一种磷酸活性炭活化炉余热利用及尾气吸收设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种磷酸活性炭活化炉余热利用及尾气吸收设备，所述热换管和热水出口集箱连接，所述吊装孔位于热水出口集箱与冷水出口集箱之间，所述冷水出口集箱和热换管连接，所述顶部保温层位于换热管上方，所述支撑挂钩分别位于换热管的上端。本发明打破以往活性炭活化炉余热利用及尾气吸收设备领域的传统观念，以达到余热利用目的现由于余热利用装置的投用，烟气温度的下降，增湿冷却塔可补上，直接用一台尾吸喷淋塔即能达到效果，这也节约了尾吸系统的投资及运行成本。
【专利说明】一种磷酸活性炭活化炉余热利用及尾气吸收设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及木质活性炭活化炉炉尾余热利用及尾气吸收设计及改造，具体为一种磷酸活性炭活化炉余热利用及尾气吸收设备。
【背景技术】
[0002]随着社会的进步人们对生活质量的要求不断提高，作为去污排毒排杂的木质活性炭，需求量越来越大，使用范围越来越广泛。如医药、糖业食品、化妆品、城镇供水、烟草、酒类、化工行业、汽车尾气处理等行业均需使用，而在军事上对活性炭的需求量不断增加且尚无替代品，因此该产品经济前景十分良好。木质活性炭活性炭产品的主要原材料为林业生产的废弃木屑，活性炭的生产工艺可分为化学法和物理法两种。目前国内化学法活性炭生产普遍存在磷酸消耗大、能耗高、烟气污染严重和机械化程度低、人员劳动强度大等问题。而磷酸法生产工艺，最主要的设备为卧式活化炉，利用卧式转炉进行木屑的炭化和活化，大都数厂家卧式活化炉炉尾的烟气直 接排空，烟气中的大量热量不能回收，这造成了一系列的问题:一、磷酸法生产工艺卧式转炉出口尾气温度必须控制，产品质量才能达标，以35米长，1.8米直径的卧式转炉为例，产能按6吨/天来算，出口烟气量将达到15000Nm3/h，出口烟气温度必须控制在180°C ~200°C，而这部分热能不能回收，直接排空，造成了大量的热能损失。二、磷酸法生产工艺在回收漂洗工序需用大量的热水，一般每吨炭需消耗8吨左右70°C~80°C热水，而这部份热水需专门增加一个锅炉来解决，一方面热能浪费用，另一方面生产过程又急需热能，热能不加以有效利用显得极不合理。三、卧式转炉出口尾气中磷酸酸雾夹带量大，以至造成了产品的磷酸耗增大，吨炭磷酸消耗量一般都大于0.3，而这部分磷酸不能加以回收。同时这部分尾气不加以吸收，也造成了一定的大气污染。四、卧式转炉出口尾气温度高，造成了烟气体积流量偏大，对卧式转炉排气，烟囱的高度及直径提出了更高的要求，如卧式转炉出口尾气排气受阻，这也间接地影响了产品的质量及产能的发挥。目前有厂家尝试的解决方法及存在的问题:一、在卧式转炉出口烟道中设置换热器或水平方向设置换热盘管，来达到余热利用产热水的目的，这个方案前期能达到一定的运行效果，但烟尘及木焦油等将很快堵塞换热管，这造成了换热不畅，烟道堵塞，最终导致生产难以为续，而换热管及烟道清理又很不方便，这个方案显然不理想。二、设置不锈钢烟道，烟道外再建换热热水池，这个方案换热效率极低，大量的热量不能有效利用，另外这个方案造价极高，而不锈钢烟道也需定期清理，这个方案显然不理想。三、在卧式转炉出口烟道中设置两组以上的换热管，换热介质由水改为稀磷酸，通过交换回收活性炭窑炉尾气的热能，加热换热管中常温稀磷酸，以便稀磷酸的下一步浓缩回收利用，这个方案造价极高，首先要求工艺流程中必需建有磷酸浓缩回收系统，另外一方面也没解决换热管及烟道堵塞清理的问题，这个方案显然也不理想。四、在卧式转炉出口增加尾吸喷淋塔，以达到回收尾气中磷酸的目的，回收下的磷酸又回到系统中循环使用，这达到了回收磷酸的目的，但这个方案没有考虑余热利用的问题，显然方案也还有欠缺。以上方法都不适应于问题的圆满解决。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本发明旨在提供一种磷酸活性炭活化炉余热利用及尾气吸收设备。
[0004]为实现该技术目的，本发明的方案是:一种磷酸活性炭活化炉余热利用及尾气吸收设备，包括换热管、以及热水出口集箱、接着是吊装孔，再是与热水出口集箱对应的冷水出口集箱，紧接着分别是顶部保温层、支撑挂钩、最后是三组热换器，所述热换管和热水出口集箱连接，所述吊装孔位于热水出口集箱与冷水出口集箱之间，所述冷水出口集箱和热换管连接，所述顶部保温层位于换热管上方，所述支撑挂钩分别位于换热管的上端。
[0005]作为优选，所述热换管由316L型号的不锈钢材料设计而成。
[0006]作为优选，所述热水出口集箱和冷水出口集箱分别是水的热量交换装置。
[0007]作为优选，所述热水出口集箱、吊装孔以及冷水出口集箱在三组热换器上均有一个。
[0008]作为优选，所述第一组热换器、第二组热换器以及第三组热换器采用串联安装组成一套换热装置。
[0009]本发明打破以往活性炭活化炉余热利用及尾气吸收设备领域的传统观念，采用新方法设计一种磷酸活性炭活化炉余热利用及尾气吸收装置，通过计算，在在卧式转炉炉尾烟道中布置一定换热面积的余热利用装置，以达到余热利用目的。以35米长，1.8米直径的卧式转炉为例，产能按6 吨/天来算，要确保出口烟气温度控制到100°C左右，换热面积需达到158平方米以上。余热利用装置采用横向冲刷的换热管束设置，横向冲刷结构适用于烟尘较大的环境，烟尘及木焦油等不会很快堵塞换热管，同时控制好一定的管束间距，以便于换热管及烟道的清理。余热利用换热管采用Φ 32X3的316L不锈钢管，以克服转炉烟道内的高温及腐蚀的影响，同时在烟道处设置几处人孔，以便于烟道清理。换热介质为工艺冷水，水走管程，烟气走壳程，通过余热利用装置换热的热水再送到炉头的锅炉中去，这套余热利用装置相当于锅炉的省煤器，以达到低温热向高温热的转换，这种转换方式比较合理灵活，能满足生产对热水温度的不同需求。在烟道低洼处设置烟气冷凝液的收集装置，收集下来的冷凝液直接送到炉尾拌料系统中循环使用，这达到了回收磷酸的目的。在卧式转炉余热利用出口再增加尾吸喷淋塔，以达到回收尾气中磷酸的目的，回收下的磷酸又回到系统中循环使用，这达到了回收磷酸及环保达标排放的目的。通过余热利用装置出口烟气温度从180°C~200°C左右降到100°C~120°C左右，每小时可产10吨左右热水，余热利用装置出口热水水温可达到45°C~55°C左右。产出的热水送到了炉头锅炉二次加热，控制到70η0?后再送到回收及漂洗工序使用，满足了生产对热水的需求。横向冲刷的换热管束设置有效地控制了换热管的堵塞问题，另外通过控制好一定的管束间距及烟道处设置几处人孔，更方便了烟道及换热管的定期清理，确保了余热利用装置的换热效果。通过对卧式转炉出口尾气中磷酸酸雾冷凝液的回收，收集下来的冷凝液直接送到炉尾拌料系统中循环使用，吨炭磷酸消耗量小于0.25。由于余热利用装置的投用，出口烟气温度下降，1.8米直径70米高的烟囱能满足两台35米长，1.8米直径的卧式转炉的满负荷生产。卧式转炉尾吸系统一般由两只塔组成，一只是增湿冷却塔一只是尾吸喷淋塔吸收，两塔串联使用，现由于余热利用装置的投用，烟气温度的下降，增湿冷却塔可补上，直接用一台尾吸喷淋塔即能达到效果，这也节约了尾吸系统的投资及运行成本。【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明的余热利用示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图本和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0012]如图1所示，本发明实施例的一种磷酸活性炭活化炉余热利用及尾气吸收设备，包括包括换热管1、以及热水出口集箱2、接着是吊装孔3，再是与热水出口集箱对应的冷水出口集箱4，紧接着分别是顶部保温层5、支撑挂钩6、最后是三组热换器，所述热换管I和热水出口集箱2连接，所述吊装孔3位于热水出口集箱2与冷水出口集箱4之间，所述冷水出口集箱4和热换管I连接，所述顶部保温层5位于换热管I上方，所述支撑挂钩6分别位于换热管I的上端。
[0013]作为优选，所述热换管I由316L型号的不锈钢材料设计而成。
[0014]作为优选，所述热水出口集箱2和冷水出口集箱4分别是水的热量交换装置。
[0015]作为优选，所述热水出口集箱2、吊装孔3以及冷水出口集箱4在三组热换器上均
有一个。
[0016]作为优选，所述第一组热换器7、第二组热换器8以及第三组热换器9采用串联安装组成一套换热装置 。
[0017]本发明打破以往活性炭活化炉余热利用及尾气吸收设备领域的传统观念，采用新方法设计一种磷酸活性炭活化炉余热利用及尾气吸收装置，通过计算，在在卧式转炉炉尾烟道中布置一定换热面积的余热利用装置，以达到余热利用目的。以35米长，1.8米直径的卧式转炉为例，产能按6吨/天来算，要确保出口烟气温度控制到100°C左右，换热面积需达到158平方米以上。余热利用装置采用横向冲刷的换热管束设置，横向冲刷结构适用于烟尘较大的环境，烟尘及木焦油等不会很快堵塞换热管，同时控制好一定的管束间距，以便于换热管及烟道的清理。余热利用换热管采用Φ 32X3的316L不锈钢管，以克服转炉烟道内的高温及腐蚀的影响，同时在烟道处设置几处人孔，以便于烟道清理。换热介质为工艺冷水，水走管程，烟气走壳程，通过余热利用装置换热的热水再送到炉头的锅炉中去，这套余热利用装置相当于锅炉的省煤器，以达到低温热向高温热的转换，这种转换方式比较合理灵活，能满足生产对热水温度的不同需求。在烟道低洼处设置烟气冷凝液的收集装置，收集下来的冷凝液直接送到炉尾拌料系统中循环使用，这达到了回收磷酸的目的。在卧式转炉余热利用出口再增加尾吸喷淋塔，以达到回收尾气中磷酸的目的，回收下的磷酸又回到系统中循环使用，这达到了回收磷酸及环保达标排放的目的。通过余热利用装置出口烟气温度从180°C~200°C左右降到100°C~120°C左右，每小时可产10吨左右热水，余热利用装置出口热水水温可达到45°C~55°C左右。产出的热水送到了炉头锅炉二次加热，控制到70η0?后再送到回收及漂洗工序使用，满足了生产对热水的需求。横向冲刷的换热管束设置有效地控制了换热管的堵塞问题，另外通过控制好一定的管束间距及烟道处设置几处人孔，更方便了烟道及换热管的定期清理，确保了余热利用装置的换热效果。通过对卧式转炉出口尾气中磷酸酸雾冷凝液的回收，收集下来的冷凝液直接送到炉尾拌料系统中循环使用，吨炭磷酸消耗量小于0.25。由于余热利用装置的投用，出口烟气温度下降，1.8米直径70米高的烟囱能满足两台35米长，1.8米直径的卧式转炉的满负荷生产。卧式转炉尾吸系统一般由两只塔组成，一只是增湿冷却塔一只是尾吸喷淋塔吸收，两塔串联使用，现由于余热利用装置的投用，烟气温度的下降，增湿冷却塔可补上，直接用一台尾吸喷淋塔即能达到效果，这也节约了尾吸系统的投资及运行成本。
[0018]以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种磷酸活性炭活化炉余热利用及尾气吸收设备，包括换热管、以及热水出口集箱、接着是吊装孔，再是与热水出口集箱对应的冷水出口集箱，紧接着分别是顶部保温层、支撑挂钩、最后是三组热换器，其特征在于:所述热换管和热水出口集箱连接，所述吊装孔位于热水出口集箱与冷水出口集箱之间，所述冷水出口集箱和热换管连接，所述顶部保温层位于换热管上方，所述支撑挂钩分别位于换热管的上端。
2.根据权利要求1所述的一种粉末木质活性炭产品包装抽气装置的设计，其特征在于:所述热水出口集箱和冷水出口集箱分别是水的热量交换装置。
3.根据权利要求1所述的一种粉末木质活性炭产品包装抽气装置的设计，其特征在于:所述热水出口集箱、吊装孔以及冷水出口集箱在三组热换器上均有一个。
4.根据权利要求1所述的一种粉末木质活性炭产品包装抽气装置的设计，其特征在于:所述第一组热换器、第二组热换器以及第三组热换器采用串联安装组成一套换热装置。
【文档编号】C01B31/08GK103991869SQ201410185764
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月5日 优先权日:2014年5月5日
【发明者】潘夕良, 俞彦平, 毛志建 申请人:贵州黎平奥捷炭素有限公司