CN204933150U - 从尾气中回收显热能量和碳黑的装置 - Google Patents
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Abstract
一种从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,包括碳气分离室、介质容器、振动器以及碳黑储存罐,碳气分离室具有进气口和出气口以及与碳黑储存罐连通的碳黑输出口,振动器与碳气分离室连接。常开阀门安装在碳气分离室的出气口上方,常闭阀门安装在碳气分离室与碳黑储存罐连通的碳黑输出口下方。振动器通电,附着在碳气分离室内壁上的碳黑在振动器机械振动力的作用下脱离碳气分离室的内壁,运行一定的时间后,常闭阀门得到电能量后打开阀门,在碳气分离室底部积存的碳黑被推入了碳黑储存罐中,打开碳黑储存罐侧边的密封门取走碳黑。解决了碳黑堵塞上升管道的问题,还能够同时回收荒煤气中的显热能量和碳黑,提高资源利用效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种从尾气中回收显热能量和碳黑的装置。
背景技术
工业生产所产生的尾气,例如炼焦工业产生的荒煤气,是几种烟煤配制成炼焦用煤时,在炼焦炉中经过高温干馏后,在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体,是炼焦工业的副产品。焦炉上升管尾气带出热量占到焦炉输出热量的35%左右,具有相当高的回收利用价值,目前国内外研究了各种焦炉上升管余热回收工艺,也进行了一定的工业尝试,但对于大规模推广应用仍存在诸多问题,特别是尾气中焦油冷凝结焦的问题,严重阻碍了余热回收的顺利进行。
目前现有的焦炉上升管尾气显热能量回收技术,是在上升管道周围用介质容器包围了焦化厂的碳化室的上升管道,在上升管道中让显热尾气与上升管道的内壁进行热交换,经常出现碳黑堵塞上升管道的事情。通常做法是在焦化厂碳化室的上升管外面安装存水的容器,容器中的水与上升管中的尾气隔离进行热交换,容器中的水吸收了尾气中的热能量温度上升,汽化成水蒸气后在气压差的作用下流出容器,进入蒸汽管道带走了热能量。上升管中的尾气把热能量传递给了水,温度下降的同时,尾气中的碳黑冷凝结晶变成固体附着在上升管的内壁上,久而久之上升管的内部充满了碳黑堵塞上升管。现有的从尾气中回收显热能量的技术没有办法解决碳黑堵塞上升管的问题,所以没有大规模实际应用。
作为解决碳黑堵塞上升管问题的尝试,现有技术试图控制从上升管出来的尾气的温度,比如进入上升管的温度是800℃,控制释放热能量后出来的尾气温度在500℃,不让出来的尾气温度下降太多,防止尾气在上升管内结晶变成固体物质,但是依然不能完全杜绝碳黑结晶堵塞上升管道的问题。
实用新型内容
鉴于以上情形,为了解决上述技术存在的问题,本实用新型提出一种从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,包括碳气分离室、用于冷却碳气分离室的介质容器以及用于储存分离后碳黑的碳黑储存罐,碳气分离室具有进气口和出气口以及与碳黑储存罐连通的碳黑输出口。
在根据本实用新型实施例的从尾气中回收显热能量和碳黑的装置中,优选地,还包括用于振动分离附着在碳气分离室内壁上碳黑的振动器,所述的振动器与碳气分离室连接。可选择地,所述的振动器可以是电磁振动器、气动振动器、手动控制的振动器或者其它能实现这种振动分离功能的振动器以及前述各种振动器的组合。
在根据本实用新型实施例的从尾气中回收显热能量和碳黑的装置中,优选地,还包括常开阀门和常闭阀门,常开阀门安装在碳气分离室的出气口上方,常闭阀门安装在碳气分离室与碳黑储存罐连通的碳黑输出口下方。
优选地,常闭阀门安装在碳气分离室的碳黑输出口与碳黑储存罐的碳黑进口之间,在常闭阀门打开时,碳黑输出口和碳黑进口连通。
可选地,常开阀门与碳气分离室的出气口之间通过法兰连接的方式固定,常闭阀门与碳黑输出口和碳黑进口之间通过法兰连接的方式固定。
在根据本实用新型实施例的从尾气中回收显热能量和碳黑的装置中,优选地,介质容器具有介质输入口和介质输出口,介质容器在碳气分离室的周围包围碳气分离室。
在根据本实用新型实施例的从尾气中回收显热能量和碳黑的装置中,优选地,碳黑储存罐是具有密封门的密闭容器。
在根据本实用新型实施例的从尾气中回收显热能量和碳黑的装置中,可选地,常开阀门是人工阀门或电磁阀门,常态情况下处于开启状态,在人工动作或者接通电源动作后关闭。常闭阀门是人工阀门或电磁阀门,常态情况下处于关闭状态,人工动作或者接通电源动作后打开。
采用上述的从尾气中回收显热能量和碳黑的装置时,通过碳气分离室的进气口将所处理的尾气例如荒煤气引入碳气分离室,通过介质容器的介质输入口将介质引入介质容器,尾气在碳气分离室中把显热能量传递给了碳气分离室,并从碳气分离室传递给介质容器,介质容器把接收的显热能量传递给内部的介质,介质接收了显热能量后温度上升,汽化成蒸汽介质,蒸汽介质通过介质容器的介质输出口排出,经过显热能量传递的尾气温度下降,并通过碳气分离室的出气口和常开阀门排出,尾气中的气态碳黑温度同步下降,结晶变成固体附着在碳气分离室的内壁上。
尾气中的气态碳黑结晶变成固体附着在碳气分离室的内壁上之后,振动器通电,进行机械振动,附着在碳气分离室内壁上的碳黑在振动器机械振动力的作用下脱离碳气分离室的内壁,在自身重力作用下下降,进入碳气分离室底部常闭阀门的顶部,并积存在此。
根据本实用新型实施例的从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,从尾气中回收显热能量和碳黑的装置运行一定的时间后,接通常开阀门和常闭阀门的电源,常开阀门得到电能量后关闭阀门,常闭阀门得到电能量后打开阀门,在碳气分离室底部积存的碳黑被推入了碳黑储存罐中。在常闭阀门失电阀门闭合不通的时候,打开碳黑储存罐侧边的密封门取走碳黑。
采取本实用新型提出的技术后,根据本实用新型实施例的从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,解决了现有技术中碳黑堵塞上升管道的问题。并且,除了通过振动疏通上升管道,防止堵塞之外,还能够同时回收尾气中的显热能量和碳黑,提高资源利用效率。
附图说明
图1是示出了根据本实用新型一个实施例的从尾气中回收显热能量和碳黑的装置的正视图;
图2是示出了根据本实用新型一个实施例的从尾气中回收显热能量和碳黑的装置的俯视图;
图3是示出了根据本实用新型一个实施例的从尾气中回收显热能量和碳黑的装置的碳黑储存罐的侧视图。
附图标记说明
1.碳气分离室
2.介质容器
3.振动器
4.常开阀门
5.常闭阀门
6.碳黑储存罐
7.进气口
8.出气口
9.碳黑输出口
10.介质输入口
11.介质输出口
12.密封门
13.碳黑进口
具体实施方式
下面将参照附图对本实用新型的各个优选的实施方式进行描述。提供以下参照附图的描述,以帮助对由权利要求及其等价物所限定的本实用新型的示例实施方式的理解。其包括帮助理解的各种具体细节,但它们只能被看作是示例性的。因此,本领域技术人员将认识到,可对这里描述的实施方式进行各种改变和修改,而不脱离本实用新型的范围和精神。而且,为了使说明书更加清楚简洁,将省略对本领域熟知功能和构造的详细描述。
首先,将参照图1、图2和图3描述根据本实用新型实施例的从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,如图1、图2和图3所示,一种从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,包括碳气分离室1、用于冷却碳气分离室1的介质容器2以及用于储存分离后碳黑的碳黑储存罐6,碳气分离室1具有进气口7和出气口8以及与碳黑储存罐6连通的碳黑输出口9。
作为根据本实用新型实施例的从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,还包括用于振动分离附着在碳气分离室1内壁上碳黑的振动器3,振动器3与碳气分离室1连接。所述的振动器3是电磁振动器,当然,也可以是气动振动器、手动控制的振动器或者其它能实现这种振动分离功能的振动器以及前述各种振动器的组合。
作为根据本实用新型实施例的从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,还包括常开阀门4和常闭阀门5,常开阀门4安装在碳气分离室1的出气口8上方,常闭阀门5安装在碳气分离室1与碳黑储存罐6连通的碳黑输出口9下方。
常闭阀门5安装在碳气分离室1的碳黑输出口9与碳黑储存罐6的碳黑进口13之间,在常闭阀门5打开时,碳黑输出口9和碳黑进口13连通。常开阀门4与碳气分离室1的出气口8之间通过法兰连接的方式固定,常闭阀门5与碳黑输出口9和碳黑进口13之间通过法兰连接的方式固定。介质容器2具有介质输入口10和介质输出口11。介质容器2在碳气分离室1的周围包围碳气分离室1。
作为根据本实用新型实施例的从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,碳黑储存罐6是具有密封门12的密闭容器。常开阀门4是电磁阀门,常态情况下处于开启状态,在接通阀门电源动作后关闭。常闭阀门5是电磁阀门,常态情况下处于关闭状态,在接通阀门电源动作后打开。
根据上述本实用新型实施例的从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,碳气分离室1的进气口7与焦化厂炼焦炉碳化室的尾气上升管道的出气口连接,用于将尾气引入本回收装置进行处理。介质容器2的介质输入口10与介质输入装置例如液压泵的出口连接,用于输入介质例如冷却水。介质容器2的介质输出口11与配套的输送管的进口连接,用于将汽化后的介质例如水蒸汽排出,进行热量回收的后续处理。常开阀门4的上部开口与尾气的输出管道的进口连接,用于将进行显热和碳黑回收后的尾气直接排放或进行进一步的后续处理。
在回收显热能量和碳黑时,首先通过碳气分离室1的进气口7,将炼焦炉碳化室里的尾气从其上升管道的出气口引入本回收装置,通过介质容器2的介质输入口10,将输入介质例如冷却水引入介质容器2。
进入碳气分离室1中的高温尾气在碳气分离室1中与碳气分离室1的内壁接触,把显热能量传递给了碳气分离室1的内壁,碳气分离室1的内壁把接收的碳气分离室1中的尾气的显热能量传递给了碳气分离室1的外壁,碳气分离室1的外壁把显热能量传递给了介质容器2的外壁。
介质容器2的外壁把接收的显热能量传递给介质容器2的内壁,介质容器2的内壁把接收的显热能量传递给介质容器2内部的介质,介质容器2内部的介质接收了介质容器2的内壁传递的显热能量后温度上升,汽化成蒸汽介质。
介质容器2内部的蒸汽介质通过介质容器2的介质输出口11进入蒸汽输送管道带走显热能量,进行后续处理,输送到蒸汽发电机组用于发电或者输送到化工釜中用于化工生产。
在碳气分离室1中经过显热能量传递的尾气温度下降,并通过碳气分离室1的出气口8和常开阀门4排出,进入尾气输送管道中被输送到发电厂用于发电。
尾气中的气态碳黑温度同步下降,在气态碳黑的温度低于碳黑的汽化点时,结晶变成固体附着在碳气分离室1的内壁上。
振动器3通电,进行机械振动,附着在碳气分离室1内壁上的碳黑在振动器3机械振动力的作用下脱离碳气分离室1的内壁,在自身重力作用下下降,进入碳气分离室1底部常闭阀门5的顶部,并积存在此。
从尾气中回收显热能量和碳黑的装置运行一定的时间后,接通常开阀门4和常闭阀门5的电源,常开阀门4得到电能量后关闭阀门,常闭阀门5得到电能量后打开阀门。
由于尾气不断进入碳气分离室1中,所以碳气分离室1中的气压大于外界大气压。此时常开阀门4得到电能量后阀门关闭了通过出气口8进入尾气输送管道的通道,常闭阀门5得到电能量后阀门打开了通过碳黑输出口9从碳气分离室1中进入碳黑储存罐6的通路。在碳气分离室1中与外部大气的气压差和重力的共同作用下,在碳气分离室1底部积存的碳黑被推入了碳黑储存罐6中。
分别断开常开阀门4和常闭阀门5的电源,常开阀门4失电阀门开启导通,常闭阀门5失电阀门闭合不通。此时碳气分离室1中的尾气冷却后在碳气分离室1的内外气压差的作用下通过出气口8进入尾气输送管道中,再次进行新的回收循环。
在常闭阀门5失电阀门闭合不通的时候,打开碳黑储存罐6侧边的密封门12取走碳黑,用于橡胶生产等领域。
根据本实用新型实施例的从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,解决了现有技术中碳黑堵塞上升管道的问题。并且,除了通过振动疏通上升管道,防止堵塞之外,还能够同时回收尾气中的显热能量和碳黑,提高资源利用效率。
以上对本实用新型进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到本实用新型可实施。当然,以上所列的情况仅为示例,本实用新型并不仅限于此。本领域的技术人员应该理解,根据本实用新型技术方案的其他变形或简化,都可以适当地应用于本实用新型,并且应该包括在本实用新型的范围内。
Claims (10)
1.一种从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,其特征在于:包括碳气分离室(1)、用于冷却碳气分离室(1)的介质容器(2)以及用于储存分离后碳黑的碳黑储存罐(6),碳气分离室(1)具有进气口(7)和出气口(8)以及与碳黑储存罐(6)连通的碳黑输出口(9)。
2.根据权利要求1所述的一种从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,其特征在于:还包括用于振动分离附着在碳气分离室(1)内壁上碳黑的振动器(3),所述的振动器(3)与碳气分离室(1)连接。
3.根据权利要求1所述的一种从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,其特征在于:还包括常开阀门(4)和常闭阀门(5),常开阀门(4)安装在碳气分离室(1)的出气口(8)上方,常闭阀门(5)安装在碳气分离室(1)与碳黑储存罐(6)连通的碳黑输出口(9)下方。
4.根据权利要求1或2所述的一种从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,其特征在于:常闭阀门(5)安装在碳气分离室(1)的碳黑输出口(9)与碳黑储存罐(6)的碳黑进口(13)之间,在常闭阀门(5)打开时,碳黑输出口(9)和碳黑进口(13)连通。
5.根据权利要求1或2所述的一种从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,其特征在于:常开阀门(4)与碳气分离室(1)的出气口(8)之间通过法兰连接的方式固定,常闭阀门(5)与碳黑输出口(9)和碳黑进口(13)之间通过法兰连接的方式固定。
6.根据权利要求1所述的一种从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,其特征在于:介质容器(2)具有介质输入口(10)和介质输出口(11)。
7.根据权利要求1或6所述的一种从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,其特征在于:介质容器(2)在碳气分离室(1)的周围包围碳气分离室(1)。
8.根据权利要求1所述的一种从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,其特征在于:所述的碳黑储存罐(6)是具有密封门(12)的密闭容器。
9.根据权利要求3所述的一种从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,其特征在于:所述的常开阀门(4)是人工阀门或电磁阀门,常态情况下处于开启状态,在人工动作或者接通电源动作后关闭。
10.根据权利要求3所述的一种从尾气中回收显热能量和碳黑的装置,其特征在于:所述的常闭阀门(5)是人工阀门或电磁阀门,常态情况下处于关闭状态,人工动作或者接通电源动作后打开。
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