CN218064859U - 一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统，燃烧换热装置包括燃烧室和设置于燃烧室上的导热油换热器，燃烧室与碳素电锻炉之间连接有烟气管道，导热油换热器的壳程进口与燃烧室相连，导热油换热器上部的管程出口与胶合板热压机的进油口之间连接有进油管道，胶合板热压机的出油口与导热油换热器下部的管程进口之间连接有出油管道，燃烧室还连接有送风管道。上述技术方案针对烟气的主要成分为可燃的一氧化碳和甲烷，通过点燃烟气回收烟气中的热量以及燃烧所产生的热量，减少烟气中热量的浪费以及对环境的热污染，使得电煅无烟煤的生产过程既环保又节能，增加了经济效益和社会效益。

Description

一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统

技术领域

本申请涉及碳素电锻炉烟气余热利用技术领域，特别是涉及一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统。

背景技术

电煅无烟煤是生产超微孔高炉炭块等多灰碳素制品不可或缺的基本原料，采用电炉高温而成，具有高导电、高导热、低灰、低硫、抗氧化等。电煅无烟煤作为生产下游含炭高品质产品的重要原料，具有优异的性能，例如灰分低，比电阻低，均质性好。电煅无烟煤是采用碳素电锻炉来生产的，其工作原理是通过上部电极、下部电极导入电流，利用炭质原料自身电阻产生的热量对炭质原料进行热处理，使热处理后的炭质原料达到电煅无烟煤的相应性能指标。炭质原料在碳素电锻炉内热处理过程中排出大量带有热量的烟气，碳素电煅炉烟气主要成分是一氧化碳和甲烷。

目前，碳素电锻炉排出的烟气通过点“天灯”明火大气排放，单台碳素电锻炉大气排放热烟气余热能量每小时95KW，每天排放2280KWh，折合标准煤为0.28吨/日（0.1229Kg/KWh）。按动力煤市场价650元/吨计，单台碳素电锻炉每天排放大气的能源损失182元/日，且对环境造成热污染，这样既造成环境热污染又造成能源浪费。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有技术中，碳素电锻炉排出的烟气通过点“天灯”明火大气排放，这样既造成环境热污染又造成能源浪费。提供一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统，针对烟气的主要成分为可燃的一氧化碳和甲烷，通过点燃烟气回收烟气中的热量以及燃烧所产生的热量，减少烟气中热量的浪费以及对环境的热污染，使得电煅无烟煤的生产过程既环保又节能，增加了经济效益和社会效益。

一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统，包括碳素电锻炉、燃烧换热装置和胶合板热压机，所述燃烧换热装置包括燃烧室和设置于所述燃烧室上的导热油换热器，所述燃烧室与所述碳素电锻炉之间连接有烟气管道，所述导热油换热器的壳程进口与所述燃烧室相连，所述导热油换热器上部的管程出口与所述胶合板热压机的进油口之间连接有进油管道，所述胶合板热压机的出油口与所述导热油换热器下部的管程进口之间连接有出油管道，所述燃烧室还连接有送风管道。

优选地，上述一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统中，在所述进油管道内导热油的流动方向上，所述进油管道上依次设置有第一温度传感器、旁路加热管道和第一电动阀门，所述旁路加热管道一端位于所述第一温度传感器与所述第一电动阀门之间，另一端位于所述第一电动阀门与所述胶合板热压机的进油口之间，且在所述旁路加热管道内导热油的流动方向上，所述旁路加热管道上依次设置有第二电动阀门和电加热器，所述第一电动阀门、所述第二电动阀门和所述电加热器均与所述第一温度传感器电连接。

优选地，上述一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统中，还包括补冷管道和设置于所述补冷管道上的第三电动阀门，所述补冷管道的一端与所述胶合板热压机的出油口相连，另一端与所述胶合板热压机的进油口相连通，在所述进油管道内导热油的流动方向上，所述进油管道上依次设置有第四电动阀门和第二温度传感器，所述第三电动阀门和所述第四电动阀门均与所述第二温度传感器电连接。

优选地，上述一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统中，所述补冷管道的另一端与所述进油管道相连，且连接处位于所述第四电动阀门与所述胶合板热压机的进油口之间。

优选地，上述一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统中，所述连接处位于所述第四电动阀门与所述第二温度传感器之间。

优选地，上述一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统中，所述进油管道上还设置有混油罐和第五电动阀门，所述补冷管道的另一端与所述混油罐相连，所述第二温度传感器设置于所述混油罐，所述混油罐位于所述第四电动阀门与所述胶合板热压机的进油口之间，所述第五电动阀门位于所述混油罐与所述胶合板热压机的进油口之间，且所述第五电动阀门与所述第二温度传感器电连接。

优选地，上述一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统中，还包括PLC控制系统，所述补冷管道上还设置有第三温度传感器，所述第三电动阀门、所述第四电动阀门、所述第二温度传感器和所述第三温度传感器均与所述PLC控制系统电连接。

优选地，上述一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统中，还包括依次相连的除尘器和脱硫脱硝塔，所述导热油换热器的壳程出口与所述除尘器相连。

优选地，上述一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统中，所述导热油换热器为具有折流板的列管式换热器。

本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本申请实施例公开的一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统中，碳素电锻炉所产生的高温烟气通过烟气管道通入到燃烧室，然后点火装置点燃高温烟气，以使高温烟气在燃烧室中燃烧，送风管道为燃烧室源源不断地提供空气，使得高温烟气燃烧充分，高温烟气燃烧后释放大量的热量，燃烧室内燃烧后的高温烟气通过导热油换热器的壳程进口进入到导热油换热器壳程内，与导热油换热器管程内的导热油进行换热，以使导热油吸收高温烟气燃烧后释放大量的热量，换热后的导热油通过进油管道通入到胶合板热压机中工作，为胶合板热压机提供热源，在胶合板热压机内释放完热量的从胶合板热压机的出油口通过出油管道通入到导热油换热器内，循环进行吸热换热，从而使得导热油连续不断地与燃烧后的高温烟气换热，以将燃烧后高温烟气中的热量回收利用，减少高温烟气中热量的浪费，防止高温烟气直接排放到大气中，以能够减少对环境的热污染，使得电煅无烟煤的生产过程既环保又节能，增加了经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本申请实施例公开的一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统的示意图。

其中：碳素电锻炉100、烟气管道110、燃烧换热装置200、燃烧室210、导热油换热器220、胶合板热压机300、进油管道410、第一温度传感器411、第一电动阀门412、第四电动阀门413、第二温度传感器414、出油管道420、旁路加热管道430、第二电动阀门431、电加热器440、补冷管道450、第三电动阀门451、第三温度传感器452、混油罐460、第五电动阀门461、送风管道470、除尘器500、脱硫脱硝塔600。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

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。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1，本申请实施例公开一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统，包括碳素电锻炉100、燃烧换热装置200和胶合板热压机300，其中：

碳素电锻炉100在生产电煅无烟煤的产生大量的高温烟气，高温烟气的主要成分是一氧化碳和甲烷，燃烧换热装置200包括燃烧室210和设置于燃烧室210上的导热油换热器220，导热油换热器220管程中的换热介质为导热油，燃烧室210与碳素电锻炉100之间连接有烟气管道110，碳素电锻炉100所产生的高温烟气通过烟气管道110通入到燃烧室210，燃烧室210内设置有点火装置，在高温烟气通入到燃烧室210后，点火装置点燃高温烟气，以使高温烟气燃烧，即高温烟气中的一氧化碳和甲烷燃烧，为了使高温烟气燃烧充分，燃烧室210还可以连接有送风管道470，为燃烧室210源源不断地提供空气，以使高温烟气中的一氧化碳和甲烷充分燃烧，一氧化碳和甲烷充分燃烧生成二氧化碳和水蒸气，高温烟气燃烧后释放大量的热量。

导热油换热器220的壳程进口与燃烧室210相连，燃烧室210内燃烧后的高温烟气通过导热油换热器220的壳程进口进入到导热油换热器220壳程内，与导热油换热器220管程内的导热油进行换热，以使导热油吸收高温烟气燃烧后释放大量的热量，换热后的导热油温度提高（能够在常压下提高至210℃左右）。导热油换热器220上部的管程出口与胶合板热压机300的进油口之间连接有进油管道410，换热后的导热油通过进油管道410通入到胶合板热压机300中工作，胶合板热压机300的工作性质、工作原理以及产物均为现有技术，为了文本简洁，在此不再赘述。这里通过导热油为胶合板热压机300提供热源，由于胶合板热压机300需要的热源温度为200℃左右，如果采用水蒸气为胶合板热压机300提供热源的话，就需要通过对水蒸气加压才能使其温度上升200℃左右，这将额外增加用于为水蒸气加压的设备以及资金投入，而导热油在常压下便能够加热至210℃左右，同时，水蒸气容易存在温差，加热不均匀，影响胶合板的质量，导热油温度均匀稳定，不会出现温度差。

导热油在胶合板热压机300工作时释放热量，释放热量后的导热油温度下降，从胶合板热压机300的出油口排出，胶合板热压机300的出油口与导热油换热器220下部的管程进口之间连接有出油管道420，胶合板热压机300内工作后的导热油通过出油管道420通入到导热油换热器220内，实现导热油的循环吸热、放热，从而连续不断地为胶合板热压机300提供热源，以使胶合板热压机300连续工作。

本申请实施例公开的一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统中，碳素电锻炉100所产生的高温烟气通过烟气管道110通入到燃烧室210，然后点火装置点燃高温烟气，以使高温烟气在燃烧室210中燃烧，送风管道470为燃烧室210源源不断地提供空气，使得高温烟气燃烧充分，高温烟气燃烧后释放大量的热量，燃烧室210内燃烧后的高温烟气通过导热油换热器220的壳程进口进入到导热油换热器220壳程内，与导热油换热器220管程内的导热油进行换热，以使导热油吸收高温烟气燃烧后释放大量的热量，换热后的导热油通过进油管道410通入到胶合板热压机300中工作，为胶合板热压机300提供热源，在胶合板热压机300内释放完热量的从胶合板热压机300的出油口通过出油管道420通入到导热油换热器220内，循环进行吸热换热，从而使得导热油连续不断地与燃烧后的高温烟气换热，以将燃烧后高温烟气中的热量回收利用，减少高温烟气中热量的浪费，防止高温烟气直接排放到大气中，以能够减少对环境的热污染，使得电煅无烟煤的生产过程既环保又节能，增加了经济效益和社会效益。

导热油与燃烧后的高温烟气换热后，导热油吸收了高温烟气中的热量，可能存在导热油在吸收热量后的温度没有达到胶合板热压机300正常工作所需要的温度，导致胶合板热压机300不能正常工作。基于此，在一种可选的实施例中，在进油管道410内导热油的流动方向上，进油管道410上可以依次设置有第一温度传感器411、旁路加热管道430和第一电动阀门412，旁路加热管道430一端位于第一温度传感器411与第一电动阀门412之间，另一端位于第一电动阀门412与胶合板热压机300的进油口之间，且在旁路加热管道430内导热油的流动方向上，旁路加热管道430上依次设置有第二电动阀门431和电加热器440，第一电动阀门412、第二电动阀门431和电加热器440均与第一温度传感器411电连接。

在具体的工作过程中，第一温度传感器411检测进油管道410内导热油的温度，在导热油温度满足达到胶合板热压机300正常工作所需要的温度时，第一温度传感器411控制第一电动阀门412处于开启状态，第二电动阀门431和电加热器440均处于关闭状态。当第一温度传感器411检测到导热油温度较低时，即没有达到胶合板热压机300正常工作所需要的温度时，第一温度传感器411控制第一电动阀门412处于关闭状态，第二电动阀门431和电加热器440均处于开启状态，以使温度较低的导热油通过旁路加热管道430进入到电加热器440内被加热，从而将导热油加热达到胶合板热压机300正常工作所需要的温度，保证胶合板热压机300能够正常工作，从而使得胶合板热压机300能够连续稳定地工作，提高余热利用系统的稳定性。

导热油与燃烧后的高温烟气换热后，导热油吸收了高温烟气中的热量，可能存在导热油在吸收热量后的温度较大地超过了胶合板热压机300正常工作所需要的温度，导致胶合板热压机300不能正常工作。基于此，在一种可选的实施例中，本申请公开的余热利用系统还可以包括补冷管道450和设置于补冷管道450上的第三电动阀门451，补冷管道450的一端与胶合板热压机300的出油口相连，另一端与胶合板热压机300的进油口相连通，在进油管道410内导热油的流动方向上，进油管道410上依次设置有第四电动阀门413和第二温度传感器414，第三电动阀门451和第四电动阀门413均与第二温度传感器414电连接。

在具体的工作过程中，第二温度传感器414检测进油管道410内导热油的温度，在导热油温度满足未超过胶合板热压机300正常工作所需要的温度时，第二温度传感器414控制第四电动阀门413处于开启状态，第三电动阀门451处于关闭状态。当第二温度传感器414检测到导热油温度较高时，即较大地超过了胶合板热压机300正常工作所需要的温度时，第二温度传感器414控制第三电动阀门451和第四电动阀门413的开度，以将温度较高的导热油与在胶合板热压机300内释放热量后温度较低的导热油混合，以使混合后的导热油温度满足胶合板热压机300正常工作所需要的温度，保证胶合板热压机300能够正常工作，从而使得胶合板热压机300能够连续稳定地工作，提高余热利用系统的稳定性。

具体地，旁路加热管道430与进油管道410具有两个连接处，第一个连接处位于第一温度传感器411与第一电动阀门412之间，第二个连接处位于第一电动阀门412与胶合板热压机300的进油口之间，第四电动阀门413可以位于第二个连接处与胶合板热压机300的进油口之间，这样能够实现在电加热器440将导热油加热后温度较高时，通过补冷管道450调整进入到胶合板热压机300内导热油的温度，进一步保证导热油温度满足胶合板热压机300正常工作所需要的温度，进一步使得胶合板热压机300能够连续稳定地工作，进一步提高余热利用系统的稳定性。

作为优选，补冷管道450的另一端与进油管道410相连，且连接处位于第四电动阀门413与胶合板热压机300的进油口之间，以使温度较高的导热油与在胶合板热压机300内释放热量后温度较低的导热油在进油管道410内混合后再进入胶合板热压机300，防止温度较高的导热油与在胶合板热压机300内释放热量后温度较低的导热油直接通入到胶合板热压机300内后再进行混合，从而进入到胶合板热压机300内的混合导热油均匀性较好，温度均匀性也较好，避免损坏胶合板热压机300，提高余热利用系统的可靠性。

进一步地，连接处可以位于第四电动阀门413与第二温度传感器414之间，以使第二温度传感器414检测混合后的导热油温度，第二温度传感器414根据混合后导热油的温度及时调整纠正第三电动阀门451和第四电动阀门413的开度，保证混合后导热油的温度能够稳定保持在满足胶合板热压机300正常工作所需要的温度，防止混合后的导热油无温度反馈而存在不满足胶合板热压机300正常工作所需要的温度的要求，进一步保证胶合板热压机300能够连续稳定地工作，进一步提高余热利用系统的稳定性与可靠性。

作为优选，进油管道410上还可以设置有混油罐460和第五电动阀门461，补冷管道450的另一端与混油罐460相连，第二温度传感器414设置于混油罐460，混油罐460位于第四电动阀门413与胶合板热压机300的进油口之间，第五电动阀门461位于混油罐460与胶合板热压机300的进油口之间，且第五电动阀门461与第二温度传感器414电连接。混油罐460的设置能够使得混合后的导热油混合均匀，温度均匀性较好，保证进入到胶合板热压机300内的导热油温度均匀，同时，只有在混油罐460内混合后的导热油温度满足胶合板热压机300正常工作所需要的温度的要求时，第二温度传感器414才控制第五电动阀门461处于开启状态，保证通入到胶合板热压机300内的导热油温度满足胶合板热压机300正常工作所需要的温度的要求，均温度均匀性较好。

为了更加精准地控制混合后导热油的温度，以使混合后导热油的温度满足胶合板热压机300正常工作所需要的温度的要求，可选地，本申请公开的余热利用系统还可以包括PLC控制系统，补冷管道450上还可以设置有第三温度传感器452，第三电动阀门451、第四电动阀门413、第二温度传感器414和第三温度传感器452均与PLC控制系统电连接。PLC控制系统通过第二温度传感器414和第二温度传感器414反馈的导热油温度，进行过计算，精准地控制第三电动阀门451和第四电动阀门413的开度，以精准地控制温度较高的导热油以及在胶合板热压机300内释放热量后温度较低的导热油的流量，以使二者混合后的温度精准地满足胶合板热压机300正常工作所需要的温度的要求，避免混合后的导热油温度波动较大，从而提高余热利用系统的精准性。

如上文所述，燃烧室210内燃烧后的高温烟气通过导热油换热器220的壳程进口进入到导热油换热器220壳程内，与导热油换热器220管程内的导热油进行换热，换热后的烟气从导热油换热器220的壳程出口排出，为防止烟气中其他有害物质直接排放到空气中污染环境，在一种可选的实施例中，本申请公开的余热利用系统还可以包括依次相连的除尘器500和脱硫脱硝塔600，导热油换热器220的壳程出口与除尘器500相连，换热后的烟气依次通过除尘器500和脱硫脱硝塔600净化后再进行排放，烟气净化过程中能够除去其他有害物质，避免排放后的烟气污染空气环境，以使电煅无烟煤的生产过程更加环保。

在本申请中，燃烧后的高温烟气与导热油通过导热油换热器220进行换热，为提高换热效率，在一种可选的实施例中，导热油换热器220可以为具有折流板的列管式换热器。具有折流板的列管式换热器换热路径较长，以使燃烧后的高温烟气与导热油充分换热，从而能够提高换热效率，进一步避免热量浪费。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统，其特征在于，包括碳素电锻炉（100）、燃烧换热装置（200）和胶合板热压机（300），所述燃烧换热装置（200）包括燃烧室（210）和设置于所述燃烧室（210）上的导热油换热器（220），所述燃烧室（210）与所述碳素电锻炉（100）之间连接有烟气管道（110），所述导热油换热器（220）的壳程进口与所述燃烧室（210）相连，所述导热油换热器（220）上部的管程出口与所述胶合板热压机（300）的进油口之间连接有进油管道（410），所述胶合板热压机（300）的出油口与所述导热油换热器（220）下部的管程进口之间连接有出油管道（420），所述燃烧室（210）还连接有送风管道（470）。

2.根据权利要求1所述的一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统，其特征在于，在所述进油管道（410）内导热油的流动方向上，所述进油管道（410）上依次设置有第一温度传感器（411）、旁路加热管道（430）和第一电动阀门（412），所述旁路加热管道（430）一端位于所述第一温度传感器（411）与所述第一电动阀门（412）之间，另一端位于所述第一电动阀门（412）与所述胶合板热压机（300）的进油口之间，且在所述旁路加热管道（430）内导热油的流动方向上，所述旁路加热管道（430）上依次设置有第二电动阀门（431）和电加热器（440），所述第一电动阀门（412）、所述第二电动阀门（431）和所述电加热器（440）均与所述第一温度传感器（411）电连接。

3.根据权利要求1所述的一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统，其特征在于，还包括补冷管道（450）和设置于所述补冷管道（450）上的第三电动阀门（451），所述补冷管道（450）的一端与所述胶合板热压机（300）的出油口相连，另一端与所述胶合板热压机（300）的进油口相连通，在所述进油管道（410）内导热油的流动方向上，所述进油管道（410）上依次设置有第四电动阀门（413）和第二温度传感器（414），所述第三电动阀门（451）和所述第四电动阀门（413）均与所述第二温度传感器（414）电连接。

4.根据权利要求3所述的一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统，其特征在于，所述补冷管道（450）的另一端与所述进油管道（410）相连，且连接处位于所述第四电动阀门（413）与所述胶合板热压机（300）的进油口之间。

5.根据权利要求4所述的一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统，其特征在于，所述连接处位于所述第四电动阀门（413）与所述第二温度传感器（414）之间。

6.根据权利要求3所述的一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统，其特征在于，所述进油管道（410）上还设置有混油罐（460）和第五电动阀门（461），所述补冷管道（450）的另一端与所述混油罐（460）相连，所述第二温度传感器（414）设置于所述混油罐（460），所述混油罐（460）位于所述第四电动阀门（413）与所述胶合板热压机（300）的进油口之间，所述第五电动阀门（461）位于所述混油罐（460）与所述胶合板热压机（300）的进油口之间，且所述第五电动阀门（461）与所述第二温度传感器（414）电连接。

7.根据权利要求3所述的一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统，其特征在于，还包括PLC控制系统，所述补冷管道（450）上还设置有第三温度传感器（452），所述第三电动阀门（451）、所述第四电动阀门（413）、所述第二温度传感器（414）和所述第三温度传感器（452）均与所述PLC控制系统电连接。

8.根据权利要求1所述的一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统，其特征在于，还包括依次相连的除尘器（500）和脱硫脱硝塔（600），所述导热油换热器（220）的壳程出口与所述除尘器（500）相连。

9.根据权利要求1所述的一种电煅无烟煤生产烟气余热利用系统，其特征在于，所述导热油换热器（220）为具有折流板的列管式换热器。

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