CN210874774U - 一种多级能源利用弥散氧化废气处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多级能源利用型弥散氧化废气处理装置，属于煤化工废气处理技术领域；以实现煤化工废气处理运行能耗小、投资成本少、占地面积小的目的；具体包括弥散氧化炉、空气预热器、废气预热器、余热利用装置和烟囱，所述弥散氧化炉的高温烟气排放管路依次与空气预热器的壳程、废气预热器的壳程、余热利用装置和烟囱串联相通，空气预热器的管程出气口通过空气管路与弥散氧化炉的空气入口相连通，废气预热器的管程出气口通过废气管路与弥散氧化炉的废气入口相连通；本装置利用多级能源利用单元的直通式弥散氧化炉，实现治理煤化工废气能源消耗下降，减少了投资成本。

Description

一种多级能源利用弥散氧化废气处理装置

技术领域

本实用新型属于煤化工废气处理技术领域，具体涉及一种多级能源利用弥散氧化废气处理装置。

背景技术

煤制焦和煤制气过程中排放的废气主要特性如下：

1、废气气量大；

2、不含氧；

3、含少量VOCs物质，如甲醇、甲烷、乙烷、硫化氢、氢气、一氧化碳等；

4、含大量二氧化碳、氮气等；

5、带压排放，压力≥10Kpa。

根据以上废气特征，在现有的VOCs治理工艺中，主要用于煤化工行业废气治理的工艺是蓄热式热氧化RTO工艺与直燃式热氧化TO工艺。与直燃式热氧化TO工艺相比，蓄热式热氧化RTO工艺运行成本低，但是又存在设备体积庞大、初期投资成本很高、可靠性低、故障率高等问题。而对于现有的直燃式热氧化TO工艺存在处理设备能源利用率不高，耗能大，成本高的问题。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种多级能源利用弥散氧化废气处理装置，以实现煤化工废气处理运行能耗小、投资成本少、占地面积小的目的。

为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的。

一种多级能源利用弥散氧化废气处理装置，包括弥散氧化炉、空气预热器、废气预热器、余热利用装置和烟囱，所述弥散氧化炉的高温烟气排放管路依次与空气预热器的壳程、废气预热器的壳程、余热利用装置和烟囱串联相通，所述的空气预热器的管程进气口连接有空气风机，所述空气预热器的管程出气口通过空气管路与所述弥散氧化炉的空气入口相连通，所述的废气预热器的管程出气口通过废气管路与所述弥散氧化炉的废气入口相连通。

进一步的，所述的余热利用装置为余热锅炉。

进一步的，所述弥散氧化炉的前端设置有燃烧器，用于对弥散氧化炉的启动。

进一步的，所述弥散氧化炉的高温烟气排放管路与空气预热器的壳程、废气预热器的壳程、余热利用装置和烟囱呈直线式连通。

进一步的，所述空气预热器和废气预热器为浮管式预热器。

弥散氧化炉前端配置有用于启炉以及正常运行时用于维持炉膛温度的燃烧器，弥散氧化炉后端依次配置多级能源利用单元。其中，所述的空气预热器是第一级能源利用单元，利用弥散氧化炉排出的高温烟气预热用于氧化VOCs的空气；废气预热器是第二级能源利用单元，利用弥散氧化炉排出的高温烟气预热废气，提高废气的处理效率；余热利用装置是第三级能源利用单元，利用高温烟气产不同规格的饱和或者过热蒸汽。分别设置空气预热器、废气预热器的目的有四点：一是将空气与废气通过各自的空气管路、废气管路直接送至弥散氧化炉，避免空气与废气低温时在管路中提前混合，防止发生爆炸的危险；二是利用高温烟气将空气、废气这两大物料预热后送入炉膛，能避免冷气体对弥散氧化炉内衬的冲刷，有效延长弥散氧化炉的使用寿命；三是利用高温烟气将空气、废气这两大物料预热后送入炉膛，能有效延长废气在弥散氧化炉内的停留时间，提高VOCs的去除率，实现气体达标排放；四是利用高温烟气将空气、废气这两大物料预热后送入炉膛，能显著降低燃料气/液的消耗。

在空气风机的作用下，将用于提供废气中VOCs氧化耗氧的空气送至弥散氧化炉。在弥散氧化炉前端配置的燃烧器可以采用煤化工企业厂区内燃料气，也可以采用煤化工企业厂区内燃料液。弥散氧化炉后端的多级能源利用单元与弥散氧化炉本体是可以是直通式安装，高温烟道无弯处，这样的优点是能有效减少弥散氧化炉与能源利用单元以及多级能源利用单元之间的连接管路，占地面积小、降低投资成本、减少管路热损失、降低运行能耗。

本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为。

本实用新型能实现投资成本少、占地面积小的目的，弥散氧化炉、空气预热器、废气预热器、余热利用装置四个设备本体之间是直通式安装布置的，四个设备本体之间没有高温烟道管路的连接。减少高温烟道管路的设置，减少投资成本，显著的降低高温管路的热损失，从而进一步降低运行能耗。煤制焦和煤制气过程中排放的废气在含多级能源利用单元的直通式弥散氧化炉中处理后，通过烟囱可以直接排放。本装置能降低投资成本、减少运行能耗、缩小占地面积，具有良好的推广和应用价值。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，1为燃烧器，2为弥散氧化炉，3为空气风机，4为空气管路，5为废气管路，6为空气预热器，7为废气预热器，8为余热锅炉，9为烟囱。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面结合实施例及附图详细说明本实用新型的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图1所示，是一种多级能源利用弥散氧化废气处理装置，包括弥散氧化炉2、空气预热器6、废气预热器7、余热锅炉8和烟囱9，其中，弥散氧化炉2是含耐火内衬的碳钢容器，弥散氧化炉炉内设置有耐火砖与隔热砖，既保证炉内高温环境，又防止碳钢表面温度过高造成大量热损失；弥散氧化炉2前端设置有燃烧器1，燃烧器1不局限燃烧燃料气，也可以燃烧燃料液。燃烧器1主要用于弥散氧化炉2的启炉阶段，而在处理废气阶段时，燃烧器1会根据弥散氧化炉2炉内温度进行联锁调节；空气预热器6和废气预热器7均采用浮管式换热器。余热锅炉8采用火管式。利用余热锅炉8将烟气的排烟温度降低，并同时副产饱和或者过热蒸汽。

弥散氧化炉2的高温烟气排放管路依次与空气预热器6的壳程、废气预热器7的壳程、余热锅炉8和烟囱9为直通式的串联连接，高温烟道无弯处。空气预热器6的管程进气口连接有空气风机3，空气预热器6的管程出气口通过空气管路4与弥散氧化炉2的空气入口相连通，废气预热器7的管程出气口通过废气管路5与弥散氧化炉2的废气入口相连通。

具体的工作过程为：利用弥散氧化炉2处理煤制焦和煤制气过程中排放的废气时，废气通过废气预热器7预热后经废气管路5 进入弥散氧化炉2，空气通过空气风机3进入空气预热器6经预热后经空气管路4被送至弥散氧化炉2，空气预热器6和废气预热器7的热源来自弥散氧化炉2排放的高温烟气，高温烟气的热量依次被空气预热器6、废气预热器7和余热锅炉8逐级利用，最终经烟囱9排放至大气。

本装置可应用于弥散氧化工艺，属于直燃式热氧化TO工艺，仅利用含多级能源利用单元的直通式弥散氧化炉，既能实现治理煤化工排放废气时不大量消耗燃料气/液，又能实现减少投资成本、减少占比面积。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (5)

1.一种多级能源利用弥散氧化废气处理装置，其特征在于，包括弥散氧化炉（2）、空气预热器（6）、废气预热器（7）、余热利用装置和烟囱（9），所述弥散氧化炉（2）的高温烟气排放管路依次与空气预热器（6）的壳程、废气预热器（7）的壳程、余热利用装置和烟囱（9）串联相通，所述的空气预热器（6）的管程进气口连接有空气风机（3），所述空气预热器（6）的管程出气口通过空气管路（4）与所述弥散氧化炉（2）的空气入口相连通，所述的废气预热器（7）的管程出气口通过废气管路（5）与所述弥散氧化炉（2）的废气入口相连通。

2.根据权利要求1所述的一种多级能源利用弥散氧化废气处理装置，其特征在于，所述的余热利用装置为余热锅炉（8）。

3.根据权利要求1所述的一种多级能源利用弥散氧化废气处理装置，其特征在于，所述弥散氧化炉（2）的前端设置有燃烧器（1），用于对弥散氧化炉（2）的启动。

4.根据权利要求1所述的一种多级能源利用弥散氧化废气处理装置，其特征在于，所述弥散氧化炉（2）的高温烟气排放管路与空气预热器（6）的壳程、废气预热器（7）的壳程、余热利用装置和烟囱（9）呈直线式连通。

5.根据权利要求1所述的一种多级能源利用弥散氧化废气处理装置，其特征在于，所述空气预热器（6）和废气预热器（7）为浮管式预热器。

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