一種外熱式回轉炭化爐炭化尾氣處理系統及其應用方法
【專利摘要】本發明涉及一種外熱式回轉炭化爐炭化尾氣處理系統，該系統包括尾氣洗滌塔、尾氣換熱器、電焦油捕集器、冷卻器、沉降池。尾氣洗滌塔一側設開車補水管線、管線Ⅰ、沖洗水管線、干燥炭化尾氣管線，另一側與冷卻器相連，頂部與尾氣換熱器相連，底部連有管線Ⅴ；冷卻器連有冷卻循環水回水管線Ⅰ、冷卻循環水上水管線；尾氣換熱器頂部連有冷卻循環水回水管線Ⅱ，底部與冷卻循環水上水管線相連，一側設管線Ⅶ、Ⅷ；管線Ⅶ與電焦油捕集器相連，該電焦油捕集器連有吹掃氮氣管線、管線Ⅸ、荒煤氣管線；管線Ⅸ與Ⅷ、沉降池相連，該沉降池設管線Ⅺ、Ⅻ、焦油管線、煤泥管線；管線Ⅻ與Ⅰ相連。同時本發明還公開了該系統的應用方法。本發明可有效提高利用效率。
【專利說明】一種外熱式回轉炭化爐炭化尾氣處理系統及其應用方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及活性炭生產【技術領域】，尤其涉及一種外熱式回轉炭化爐炭化尾氣處理系統及其應用方法。

【背景技術】
[0002]在活性炭工業化生產過程中，原煤作為原料首先要經過氧化、炭化的過程，再進一步進行活化，從而得到具有實際應用價值的活性炭。原煤的炭化處理一般采用外熱式回轉炭化爐焙燒的工藝，炭化溫度大約為400~550°C左右，在此條件下，原煤會發生劇烈的物理和化學變化，部分H2、CO、有機揮發分、焦油等會在炭化過程中析出，炭化尾氣的溫度大約為200~300°C左右，其主要成分為可燃組分、水蒸汽及少量的煤粉，因此具有較高的熱值，現有技術中，對于炭化尾氣的處理一般采用焚燒爐焚燒處理，焚燒后產生的高溫煙氣再進入到余熱鍋爐進行余熱回收，產生蒸汽進入到后續的系統進行利用。但這種處理方法主要存在以下缺點:
⑴工業生產中，焚燒爐的高度一般較高，炭化爐和焚燒爐之間的炭化尾氣管線較長，由于焦油的沸點較高，容易凝結成液體，再加上尾氣中含有部分的煤粉，因此尾氣管線很容易發生堵塞的情況，給整個的工業生產帶來很大的不便。
[0003]⑵炭化尾氣中所含成分較為復雜，既有可燃氣體成分，又有固體顆粒，兩種不同形態的成分具有完全不同的燃燒機理，這對焚燒爐的設計造成很大的困難，一般情況下可燃氣體成分在焚燒爐中能夠完全燃燒，但是尾氣中的煤粉只能部分燃燒，剩余的部分煤粉會隨著高溫煙氣進入到后續的余熱鍋爐系統中，長時間的運行會造成余熱鍋爐內換熱管上煤粉的堆積，使得余熱鍋爐換熱效率大幅度的下降。
[0004]⑶炭化尾氣中往往含有少量的S02、SO3等含硫的物質，高溫煙氣在經過余熱鍋爐換熱后溫度降低，當工況發生變化時，換熱后的煙氣溫度可能會低于硫露點，造成煙氣中水蒸汽及含硫物質在換熱管上結露，造成對換熱管的腐蝕。
[0005]⑷在實際的活性炭工業生產過程中，余熱鍋爐產生的蒸汽一部分用于活性炭活化過程，一部分用于全廠的伴熱、保溫，另外一部分用于發電，由于蒸汽的溫度較低，所以發電效率不高，能源的浪費較為嚴重。


【發明內容】

[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種有效提高利用效率的外熱式回轉炭化爐炭化尾氣處理系統。
[0007]本發明所要解決的另一個技術問題是提供該外熱式回轉炭化爐炭化尾氣處理系統的應用方法。
[0008]為解決上述問題，本發明所述的一種外熱式回轉炭化爐炭化尾氣處理系統，其特征在于:該系統包括尾氣洗滌塔、尾氣換熱器、電焦油捕集器、冷卻器、沉降池；所述尾氣洗滌塔的一側分別設有開車補水管線、管線1、連有數個帶噴頭分支管的沖洗水管線、向下傾斜的干燥炭化尾氣管線，其另一側通過管線II與所述冷卻器的頂部相連，其頂部通過管線III與所述尾氣換熱器相連，其底部通過管線IV經塔底循環泵連有管線V ;所述噴頭分支管的末端插入所述干燥炭化尾氣管線中；所述管線V與所述冷卻器的底部相連；所述冷卻器的一側分別連有冷卻循環水回水管線1、冷卻循環水上水管線；所述尾氣換熱器的頂部連有冷卻循環水回水管線II，其底部通過管線VI與所述冷卻循環水上水管線相連，其一側分別設有管線VI1、管線VID ;所述管線VE與所述電焦油捕集器相連，該電焦油捕集器的頂部連有吹掃氮氣管線，其底部設有管線IX，其一側通過管線X經引風機連有荒煤氣管線；所述管線IX與分別與所述管線麗、所述沉降池相連，該沉降池的一側設有與所述管線V相連的管線XI，其另一側分別連有焦油管線、管線XL其底部經螺桿泵連有煤泥管線；所述管線ΧΠ經循環水泵與所述管線I相連。
[0009]所述尾氣換熱器是指列管式換熱器或盤管式換熱器。
[0010]如上所述的一種外熱式回轉炭化爐炭化尾氣處理系統的應用方法，包括以下步驟:
⑴炭化尾氣經連有所述沖洗水管線的所述干燥炭化尾氣管線進入到所述尾氣洗滌塔中，同時洗滌水通過所述開車補水管線進入到所述尾氣洗滌塔中，在此所述炭化尾氣與所述洗滌水進行逆流接觸傳質、傳熱后，分別得到含有焦油和粉塵的洗滌液、洗滌后的炭化尾氣；
⑵所述洗滌后的炭化尾氣經所述管線III進入所述尾氣換熱器中，此時冷卻水通過冷卻循環水上水管線經所述管線VI進入所述尾氣換熱器中，所述洗滌后的炭化尾氣與所述冷卻水進行間接的逆流傳熱，分別得到含有水分和焦油的冷凝液Α、冷卻后的循環水、冷卻后的炭化尾氣；所述含有水分和焦油的冷凝液A依次經所述管線麗、所述管線IX進入所述沉降池；所述冷卻后的循環水經所述冷卻循環水回水管線II進入后續的系統；
(3)所述冷卻后的炭化尾氣經管線VE進入所述電焦油捕集器中，同時，氮氣經所述吹掃氮氣管線進入所述電焦油捕集器中，在電極的作用下，分別得到含有焦油和水分的冷卻液B和處理后的炭化尾氣；所述含有焦油和水分的冷卻液B經由所述管線IX進入所述沉降池中；所述處理后的炭化尾氣依次通過所述管線X、所述引風機經所述荒煤氣管線進入后續的系統；
⑷所述含有焦油和粉塵的洗滌液依次經所述管線IV、所述塔底循環泵進入所述管線V，并由此分為兩部分:其中一部分進入所述冷卻器，其余部分則經管線XI進入所述沉降池；
(5)進入所述冷卻器的所述含有焦油和粉塵的洗滌液與由通過冷卻循環水上水管線進入所述冷卻器的冷卻水進行間接的逆流換熱后，分別得到冷卻的含有焦油和粉塵的洗滌液和換熱后的冷卻循環水；所述冷卻的含有焦油和粉塵的洗滌液通過所述管線II進入所述尾氣洗滌塔中作為洗滌液循環利用；所述換熱后的冷卻循環水則經所述冷卻循環水回水管線I進入到后續系統中；
(6)進入所述沉降池的所述含有焦油和粉塵的洗滌液經沉淀后，分別得到焦油、水分、煤泥；所述焦油經所述焦油管線進入后續系統；所述水分依次經所述管線ΧΠ、所述循環水泵、所述管線I進入所述尾氣洗滌塔中作為洗滌液使用；所述煤泥通過所述螺桿泵經所述煤泥管線進入到后續系統。
[0011]本發明與現有技術相比具有以下優點:
1、由于本發明中沖洗水管線設有數個帶噴頭分支管，該噴頭分支管的末端插入向下傾斜的干燥炭化尾氣管線中，因此，可以防止焦油及煤粉對管線的堵塞。
[0012]2、本發明炭化尾氣經過尾氣洗滌塔洗滌、尾氣換熱器冷凝及電焦油捕集器深度凈化后，可以得到熱值大約為6000大卡左右的荒煤氣，可替代天然氣作為氧化、炭化及活化過程的燃料，相對于直接進行余熱回收發電大大提高了能量的利用效率。
[0013]3、本發明經過分離后得到的焦油可作為一種工業產品，也可以和分離后的煤泥一起進入焚燒爐進行焚燒，并經過余熱回收單元產生蒸汽，用于活化過程及全廠的伴熱、保溫等。
[0014]4、本發明方法可用于活性炭生產裝置、煤化工生產裝置等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0016]圖1為本發明的結構示意圖。
[0017]圖中:1 一尾氣洗滌塔2—尾氣換熱器 3 —電焦油捕集器4一引風機5—塔底循環泵6—冷卻器7—沉降池8—螺桿泵9一循環水泵。

【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，一種外熱式回轉炭化爐炭化尾氣處理系統，該系統包括尾氣洗滌塔
1、尾氣換熱器2、電焦油捕集器3、冷卻器6、沉降池7。其中尾氣換熱器2是指列管式換熱器或盤管式換熱器。
[0019]尾氣洗滌塔I的一側分別設有開車補水管線、管線1、連有數個帶噴頭分支管的沖洗水管線、向下傾斜的干燥炭化尾氣管線，其另一側通過管線II與冷卻器6的頂部相連，其頂部通過管線III與尾氣換熱器2相連，其底部通過管線IV經塔底循環泵5連有管線V ;噴頭分支管的末端插入干燥炭化尾氣管線中；管線V與冷卻器6的底部相連；冷卻器6的一側分別連有冷卻循環水回水管線1、冷卻循環水上水管線；尾氣換熱器2的頂部連有冷卻循環水回水管線II，其底部通過管線VI與冷卻循環水上水管線相連，其一側分別設有管線VI1、管線VID ;管線VE與電焦油捕集器3相連，該電焦油捕集器3的頂部連有吹掃氮氣管線，其底部設有管線IX，其一側通過管線X經引風機4連有荒煤氣管線；管線IX與分別與管線麗、沉降池7相連，該沉降池7的一側設有與管線V相連的管線XI，其另一側分別連有焦油管線、管線XL其底部經螺桿泵8連有煤泥管線；管線ΧΠ經循環水泵9與管線I相連。
[0020]該外熱式回轉炭化爐炭化尾氣處理系統的應用方法，包括以下步驟:
⑴炭化尾氣經連有沖洗水管線的干燥炭化尾氣管線進入到尾氣洗滌塔I中，同時洗滌水通過開車補水管線進入到尾氣洗滌塔I中，在此炭化尾氣與洗滌水進行逆流接觸傳質、傳熱后，分別得到含有焦油和粉塵的洗滌液、洗滌后的炭化尾氣；
⑵洗滌后的炭化尾氣經管線III進入尾氣換熱器2中，此時冷卻水通過冷卻循環水上水管線經管線VI進入尾氣換熱器2中，洗滌后的炭化尾氣與冷卻水進行間接的逆流傳熱，分別得到含有水分和焦油的冷凝液Α、冷卻后的循環水、冷卻后的炭化尾氣；含有水分和焦油的冷凝液A依次經管線麗、管線IX進入沉降池7 ;冷卻后的循環水經冷卻循環水回水管線II進入后續的系統；
⑶冷卻后的炭化尾氣經管線Vn進入電焦油捕集器3中，同時，氮氣經吹掃氮氣管線進入電焦油捕集器3中，在電極的作用下，分別得到含有焦油和水分的冷卻液B和處理后的炭化尾氣；含有焦油和水分的冷卻液B經由管線IX進入沉降池7中；處理后的炭化尾氣依次通過管線X、引風機(4)經荒煤氣管線進入后續的系統；
⑷含有焦油和粉塵的洗滌液依次經管線IV、塔底循環泵5進入管線V，并由此分為兩部分:其中一部分進入冷卻器6，其余部分則經管線XI進入沉降池7 ;
(5)進入冷卻器6的含有焦油和粉塵的洗滌液與由通過冷卻循環水上水管線進入冷卻器6的冷卻水進行間接的逆流換熱后，分別得到冷卻的含有焦油和粉塵的洗滌液和換熱后的冷卻循環水；冷卻的含有焦油和粉塵的洗滌液通過管線II進入尾氣洗滌塔I中作為洗滌液循環利用；換熱后的冷卻循環水則經冷卻循環水回水管線I進入到后續系統中；
(6)進入沉降池7的所述含有焦油和粉塵的洗滌液經沉淀后，分別得到焦油、水分、煤泥；焦油經焦油管線進入后續系統；水分依次經管線ΧΠ、循環水泵9、管線I進入尾氣洗滌塔I中作為洗滌液使用；煤泥通過螺桿泵8經煤泥管線進入到后續系統。
【權利要求】
1.一種外熱式回轉炭化爐炭化尾氣處理系統，其特征在于:該系統包括尾氣洗滌塔(1)、尾氣換熱器(2)、電焦油捕集器(3)、冷卻器(6)、沉降池(7);所述尾氣洗滌塔(I)的一側分別設有開車補水管線、管線1、連有數個帶噴頭分支管的沖洗水管線、向下傾斜的干燥炭化尾氣管線，其另一側通過管線II與所述冷卻器(6)的頂部相連，其頂部通過管線III與所述尾氣換熱器(2 )相連，其底部通過管線IV經塔底循環泵(5 )連有管線V ;所述噴頭分支管的末端插入所述干燥炭化尾氣管線中；所述管線V與所述冷卻器(6)的底部相連；所述冷卻器(6)的一側分別連有冷卻循環水回水管線1、冷卻循環水上水管線；所述尾氣換熱器(2)的頂部連有冷卻循環水回水管線II，其底部通過管線VI與所述冷卻循環水上水管線相連，其一側分別設有管線VI1、管線VID ;所述管線VE與所述電焦油捕集器(3)相連，該電焦油捕集器(3)的頂部連有吹掃氮氣管線，其底部設有管線IX，其一側通過管線X經引風機(4)連有荒煤氣管線；所述管線IX與分別與所述管線麗、所述沉降池(7)相連，該沉降池(7)的一側設有與所述管線V相連的管線XI，其另一側分別連有焦油管線、管線XL其底部經螺桿泵(8)連有煤泥管線；所述管線ΧΠ經循環水泵(9)與所述管線I相連。
2.如權利要求1所述的一種外熱式回轉炭化爐炭化尾氣處理系統，其特征在于:所述尾氣換熱器(2)是指列管式換熱器或盤管式換熱器。
3.如權利要求1所述的一種外熱式回轉炭化爐炭化尾氣處理系統的應用方法，包括以下步驟: ⑴炭化尾氣經連有所述沖洗水管線的所述干燥炭化尾氣管線進入到所述尾氣洗滌塔(I)中，同時洗滌水通過所述開車補水管線進入到所述尾氣洗滌塔(I)中，在此所述炭化尾氣與所述洗滌水進行逆流接觸傳質、傳熱后，分別得到含有焦油和粉塵的洗滌液、洗滌后的炭化尾氣； ⑵所述洗滌后的炭化尾氣經所述管線III進入所述尾氣換熱器(2)中，此時冷卻水通過冷卻循環水上水管線經所述管線VI進入所述尾氣換熱器(2)中，所述洗滌后的炭化尾氣與所述冷卻水進行間接的逆流傳熱，分別得到含有水分和焦油的冷凝液Α、冷卻后的循環水、冷卻后的炭化尾氣；所述含有水分和焦油的冷凝液A依次經所述管線麗、所述管線IX進入所述沉降池(7);所述冷卻后的循環水經所述冷卻循環水回水管線II進入后續的系統； (3)所述冷卻后的炭化尾氣經管線VE進入所述電焦油捕集器(3)中，同時，氮氣經所述吹掃氮氣管線進入所述電焦油捕集器(3)中，在電極的作用下，分別得到含有焦油和水分的冷卻液B和處理后的炭化尾氣；所述含有焦油和水分的冷卻液B經由所述管線IX進入所述沉降池(7)中；所述處理后的炭化尾氣依次通過所述管線X、所述引風機(4)經所述荒煤氣管線進入后續的系統； ⑷所述含有焦油和粉塵的洗滌液依次經所述管線IV、所述塔底循環泵(5)進入所述管線V，并由此分為兩部分:其中一部分進入所述冷卻器(6)，其余部分則經管線XI進入所述沉降池(7); (5)進入所述冷卻器(6)的所述含有焦油和粉塵的洗滌液與由通過冷卻循環水上水管線進入所述冷卻器(6)的冷卻水進行間接的逆流換熱后，分別得到冷卻的含有焦油和粉塵的洗滌液和換熱后的冷卻循環水；所述冷卻的含有焦油和粉塵的洗滌液通過所述管線II進入所述尾氣洗滌塔(I)中作為洗滌液循環利用；所述換熱后的冷卻循環水則經所述冷卻循環水回水管線I進入到后續系統中； (6)進入所述沉降池(7)的所述含有焦油和粉塵的洗滌液經沉淀后，分別得到焦油、水分、煤泥；所述焦油經所述焦油管線進入后續系統；所述水分依次經所述管線ΧΠ、所述循環水泵(9)、所述管線I進入所述尾氣洗滌塔(I)中作為洗滌液使用；所述煤泥通過所述螺桿泵(8)經所述煤泥管線進入到后續系統。
【文檔編號】B01D50/00GK104492220SQ201510015667
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月13日 優先權日:2015年1月13日
【發明者】趙旭, 譚永鵬, 詹仲福, 王天寶 申請人:天華化工機械及自動化研究設計院有限公司