斯列普活化炉尾气的余热利用装置及尾气利用方法
【专利摘要】本发明公开了一种斯列普活化炉尾气的余热利用装置及尾气利用方法，所述余热利用装置包括沿所述尾气在所述余热利用装置中的流动方向依次设置的焚烧炉、余热锅炉和引风机；所述焚烧炉通过烟气管道连接至斯列普活化炉的尾气出口，用于对来自所述斯列普活化炉的尾气中的可燃物质进行燃烧；所述余热锅炉用于回收经所述焚烧炉燃烧后的尾气中的热量并产生水蒸汽；所述引风机用于将所述斯列普活化炉的尾气引入所述余热利用装置并最终排出；本发明还公开了一种斯列普活化炉的尾气利用方法。本发明通过尾气中低品位的可燃气体充分燃烧放热、余热锅炉与省煤器梯次换热等技术的集成应用，实现尾气余热的高效利用，同时净化排空尾气，实现环保生产。
【专利说明】斯列普活化炉尾气的余热利用装置及尾气利用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于活性炭生产领域，特别涉及一种斯列普活化炉尾气的余热利用装置及尾气利用方法。
【背景技术】
[0002]在煤质活性炭的生产过程中，活化是关键的工艺环节，采用水蒸汽做活化介质，因此，水蒸汽的质量直接影响活性炭产品的性能指标。而斯列普活化炉的尾气温度在250-350°C范围内，其尾气中的主要成分为水蒸汽，但还含有一定量的CO、H2, CH4等可燃气体，及少量含S、含N的氧化物，然而由于可燃气体含量低，难以达到连续燃烧，因此这些低品位尾气通常被直接排空，造成资源浪费和环境污染。
[0003]中国专利申请CN200510070374.1公开了一种活化炉尾气再利用方法及其装置，从活化炉尾气烟道引出一根烟管通到活化炉蓄热室底部，同时将水蒸汽引入到该烟管内，并从烟管端部引进蓄热室，使烟管内形成负压，将尾气烟道内的部分尾气吸入蓄热室，使尾气中的热量补充到蓄热室中而不至于排入大气造成浪费，将部分尾气引入蓄热室并随水蒸汽一起进入活化室为物料活化提供热量，可以节约蒸汽用量，但此种方法使得炉压过高、炉况不稳定。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种斯列普活化炉尾气的余热利用装置及尾气利用方法，以高效利用斯列普活化炉尾气中的显热和尾气中含有的可燃气体的燃烧热，实现节能降耗，降低生产成本。
[0005]本发明提供的斯列普活化炉尾气的余热利用装置采用以下技术方案:
[0006]一种斯列普活化炉尾气的余热利用装置，所述余热利用装置包括沿所述尾气在所述余热利用装置中的流动方向依次设置的焚烧炉、余热锅炉和引风机；其中，
[0007]所述焚烧炉通过烟气管道连接至斯列普活化炉的尾气出口，用于对来自所述斯列普活化炉的尾气中的可燃物质进行燃烧；
[0008]所述余热锅炉用于回收经所述焚烧炉燃烧后的尾气中的热量；
[0009]所述弓I风机用于将所述斯列普活化炉的尾气引入所述余热利用装置并最终排出。
[0010]根据本发明的余热利用装置，优选地，所述余热利用装置还包括在线气体分析仪和配风调节器，所述在线气体分析仪用于对流出所述余热锅炉的尾气中的氧含量进行监测；所述配风调节器与所述在线气体分析仪连锁设置，用于根据所述在线气体分析仪的检测结果调节所述焚烧炉的氧气供应。当所述在线气体分析仪检测流出所述余热锅炉的尾气中的氧含量偏低时，所述配风调节器可以增加所述燃烧室的氧气供应；当氧含量偏高时，减少所述燃烧室的氧气供应。关于具体的设定，需要根据所述尾气的组成在考虑燃烧以及热效率等的基础上进行研究确定。
[0011]根据本发明的余热利用装置，优选地，所述焚烧炉包括燃烧室和设置在所述燃烧室内的燃烧器，所述燃烧器可以是本领域燃烧炉中常用的燃烧器，用于将尾气与空气混合燃烧；所述燃烧室内填装有蓄热块，所述蓄热块用于在尾气燃烧时吸收热量，当所述燃烧室内的尾气不再燃烧时，所述蓄热块释放热量以使所述燃烧内的温度保持大体稳定，例如保持在所述尾气中可燃气体的燃点之上。进一步优选地，所述蓄热块应该具有较大的比表面积，以提高所述蓄热块的吸热和放热速率，例如所述蓄热块中设有贯通的孔道结构。所述蓄热体最好由耐火材料制成，本领域技术人员了解可以用于本发明的蓄热体有多种，比如由闻招砖制成的畜热体。
[0012]根据本发明的余热利用装置，优选地，所述余热锅炉的顶部设有蒸汽过热器，用于使所述余热锅炉产生的饱和水蒸汽进一步过热，以送入所述斯列普活化炉的蓄热室。所述蒸汽过热器可以本领域已知的常规蒸汽过热器，以进一步提高蒸汽温度，满足所述斯列普活化炉之需。
[0013]根据本发明的余热利用装置，优选地，所述余热利用装置还包括省煤器，所述省煤器设置在所述余热锅炉与弓I风机之间，用于进一步回收来自所述余热锅炉的尾气中的热量以使所述余热锅炉的进水预热。
[0014]根据本发明的余热利用装置，优选地，所述余热利用装置还进一步包括烟气阀和事故烟道，所述烟气阀设置在所述烟气管道与所述斯列普活化炉的尾气出口连接处，用于在所述引风机停止运行时切断所述烟气管道的进气；所述事故烟道用于在所述烟气管道被切断时，将所述斯列普活化炉的尾气排空，以保护装置安全。
[0015]本发明提供的斯列普活化炉的尾气利用方法，包括将所述尾气送入上述的余热利用装置，以便回收所述斯列普活化炉所排尾气中的热量，包括显热和潜热(即可燃气体的燃烧放热)。
[0016]本发明的方法尤其适用于大型的斯列普活化炉，其尾气中可燃气体含量少、温度低、不易燃烧，并且在所述斯列普活化炉中所生产的活性炭品种更换时，可燃气体含量及温度可能会波动，根据本发明的优选实施例，所述尾气中可燃气体含量为16.98mol %?19.95mol%，温度为 250。。?3500C0
[0017]为了提高所述尾气中可燃气体的燃烧及热利用效率，优选地，将所述余热锅炉的尾气出口的氧含量控制在3mol%?6mol%,可以通过如下过程实现:当所述余热锅炉的尾气出口的氧含量低于3mol%时，增加所述燃烧室的氧气供应，例如增加1%?1.5% ;当所述余热锅炉的尾气出口的氧含量高于6mol %时，减少所述燃烧室的氧气供应，例如减少1.5 %?2 %。进一步优选地，将所述余热锅炉的尾气出口的氧含量控制在4mol %?5mol % ο
[0018]与现有技术相比，本发明提供的尾气回收装置主要通过使尾气中难燃的低品位可燃气体充分燃烧放热、余热锅炉与省煤器梯次换热等技术的集成应用，实现尾气余热的高效利用，同时净化排空尾气，实现环保生产；另外，通过在线气体分析仪监测与配风调节器形成连锁控制，使尾气中的可燃物经焚烧炉充分燃烧，热量经余热锅炉得到充分利用；此夕卜，为防止因突发事故停电，导致焚烧炉回火，还设有烟气阀和事故烟道，保证系统安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明的斯列普活化炉尾气的余热利用装置的一种实施方式的示意图。【具体实施方式】
[0020]以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明，但本发明并不仅限于此。
[0021]图1示出了本发明的斯列普活化炉尾气的余热利用装置的一种实施方式的示意图，其中，所述斯列普活化炉I用于对煤炭进行活化处理；所述余热利用装置用于回收所述斯列普活化炉I所排尾气中的热量，所述余热利用装置包括沿所述尾气在余热利用装置中的流动方向依次设置的焚烧炉3、余热锅炉4和引风机6 ;其中，所述焚烧炉3通过烟气管道(图中未标出)连接至所述斯列普活化炉I的尾气出口(未示出)，用于对来自所述斯列普活化炉I的尾气中的可燃物质进行燃烧，释放出热量以提高尾气温度。具体地，所述焚烧炉3可以包括燃烧室(图中未示出)和设置在所述燃烧室内的燃烧器(图中未示出)，所述燃烧器用于将尾气与空气混合燃烧。另外，所述燃烧器还可以分别配备点火装置、火焰检测装置等。
[0022]在一个优选实施例中，所述燃烧室内填装有蓄热块，所述蓄热块用于在尾气燃烧时吸收热量，当所述燃烧室内的尾气不再燃烧时，所述蓄热块释放热量以使所述燃烧内的温度保持大体稳定，例如保持在所述尾气中可燃气体的燃点之上。进一步优选地，所述蓄热块应该具有较大的比表面积，以提高所述蓄热块的吸热和放热速率，例如所述蓄热块中设有贯通的孔道结构。所述蓄热体最好由耐火材料制成，本领域技术人员了解可以用于本发明的蓄热体有多种，比如由高铝砖制成的蓄热体。通过设置蓄热块，避免了燃烧室中火焰熄灭后难以复燃(即使通过点火器)的问题。
[0023]在所述焚烧炉3中燃烧升温的尾气进入所述余热锅炉4，通过余热锅炉4回收尾气中的热量，降低尾气温度，并将产生的水蒸汽送回所述斯列普活化炉I的蓄热室，以用于活化反应。为了保证所述余热锅炉4安全运行，所述余热锅炉4还可设置相应的连锁保护系统，比如高低水位报警、超温报警及连锁、气源压力低时连锁等。进一步优选地，所述余热锅炉4的顶部设有蒸汽过热器11，用于将所述余热锅炉4中产生的一定压力下的饱和水蒸汽加热成相应压力下的过热水蒸汽，以进一步提高蒸汽温度，比如将在0.6MPa的工作压力下产生160°C左右的饱和水蒸汽升温至190°C左右，并送入斯列普活化炉I中参与活化反应。
[0024]在一个优选的实施方式中，所述余热利用装置还包括在线气体分析仪8和配风调节器2，所述在线气体分析仪8用于对流出所述余热锅炉4的尾气中的氧含量进行监测；所述配风调节器2与所述在线气体分析仪8连锁设置，用于根据所述在线气体分析仪8的检测结果为所述焚烧炉3中的燃烧反应提供适量氧气。当所述在线气体分析仪检测流出所述余热锅炉的尾气中的氧含量偏低时，所述配风调节器可以增加所述燃烧室的氧气供应；当氧含量偏高时，减少所述燃烧室的氧气供应。关于具体的设定，需要根据所述尾气的组成在考虑燃烧以及热效率等的基础上进行研究确定。
[0025]例如，在所述尾气中可燃气体含量为16.98mol%?19.95mol %，温度为250°C?350°C时，为了提高所述尾气中可燃气体的燃烧及热利用效率，将所述余热锅炉的尾气出口的氧含量控制在3mol %?6mol %,比如当所述余热锅炉的尾气出口的氧含量低于3mol %时，增加所述燃烧室的氧气供应，例如增加1%?1.5%;当所述余热锅炉的尾气出口的氧含量高于6mol%时，减少所述燃烧室的氧气供应，例如减少1.5%?2%。进一步优选地，将所述余热锅炉的尾气出口的氧含量控制在4mol%?5mol%。[0026]在一个优选的实施方式中，所述余热利用装置还包括省煤器5，所述省煤器5设置在所述余热锅炉4与引风机6之间，用于进一步回收来自所述余热锅炉4的尾气中的热量以使所述余热锅炉4的进水预热。具体地，来自锅炉补水箱7的脱盐水在进入所述余热锅炉4前，首先送入所述省煤器5中与从所述余热锅炉4离开的尾气进行热交换而升温，尾气的温度进一步降低。
[0027]所述引风机6用于将所述斯列普活化炉I的尾气引入所述余热利用装置，然后经所述引风机6最终排出(比如通过烟囱排出)。
[0028]在一个优选地实施方式中，所述余热利用装置还进一步包括烟气阀10和事故烟道9，所述烟气阀10设置在连接所述焚烧炉3与所述斯列普活化炉I的烟气管道上，用于在所述引风机6停止运行时切断所述烟气管道的进气，防止由于所述引风机6停止运行(比如因突发事故停电)，导致所述焚烧炉3回火，造成斯列普活化炉I爆炸；所述事故烟道用于在所述烟气管道被切断时，将所述斯列普活化炉I的尾气排出。比如所述事故烟道9的两端分别连接所述斯列普活化I的尾气出口和烟?，并且在所述事故烟道上设有与所述烟气阀10连锁的事故烟道阀门，所述事故烟道阀门在所述烟气阀10切断时打开，以便所述斯列普活化炉I的尾气可以直接通过烟囱排出，保障系统安全。
[0029]实施例1
[0030]以单炉产量3000吨、设有588个产品道的2台斯列普活化炉为例，其尾气温度为280?320°C，尾气中可燃气体(CO、H2、CH4)含量约为17.12mol%~ 18.94mol%，所述尾气在设有蓄热块的焚烧炉中燃烧，在此过程中，通过在线气体分析仪监测尾气氧含量，并与配风调节器形成连锁，从而将所述余热锅炉的尾气出口的氧含量控制在3m0l%?6m0l%。具体地，当所述余热锅炉的尾气出口的氧含量低于3mol%时，增加所述燃烧室的氧气供应
1.5 % ;当所述余热锅炉的尾气出口的氧含量高于6mol %时，减少所述燃烧室的氧气供应2%。
[0031 ] 这样经过焚烧炉燃烧后的尾气升温至800-900 V，升温后的尾气进入余热锅炉，在
0.6MPa的工作压力下产生160°C左右的饱和水蒸汽，并在锅筒顶部经过蒸汽过热器，最终输出190°C的过热水蒸汽，送入斯列普炉活化炉参与活化过程。离开余热锅炉的尾气温度降至大约300°C，并进一步通入省煤器中；所述余热锅炉的进水在进入所述余热锅炉前，首先送入所述省煤器中与通入所述省煤器的尾气进行热交换而升温至50°C -80°C后，离开所述省煤器的尾气的温度进一步降低至大约175°C，并最终经引风机排出。
[0032]按照设计，生产线年运行时间约为8000h，按物价局现行蒸汽销售价80元/t计算，每小时可产生经济效益800元，年经济效益可达640万元，年节约标煤达8600t，创造了经济效益。
[0033]对比例I
[0034]与实施例1的区别在于:将所述余热锅炉的尾气出口的氧含量控制在2mol%?3mol%,具体地,当所述余热锅炉的尾气出口的氧含量低于2mol%时,增加所述燃烧室的氧气供应I %;当所述余热锅炉的尾气出口的氧含量高于6moI %时，减少所述燃烧室的氧气供应1%。在同等条件下，最终输出的过热水蒸汽减少5%以上。
[0035]对比例2
[0036]与实施例1的区别在于:将所述余热锅炉的尾气出口的氧含量控制在7mol%?8mol%,具体地,当所述余热锅炉的尾气出口的氧含量低于7mol%时,增加所述燃烧室的氧气供应I %;当所述余热锅炉的尾气出口的氧含量高于SmoI %时，减少所述燃烧室的氧气供应1%。在同等条件下，最终输出的过热水蒸汽减少5%以上。
【权利要求】
1.一种斯列普活化炉尾气的余热利用装置，所述余热利用装置包括沿所述尾气在所述余热利用装置中的流动方向依次设置的焚烧炉、余热锅炉和引风机；其中， 所述焚烧炉通过烟气管道连接至斯列普活化炉的尾气出口，用于对来自所述斯列普活化炉的尾气中的可燃物质进行燃烧； 所述余热锅炉用于回收经所述焚烧炉燃烧后的尾气中的热量； 所述弓I风机用于将所述斯列普活化炉的尾气引入所述余热利用装置并最终排出。
2.根据权利要求1所述的余热利用装置，其特征在于，所述余热利用装置还包括在线气体分析仪和配风调节器，所述在线气体分析仪用于对流出所述余热锅炉的尾气中的氧含量进行监测；所述配风调节器与所述在线气体分析仪连锁设置，用于根据所述在线气体分析仪的检测结果调节所述焚烧炉的氧气供应。
3.根据权利要求2所述的余热利用装置，其特征在于，所述焚烧炉包括燃烧室和设置在所述燃烧室内的燃烧器，所述燃烧器用于将所述尾气与空气混合燃烧，所述燃烧室内填装有蓄热块。
4.根据权利要求3所述的余热利用装置，其特征在于，所述蓄热块中设有贯通的孔道结构。
5.根据权利要求1所述的余热利用装置，其特征在于，所述余热锅炉的顶部设有蒸汽过热器，用于使所述余热锅炉产生的饱和水蒸汽进一步过热，以送入所述斯列普活化炉的蓄热室。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的余热利用装置，其特征在于，所述余热利用装置还包括省煤器，所述省煤器设置在所述余热锅炉与引风机之间，用于进一步回收来自所述余热锅炉的尾气中的热量以使所述余热锅炉的进水预热。
7.根据权利要求6所述的余热利用装置，其特征在于，所述余热利用装置还进一步包括烟气阀和事故烟道，所述烟气阀设置在所述烟气管道与所述斯列普活化炉的尾气出口连接处，用于在所述引风机停止运行时切断所述烟气管道的进气；所述事故烟道用于在所述烟气管道被切断时，将所述斯列普活化炉的尾气排空。
8.一种斯列普活化炉的尾气利用方法，其特征在于，将所述尾气送入如权利要求1至7中任一项所述的余热利用装置。
9.根据权利要求8所述的尾气利用方法，其特征在于，所述尾气中可燃气体含量为16.98mol%?19.95mol%，温度为 25(TC?35(TC。
10.根据权利要求9所述的尾气利用方法，其特征在于，将所述余热锅炉的尾气出口的氧含量控制在3mol%?6mol%。
【文档编号】F27D17/00GK103968673SQ201410200456
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】唐晓舟, 霍焕儒, 康新园, 王儒堂, 马红梅, 张振武, 杨光明 申请人:神华集团有限责任公司, 神华宁夏煤业集团有限责任公司