第一出气口101及第二出气口102同时排出，也就是循环气体可以经由两个出气口排出，因此可以在不影响干熄炉1内循环气体的排出量及循环效率情况下，或在提高循环气体的排出量及循环效率的同时，可以降低干熄炉1上第一出气口101和/或第二出气口102的高度，从而降低干熄炉1上环形气道高度，进一步的，环形气道的高度可降低1.1m至1.5m，使得环形气道更加稳定，降低环形气道倒塌的概率，从而提高干熄炉1运行的稳定性。此外，与锅炉2进行热交换后的循环气体通过第一进气管道5及第三进气口103重新进入干熄炉1进行气体循环，可以提高干熄焦设备中循环气体的利用率。第一出气管道3和/或第二出气管道4上设有第一除尘器301，第一除尘器301能够降低循环气体中的焦粉等杂质的含量，进而降低干熄焦设备中循环气体内焦粉等杂质的含量，降低因循环气体中焦粉进入锅炉2，从而对锅炉2内侧受热面造成磨损的概率，提高锅炉2的使用寿命，提高干熄焦设备的稳定性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种气体循环系统，用于干熄焦设备，其特征在于，所述气体循环系统包括：
锅炉，所述锅炉上设有第一进气口、第二进气口及第三出气口；
干熄炉，所述干熄炉上设有第一出气口、第二出气口及第三进气口；
第一出气管道，所述第一出气管道连通所述第一出气口及所述第一进气口；
第二出气管道，所述第二出气管道连通所述第二出气口及所述第二进气口；
第一进气管道，所述第一进气管道连通所述第三出气口及所述第三进气口；
第一除尘器，所述第一除尘器位于所述锅炉与所述干熄炉之间，且设置于所述第一出气管道和/或所述第二出气管道上。
2.根据权利要求1所述的气体循环系统，其特征在于，所述第一出气口及所述第二出气口对称设置于所述干熄炉的两侧。
3.根据权利要求1所述的气体循环系统，其特征在于，所述气体循环系统还包括第二除尘器，所述第二除尘器设置于所述第一进气管道上。
4.根据权利要求3所述的气体循环系统，其特征在于，所述第一除尘器和/或所述第二除尘器为旋风分离除尘器。
5.根据权利要求3所述的气体循环系统，其特征在于，所述气体循环系统还包括设置于所述第一进气管道上的循环风机，且所述循环风机位于所述第二除尘器与所述干熄炉之间。
6.根据权利要求5所述的气体循环系统，其特征在于，所述气体循环系统还包括设置于所述第一进气管道上的换热器，且所述换热器位于所述循环风机与所述干熄炉之间。
7.根据权利要求1所述的气体循环系统，其特征在于，所述第一除尘器包括：
主体部，所述主体部配置为分离循环气体中的杂质；
灰斗，所述灰斗与所述主体部连接，所述灰斗配置为容纳所述杂质。
8.一种干熄焦设备，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的气体循环系统。
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