一種溼法熄焦系統的製作方法

2023-05-09 11:56:26 1

本實用新型涉及熄焦技術領域，尤其涉及一種溼法熄焦系統。

背景技術：

焦爐出來的熾熱焦炭必須在短時間內進行熄滅，使其溫度迅速降下來，以便運輸和儲存。目前國內主要採用的是溼法及幹法熄焦。溼法熄焦設備簡單，成本低廉，但汙染嚴重，大量的熄焦蒸汽餘熱不能被回收利用，屬於焦化系統重點整治的部分。現在推行的幹法熄焦技術能避免常規溼法熄焦的汙染問題，還能回收熱能，但是設備投資大，運行成本高，存在焦炭燒損、冶金焦率降低等不足，且幹法熄焦炭水分低，運輸、裝車、卸車除塵困難，在獨立焦化企業推廣難度大。在常規溼法熄焦中，熄焦水對高溫紅焦進行降溫，極速產生大量蒸汽，大量化學有害物質及熄焦過程產生的焦粉顆粒隨熄焦蒸汽排放至大氣中，對環境汙染極大，影響人民身體健康。雖然目前採取了一些除塵措施，但仍達不到環保要求。

技術實現要素：

針對現有技術中的存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種環保性較好的溼法熄焦系統。

為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是：

一種溼法熄焦系統，包括：

熄焦槽，其內用於容置焦炭，所述熄焦槽上設置有進液口、出液口、進焦口、排焦口以及熄焦蒸汽出口；

熱交換器，其上設置有進氣口、出氣口、換熱介質入口以及換熱介質出口，所述熱交換器的進氣口通過第一管道與所述熄焦槽的熄焦蒸汽出口連接以使熄焦產生的熄焦蒸汽進入所述熱交換器，進入所述熱交換器的所述熄焦蒸汽與所述熱交換器內的換熱介質進行熱交換使熄焦蒸汽中的水蒸汽液化；

洗淨塔，其上設置有進氣口和出氣口，所述洗淨塔的進氣口通過第二管道與所述熱交換器的出氣口連接，以將經所述熱交換器處理後的熄焦蒸汽引入所述洗淨塔中，所述洗淨塔用於使熄焦蒸汽中的氨氣和剩餘水蒸汽液化以分離出不凝氣體並將不凝氣體通過出氣口通入焦爐。

優選地，所述熱交換器包括管程和殼程，所述熱交換器的進氣口和出氣口通向所述殼程，換熱介質入口以及換熱介質出口通向所述管程；所述溼法熄焦系統還包括過濾池和回收池，所述過濾池和所述回收池上均設置有進液口和出液口，所述熱交換器上還設置有通向所述殼程的出液口，所述過濾池的進液口通過第三管道與所述熱交換器的出液口連接以將所述熱交換器中液體引入所述過濾池中並對該液體進行過濾，所述回收池的進液口與所述過濾池的出液口通過第四管道連接以接收過濾後的液體。

優選地，所述熱交換器的頂部設置有通向所述殼程的衝洗口，所述熱交換器的出液口設置在所述熱交換器的底部；所述過濾池上還設置有旁通口，所述過濾池的旁通口通過第五管道與所述熱交換器的衝洗口連接，所述第五管道上設置有第一水泵以使經過濾池過濾後的液體從所述熱交換器的頂部進入所述熱交換器內以衝洗所述熱交換器。

優選地，所述第一管道上設置有除塵裝置。

優選地，所述第二管道上設置有第一風機。

優選地，所述洗淨塔自上而下分為相貫通的氣腔段和液腔段，所述氣腔段和所述液腔段之間連接有設置在所述洗淨塔外部的第六管道，所述第六管道上設置有第二水泵和冷卻器，以使液腔段內的液體經所述冷卻器冷卻後從所述氣腔段上部泵入所述洗淨塔。

優選地，所述溼法熄焦系統還包括集液池和水槽，所述集液池上設置有進液口和出液口，所述集液池的進液口分別通過第七管道、第八管道、第九管道與所述熄焦槽的出液口、回收池的出液口、洗淨塔的液腔段連接，所述水槽上設置有進液口和出液口，所述集液池的出液口通過第十管道與所述水槽的進液口連接，所述第十管道上設置有第三水泵以將所述集液池中的液體泵入所述水槽中，所述水槽的出液口通過第十一管道與所述熄焦槽的進液口連接以在熄焦過程向所述熄焦槽內提供熄焦水。

優選地，所述第一管道沿熄焦蒸汽流動方向形成第一支路和第二支路，所述第一支路與所述熱交換器的進氣口連接，所述除塵裝置設置在所述第一支路上，所述第二支路上設置有第二風機。

優選地，所述熄焦槽包括一殼體，所述殼體內平鋪有多層間隔排布的噴射管，每根所述噴射管包覆有隔熱層，所述隔熱層外包覆有自砌箱型梁；所述噴射管與所述熄焦槽的進液口連通；所述熄焦蒸汽出口設置在所述殼體的頂部；所述進焦口設置在所述殼體頂部並位於所述熄焦蒸汽出口的一側，並由密封蓋封堵。

與現有技術相比，本實用新型的溼法熄焦系統的有益效果是：本實用新型溼法熄焦系統以換熱的方式獲得熄焦蒸汽中的熱量，並對熄焦蒸汽中的水蒸汽進行回收，更重要的是有效防止了熄焦蒸汽直接排入大氣對環境的影響。

附圖說明

圖1為本實用新型的溼法熄焦系統的結構示意圖。

圖2為本實用新型的熄焦槽的結構示意圖。

圖3圖2的F向視圖。

圖4為本實用新型的噴射管的結構剖圖。

圖中：

1-熄焦槽；2-洗淨塔；3-熱交換器；4-過濾池；5-回收池；6-運焦皮帶；7-集液池；8-水槽；9-第三水泵；10-第一水泵；11-第一風機；12-第二水泵；13-補水管道；14-換熱介質入口；15-換熱介質出口；16-氣動調節閥；17-除塵裝置；18-第二風機；19-第一管道；20-第二管道；191-第一支路；192-第二支路；21-第三管道；22-第四管道；23-第五管道；24-第六管道；25-第七管道；26-第八管道；27-第九管道；28-第十管道；29-第十一管道；30-第十二管道；31-廢水管道；32-冷卻器；101-排焦閥門；102-頂層噴射層；103-下層噴射層；104-密封蓋；105-熄焦蒸汽出口；106-噴射管；107-隔熱層；108-箱型梁。

具體實施方式

為使本領域技術人員更好的理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作詳細說明。

如圖1和圖2所示，本實用新型的實施例公開了一種溼法熄焦系統，該溼法熄焦系統包括熄焦槽1、熱交換器3、洗淨塔2。熄焦槽1在本實施例中優選為封閉式熄焦槽，如圖2所示，其具體結構為：由殼體圍成一個腔體，腔體內間隔設置有三層噴射層，每層噴射層由間隔設置的多個噴射管106排布形成，該噴射管106外包覆有由隔熱材料製成的隔熱層107，隔熱層107外自砌形成一道箱型梁108；噴射管106通向殼體外側形成熄焦槽1的進液口，使用外接熄焦水通過進液口進入噴射管106內並通過噴射管106對紅焦進行噴灑熄焦。優選地，進液口具有兩個，即上進液口和下進液口，上進液口與頂層噴射層102的噴射管106連通，下進液口與兩個下層噴射層103的噴射管106連通，上進液口和下進液口用於連接不同來源的熄焦水。隔熱層107和箱型梁108均用於密封和保護噴射管106以防止紅焦腐蝕噴射管106。殼體的上方為封閉結構，並在殼體的頂部開設有進焦口和熄焦蒸汽出口105，進焦口上安裝有密封蓋104，用於在向腔體內裝入紅焦後封蓋腔體，殼體的下部形成有排焦口。使用熄焦槽1熄焦時，紅焦(熾熱的焦炭)通過進焦口落入殼體的底部，熄焦水通過上進液口和下進液口進入三層噴射層的噴射管106中，噴射管106向紅焦噴射熄焦水以降低紅焦溫度，同時產生大量熄焦蒸汽，使用熄焦水熄焦後，在負壓抽吸或壓力送風的作用下，焦炭溫度繼續降低形成冷焦，此時，打開排焦口處的排焦閥門101，使冷焦落入運焦皮帶6，運焦皮帶6將冷焦輸送至焦倉。熱交換器3上設置有進氣口、出氣口、換熱介質入口14以及換熱介質出口15，進氣口的位置高於出氣口，熱交換器3的進氣口通過第一管道19與熄焦槽1的熄焦蒸汽出口105連接，從而將熄焦所產生的熄焦蒸汽通過熄焦蒸汽出口105引入熱交換器3中，熄焦蒸汽在熱交換器3中與從換熱介質入口14流入並從換熱介質出口15流出的換熱介質進行熱交換，以從熄焦蒸汽中獲得熱量，熄焦蒸汽中的大部分水蒸汽經換熱後液化。洗淨塔2上設置有進氣口和出氣口，洗淨塔2的進氣口通過第二管道20與熱交換器3的出氣口連接，以將經熱交換器3處理後的熄焦蒸汽引入洗淨塔2中，在該系統中，洗淨塔2作用在於：使熄焦蒸汽中的氨氣和剩餘水蒸汽液化，並分離出不凝氣體，該不凝氣體通過連接於洗淨塔2的出氣口上的第十二管道30引入焦爐中以作為燃料。

本實用新型溼法熄焦系統以換熱的方式獲得熄焦蒸汽中的熱量，並對熄焦蒸汽中的水蒸汽進行回收，更重要的是有效防止了熄焦蒸汽直接排入大氣對環境的影響。

在本實用新型的一個優選實施例中，熱交換器3具體包括管程和殼程，熱交換器3的進氣口和出氣口通向殼程，換熱介質入口14以及換熱介質出口15通向管程；溼法熄焦系統還包括過濾池4和回收池5，過濾池4和回收池5上均設置有進液口和出液口，熱交換器3上還設置有通向殼程的出液口，並且過濾池4的進液口通過第三管道21與熱交換器3的出液口連接，回收池5的進液口與過濾池4的出液口通過第四管道22連接。如此，熱交換器3中液體通過第三管道21被引入過濾池4中，在過濾池4中，液體被過濾以將液體內的雜質濾除，並通過第四管道22將過濾後的液體引入回收池5內進行存儲。

熄焦蒸汽在進行換熱和液化的過程中，熱交換器3的管程外會附著上熄焦蒸汽中的雜質，影響換熱性能，為除去這些雜質，在本實用新型的一個優選實施例中，熱交換器3的頂部設置有通向殼程的衝洗口，熱交換器3的出液口設置在熱交換器3的底部；過濾池4上還設置有旁通口，過濾池4的旁通口通過第五管道23與熱交換器3的衝洗口連接，第五管道23上設置有第一水泵10。如此，在不熄焦時，在第一水泵10的作用下，經過濾池4過濾後的部分液體作為衝洗液以一定壓力從熱交換器3的頂部的衝洗口進入熱交換器3內，通過噴射以衝洗熱交換器3的管程，進而去除管程上的雜質，衝洗下的雜質隨衝洗液經熱交換器3的出液口進入過濾池4再次進行過濾。

為防止熄焦蒸汽中的雜質過多的進入熱交換器3內，第一管道19上設置有除塵裝置17，該除塵裝置17將從熄焦槽1中排出的熄焦蒸汽中的雜質大部分除去以防止熱交換器3內發生堵塞。

為加快熄焦蒸汽的流動速度，在第二管道20上設置有第一風機11，該第一風機11使熄焦槽1、第一管道19、熱交換器3內部形成負壓，進而加快了熄焦蒸汽的流動速度。

洗淨塔2可通過多種方式進一步除去熄焦蒸汽中的水蒸汽和氨氣並同時獲得不凝氣體，在本實用新型的一個優選實施例中，洗淨塔2自上而下分為相貫通的氣腔段和液腔段，氣腔段和液腔段之間連接有設置在洗淨塔2外部的第六管道24，第六管道24上設置有第二水泵12和冷卻器32。如此，在第二水泵12的作用下，液腔段內的液體經冷卻器32冷卻後進入氣腔段，並與氣腔段內的熄焦蒸汽以噴淋的方式進行接觸，經冷卻器32冷卻的液體溫度遠低於熄焦蒸汽的溫度，從而使熄焦蒸汽中的水蒸汽液化，熄焦蒸汽中的氨氣溶於液體中，經此過程，不凝氣體被完全分離出，該不凝氣體可直接作為燃料通入焦爐，為防止第二水泵12抽空，在第六管道24上連接一個補水管道13。

應該理解：上述中的液體的主要成分為液體水，並不可避免的存在混入液態水的其他氣體以及雜質，並且洗淨塔2的進氣口通向氣腔段，洗淨塔2的出氣口位於洗淨塔2的進氣口的上方。

為了循環利用熄焦過程所產生的液體，溼法熄焦系統還包括集液池7和水槽8，集液池7上設置有多個進液口和出液口，集液池7的多個進液口分別對應通過第七管道25、第八管道26、第九管道27與熄焦槽1的出液口、回收池5的出液口、洗淨塔2的液腔段連接，水槽8上設置有進液口和出液口，集液池7的出液口通過第十管道28與水槽8的進液口連接，第十管道28上設置有第三水泵9以將集液池7中的液體泵入水槽8中，水槽8的出液口通過第十一管道29與熄焦槽1上的下進液口連接以將水槽8中的液體作為熄焦水通入兩個下層噴射層103中的噴射管106內。優選地，上進液口與其他水源連接，如汙水處理站等。

利用液體對紅焦的熄焦過程包括兩個階段：第一階段是通過上進液口向熄焦槽1內的頂層噴射層102的噴射管106通少量熄焦水(汙水)，該階段的用水量為焦炭量的15％-30％，該階段能夠對紅焦快速降溫，減少熄焦過程中水煤反應發生，同時將汙水中的有機物熱解，達到對高濃度汙水處理的效果；第二階段是通過下進液口向熄焦槽1內的兩個下層噴射層103的噴射管106通入大量熄焦水(該熄焦水是從集液池7進入水槽8的循環水)使焦炭繼續降溫，過量的熄焦水從熄焦槽1底部的出液口進入集液池7並再次泵入水槽8進行循環利用。作為優選，頂層的噴射管106與下面兩層的噴射管106相垂直設置，從而對熄焦槽1內的焦炭實現交錯噴射熄焦。

此外，熄焦槽1在同一時間內只熄一爐焦炭，熄焦槽1裝紅焦前要裝入一層冷焦，以保護熄焦槽1的內部設備，熄焦槽1同時具有熄焦和晾焦功能。

熄焦槽1的頂部的密封蓋104採用水封方式進行密封，熄焦槽1還設有料位監測裝置和熄焦水分離裝置。

由上可知，利用熄焦水進行熄焦分為兩個過程：一是通過噴射裝置102直接噴淋焦炭，以快速將焦炭溫度較低，另一個是通過隔熱冷卻層103吸收焦炭冷熱，進而降低焦炭溫度。

為使焦炭溫度快速較低，第一管道19沿熄焦蒸汽流動方向形成第一支路191和第二支路192，第一支路191與熱交換器3的進氣口連接，除塵裝置17設置在第一支路191上，第二支路192上設置有第二風機18，如此，當熄焦產生的熄焦蒸汽全部從熄焦槽1排出後，關閉第一支路191，打開第二支路192，通過第二風機18使熄焦槽1內產生負壓，從而加速熄焦槽1內的空氣流動，進而使焦炭溫度迅速降低。

為方便控制第十一管道29和廢水管道31內的液體的流速，在第十一管道29和廢水管道31上均設置氣動調節閥16

本實用新型還公開了一種基於上述溼法熄焦系統的熄焦蒸汽回收的方法，包括以下步驟：

S10:從熄焦槽1排出的熄焦蒸汽通入熱交換器3進行熱交換使熄焦蒸汽中的大部分水蒸汽液化；

S20:經熱交換器3處理後的熄焦蒸汽引入洗淨塔2，在洗淨塔2中將熄焦蒸汽中的氨氣和剩餘水蒸汽液化並分離出不凝氣體；

S30:從洗淨塔2分離出的不凝氣體通入焦爐；

S40:熄焦蒸汽中的大部分水蒸汽在熱交換器3中液化形成的液體進入過濾池4過濾後通入集液池7進行存儲，從洗淨塔2分離出的液體以及從熄焦槽1的出液口排出的液體均通入集液池7進行存儲；

S50:將集液池7中的液體泵入水槽8中，將水槽8中的液體作為熄焦水通入熄焦槽1內的噴射管106。

利用上述方法可回收利用熄焦過程中產生的熱量、不凝氣體以及廢水。

以上實施例僅為本實用新型的示例性實施例，不用於限制本實用新型，本實用新型的保護範圍由權利要求書限定。本領域技術人員可以在本實用新型的實質和保護範圍內，對本實用新型做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應視為落在本實用新型的保護範圍內。