[發明專利]一種煤熱解氣冷卻及余熱回收的裝置

在審

• 申請號: 201610023064.2
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105779025A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 趙玉良;史劍鵬;王高鋒;馬玄恒;李俊輝;師浩浩
• 申請（專利權）人: 中國重型機械研究院股份公司
• 主分類號: C10K1/04
• 分類號: C10K1/04;F28F25/06;F28F27/00;F28G9/00
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張培勛

技術領域

本發明屬煤化工技術領域，具體涉及一種煤熱解工藝過程中熱解氣的冷卻和余熱回收裝置。

背景技術

在采用多加熱管回轉式熱解窯或類似裝置進行煤的熱解作業時，從熱解裝置產生的熱解氣，通常溫度可達450~650℃，其所含顯熱仍十分可觀。而且在排出的熱解氣中，類似焦爐煤氣，通常含有焦油氣。溫度降低時，焦油會逐漸冷凝并從氣體中析出。為從熱解氣中收焦焦油并保持其較高的純凈度，目前傾向性的方法是，先將熱解氣在高溫狀態下采用陶瓷或金屬基濾管過濾器將粉塵濾除，之后再將氣體冷卻，在溫度不斷降低的過程中焦油陸續冷凝析出，完成焦油和煤氣的分離。之后，再分別進行各自的后續處理。

在傳統的煤氣冷卻工藝中，也即目前的通用方法，是直接用氨水對高溫熱解氣噴淋冷卻，使其溫度降至80~90℃。這一方法雖然實現了煤氣冷卻和焦油的冷凝，但由于氣體中所含粉塵和冷凝焦油混在一起，使得焦油純度較低，不便后續處理。同時在此過程中，熱解氣的顯熱也未實現回收，白白產生浪費，而且也會消耗大量冷卻水，產生了較多需要處理的含有機物且難以處理的廢水，會大大增加生產成本。查詢到的現有專利中，也有采用輕質焦油或洗油直接對熱解氣進行噴淋冷卻，雖然減少了廢水生成量，但余熱回收仍未能實現，焦油純度也較低。

多年來，人們一直試圖在將含焦油氣的高溫氣體進行冷卻的同時，回收其所含的余熱。為此出現了許多相關的專利，先后提出了套筒式、套管式、熱管換熱器式、余熱鍋爐式等多種形式，并進行了大量的工業試驗。但上述方法由于均無法解決余熱回收過程中的焦油冷凝而導致換熱面熱阻增大、換熱效率逐漸下降等難題，因而一直未能得以應用，這一問題也始終未能解決。

基于上述，為提升煤熱解工藝的整體技術水平，提高焦油品質和系統綜合能效，應基于回收余熱及減少廢水生成量，同時又能實現氣體和焦油冷卻分離的原則，盡快開發出新的高效冷卻工藝方法及裝置。

發明內容

本發明的目的是克服余熱回收過程中的焦油冷凝而導致換熱面熱阻增大、換熱效率逐漸下降的問題。

為此，本發明的技術方案是提供了一種煤熱解氣冷卻及余熱回收的裝置，包括外殼體、液封槽、分離池、控制器及循環泵；所述外殼體包括相連通的水平殼體和立式殼體；所述水平殼體上端左邊設置有冷卻介質出口，上端右邊設置有冷卻介質進口，左端設置有熱解氣進口，內部兩端分別設置有入口氣體分布板和出口氣體分布板，內部中間設置有換熱體，且換熱體外部設置有噴管；所述立式殼體上端設置有熱解氣出口，內部設置有噴管；所述換熱體外部的噴管和立式殼體內部的噴管均通過管線連接于控制器，所述控制器通過循環泵連接于分離池；所述外殼體底部連接液封槽，液封槽連接于分離池。

所述入口氣體分布板和出口氣體分布板上均設置有通氣孔。

所述外殼體下部設置有錐斗。

所述外殼體外部包裝有硅酸鋁或巖棉保溫材料。

所述分離池中設置有冷卻水管，冷卻水管進口連接冷卻水，出口排出熱水。

所述換熱體一側上端設置有冷卻介質進口一，另一側下端冷卻介質出口一，且沿冷卻介質流動方向設置有導流板。

所述換熱體的兩側外表面均對稱分布有一組散熱片。

所述換熱體外表面噴涂有不粘涂料。

所述換熱體采用1-4mm厚的不銹鋼板或耐熱鋼板焊接為中空的腔體，換熱體沿水平殼體寬度方向設置有4-20組，沿水平殼體長度方向設置有3-4組。

本發明的有益效果：

(1)本發明提供的這種煤熱解氣冷卻及余熱回收的裝置結構簡單，操作簡便，可將400~650℃的已濾除固體粉塵的熱解氣連續不斷地冷卻至60~90℃，不僅實現了焦油和煤氣的分離收集，同時有效回收了余熱，回收介質溫度可達200~300℃，可用于工藝線上煤的干燥及預熱。系統除采用冷卻介質間接換熱外，還采用了洗油直接沖洗和換熱，這種組合換熱方式大大減少了直接換熱介質的消耗。采用洗油噴灑沖洗，可及時沖洗去表面沉降焦油，恢復傳熱性能，還可避免產生更多難以處理的含酚廢水，解決了余熱回收過程中的焦油冷凝而導致換熱面熱阻增大、換熱效率逐漸下降的技術問題。

(2)本發明提供的這種煤熱解氣冷卻及余熱回收的裝置，通過在入口氣體分布板和出口氣體分布板上均設置通氣孔，保證熱解氣進入水平殼體1后均勻分布。

(3)本發明提供的這種煤熱解氣冷卻及余熱回收的裝置，通過在外殼體下部設置錐斗，有利于收集外殼體10內的液體進入液封槽3，避免發生飛濺，造成污染。