CN2880828Y - 红焦煨焖养生干熄焦装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供的红焦煨焖养生干法熄焦装置，包括熄焦罐体、罐体的顶部为带密封盖焦炭入口、罐体底部为带密封门焦炭出口、罐体内为熄焦室；其特征在于：罐体是由双层钢板焊接构成内装冷却水的水套，其中间粗大，上部下部细小；罐体下部设有入水管，冷却水从罐体底部进入水套和水管内；罐体肩部一侧设有连通水套的出汽管，另一侧设有氢气排出管，氢气排出管与焦罐体的熄焦室相通。熄焦室设置有至少三组散热水管，散热水管与罐体的水套在四周连通，并构成了水汽循环的网络。本熄焦装置和干熄焦工艺简单，能够提高焦炭品质，并使焦炭余热和氢气综合利用，既适应于新建焦化厂，也适应于现有焦化厂湿法熄焦的改造。

Description

红焦煨焖养生干熄焦装置
技术领域
本实用新型属于焦化干熄焦设备，特别涉及到红焦煨焖养生干熄焦装置---又叫熄焦塔或者熄焦罐。
背景技术
目前，大多数焦化行业在炼焦中通常采用两种熄焦方法，一是用水喷淋湿法熄焦，二是采用惰性气体干法熄焦。水喷淋湿法熄焦是当红焦推出炼焦炉后，装入熄焦车运往熄焦塔下，用密集的强水喷洒而达到熄焦目的，其存在的问题：
(1)红焦由1000℃左右用1-2分钟时间降到20℃左右，突变温差980℃，致使焦炭产生物理缩裂反应，直接影响焦炭强度，红焦与水的接触，产生了汽化、氧化化学反应，使焦炭热值受损，降低焦炭质量。
(2)湿熄用水量一般一吨焦需2立方水以上，造成水资源的浪费和水质的污染。
(3)喷洒过程中产生大量水蒸汽快速上升，将夹带粉尘碳烟SO2 NO腾空飞扬。为了节约用水，用喷淋后的废水循环补充继续使用，其含有酚HCN H2S等有毒气体，对人体健康十分有害，造成环境污染和大气的破坏。
(4)红焦炭所产生的热量、氢气不能够有效利用白白浪费。
惰性气体干法熄焦是将红焦置于竖炉内以逆流通人冷循环惰性气体冷却焦炭。
(5)美国采用干、湿组合熄焦技术，即将红焦放入带蓖条的斜熄焦室后，先用水喷洒冷却至500℃——600℃。再用惰性气体进一步冷却到200℃，最后再用水喷洒冷却到20℃。如中国专利号：CNO2829821.7公开的干熄焦方法所述的类同。
(6)德国采用干熄焦与煤预热相结合的半工业装置，是以高炉煤气作为冷1却介质，在干熄室中回收焦炭的显热后，热高炉煤气对气动运输中煤料进行干燥和预热，高炉煤气经进一步冷却并分离出水分后，返回管网循环使用。
以上各种形式的干法熄焦，皆采用惰性气体或冷煤气，每熄一吨焦炭大约需要1500立方米的气体，其工艺复杂，设备庞大，投资约为焦炉投资的35——40％。再则红焦由1000℃在1-2分钟时间内降到20多度，突变温差大，没有缓冲养身余地，直接影响焦炭质量。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有熄焦技术存在的不足和缺点，利用现有的熄焦车进行改造，提出熄焦罐体隔绝空气煨焖养生干法熄焦工艺，设备简单，工序不复杂，造价低廉，并能提高焦炭品质，焦炭余热和氢气综合利用的红焦煨焖养生干熄焦装置。
为实现上述目的本实用新型的技术方案是：
红焦煨焖养生干法熄焦装置包括熄焦罐体、罐体的顶部为带密封盖焦炭入口、罐体底部为带密封门焦炭出口、罐体内为熄焦室；其特征在于：罐体是由双层钢板焊接构成内装冷却水的水套，其中间粗大，上部下部细小；罐体下部设有入水管，冷却水从罐体底部进入水套和水管内；罐体肩部一侧设有连通水套的出汽管，另一侧设有氢气排出管，氢气排出管与焦罐体的熄焦室相通；在所述的罐体内熄焦室设置有至少三组散热水管，散热水管与罐体的水套在四周连通，并构成了水汽循环的网络。
红焦煨焖养生干法熄焦互联装置由至少两个所述的熄焦罐体并排组成；入水管与入水管互相连通，出汽管与出汽管互相连通，氢气排出管与氢气排出管互相连通；出汽管通过桥管连通到蒸汽集汽罐，氢气排出管通过桥管及设置的除尘粒装置连通到氢气集气罐，氢气过滤后进入氢气集气罐内。
所述的罐体内熄焦室设置的散热水管，上粗下细。罐体上还可设有进汽管，进汽管与出汽管连通，并连通罐体内熄焦室上部设置有蒸汽喷淋装置。
红焦煨焖养生干熄焦装置可以煨焖养生的干法熄焦，在红焦推出炼焦炉后，利用现有的熄焦车装置，将红焦装入熄焦罐内煨焖，在隔绝空气的条件下，继续煨焖2——3小时。由于熄焦罐是双层钢板和钢管结构而成的内装有冷却水的水套和管道，根据物体内高温区向低温流散热能的物理特性，在水套和管道内的冷却循环水的作用下使红焦的热能带走，红焦在熄焦罐内煨焖养生过程中缓慢降温，达到干熄焦目的，并将红焦热能由冷却循环水带出，作为动能和热源来充分利用，同时，可收取红焦排出的氢气。红焦煨焖养生干熄焦装置与现有技术相比。其优点是：
(1)、由于煤料在炼焦炉内从低温到高温变化为强硬的结合固体焦炭，经过了物理反应，化学反应一系列强烈的活动，在成焦过程中，受温程度不均匀，有的部位成熟过分，有的部位还未完全成熟，红焦出炉后不能急于用冷水或冷气熄灭焦炭，还需留有一段养生时间，进一步提高焦炭的成熟度和均匀度，使结构致密化，网状裂纹，气孔率减少，内部热应力降低，增大真密度。养生使红焦后期的热分解，热缩聚程度提高，焦炭含氧量和挥发分平稳降低，焦炭气孔壁材质强度致密。再则，养生干熄过程中，因料层左右磨擦，上下运动的沉降碰撞，相互间发生运动力，使大块焦的受力面大，形成整体裂纹提前开裂，块度均匀地破碎，使之耐磨性改善，反应性降低，从而提高焦炭显微强度、耐磨强度和反应后的强度。M40提高3-4％，M10提高0.3-0.8％，热反应性降低10-13％，在焦炭质量不变的情况下，可多配10-20％的弱粘结煤。15-25％的气煤，从而扩大炼焦品种，有效利用煤资源，降低炼焦成本，可节约水0.38-1.2/吨焦。炼铁高炉使用干熄焦炭，可降低焦比2％，增产1％。
(2)、煨焖养生，干法熄焦的热能利用
1000℃左右的红焦，其显热约1.6MJ/Kg，该热量约占炼焦耗热量35-40％，在煨焖养生、干法熄焦的过程中，焦炭显热量由熄焦罐体内的冷水吸收80％，每吨红焦约生产出蒸汽温度达450℃，压力为4MPa的蒸汽400Kg-450Kg(先进值可达600Kg)可降低焦化工序能耗68Kg/t。日产3000多吨焦炉生产线，可生产压力4MPa 120万Kg.的蒸汽。
A、可用于钢铁冶炼的自行用蒸汽。
B、可进入供暖系统供暖。
C、可用于焦化厂炼焦的煤料预热。捣固炼焦可增加煤料堆密度，改变煤料在软化前段的加热速度，增大塑性体系的温度范围和流动性，有利于分子间作用和有序过程的进行，提高焦炭的各向异性程度，改善了煤的粘结性，以使炼焦配煤中配入较多的粘结性较差的弱粘煤、气煤。可改变焦炭质量，按用户所需求生产出适应各种用途的焦炭。蒸汽对煤预热克服了湿煤捣固存在的缺陷。整个工艺的单元设备，减少投资。总的技术并不复杂，经济效益更加显著，应用前景是很广阔的。再则是用蒸汽热载体热压型焦。此工艺对脱硫有显著的效果。
D、若有投资可用于蒸汽直接发电。
E、蒸汽通过汽轮发电机后的余热气体再进入供暖。系统供暖，也可建一个大型封闭式游泳、洗浴场，一年四季调配水温，冷却水回到熄焦罐体内循环使用。
(3)、煨焖养生干法熄焦过程中的氢气收取利用。推出炼焦炉的红焦每吨有30-50立方米的氢气可在煨焖熄焦罐内干熄过程中收取利用。氢是一种二次能源，是一种优质燃料，也是石油，煤焦化工、化肥和冶金工业中的重要原材料。
A氢气与蒸汽联合循环发电，其能量转换远大于现有的火力发电
B用于冶金还原，冶金冶炼，炼焦的助燃。
C煤的气化液化重油的精练，煤气制甲醇，其它化工产品的摧化制造。
D装入高压气体瓶，用于金属的切割、焊接。
(4)、罐体底部为焦炭出口，设置为不让空气进入的密封自动开闭，定时出焦。这个部位特别提出的是如果氢气市场好，需求量大，经济效益理想时，利用罐体上设有进汽管，进汽管与出汽管连通，并连通罐体内熄焦室上部设置有蒸汽喷淋装置。在出焦口上部(红焦温度已降到500℃左右)。一是加快熄焦速度。二是总体上减少了熄焦罐的个数。三是蒸汽与焦炭热接触反应大大提高了氢气的产出量。
附图说明
图1是红焦煨焖养生干法熄焦装置结构示意图；
图2是红焦煨焖养生干法熄焦装置俯视图；
图3是红焦煨焖养生干法熄焦互联装置结构示意图；
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
图1所示，红焦煨焖养生干法熄焦装置是一种立式罐体。它包括熄焦罐体1，罐体的顶部为带密封盖焦炭入口2，罐体底部为带密封门焦炭出口3，罐体内为熄焦室4。罐体是由双层钢板焊接构成内装冷却水的水套5，其中间粗大，上部下部细小，如枣核形立式桶体；罐体下部设有入水管6，冷却水从罐体底部进入水套和水管内；罐体肩部一侧设有连通水套的出汽管7，罐体的水套内产生的水蒸汽由出汽管向外输出；另一侧设有氢气排出管8，氢气排出管与焦罐体的熄焦室相通。图2所示，在罐体内熄焦室设置有数根上粗下细便于焦炭下行的散热水管9，散热水管与罐体的水套在四周连通，并构成了水汽循环的网络。罐体上还可以设有进汽管，进汽管与出汽管连通，并连通罐体内熄焦室上部设置有蒸汽喷淋装置10。
图3所示，红焦煨焖养生干法熄焦互联装置。它由多个上述的立式罐体并排组成；入水管与入水管互相连通，出汽管与出汽管互相连通，氢气排出管与氢气排出管互相连通。出汽管通过桥管连通到蒸汽集汽罐11，蒸汽集汽罐可作为动力或供热的热源。氢气排出管通过桥管及设置的除尘粒装置12连通到氢气集气罐13，氢气过滤后进入氢气集气罐内。
红焦煨焖养生干法熄焦装置示例，其熄焦罐中间直径6m，高6m，肩角高2.5m，底角2m，总高度14m左右，容积200m3左右，有效熄焦容积150m3，每隔4小时为一轮循环，每一罐体日熄焦能量为450t，可根据日生产焦炭量而设置熄焦罐的数量，组成煨焖养生熄焦，生产蒸汽，吸收氢气的整体循环系统。
红焦煨焖养生干熄焦装置是在隔绝空气的条件下将红焦煨焖养生，提高了焦炭质量，又能降温熄焦。红焦的热能将罐体内的冷水生产出蒸汽利用，同时将红焦的氢气收取，从而达到养生、熄焦、生产蒸汽和氢气四位一体的有机结合。它将红焦在一个和谐安全的环境条件下熄灭，并将余热、余气加以集收，达到使资源充分有效利用。仅节约而言，红焦煨焖养生干熄焦与湿熄焦两法相比，湿熄焦被水冲损焦炭0.8-1％，年产百万吨生产能力的焦化厂无形损失一万吨焦，经济损失1000--3000万元。红焦煨焖养生干熄焦节省了水资源，扩大炼焦煤源，降低了生产成本。使用红焦煨焖养生干熄焦能提高冶金产量，降低焦比等都有积极的作用。特别是对环境保护，优化生产条件更为明显，对提高经济效益，社会效益有着重要的意义。它即适应于新建焦化厂，也适应于现有焦化厂湿法熄焦的改造。

Claims (4)

1、一种红焦煨焖养生干法熄焦装置，包括熄焦罐体，罐体的顶部为带密封盖焦炭入口，罐体底部为带密封门焦炭出口，罐体内为熄焦室；其特征在于：罐体是由双层钢板焊接构成内装冷却水的水套，其中间粗大，上部下部细小；罐体下部设有入水管，冷却水从罐体底部进入水套和水管内；罐体肩部一侧设有连通水套的出汽管，另一侧设有氢气排出管，氢气排出管与焦罐体的熄焦室相通；在熄焦室设置有至少三组散热水管，散热水管与罐体的水套在四周连通，并构成了水汽循环的网络。
2、根据权利要求1所述的一种红焦煨焖养生干法熄焦互联装置，其特征在于：它由至少两个所述的熄焦罐体并排组成；入水管与入水管互相连通，出汽管与出汽管互相连通，氢气排出管与氢气排出管互相连通；出汽管通过桥管连通到蒸汽集汽罐，氢气排出管通过桥管及设置的除尘粒装置连通到氢气集气罐，氢气过滤后进入氢气集气罐内。
3、根据权利要求1所述的一种红焦煨焖养生干法熄焦互联装置，其特征在于：所述的罐体内熄焦室设置的散热水管，上粗下细。
4、根据权利要求1所述的一种红焦煨焖养生干法熄焦互联装置，其特征在于：罐体上设有进汽管，进汽管与出汽管连通，并连通罐体内熄焦室上部设置有蒸汽喷淋装置。
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