一种熄焦水蒸汽冷却循环方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种熄焦水蒸汽冷却循环方法及装置，属于能源回收利用及环保领域。
【背景技术】
[0002]焦炭生产过程中，高温焦炭(红焦炭)需要在短时间内降温，即熄焦。传统的焦化熄焦采用喷水降温，产生的蒸汽不进行收集而直接自然排放的方式，虽然设备简单，成本低廉，但直接排放的蒸汽会夹带污染物随之一起排放到大气中，污染严重，属于焦化系统污染严重的部分。现有的干熄焦技术不仅能解决污染问题，还能回收热能，但是现有的干熄焦设备投资大，而且运行成本也高。由于投资太大，对焦化的经营形成极大的经济压力。从而开发出一种熄焦效果好且运行成本低廉还不污染环境的熄焦方法就显得尤为重要。本发明针对此问题，开发出“焦炭喷水降温一水蒸气直接冷却+间接冷凝一尾气处理或尾气燃烧”的流程，通过水蒸气直接接触冷却方式能够有效解决上述投资过大及污染严重的问题。而该流程中熄焦产生的水蒸气冷凝及循环利用是非常关键的。以控制污染为目标，熄焦设备投资最小化及运行成本最小化的原则制定技术方案，针对此流程对现有的湿法熄焦方法进行改善，可以降低蒸汽冷凝负荷，降低运行成本和设备投资。
【发明内容】
[0003]本发明通过改善传统喷水降温、自然熄焦的传统湿法熄焦方式，解决湿法喷水熄焦过程产生的大量蒸汽的冷却降温循环利用问题，及尾气处理问题。
[0004]本发明是采用如下技术方案实现的:
[0005]一种熄焦水蒸汽冷却循环方法，其特征是至少由如下工序组成；
[0006](I)对熄焦蒸汽进行直接接触喷水降温的一级冷凝工序；
[0007](2)对一级降温工序中产生的热水进行冷却的凉水工序；
[0008](3)对一级降温工序及凉水工序中的剩余不凝蒸汽进行冷却的二级冷凝工序；
[0009](4)对经过二级冷凝工序后的不凝气的尾气处理工序。
[0010]本发明所述的熄焦蒸汽一级冷凝工序:工序发生在冷凝塔；来自熄焦塔的熄焦蒸汽从冷凝塔底入塔与塔顶喷出的水直接接触，熄焦蒸汽大部分变成热水与塔顶喷的水混合后落入冷凝塔底部并排出，不凝蒸汽自塔顶出口排出；塔顶喷出的水来自于凉水塔塔底。经过一级冷凝工序使熄焦塔产生的大量熄焦蒸汽快速高效的冷却降温。
[0011]本发明所述的冷凝塔可以是空塔、板式塔或填料塔等常规塔器。
[0012]本发明所述的凉水工序:工序发生在凉水塔；热水自冷凝塔塔底排出进入凉水塔上部，经降温后的冷却水落入凉水塔塔底，在水泵的作用下一部分循环进入冷凝塔塔顶，另一部分进入熄焦塔；凉水塔内逸出部分水蒸气，蒸汽基本不含污染物。
[0013]通过上述方案，凉水塔连续运行，冷凝塔间歇运行，大大减少循环冷却水的流量。
[0014]本发明所述的二级冷凝工序发生在冷凝器，冷却方式为间接换热，冷凝前设置常规的除雾装置；熄焦蒸汽经一级冷凝工序处理后还有少量不凝蒸汽，与凉水塔内逸出部分水蒸气混合后进入冷凝器；混合蒸汽经冷凝后分为气液两股，液相返回凉水塔或外排。
[0015]本发明所述的不凝气是经过冷凝器冷却分离的气体，其中包含一定量的水蒸气，在此简称为不凝气。
[0016]对一级冷凝工序和二级冷凝工序之间的不凝蒸汽进行除尘处理，或对二级冷凝器后的不凝气进行除尘处理。在喷水冷凝塔内虽有大量焦粉尘进入液相，但气相中可能还会有粉尘存在，需要对其进行除尘处理。
[0017]本发明所述的尾气处理工序:冷凝器分出的气相不凝气进入燃烧器燃烧处理、或经吸附处理或催化氧化处理后通入烟道气中进行排放。在催化氧化处理前，不凝气先经过与其它气体混合升温，用于混合的气体为焦炉烟道气或燃烧后的煤气或二者兼有。通过尾气处理工序实现污染物的达标排放。
[0018]实现本发明所述的装置，至少由熄焦塔、冷凝塔、凉水塔和冷凝器组成；熄焦塔蒸汽出口与冷凝塔塔底气相进口相连；冷凝塔塔底液相出口与凉水塔上部液相进口侧相连，该管路中可设置储水槽，储水槽可与熄焦塔喷水口相连；凉水塔底部液相出口与冷凝塔上部液相进口及熄焦塔喷水口相连；冷凝塔塔顶气相出口与冷凝器入口相连；凉水塔塔顶气相出口与冷凝器入口相连；泠凝器气相出口与燃烧器入口、吸附装置入口或催化氧化装置入口相连。
[0019]本发明所述的工序之间采用常规管路连接即可。系统的抽吸或加压按常规方法即可，其中泵与风机的位置参照实际操作。
[0020]本发明的有益效果是，熄焦蒸汽的一级冷凝工序采用高效冷凝塔，通过塔内喷水，使水与熄焦蒸汽直接接触换热，避免了采用间接换热方式产生的换热面积大带来的设备庞大问题；另外冷凝塔的结构阻力小，无堵塞问题。
【附图说明】
[0021]图1:实施列I熄焦蒸汽的冷却循环及尾气处理流程示意图；
[0022]图2:实施列2熄焦蒸汽的冷却循环及尾气处理流程示意图；
[0023]图3:不凝气催化氧化流程示意图；
[0024]图中:1_熄焦塔；2_冷凝塔；3_储水槽；4_凉水塔；5_冷凝器；6_燃烧器；7_吸附装置；8_催化氧化装置；9_混合器；10_烟囱；11_不凝气；12_焦炉烟道气或燃烧后的煤气;
[0025]说明:图1与图2中的虚线表示不凝气处理可选路径，三条路径中选择其中一条。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明:
[0027]实施例1
[0028]如图1所示的本发明的一种熄焦水蒸汽冷却循环方法及装置，来自熄焦塔I的熄焦蒸汽从冷凝塔2底部入塔与塔顶喷出的水直接接触，熄焦蒸汽大部分变成热水与塔顶喷的水混合后落入冷凝塔底部并排出。冷凝塔为空塔结构。热水自冷凝塔塔底排出后进入凉水塔4上部，经降温后的冷却水落入凉水塔塔底，在水泵的作用下一部分循环进入冷凝塔塔顶，另一部分进入熄焦塔；凉水塔内逸出部分水蒸气。少量来自冷凝塔顶及凉水塔的不凝蒸汽经除雾及除尘后进入冷凝器5，经冷凝后分为气液两股，液相外排，气相不凝气11进入燃烧器6燃烧处理后通入烟道气中进行排放。凉水塔连续运行，冷凝塔间歇运行，大大减少循环冷却水的流量。该方法降低了冷凝设备的峰值负荷及循环冷却水流量，冷凝塔的结构阻力小，无堵塞问题，降低了设备的投资和运行成本，并有效减少不凝气中有害物质的含量。
[0029]实施例2
[0030]如图2所示的本发明的一种熄焦水蒸汽冷却循环方法及装置，来自熄焦塔I的熄焦蒸汽从冷凝塔2底部入塔与塔顶喷出的水直接接触，熄焦蒸汽大部分变成热水与塔顶喷的水混合后落入冷凝塔底部并排出。冷凝塔为板式结构。热水自冷凝塔塔底排出后进入储水槽3，槽内一部分水在水泵的作用下一部分进入熄焦塔，另一部分进入凉水塔4。进入凉水塔上部的热水经降温后的落入凉水塔塔底，在水泵的作用下循环进入冷凝塔塔顶。少量来自冷凝塔顶及凉水塔的不凝蒸汽经除雾后进入冷凝器5，经冷凝后分为气液两股，液相外排，气相不凝气11经除尘后进入吸附装置7处理后通入烟道气中进行排放。该方法降低了冷凝设备的峰值负荷及循环冷却水流量，并有效减少不凝气中有害物质的含量。
[0031]实施例3
[0032]本实施例与实施例1基本相同，所不同的是如图3所示自冷凝器5排出的不凝气11与部分烟道气进入混合器9，混合均匀后温度上升，混合气再进入催化氧化装置8处理，最后通入烟道气中进行排放。
[0033]实施例4
[0034]本实施例与实施例3基本相同，所不同的是进入混合器9的气体为冷凝器5排出的不凝气11和经过燃烧后的煤气。
[0035]实施例5
[0036]本实施例与实施例3基本相同，所不同的是进入混合器9的气体为冷凝器5排出的不凝气、部分烟道气和经过燃烧后的煤气。
【主权项】
1.一种炼焦工业中的熄焦产生蒸汽的处理方法，其特征是至少由如下工序组成； (1)对熄焦蒸汽进行直接接触喷水降温的一级冷凝工序； (2)对一级降温工序中产生的热水进行冷却的凉水工序； (3)对一级降温工序及凉水工序中的剩余不凝蒸汽进行冷却的二级冷凝工序； (4)对经过二级冷凝工序后的不凝气的尾气处理工序。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于:一级冷凝工序(I)发生在冷凝塔；冷凝方式为来自熄焦塔的熄焦蒸汽从冷凝塔底入塔与塔顶喷出的水直接接触换热，熄焦蒸汽大部分变成热水与塔顶喷的水混合后落入冷凝塔底部并排出；塔顶喷出的水来自于凉水塔塔底。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于:尾气处理工序(4)所述的不凝气的处理方式为不凝气进入燃烧器处理、或经吸附处理或催化氧化处理后通入烟道气中进行排放。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于:在催化氧化处理前，不凝气先经过与其它气体混合升温，用于混合的气体为焦炉烟道气或燃烧后的煤气或二者兼有。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于对一级冷凝工序和二级冷凝工序之间的不凝气进行除尘处理，或对二级冷凝器后的不凝气进行除尘处理。
6.实现权利要求1所述方法的装置，其特征在于至少由熄焦塔、冷凝塔、凉水塔和冷凝器组成；熄焦塔蒸汽出口与冷凝塔塔底气相进口相连；冷凝塔塔底液相出口与凉水塔上部液相进口侧相连；凉水塔底部液相出口与冷凝塔上部液相进口侧相连；冷凝塔塔顶气相出口与冷凝器入口相连；凉水塔塔顶气相出口与冷凝器入口相连。
7.如权利要求6所述的装置，其特征是冷凝塔塔底液相出口与凉水塔上部液相进口之间设置储水槽。
【专利摘要】本发明涉及一种熄焦水蒸汽冷却循环方法及装置；对熄焦塔的产生的熄焦蒸汽在冷凝塔内喷水冷却，塔内产生的热水进入凉水塔进一步冷却后循环利用。来自冷凝塔顶及凉水塔的不凝蒸汽经除雾及除尘后进入冷凝器，合蒸汽经冷凝后分为气液两股，液相外排，气相不凝气进入燃烧器燃烧处理、或经吸附处理或催化氧化处理后通入烟道气中进行排放。在催化氧化处理前，不凝气先经过与其它气体混合升温，用于混合的气体为焦炉烟道气或燃烧后的煤气或二者兼有。通过尾气处理工序实现污染物的达标排放。
【IPC分类】C10B45-00, C10B39-04
【公开号】CN104531177
【申请号】CN201410749580
【发明人】张书廷, 赵旭
【申请人】天津大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月9日