[發明專利]一種緊湊纏繞型半焦冷卻裝置及工藝

有效

• 申請號: 201710486136.1
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107142117B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 董芳儒
• 申請（專利權）人: 榆林煤化工產業升級技術研發中心
• 主分類號: C10B39/02
• 分類號: C10B39/02
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 吳甘棠

本發明公開了一種緊湊纏繞型半焦冷卻裝置及工藝，包括緩沖罐、給水泵、半焦冷卻器、旋流分離器和帶調節功能的閥門；所述的緩沖罐上經閥門通入有除鹽水，緩沖罐經給水泵和閥門后連接到半焦冷卻器的纏繞式輻射管入口上，半焦冷卻器的纏繞式輻射管出口與旋流分離器相連通，旋流分離器底部的排液口還通過排液閥門與緩沖罐相連，旋流分離器頂部經閥門將水產品送出。該緊湊纏繞型半焦冷卻裝置及工藝，實現了除鹽水的預熱、蒸發、過熱一體化，采用螺旋的纏繞式輻射管高效回收半焦顯熱，并可根據實際需要產生過熱蒸汽、飽和蒸汽和熱水，同時具有冷卻后的半焦顆粒溫度的特點。本發明強化了溫差效應，提高了輻射換熱效率，有利于半焦充分冷卻。

技術領域

本發明屬于煤化工(及油頁巖)熱解領域，具體涉及一種緊湊纏繞型半焦冷卻裝置及工藝。

背景技術

受我國富煤的資源稟賦先決條件影響，煤炭在能源消費結構中長期占居主導地位，乃至今后相當長時間內不會發生根本性改變，由于大量的煤炭使用帶來了局部地區環境污染嚴重。只有將煤炭資源化利用，一改以前煤炭直接燃燒的使用方式，將煤炭由燃料轉化為煤炭制品及化工原料，即通過煤熱解技術，先將煤炭轉化成固態-半焦、氣態-煤氣、液態-焦油。再對其煤炭轉化產品進行精加工再利用，堅持煤炭的全生命周期分質、分級、高效、清潔、集約化發展的路徑。對提高煤炭產品附加值，減少大氣環境污染，達到煤炭資源可持續利用的目標。

無論是方形熱解爐還是圓形熱解爐，在煤熱解生產過程中600～750℃熾熱的半焦通常采用廢水淬冷降溫，淬冷后的半焦水含量≥28％wt，需要對半焦過量水分進行煤氣燃燒明火烘干處理，使其烘干后的水含量≤14％。在此過程中，廢水常采用熱解過程中生產的酚氨廢水，該廢水溶解有大量的酚類、芳烴、硫化氫、氨、焦油等污染物，廢水淬冷過程中半焦自身具有的多孔性結構，吸附了大量的水和廢水中的污染物，并且在烘干過程中水分和大部分污染物揮發到大氣中，造成廢水中的污染物向環境大氣中轉移，沒有揮發的污染物滯留在半焦中，在半焦使用過程中又造成二次污染。因此，急需要一種半焦的干法冷卻工藝技術及裝置，從而減少環境污染，提高半焦產品質量，回收熱半焦熱量。

專利CN106190204A提供了一種用于低溫干餾爐的余熱回收系統，包括介質儲蓄池、循環泵的進口閥門、循環泵、循環泵的出口閥門、取熱介質進口總管、取熱裝置、取熱介質出口總管、余熱利用裝置。取熱裝置包括取熱保護罩和取熱管，取熱保護罩與煤低溫干餾爐內壁固定連接，取熱保護罩內設置取熱管，取熱保護罩里設有至少1根弓型取熱管。該發明采用上下彎折的弓型取熱管回收半焦熱量，其取熱裝置至于煤低溫干餾爐內部，由于弓型管上下彎折過程中相鄰管間距受180度彎頭彎取半徑影響，實際與熱半焦相接觸的面積十分有限，同時由于弓型管的設置造成取熱管內的介質在180度彎頭處改變流動方向，越到高溫區取熱管內的蒸汽含量越高，造成汽水混合雙相流對180度彎頭沖刷腐蝕嚴重，影響其安全穩定運行。且該裝置至于熱解爐內部，不利用向現有爐型推廣應用，同時由于每根弓型管設置一個進口和一個出口，管口數量眾多復雜不利用維護檢修。

專利CN205155907U提供了一種蘭炭干熄焦余熱利用裝置。該裝置包括鍋筒、鍋筒上連接有供水母管，供水母管上連接有若干供水支管，每根供水支管連接有冷焦箱，冷焦箱的入焦口通過集箱連接至炭化爐的熱焦排放口，冷焦箱的出焦口匯集至出焦設備，冷焦箱頂部的蒸汽出口通過蒸汽支管連接至蒸汽母管，所述蒸汽母管連接至鍋筒，鍋筒上部設有用于將蒸汽排至用汽場所的汽閥。冷焦箱設置膜式水冷壁結構，實現換熱冷卻。該發明的裝置采用熱虹吸原理，實現熱水在冷焦箱內循環吸熱并副產蒸汽，達到對熱半焦冷卻的目的。但由于現有方型熱爐設置6～14個熱半焦出口，并隨技術的改進熱半焦出口再不斷增加，每個出焦口設置一臺半焦冷卻裝置，依靠熱虹吸自然循環，容易造成冷焦箱內的水介質偏流而使各個冷焦箱出口半焦溫度不同而影響半焦質量。

發明內容

本發明為了解決上述技術問題，提供了一種緊湊纏繞型半焦冷卻裝置及工藝，實現除鹽水的預熱、蒸發、過熱一體化，采用螺旋纏繞式輻射管高效回收半焦顯熱，并可根據實際需要產生過熱蒸汽、飽和蒸汽和熱水，同時實現最大限度熱量交換，提高了換熱效率，降低了半焦冷卻后的溫度。