CN203464804U - 一种利用高温烟气余热的装置 - Google Patents

Abstract

一种利用高温烟气余热的装置，包括：蒸汽加热装置的烟气室设有烟气进口和烟气出口，烟气进口与活性焦制备机组的烟气出口连接，烟气出口与烟气余热蒸汽发生器的烟气进口连接；活化气体混合器的，烟气进口连接活性焦制备机组的烟气出口，活化气体出口连接活性焦制备机组的活化气体进口；烟气余热蒸汽发生器的烟气进口与蒸汽加热装置的烟气出口连接，进水口通过管道连接一蓄热罐的蒸汽进口；活性焦余热回收设备的内部设有冷却管；活性焦余热回收设备的进料口连接活性焦制备机组的出料口；保温水箱设有补水口，与水处理设备的出水口连接；一控制柜，控制上述设备启动和停止。

Description

一种利用高温烟气余热的装置

技术领域

本实用新型属于能源再利用技术领域，特别涉及一种利用活性焦制造过程中产生的高温烟气余热的装置。

背景技术

活性焦制造过程中，最高温度可达900℃以上，因此活性焦制备设备内排出的烟气温度也非常高，最高时可达700℃以上。从活性焦制造设备排出的活性焦温度在600℃以上。

活性焦制造过程中，在最后的活化阶段需要输入活化气体进行活化反应，活化气体通常采用蒸汽、二氧化碳或蒸汽与二氧化碳混合气体，而且蒸汽须加热达到400℃以上才能够有效地进行活化反应。

从活性焦的制造工艺可以看出，一方面活性焦在制造过程，高温烟气和高温活性焦中含大量的热能，如果不进行回收利用，一方面造成很大的热能损失，同时对环境造成热污染；另一方面在活性焦制造的最后活化阶段，又需要输入蒸汽、对蒸汽进行加热，而生产蒸汽和对蒸汽进行加热又需要消耗热量！

能否将活性焦制造过程中排出的高温烟气和高温活性焦中所含的热量进行回收利用，将热能转化为蒸汽收集、蓄存起来，在活性焦制造的最后活化阶段，将蓄存的蒸汽做为活化所需的蒸汽；用高温烟气对蒸汽进行加热，以满足活化反应对蒸汽温度的要求。不但可以节约能源，降低活性焦的制造成本，而且避免高温烟气对周围环境造成热污染。

然而对活性焦制造过程中，高温烟气和高温活性焦中所含的热能进行收集、蓄存、利用的方法和装置至今未见报道。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用高温烟气余热的装置。

为实现上述目的，本实用新型提供的利用高温烟气余热的装置，包括：

一蒸汽加热装置，该蒸汽加热装置的烟气室中安装有蒸汽加热管束，蒸汽加热管束的一端与蒸汽进口连接，蒸汽进口通过管道与蓄热罐的蒸汽出口连接，连接管道上安装有电动蒸汽阀门，蒸汽加热管束的另一端与高温蒸汽出口连接，高温蒸汽出口与活化气体混合器的高温蒸汽进口连接；蒸汽加热装置的烟气室设有烟气进口和烟气出口，烟气进口与活性焦制备机组的烟气出口连接，烟气出口与烟气余热蒸汽发生器的烟气进口连接；

一活化气体混合器，一端为高温蒸汽进口，另一端为活化气体出口，活化气体混合器的上部设有烟气进口，活化气体混合器内部设有文丘里管；活化气体混合器的烟气进口连接活性焦制备机组的烟气出口，活化气体混合器的活化气体出口连接活性焦制备机组的活化气体进口；

一烟气余热蒸汽发生器，设有烟气进口、补水口和蒸汽出口，烟气进口与蒸汽加热装置的烟气出口连接，补水口连接一补水泵的出水口，蒸汽出口通过管道连接一蓄热罐4的蒸汽进口；

一活性焦余热回收设备，内部设有冷却管，冷却管的进水口连接一循环水泵的出水口，冷却管的出水口连接保温水箱3的循环水进口；循环水泵的进水口与保温水箱的循环水出口连接；活性焦余热回收设备的进料口连接活性焦制备机组的出料口；

保温水箱设有进水口，与水处理设备的出水口连接；

一控制柜，通过压力传感器、温度传感器、蒸汽压力平衡阀、蒸汽流量计、水位传感器控制烟气余热蒸汽发生器、活性焦余热回收设备、保温水箱、蓄热罐、蒸汽加热装置、活化气体混合器、补水泵、循环水泵的温度、压力、流量，控制上述设备启动和停止。

所述的装置，其中，蒸汽加热装置的烟气室的金属内壳与蒸汽加热装置的金属外壳之间为隔热保温材料。

所述的装置，其中，保温水箱的金属内壳与金属外壳之间有隔热保温材料。

所述的装置，其中，活化气体混合器内部设有蒸汽压力平衡阀和蒸汽流量计。

所述的装置，其中，活化气体混合器的壳体与文丘里管之间为隔热保温材料。

本实用新型提供的装置在具体操作时的过程是：

活性焦制备机组运行过程中产生的高温烟气，进入蒸汽加热装置的烟气室，加热蒸汽加热管束中的蒸汽；

由蒸汽加热装置流出的热烟气，通过烟气余热蒸汽发生器加热里面的水从而产生蒸汽，蒸汽输送到蓄热罐内，降温后的烟气排放；

活性焦制备机组进入活化阶段时，蓄热罐中的蒸汽进入蒸汽加热装置中的蒸汽加热管束，将蒸汽加热为高温蒸汽并输送到活化气体混合器内，与活性焦制备机组中的高温烟气混合后，再由活化气体混合器的活化气体出口输送到活性焦制备机组内完成活化工序；

制成的活性焦进入活性焦余热回收设备，加热活性焦余热回收设备中的水，加热后的水送到保温水箱，从而对保温水箱中的水进行循环加热；保温水箱中的热水输送到烟气余热蒸汽发生器内产生蒸汽。

其中，保温水箱中的热水通过补水泵输送到烟气余热蒸汽发生器内产生蒸汽。

其中，保温水箱中的水通过循环水泵输送到活性焦余热回收设备中的水冷室。

本实用新型将活性焦制备过程中高温烟气的余热用于生产活化工序所需要的蒸汽，并用高温烟气将蒸汽进行加热；将生产出的高温活性焦中热量用于加热烟气余热蒸汽发生器生产蒸汽所需的补水，从而实现了活性焦制备过程中余热的充分回收和利用，节约能源，降低活性焦制备成本。

附图说明

图1为本实用新型的流程图示意图。

图2为本实用新型的活化气体混合器示意图。

图3为本实用新型的保温水箱示意图；其中(A)是正面视图，(B)是俯视图。

图4为本实用新型的蒸汽加热器示意图；其中(A)是正面视图，(B)是沿B-B线的剖面视图，(C)是沿A-A线的剖面视图。

图5为本实用新型的烟气余热蒸汽发生器示意图。

图6为本实用新型的活性焦余热回收设备示意图。

附图中主要组件符号说明：

1-烟气余热蒸汽发生器、2-活性焦余热回收设备、3-保温水箱、4-蓄热罐、5-蒸汽加热装置、6-活化气体混合器、7-活性焦制备机组、8-控制柜、9-补水泵、10-循环水泵、11-烟气室、12-蒸汽加热管束、13-金属内壳、14-金属外壳、15-隔热保温材料、16-烟气进口、17-烟气出口、18-蒸汽进口、19-蒸汽出口、20-高温蒸汽进口、21-高温蒸汽出口、22-电动蒸汽阀门、23-活化气体进口、24-活化气体出口、25-压力传感器、26-温度传感器、27-文丘里管、28-蒸汽压力平衡阀、29-蒸汽流量计、30-外壳、31-隔热保温材料、32-安全阀、33-压力表，34-温度表、35-检查孔、36-进料口、37-冷却管、38-水冷室、39-烟管、40-前烟气室、41-后烟气室、42-锅筒、43-水处理设备、44-烟囱、45-进水口、46-出水口、47-循环水进口、48-循环水出口、49-检查口、50-水位传感器、51-溢流口、53-补水口。

具体实施方式

本实用新型的利用高温烟气余热的方法，是将活性焦制造过程中，高温烟气和高温活性焦中所含的热能进行利用，转化为蒸汽收集、蓄存起来，在活性焦制造的活化阶段，将蓄存的蒸汽作为活化所需的蒸汽，用排出的高温烟气对蒸汽进行加热，以满足活化反应对蒸汽温度的要求，以节约能源、降低活性焦的制造成本，避免高温烟气对周围环境造成热污染。

活性焦制造过程中，排出的高温烟气所含的热量转化为蒸汽收集、蓄存、利用装置，由烟气余热蒸汽发生器、活性焦余热回收设备、保温水箱、蓄热罐、蒸汽加热装置、活化气体混合器、控制柜、补水泵、循环水泵和活性焦制备机组等设备组成。

本实用新型的蒸汽加热装置中，烟气室中安装有蒸汽加热管束；烟气室金属内壳与蒸汽加热装置金属外壳之间为隔热保温材料；烟气室有烟气进口和烟气出口；蒸汽加热管束一端与蒸汽进口连接，另一端与高温蒸汽出口连接；蒸汽加热装置烟气进口与活性焦制备机组的烟气出口连接；蒸汽加热装置烟气出口与烟气余热蒸汽发生器的烟气进口连接；蒸汽加热装置的蒸汽进口通过管道与蓄热罐的蒸汽出口连接，连接管道安装有电动蒸汽阀门。蒸汽加热装置的蒸汽出口与活化气体混合器的高温蒸汽进口连接。

本实用新型的活化气体混合器中，活化气体混合器一端为高温蒸汽进口，另一端为活化气体出口，上部有烟气进口、压力传感器、温度传感器，内部有文丘里管、蒸汽压力平衡阀、蒸汽流量计，文丘里管与活化气体混合器的金属外壳之间为隔热保温材料。烟气进口通过管道与活性焦制备机组的烟气出口的烟气管道连接。活化气体混合器的活化气体出口通过管道与活性焦制备机组的活化气体进口连接。

本实用新型的烟气余热蒸汽发生器为公知设备(烟气余热锅炉)，其中，烟气余热蒸汽发生器顶部有安全阀、蒸汽出口、压力表，温度表、检查孔、压力传感器、温度传感器。侧面安装有水位计，内部有烟管、前烟气室、后烟气室、锅筒。热烟气进口与蒸汽加热装置的烟气出口连接，烟气余热蒸汽发生器的烟气出口与烟囱连接。烟气余热蒸汽发生器的补水口与补水泵的出水口通过管道连接。烟气余热蒸汽发生器的蒸汽出口通过管道与蓄热罐的蒸汽进口连接。

本实用新型的活性焦余热回收设备为一公知设备(可以参考专利号ZL200710100241.3)，活性焦余热回收设备内部有冷却管、水冷室，外部有进料口、进水口、出水口，活性焦余热回收设备进水口与循环水泵的出水口连接；活性焦余热回收设备出水口与保温水箱的循环水进口连接；循环水泵的进水口与保温水箱的循环水出口连接；

本实用新型的保温水箱中，保温水箱顶部有检查口、水位传感器、循环水进口，侧面有循环水出口、溢流口、排污口、进水口，水箱壁与外壳之间有保温材料。保温水箱的进水口与水处理设备出水口连接。

下面结合附图作详细说明。

本实用新型的活性焦制备过程中的高温烟气余热利用的方法和装置，由烟气余热蒸汽发生器1、活性焦余热回收设备2、保温水箱3、蓄热罐4、蒸汽加热装置5、活化气体混合器6、活性焦制备机组7、控制柜8、补水泵9和循环水泵10等设备组成。

蒸汽加热装置5的烟气室11中安装有蒸汽加热管束12；烟气室11的金属内壳13与蒸汽加热装置5的金属外壳14之间为隔热保温材料15；烟气室11有烟气进口16和烟气出口17；蒸汽加热管束12一端与蒸汽进口18连接，另一端与高温蒸汽出口21连接；蒸汽加热装置5的烟气进口16与活性焦制备机组7的烟气出口17连接；蒸汽加热装置5的烟气出口17与烟气余热蒸汽发生器1的烟气进口16连接；蒸汽加热装置5的蒸汽进口18通过管道与蓄热罐4的蒸汽出口19连接，连接管道安装有电动蒸汽阀门22。蒸汽加热装置5的高温蒸汽出口21与活化气体混合器6的高温蒸汽进口20连接。

活化气体混合器6一端为高温蒸汽进口20，另一端为活化气体出口24，上部有烟气进口16、压力传感器25、温度传感器26，内部有文丘里管27、蒸汽压力平衡阀28、蒸汽流量计29，文丘里管27与活化气体混合器6的金属外壳14之间为隔热保温材料31。活化气体混合器6的烟气进口16通过管道与活性焦制备机组7的烟气出口17连接。活化气体混合器6的活化气体出口24通过管道与活性焦制备机组7的活化气体进口23连接。

烟气余热蒸汽发生器1为公知设备，烟气余热蒸汽发生器1顶部有安全阀32、蒸汽出口19、压力表33，温度表34、检查孔35、压力传感器25、温度传感器26。侧面安装有水位传感器50，内部有烟管39、前烟气室40、后烟气室41、锅筒42。烟气余热蒸汽发生器1的烟气进口16与蒸汽加热装置5的烟气出口17连接。烟气余热蒸汽发生器1的补水口53与补水泵9的出水口46连接。烟气余热蒸汽发生器1的蒸汽出口19通过管道与蓄热罐4的蒸汽进口18连接。

活性焦余热回收设备2内部有冷却管37、水冷室38，外部有进料口36、进水口45、出水口46，活性焦余热回收设备2的进水口45与循环水泵10的出水口46连接；活性焦余热回收设备2的出水口46与保温水箱3的循环水进口47连接；循环水泵10的进水口45与保温水箱3的循环水出口48连接；

保温水箱3顶部有检查口49、水位传感器50、循环水进口47，侧面有循环水出口48、溢流口51、进水口45，保温水箱3的金属内壳13与金属外壳14之间有隔热保温材料15。保温水箱3的进水口45与水处理设备43的出水口46连接。

活性焦制备机组7运行过程中由烟气出口17排出的高温烟气，通过蒸汽加热装置5的烟气进口16进入蒸汽加热装置5的烟气室11，加热蒸汽加热管束12中的蒸汽；由蒸汽加热装置5烟气室11的烟气出口17流出的热烟气，通过烟气余热蒸汽发生器1的烟气进口16进入前烟气室40，再通过烟管39进入后烟气室41，热烟气中的热量通过烟管39传递到锅筒42中的水里从而产生蒸汽，蒸汽顶部的蒸汽出口19流出，再由蓄热罐4的蒸汽进口18输送到蓄热罐4内。降温后的烟气通过烟气余热蒸汽发生器1的烟气出口17输送到烟囱44排放。

当活性焦制备机组7进入活化阶段时，控制柜将电动蒸汽阀门22开启，蓄热罐4中的蒸汽通过蓄热罐4的蒸汽出口19、蒸汽加热装置5的蒸汽进口18进入蒸汽加热装置5的烟气室11中安装的蒸汽加热管束12，由蒸汽加热装置5烟气室11中的高温烟气加热蒸汽加热管束12中的蒸汽，将蒸汽成为高温蒸汽，通过蒸汽加热装置5的高温蒸汽出口21、活化气体混合器6的高温蒸汽进口20输送到活化气体混合器6的文丘里管27内，在文丘里管27的作用下，活性焦制备机组7中的高温烟气由活化气体混合器6的烟气进口16进入文丘里管27内与高温蒸汽混合后，再由活化气体混合器6的蒸汽压力平衡阀28、蒸汽流量计29、活化气体出口24、活性焦制备机组7的活化气体进口23输送到活性焦制备机组7内完成活化工序。

制成的活性焦从进料口36进入活性焦余热回收设备2的冷却管37中，冷却管37中的活性焦通过冷却管37的管壁将热量传导给活性焦余热回收设备2水冷室38的水中，活性焦余热回收设备2水冷室38中的水由循环水泵10输送到保温水箱3，从而对保温水箱3中经过水处理设备43处理后的水进行循环加热。保温水箱3中的热水由补水泵9通过烟气余热蒸汽发生器1的补水口53输送到锅筒42内。

控制柜通过压力传感器25、温度传感器26、蒸汽压力平衡阀28、蒸汽流量计29、水位传感器50控制烟气余热蒸汽发生器1、活性焦余热回收设备2、保温水箱3、蓄热罐4、蒸汽加热装置5、活化气体混合器6、补水泵9、循环水泵10等设备的温度、压力、流量，控制上述设备启动和停止。

Claims (5)

1.一种利用高温烟气余热的装置，其特征是，包括：

一蒸汽加热装置，该蒸汽加热装置的烟气室中安装有蒸汽加热管束，蒸汽加热管束的一端与蒸汽进口连接，蒸汽进口通过管道与蓄热罐的蒸汽出口连接，连接管道上安装有电动蒸汽阀门，蒸汽加热管束的另一端与高温蒸汽出口连接，高温蒸汽出口与活化气体混合器的高温蒸汽进口连接；蒸汽加热装置的烟气室设有烟气进口和烟气出口，烟气进口与活性焦制备机组的烟气出口连接，烟气出口与烟气余热蒸汽发生器的烟气进口连接；

一活化气体混合器，一端为高温蒸汽进口，另一端为活化气体出口，活化气体混合器的上部设有烟气进口，活化气体混合器内部设有文丘里管；活化气体混合器的烟气进口连接活性焦制备机组的烟气出口，活化气体混合器的活化气体出口连接活性焦制备机组的活化气体进口；

一烟气余热蒸汽发生器，设有烟气进口、补水口和蒸汽出口，烟气进口与蒸汽加热装置的烟气出口连接，补水口连接一补水泵的出水口，蒸汽出口通过管道连接一蓄热罐的蒸汽进口；

一活性焦余热回收设备，内部设有冷却管，冷却管的进水口连接一循环水泵的出水口，冷却管的出水口连接保温水箱的循环水进口；循环水泵的进水口与保温水箱的循环水出口连接；活性焦余热回收设备的进料口连接活性焦制备机组的出料口；

保温水箱设有进水口，与水处理设备的出水口连接；

一控制柜，通过压力传感器、温度传感器、蒸汽压力平衡阀、蒸汽流量计、水位传感器控制烟气余热蒸汽发生器、活性焦余热回收设备、保温水箱、蓄热罐、蒸汽加热装置、活化气体混合器、补水泵、循环水泵的温度、压力、流量，控制上述设备启动和停止。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征是，蒸汽加热装置的烟气室的金属内壳与蒸汽加热装置的金属外壳之间为隔热保温材料。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征是，保温水箱的金属内壳与金属外壳之间有隔热保温材料。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征是，活化气体混合器内部设有蒸汽压力平衡阀和蒸汽流量计。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征是，活化气体混合器的壳体与文丘里管之间为隔热保温材料。

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