一种外热式回转炭化炉炭化尾气处理系统及其应用方法
【专利摘要】本发明涉及一种外热式回转炭化炉炭化尾气处理系统，该系统包括尾气洗涤塔、尾气换热器、电焦油捕集器、冷却器、沉降池。尾气洗涤塔一侧设开车补水管线、管线Ⅰ、冲洗水管线、干燥炭化尾气管线，另一侧与冷却器相连，顶部与尾气换热器相连，底部连有管线Ⅴ；冷却器连有冷却循环水回水管线Ⅰ、冷却循环水上水管线；尾气换热器顶部连有冷却循环水回水管线Ⅱ，底部与冷却循环水上水管线相连，一侧设管线Ⅶ、Ⅷ；管线Ⅶ与电焦油捕集器相连，该电焦油捕集器连有吹扫氮气管线、管线Ⅸ、荒煤气管线；管线Ⅸ与Ⅷ、沉降池相连，该沉降池设管线Ⅺ、Ⅻ、焦油管线、煤泥管线；管线Ⅻ与Ⅰ相连。同时本发明还公开了该系统的应用方法。本发明可有效提高利用效率。
【专利说明】一种外热式回转炭化炉炭化尾气处理系统及其应用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及活性炭生产【技术领域】，尤其涉及一种外热式回转炭化炉炭化尾气处理系统及其应用方法。
【背景技术】
[0002]在活性炭工业化生产过程中，原煤作为原料首先要经过氧化、炭化的过程，再进一步进行活化，从而得到具有实际应用价值的活性炭。原煤的炭化处理一般采用外热式回转炭化炉焙烧的工艺，炭化温度大约为400~550°C左右，在此条件下，原煤会发生剧烈的物理和化学变化，部分H2、CO、有机挥发分、焦油等会在炭化过程中析出，炭化尾气的温度大约为200~300°C左右，其主要成分为可燃组分、水蒸汽及少量的煤粉，因此具有较高的热值，现有技术中，对于炭化尾气的处理一般采用焚烧炉焚烧处理，焚烧后产生的高温烟气再进入到余热锅炉进行余热回收，产生蒸汽进入到后续的系统进行利用。但这种处理方法主要存在以下缺点:
⑴工业生产中，焚烧炉的高度一般较高，炭化炉和焚烧炉之间的炭化尾气管线较长，由于焦油的沸点较高，容易凝结成液体，再加上尾气中含有部分的煤粉，因此尾气管线很容易发生堵塞的情况，给整个的工业生产带来很大的不便。
[0003]⑵炭化尾气中所含成分较为复杂，既有可燃气体成分，又有固体颗粒，两种不同形态的成分具有完全不同的燃烧机理，这对焚烧炉的设计造成很大的困难，一般情况下可燃气体成分在焚烧炉中能够完全燃烧，但是尾气中的煤粉只能部分燃烧，剩余的部分煤粉会随着高温烟气进入到后续的余热锅炉系统中，长时间的运行会造成余热锅炉内换热管上煤粉的堆积，使得余热锅炉换热效率大幅度的下降。
[0004]⑶炭化尾气中往往含有少量的S02、SO3等含硫的物质，高温烟气在经过余热锅炉换热后温度降低，当工况发生变化时，换热后的烟气温度可能会低于硫露点，造成烟气中水蒸汽及含硫物质在换热管上结露，造成对换热管的腐蚀。
[0005]⑷在实际的活性炭工业生产过程中，余热锅炉产生的蒸汽一部分用于活性炭活化过程，一部分用于全厂的伴热、保温，另外一部分用于发电，由于蒸汽的温度较低，所以发电效率不高，能源的浪费较为严重。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种有效提高利用效率的外热式回转炭化炉炭化尾气处理系统。
[0007]本发明所要解决的另一个技术问题是提供该外热式回转炭化炉炭化尾气处理系统的应用方法。
[0008]为解决上述问题，本发明所述的一种外热式回转炭化炉炭化尾气处理系统，其特征在于:该系统包括尾气洗涤塔、尾气换热器、电焦油捕集器、冷却器、沉降池；所述尾气洗涤塔的一侧分别设有开车补水管线、管线1、连有数个带喷头分支管的冲洗水管线、向下倾斜的干燥炭化尾气管线，其另一侧通过管线II与所述冷却器的顶部相连，其顶部通过管线III与所述尾气换热器相连，其底部通过管线IV经塔底循环泵连有管线V ;所述喷头分支管的末端插入所述干燥炭化尾气管线中；所述管线V与所述冷却器的底部相连；所述冷却器的一侧分别连有冷却循环水回水管线1、冷却循环水上水管线；所述尾气换热器的顶部连有冷却循环水回水管线II，其底部通过管线VI与所述冷却循环水上水管线相连，其一侧分别设有管线VI1、管线VID ;所述管线VE与所述电焦油捕集器相连，该电焦油捕集器的顶部连有吹扫氮气管线，其底部设有管线IX，其一侧通过管线X经引风机连有荒煤气管线；所述管线IX与分别与所述管线麗、所述沉降池相连，该沉降池的一侧设有与所述管线V相连的管线XI，其另一侧分别连有焦油管线、管线XL其底部经螺杆泵连有煤泥管线；所述管线ΧΠ经循环水泵与所述管线I相连。
[0009]所述尾气换热器是指列管式换热器或盘管式换热器。
[0010]如上所述的一种外热式回转炭化炉炭化尾气处理系统的应用方法，包括以下步骤:
⑴炭化尾气经连有所述冲洗水管线的所述干燥炭化尾气管线进入到所述尾气洗涤塔中，同时洗涤水通过所述开车补水管线进入到所述尾气洗涤塔中，在此所述炭化尾气与所述洗涤水进行逆流接触传质、传热后，分别得到含有焦油和粉尘的洗涤液、洗涤后的炭化尾气；
⑵所述洗涤后的炭化尾气经所述管线III进入所述尾气换热器中，此时冷却水通过冷却循环水上水管线经所述管线VI进入所述尾气换热器中，所述洗涤后的炭化尾气与所述冷却水进行间接的逆流传热，分别得到含有水分和焦油的冷凝液Α、冷却后的循环水、冷却后的炭化尾气；所述含有水分和焦油的冷凝液A依次经所述管线麗、所述管线IX进入所述沉降池；所述冷却后的循环水经所述冷却循环水回水管线II进入后续的系统；
(3)所述冷却后的炭化尾气经管线VE进入所述电焦油捕集器中，同时，氮气经所述吹扫氮气管线进入所述电焦油捕集器中，在电极的作用下，分别得到含有焦油和水分的冷却液B和处理后的炭化尾气；所述含有焦油和水分的冷却液B经由所述管线IX进入所述沉降池中；所述处理后的炭化尾气依次通过所述管线X、所述引风机经所述荒煤气管线进入后续的系统；
⑷所述含有焦油和粉尘的洗涤液依次经所述管线IV、所述塔底循环泵进入所述管线V，并由此分为两部分:其中一部分进入所述冷却器，其余部分则经管线XI进入所述沉降池；
(5)进入所述冷却器的所述含有焦油和粉尘的洗涤液与由通过冷却循环水上水管线进入所述冷却器的冷却水进行间接的逆流换热后，分别得到冷却的含有焦油和粉尘的洗涤液和换热后的冷却循环水；所述冷却的含有焦油和粉尘的洗涤液通过所述管线II进入所述尾气洗涤塔中作为洗涤液循环利用；所述换热后的冷却循环水则经所述冷却循环水回水管线I进入到后续系统中；
(6)进入所述沉降池的所述含有焦油和粉尘的洗涤液经沉淀后，分别得到焦油、水分、煤泥；所述焦油经所述焦油管线进入后续系统；所述水分依次经所述管线ΧΠ、所述循环水泵、所述管线I进入所述尾气洗涤塔中作为洗涤液使用；所述煤泥通过所述螺杆泵经所述煤泥管线进入到后续系统。
[0011]本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、由于本发明中冲洗水管线设有数个带喷头分支管，该喷头分支管的末端插入向下倾斜的干燥炭化尾气管线中，因此，可以防止焦油及煤粉对管线的堵塞。
[0012]2、本发明炭化尾气经过尾气洗涤塔洗涤、尾气换热器冷凝及电焦油捕集器深度净化后，可以得到热值大约为6000大卡左右的荒煤气，可替代天然气作为氧化、炭化及活化过程的燃料，相对于直接进行余热回收发电大大提高了能量的利用效率。
[0013]3、本发明经过分离后得到的焦油可作为一种工业产品，也可以和分离后的煤泥一起进入焚烧炉进行焚烧，并经过余热回收单元产生蒸汽，用于活化过程及全厂的伴热、保温等。
[0014]4、本发明方法可用于活性炭生产装置、煤化工生产装置等。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0016]图1为本发明的结构示意图。
[0017]图中:1 一尾气洗涤塔2—尾气换热器 3 —电焦油捕集器4一引风机5—塔底循环泵6—冷却器7—沉降池8—螺杆泵9一循环水泵。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，一种外热式回转炭化炉炭化尾气处理系统，该系统包括尾气洗涤塔
1、尾气换热器2、电焦油捕集器3、冷却器6、沉降池7。其中尾气换热器2是指列管式换热器或盘管式换热器。
[0019]尾气洗涤塔I的一侧分别设有开车补水管线、管线1、连有数个带喷头分支管的冲洗水管线、向下倾斜的干燥炭化尾气管线，其另一侧通过管线II与冷却器6的顶部相连，其顶部通过管线III与尾气换热器2相连，其底部通过管线IV经塔底循环泵5连有管线V ;喷头分支管的末端插入干燥炭化尾气管线中；管线V与冷却器6的底部相连；冷却器6的一侧分别连有冷却循环水回水管线1、冷却循环水上水管线；尾气换热器2的顶部连有冷却循环水回水管线II，其底部通过管线VI与冷却循环水上水管线相连，其一侧分别设有管线VI1、管线VID ;管线VE与电焦油捕集器3相连，该电焦油捕集器3的顶部连有吹扫氮气管线，其底部设有管线IX，其一侧通过管线X经引风机4连有荒煤气管线；管线IX与分别与管线麗、沉降池7相连，该沉降池7的一侧设有与管线V相连的管线XI，其另一侧分别连有焦油管线、管线XL其底部经螺杆泵8连有煤泥管线；管线ΧΠ经循环水泵9与管线I相连。
[0020]该外热式回转炭化炉炭化尾气处理系统的应用方法，包括以下步骤:
⑴炭化尾气经连有冲洗水管线的干燥炭化尾气管线进入到尾气洗涤塔I中，同时洗涤水通过开车补水管线进入到尾气洗涤塔I中，在此炭化尾气与洗涤水进行逆流接触传质、传热后，分别得到含有焦油和粉尘的洗涤液、洗涤后的炭化尾气；
⑵洗涤后的炭化尾气经管线III进入尾气换热器2中，此时冷却水通过冷却循环水上水管线经管线VI进入尾气换热器2中，洗涤后的炭化尾气与冷却水进行间接的逆流传热，分别得到含有水分和焦油的冷凝液Α、冷却后的循环水、冷却后的炭化尾气；含有水分和焦油的冷凝液A依次经管线麗、管线IX进入沉降池7 ;冷却后的循环水经冷却循环水回水管线II进入后续的系统；
⑶冷却后的炭化尾气经管线Vn进入电焦油捕集器3中，同时，氮气经吹扫氮气管线进入电焦油捕集器3中，在电极的作用下，分别得到含有焦油和水分的冷却液B和处理后的炭化尾气；含有焦油和水分的冷却液B经由管线IX进入沉降池7中；处理后的炭化尾气依次通过管线X、引风机(4)经荒煤气管线进入后续的系统；
⑷含有焦油和粉尘的洗涤液依次经管线IV、塔底循环泵5进入管线V，并由此分为两部分:其中一部分进入冷却器6，其余部分则经管线XI进入沉降池7 ;
(5)进入冷却器6的含有焦油和粉尘的洗涤液与由通过冷却循环水上水管线进入冷却器6的冷却水进行间接的逆流换热后，分别得到冷却的含有焦油和粉尘的洗涤液和换热后的冷却循环水；冷却的含有焦油和粉尘的洗涤液通过管线II进入尾气洗涤塔I中作为洗涤液循环利用；换热后的冷却循环水则经冷却循环水回水管线I进入到后续系统中；
(6)进入沉降池7的所述含有焦油和粉尘的洗涤液经沉淀后，分别得到焦油、水分、煤泥；焦油经焦油管线进入后续系统；水分依次经管线ΧΠ、循环水泵9、管线I进入尾气洗涤塔I中作为洗涤液使用；煤泥通过螺杆泵8经煤泥管线进入到后续系统。
【权利要求】
1.一种外热式回转炭化炉炭化尾气处理系统，其特征在于:该系统包括尾气洗涤塔(1)、尾气换热器(2)、电焦油捕集器(3)、冷却器(6)、沉降池(7);所述尾气洗涤塔(I)的一侧分别设有开车补水管线、管线1、连有数个带喷头分支管的冲洗水管线、向下倾斜的干燥炭化尾气管线，其另一侧通过管线II与所述冷却器(6)的顶部相连，其顶部通过管线III与所述尾气换热器(2 )相连，其底部通过管线IV经塔底循环泵(5 )连有管线V ;所述喷头分支管的末端插入所述干燥炭化尾气管线中；所述管线V与所述冷却器(6)的底部相连；所述冷却器(6)的一侧分别连有冷却循环水回水管线1、冷却循环水上水管线；所述尾气换热器(2)的顶部连有冷却循环水回水管线II，其底部通过管线VI与所述冷却循环水上水管线相连，其一侧分别设有管线VI1、管线VID ;所述管线VE与所述电焦油捕集器(3)相连，该电焦油捕集器(3)的顶部连有吹扫氮气管线，其底部设有管线IX，其一侧通过管线X经引风机(4)连有荒煤气管线；所述管线IX与分别与所述管线麗、所述沉降池(7)相连，该沉降池(7)的一侧设有与所述管线V相连的管线XI，其另一侧分别连有焦油管线、管线XL其底部经螺杆泵(8)连有煤泥管线；所述管线ΧΠ经循环水泵(9)与所述管线I相连。
2.如权利要求1所述的一种外热式回转炭化炉炭化尾气处理系统，其特征在于:所述尾气换热器(2)是指列管式换热器或盘管式换热器。
3.如权利要求1所述的一种外热式回转炭化炉炭化尾气处理系统的应用方法，包括以下步骤: ⑴炭化尾气经连有所述冲洗水管线的所述干燥炭化尾气管线进入到所述尾气洗涤塔(I)中，同时洗涤水通过所述开车补水管线进入到所述尾气洗涤塔(I)中，在此所述炭化尾气与所述洗涤水进行逆流接触传质、传热后，分别得到含有焦油和粉尘的洗涤液、洗涤后的炭化尾气； ⑵所述洗涤后的炭化尾气经所述管线III进入所述尾气换热器(2)中，此时冷却水通过冷却循环水上水管线经所述管线VI进入所述尾气换热器(2)中，所述洗涤后的炭化尾气与所述冷却水进行间接的逆流传热，分别得到含有水分和焦油的冷凝液Α、冷却后的循环水、冷却后的炭化尾气；所述含有水分和焦油的冷凝液A依次经所述管线麗、所述管线IX进入所述沉降池(7);所述冷却后的循环水经所述冷却循环水回水管线II进入后续的系统； (3)所述冷却后的炭化尾气经管线VE进入所述电焦油捕集器(3)中，同时，氮气经所述吹扫氮气管线进入所述电焦油捕集器(3)中，在电极的作用下，分别得到含有焦油和水分的冷却液B和处理后的炭化尾气；所述含有焦油和水分的冷却液B经由所述管线IX进入所述沉降池(7)中；所述处理后的炭化尾气依次通过所述管线X、所述引风机(4)经所述荒煤气管线进入后续的系统； ⑷所述含有焦油和粉尘的洗涤液依次经所述管线IV、所述塔底循环泵(5)进入所述管线V，并由此分为两部分:其中一部分进入所述冷却器(6)，其余部分则经管线XI进入所述沉降池(7); (5)进入所述冷却器(6)的所述含有焦油和粉尘的洗涤液与由通过冷却循环水上水管线进入所述冷却器(6)的冷却水进行间接的逆流换热后，分别得到冷却的含有焦油和粉尘的洗涤液和换热后的冷却循环水；所述冷却的含有焦油和粉尘的洗涤液通过所述管线II进入所述尾气洗涤塔(I)中作为洗涤液循环利用；所述换热后的冷却循环水则经所述冷却循环水回水管线I进入到后续系统中； (6)进入所述沉降池(7)的所述含有焦油和粉尘的洗涤液经沉淀后，分别得到焦油、水分、煤泥；所述焦油经所述焦油管线进入后续系统；所述水分依次经所述管线ΧΠ、所述循环水泵(9)、所述管线I进入所述尾气洗涤塔(I)中作为洗涤液使用；所述煤泥通过所述螺杆泵(8)经所述煤泥管线进入到后续系统。
【文档编号】B01D50/00GK104492220SQ201510015667
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2015年1月13日 优先权日:2015年1月13日
【发明者】赵旭, 谭永鹏, 詹仲福, 王天宝 申请人:天华化工机械及自动化研究设计院有限公司