CN203947067U - 一种新型可控的环保节能熄焦设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新型可控的环保节能熄焦设备。该设备包括依次连接的激冷装置(1)，煤粉洗涤器(3)，蒸汽冷凝器(4)，和激冷水槽(5)；其中，煤粉洗涤器(3)与激冷水槽(5)连接。本实用新型的可控的环保节能熄焦设备使高温半焦在焦油产率达到最高后终止进一步的反应；脱除及处理混合气体中的煤粉；分离水蒸汽，实现冷凝水的循环利用；实现可燃气体回收后再燃烧；对半焦产品的贮存进行预处理而提高后续工艺的效率。

Description

一种新型可控的环保节能熄焦设备

技术领域

本实用新型涉及一种熄焦设备，尤其涉及一种新型可控的环保节能的熄焦设备。

背景技术

中国煤炭储量占全球煤炭资源的12％，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％。在地域分布上，储量大部分集中在内蒙古、陕西、新疆、甘肃、山西、宁夏六个省(区)。按中国煤的形成时代看，以侏罗纪煤储量最大，约占全国已探明保有储量的45％左右。由这一时代形成的煤除极少数无烟煤以外，其余大多数为褐煤、长焰煤、不粘煤和弱粘煤等低阶煤。褐煤是煤化程度最低的矿产煤，一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。富含挥发分，易于燃烧并冒烟。世界褐煤资源量约占世界煤炭资源总量的1/3。我国褐煤储量亦占全国煤炭总储量的1/8以上，主要分布在内蒙古东部、云南东部，东北和华南也有少量。褐煤由于高水分，高挥发份，低热值，且极易自燃的特点，从而不适于长期储存和长距离运输，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。如何高效转化利用褐煤等低阶煤就成了煤炭利用的一个重要问题。其中最令人感兴趣的是把褐煤转化为相对清洁的液体燃料。褐煤的有效综合利用近年来成为一个热门研究和极具开发前景的领域。

目前，国内外对熄焦工艺的研究较多，主要有以下几种：

公开号为CN101775295A的专利公开了一种组合干熄焦工艺，其工艺是将至少两个以上的接熄焦罐的950℃～1050℃的高温焦炭中通过总管分别输入以氮气或还原性气体为换热的低温介质，并调节连接管阀门与接熄灯罐内的高温焦炭换热，将高温焦炭的温度降至200℃～250℃，同时将低温介质加热到800℃～950℃由出气管输出。本工艺省去了复杂的机械设备，消除了熄焦过程中烟尘的外泄和二氧化碳外排对环境的污染，实现了节能减排的目的。

申请号为CN200910021306.4的发明专利涉及一种煤内热低温干馏干熄焦方案，该方法将干馏干熄焦产生的高温干馏煤气经洗涤、捕收焦油后制成冷煤气，冷煤气通过循环风机后，一部分引入燃烧器和高温废气合成符合煤低温干馏要求温度的高温混合气体，高温混合气体进入焦炉的干馏段，作为干馏热源。而经过循环风机的另一部分净煤气，通过加压风机引入干馏炉的熄焦冷却段，作为兰炭熄焦的惰性介质，经过干馏炉熄焦冷却段的冷煤气吸热后进一步经过焦炉的干馏段，和干馏热源一起对煤进行无氧化或弱氧化加热，实现无燃烧循环。使用该方法可以使干熄焦工艺简化、减少兰炭的含水量、熄焦前兰炭其带有热量得到有效利用，提高净化煤气的利用率、减少助燃气体使用从而减少燃烧器的耗能。

申请号为CN201310464714.3的专利涉及一种熄焦装置和方法。本发明公开了一种熄焦装置，属于焦炭技术领域，包括至少一个封闭的排焦箱，每个所述排焦箱下部连接一个拨料阀，所述排焦箱上还设置有高压水管，每个所述排焦箱对应设置有至少一个高压水喷头。本发明还公开了一种熄焦方法。本发明摒弃了传统兰炭熄焦工艺中的熄焦水槽和烘干系统，采用在封闭的排焦箱中采用雾化的高压水喷淋熄焦的方式，即本发明是在一套密封的设备中熄焦，安全环保无污染，仅需少量水分进行熄焦，节约用水，并且不需要后续煤气烘干，大大降低焦炭的生产成本。

公开号为CN101555410A的专利涉及一种化学熄焦装置、熄焦介质及其工艺。本发明提供的一种化学熄焦装置、熄焦介质及其工艺，属于高温炼焦技术领域。本发明利用熄焦介质发生化学吸热反应对红焦进行冷却，同时化学反应又生成化工基本合成的原料气，即一氧化碳和氢气，其携带的热能通过余热锅炉间壁换热副产水蒸汽；主要包括在熄焦装置中运用化学吸热反应和气体循环实施对红焦的冷却；熄焦炉、与熄焦炉连接的利用化学反应生成的气体热能带动的生成气余热锅炉及利用循环熄焦介质热能带动的循环气余热锅炉；熄焦介质为甲烷和二氧化碳的混合气体；余热锅炉用于制备水蒸汽。

公开号为CN102304368A的专利公开了一种焦炭湿熄焦改造成干熄焦的工艺装置，涉及焦炭生产设备。本发明解决现有干熄焦工艺投资大、设备制造难、运行时间长、运行费用高的问题。本发明在熄焦车一侧设置红焦通道与冷焦箱连通，冷焦箱内有用冷却水腔隔离、倾斜设置的冷焦通道，冷焦通道出口处与皮带输送机衔接；冷却水腔与来自锅炉的进水管连通；冷焦箱的侧面设有与来自制氮机的氮气循环通道，冷焦箱的顶部设有高温氮气通道；冷焦箱的下面设置换热器，其进水管与冷却水回水管连通，出水管与锅炉除氧器连通；换热器与高温氮气通道、除尘器连通，除尘器与所述高温氮气通道连通。

实用新型内容

现有熄焦容器中压力不稳定，影响物料的正常流动。另外，熄焦过程中产生的煤粉，水蒸气，可燃气体的分离及回收利用困难。本实用新型所要解决的第一技术问题是：针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供了一种新型可控的环保节能熄焦设备，采用煤粉洗涤器，将混合气体中的煤粉脱除，实现环保；采用蒸汽冷凝器，将水蒸气分离并得到冷凝水，对喷淋和洗涤提供冷凝水，水资源可重复利用，实现节能。

本实用新型所要解决的第二技术问题是：针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供了一种新型可控的环保节能熄焦设备，采用管道风机，保证熄焦容器内的压力稳定且将分离后剩下的可燃气体送入热风炉燃烧。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的第一技术方案是，一种可控的环保节能熄焦设备，包括依次连接的激冷装置1，煤粉洗涤器3，蒸汽冷凝器4，和激冷水槽5；其中，煤粉洗涤器3与激冷水槽5连接。

前述的可控的环保节能熄焦设备，其特征在于，所述激冷装置1底部设有可转动的激冷盘，顶部设置喷淋装置2。

前述的可控的环保节能熄焦设备，其特征在于，所述可控的环保节能熄焦设备还包括与激冷水槽5连接的水处理装置8，水处理装置8的另一端与激冷装置1，煤粉洗涤器3，和蒸汽冷凝器4连接。

本实用新型采用的第二技术方案是，一种可控的环保节能熄焦设备，包括依次连接的激冷装置1，煤粉洗涤器3，蒸汽冷凝器4，和激冷水槽5；其中，煤粉洗涤器3与激冷水槽5连接。该可控的环保节能熄焦设备进一步包括一端与激冷水槽5连接的风机6，风机6的另一端与热风炉7连接。

前述的熄焦设备，所述喷淋装置2为喷头。

本实用新型利用喷淋水对高温半焦降温，进行激冷和钝化预处理，终止高温半焦的热解反应，解决了如下问题：①高温半焦在焦油产率达到最高后终止进一步的反应；②混合气体中煤粉的脱除及处理；③水蒸汽的分离和冷凝水的循环利用；④可燃气体回收后再燃烧；⑤半焦产品的贮存进行预处理而提高后续工艺的效率。

本实用新型的可控的环保节能熄焦设备将高温半焦(350～850℃)在短时间内(≤10分钟)内降温至低温半焦(90～105℃)，其水分含量控制在2％以内。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式的设备示意图。

具体实施方式

为了充分了解本实用新型的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本实用新型作详细说明。

本实用新型采用管道风机，保证熄焦容器内的压力稳定且将分离后剩下的可燃气体送入热风炉燃烧；采用煤粉洗涤器，将混合气体中的煤粉脱除，实现环保；采用蒸汽冷凝器，将水蒸气分离并得到冷凝水，对喷淋和洗涤提供冷凝水，水资源的重复利用，实现节能。

本实用新型的可控的环保节能熄焦设备可用于半焦产品的快速冷却，以及实现水和可燃气体的重复利用。半焦是低阶煤经过干燥和热解得到的主要产品，也称为兰炭。半焦色黑多孔，主要成分是碳、灰分和挥发分。半焦与一氧化碳、蒸汽或氧具有较强的反应活性，是很好的高热值无烟燃料，主要用作工业或民用燃料，也用于合成气、电石生产等，少量用作铜矿或磷矿等冶炼时的还原剂。此外也用作炼焦配煤。本实用新型使用的半焦产品为褐煤在热解炉内经过热解温度为500～700℃、压力为2～3Kpa、停留时间为15～25min的条件下热解得到的，具有水分低、挥发分高、热值高的特点。

图1所示是本实用新型具体实施方式的设备示意图。在该具体实施方式中，可控的环保节能熄焦设备，包括依次连接的激冷装置1，煤粉洗涤器3，蒸汽冷凝器4，和激冷水槽5；其中，煤粉洗涤器3与激冷水槽5连接。

具体的，激冷装置1底部设有可转动的激冷盘，顶部设置喷淋装置2。另外，激冷装置1设有下料溜管和出料管。从热解炉出来的温度为350～850℃的高温半焦经下料溜管到激冷装置1，高温半焦在喷淋装置2(喷头)喷出的冷却水的作用下进行激冷处理，处理时间为10分钟以下，得到温度为90～150℃、水分含量低于2％的冷却半焦B，经出料管排出。

可根据需要处理的半焦量及激冷装置的尺寸大小设置不同个数的喷头和选择不同的喷水量。优选的，该具体实施方式中，激冷装置1顶部设置有三组13个喷头，喷头总的喷水量为7t/h。

常规市售喷头均可用于本实用新型，优选的，该具体实施方式使用的喷头为Bete型喷头。

高温半焦A在激冷装置1中进行熄焦的过程中产生含有水蒸气、煤粉和可燃气体(主要成分为一氧化碳和氢气)的第一混合气体C。第一混合气体C进入煤粉洗涤器3。

煤粉洗涤器3为罐体，其内顶部设置有常规喷头，罐体中间开设有入气口，另一侧开设有出气口，底部设有出料口。优选的，在该具体实施方式中，煤粉洗涤器3是下方为椎体的罐体，直径为1.5m，高度为3m，其中椎体部分高度为0.5m。

第一混合气体3通过入气口进入煤粉洗涤器3，在喷头喷出的洗涤水作用下，煤粉F被脱除，得到含有水蒸气和可燃气体的第二混合气体D。煤粉F通过出料口进入激冷水槽5中。

煤粉洗涤器3实现了煤粉从第一混合气体C中的分离。

第二混合气体D进入蒸汽冷凝器4，其中的水蒸气在冲洗水的冷却作用下冷凝，得到经过冷凝的工艺气E。经过冷凝的工艺气E与从第一混合气体C中分离的煤粉F在激冷水槽5中混合。

常规市售的蒸汽冷凝器均可用于本实用新型，优选的，该具体实施方式使用的蒸汽冷凝器为营口蓬勃换热设备有限公司生产的08053-E01401A/B-01型号的蒸汽冷凝器。

蒸汽冷凝器4实现了水蒸气和可燃气体的分离，将水蒸气分离并得到冷凝水，为喷淋、洗涤和冲洗提供冷凝水，实现水的重复利用。

激冷水槽5中的可燃气体在风机6的作用下被带至热风炉7中燃烧再利用。

在本实用新型的另一个具体实施方式中，可控的环保节能熄焦设备还包括水处理装置8。激冷水槽5通过水处理装置8与激冷装置1，煤粉洗涤器3，和蒸汽冷凝器4连接。

在激冷水槽5中得到的含煤粉的工艺水G通过激冷水槽5底部的管道排放至水处理装置8中进行处理，得到的处理后的工艺水。处理后的工艺水与补充工艺水H混合，分别循环至激冷装置1、煤粉洗涤器3和蒸汽冷凝器4，可以分别为激冷装置1提供喷淋水I，为煤粉洗涤器3提供洗涤水J，为蒸汽冷凝器4提供冲洗水K。

常规使用的水处理装置均可用于本实用新型。优选的，在该具体实施方式中，水处理装置为水站。

在本实用新型的另一个具体实施方式中，可控的环保节能熄焦设备包括依次连接的激冷装置1，煤粉洗涤器3，蒸汽冷凝器4，和激冷水槽5；其中，煤粉洗涤器3与激冷水槽5连接；该设备还包括一端与激冷水槽5连接的风机6，风机6的另一端与热风炉7连接。在激冷水槽5中的可燃气体在风机6的作用下被运输到热风炉7中燃烧，实现了可燃气体的再利用，达到了节能的目的。

本实用新型所用的风机和热风炉均为常规设备，优选的，该具体实施方式中使用的风机为南通大通宝富风机有限公司生产的型号为VR41S01C0RK1900的风机，使用的热风炉为武汉翼展科技发展有限责任公司生产的08053-01200-CP25-03G型号的热风炉。

本实用新型提供了一种新型可控的环保节能熄焦设备，使高温半焦在焦油产率达到最高后终止进一步的反应；脱除及处理混合气体中的煤粉；分离水蒸汽，实现冷凝水的循环利用；实现可燃气体回收后再燃烧；对半焦产品的贮存进行预处理而提高后续工艺的效率。

最后，需要注意的是：以上示例的仅是本实用新型的具体实施方式，当然本领域的技术人员可以对本实用新型进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种熄焦设备，其特征在于，包括依次连接的激冷装置(1)，煤粉洗涤器(3)，蒸汽冷凝器(4)，和激冷水槽(5)；其中，煤粉洗涤器(3)与激冷水槽(5)连接。

2.根据权利要求1所述的熄焦设备，其特征在于，所述激冷装置(1)底部设有可转动的激冷盘，顶部设置喷淋装置(2)。

3.根据权利要求1或2所述的熄焦设备，其特征在于，所述熄焦设备还包括与激冷水槽(5)连接的水处理装置(8)，水处理装置(8)的另一端与激冷装置(1)，煤粉洗涤器(3)，和蒸汽冷凝器(4)分别连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的熄焦设备，其特征在于，所述熄焦设备进一步包括一端与激冷水槽(5)连接的风机(6)，风机(6)的另一端与热风炉(7)连接。

5.根据权利要求2所述的熄焦设备，其特征在于，所述喷淋装置(2)为喷头。