CN203741268U

CN203741268U - 一种干熄焦设备

Info

Publication number: CN203741268U
Application number: CN201420104465.7U
Authority: CN
Inventors: 曾志春; 王秀花; 徐列
Original assignee: Beijing Huatai Coking Engineering Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Huatai Coking Engineering Technology Co Ltd
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2024-03-07

Abstract

本实用新型提供一种干熄焦设备，包括干熄炉、一次除尘器和余热锅炉，干熄炉的环形通道的出气口与一次除尘器的进气口相连，一次除尘器的出气口与余热锅炉的进气口相连，一次除尘器为旋风除尘器，并且环形通道的出气口的数量为至少两个，环形通道的至少两个出气口沿环形通道的周向间隔且均匀设置，或者，环形通道的至少两个出气口以环形通道的中心中心对称设置。本实用新型提供的干熄焦设备，其不仅可以降低一次除尘器的检修率，而且可以提高一次除尘的效率，从而不仅可以提高余热锅炉的使用寿命和稳定性，而且对二次除尘器进行优化以延长其使用寿命；另外可以减小干熄焦设备的水平占地面积和运营成本。

Description

一种干熄焦设备

技术领域

本实用新型属于焦化技术领域，具体涉及一种干熄焦设备。

背景技术

干熄焦技术（Coke Dry Quenching，简称CDQ）是目前世界上新诞生的一项冶炼节能技术。所谓干熄焦，是相对湿法熄焦而言的，是指采用惰性气体将红焦降温冷却的一种熄焦方法。其相对湿法熄焦具有以下优势：1）干熄焦是在密闭***内完成熄焦过程，可基本消除酚、HCN、H₂S、NH₃的排放，并可以减少焦尘排放和熄焦用水；2）干熄焦在余热利用、提高焦炭质量方面存在技术优势。所以干熄焦技术目前得到了大家的普遍认可。

一般来讲，干熄焦设备包括干熄炉、一次除尘器、余热锅炉、二次除尘器、主循环风机以及副省煤器。干熄炉的环形通道的出气口与一次除尘器的进气口相连，一次除尘器的出气口与余热锅炉进气口相连，余热锅炉的出气口与二次除尘器的进气口相连，二次除尘器的出气口经主循环风机与副省煤器的进气口相连，副省煤器的出气口与干熄炉下部的进风口相连。干熄焦是用循环气体为热载体，主循环风机用于将冷的循环气体通过进风口输入红焦冷却室（位于干熄炉内），用于冷却高温焦炭至250℃以下后将其排出；一次除尘器用于除去吸收焦炭热量后的循环气体中的焦粉，并将除去焦粉的循环气体导入余热锅炉以回收其热量；余热锅炉通过回收到的热量产生蒸汽进行二次利用（例如发电）并输出低温的循环气体；二次除尘器用于对低温的循环气体二次除尘，再传送给主循环风机；主循环风机再将低温的循环气体传入红焦冷却室，如此循环冷却红焦。

现有技术中，一次除尘器通常采用重力沉降槽式除尘器，如图1所示，挡墙10的下端***灰斗11内，循环气体从挡墙10的进气口12（左侧）进入，经过挡墙10使得焦粉撞击挡墙10，落入灰斗11内，循环气体从挡墙10底部流经灰斗11并从挡墙10的出气口13（右侧）流出。

然而，采用现有的重力沉降槽式除尘器在实际应用中往往会出现以下问题：

其一，体积庞大造成占地面积大，并且，需要满足其进气口12与出气口13在同一水平方向上，这对余热锅炉的设置高度进行限制，从而不仅造成干熄焦设备的水平占地面积大，而且需要对余热锅炉增设循环泵而造成运营成本高；

其二，砌体耐材用量大造成施工周期长，并且挡墙长期受到高温的循环气体的冲刷易倒塌，使其结构稳定性差，因而造成检修率高、检修工作量大；

其三，一次除尘效率低，一般仅为50%～60%，从而进入余热锅炉的循环气体的焦粉浓度较高，一般为8～12g/m³，并且直径≥0.25mm的焦粉所占比例大于95%，这会造成余热锅炉的损坏较严重，从而造成余热锅炉的寿命低和运行稳定性差。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种干熄焦设备，其不仅可以降低一次除尘器的检修率，而且可以提高一次除尘的效率，从而不仅可以提高余热锅炉的使用寿命和稳定性，而且对二次除尘器进行优化以延长其使用寿命；另外可以减小干熄焦设备的水平占地面积和运营成本。

本实用新型提供一种干熄焦设备，包括干熄炉、一次除尘器和余热锅炉，所述干熄炉的环形通道的出气口与所述一次除尘器的进气口相连，所述一次除尘器的出气口与所述余热锅炉的进气口相连，所述一次除尘器为旋风除尘器，并且所述环形通道的出气口的数量为至少两个，所述环形通道的至少两个出气口沿所述环形通道的周向间隔且均匀设置，或者，所述环形通道的至少两个出气口以所述环形通道的中心中心对称设置。

其中，所述旋风除尘器的数量与所述环形通道的出气口的数量一一对应，且所述旋风除尘器的进气口与所述环形通道的出气口一一对应地相连。

其中，所述环形通道的出气口的数量为两个，在所述干熄焦设备的水平截面上，将所述干熄炉与所述余热锅炉的中心连接线作为水平线，两个所述环形通道的出气口分别设置在所述环形通道上，且与所述水平线的水平夹角为90度和270度的位置处。

其中，还包括余热锅炉给水预热器和循环风机，其中，所述循环风机的出气口与所述余热锅炉给水预热器的进气口相连；所述余热锅炉给水预热器的出气口与所述干熄炉的进气口相连。

其中，还包括二次除尘器，所述二次除尘器的进气口与所述余热锅炉的出气口相连，所述二次除尘器的出气口与所述循环风机的进气口相连。

其中，还包括二次除尘器，并且，所述余热锅炉给水预热器包括一段给水预热器和二段给水预热器，其中，所述一段给水预热器的进气口与所述余热锅炉的出气口相连，所述一段给水预热器的出气口与所述二次除尘器的进气口相连；所述二次除尘器的出气口与所述循环风机的进气口相连；所述循环风机的出气口与所述二段给水预热器的进气口相连；所述二段给水预热器的出气口与所述干熄炉的进气口相连。

其中，所述余热锅炉给水预热器和/或所述二次除尘器设置在所述余热锅炉的下方。

其中，所述环形通道的通气截面积的大小根据所述环形通道的出气口的数量设置。

其中，所述环形通道的调节板的数量根据所述环形通道的出气口的数量设置。

其中，所述旋风除尘器的壁为冷却壁。

本实用新型提供的干熄焦设备，其采用旋风除尘器作为一次除尘器，旋风除尘器的技术成熟可靠，其结构稳定性好，从而可以降低一次除尘器的检修率；而且旋风除尘器的一次除尘的效率达到85%以上，从而可以减小循环气体进入余热锅炉的焦粉浓度，这与现有技术中采用重力沉降槽式除尘器使得进入余热锅炉的焦粉浓度为8～12g/m³相比，可以使得进入余热锅炉的焦粉浓度降低至3～g/m³，因而不仅可以降低焦粉对余热锅炉的损坏，从而可以提高余热锅炉的使用寿命和稳定性，还可以降低进入二次除尘器的循环气体中的焦粉含量，从而可以对二次除尘器进行优化以降低二次除尘器的对循环气体的阻力，从而可以减小二次除尘器的磨损以延长其使用寿命；另外，由于旋风除尘器的体积相对现有的重力沉降槽式除尘器较小，并且其位置设置较灵活，这可以使得干熄焦设备在竖直方向上紧凑设置，从而不仅可以减小干熄焦设备的水平占地面积，而且不会限定与之连接的余热锅炉的位置，这与现有技术需要给余热锅炉增设循环泵相比，可以降低运营成本。

附图说明

图1为现有技术中一次除尘器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的干熄焦设备的一种结构示意图；

图3为图2中旋风除尘器的结构示意图；

图4为图2所示的干熄焦设备的结构框图；以及

图5为本实用新型实施例提供的干熄焦设备的另一种结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型提供的干熄焦设备进行详细描述。

图2为本实用新型实施例提供的干熄焦设备的一种结构示意图。图3为图2中旋风除尘器的结构示意图。图4为图2所示的干熄焦设备的结构框图。请一并参阅图2、图3和图4，本实用新型提供的干熄焦设备包括干熄炉20、一次除尘器、余热锅炉22、二次除尘器23、余热锅炉给水预热器和循环风机25。其中，干熄炉20的环形通道201的出气口与一次除尘器的进气口相连，一次除尘器的出气口与余热锅炉22的进气口相连，一次除尘器为旋风除尘器21，由于自干熄炉20的环形通道201输出的循环气体的温度较高，一般在1000℃左右，因而旋风除尘器21选用高温旋风除尘器；并且，环形通道201的出气口2011的数量为至少两个，环形通道201的至少两个出气口2011沿环形通道201的周向间隔且均匀设置，或者，环形通道201的至少两个出气口2011以环形通道201的中心中心对称设置。

旋风除尘器21是利用旋转的含有焦粉的循环气体所产生的离心力，将焦粉从循环气体中分离出来的气固分离装置。下面结合图3详细地描述旋风除尘器21的工作原理。具体地，旋风除尘器21为倒锥体结构，自环形通道201的出气口2011输出的带有焦粉的高温循环气体沿旋风除尘器21切向上的进气口211进入旋风除尘器21时，循环气体的流向由直线运动变为沿旋风除尘器21的内壁进行的圆周运动，并沿旋风除尘器21的内周壁螺旋状由上至下向圆锥体底部运动，从而形成下降的外旋气流；在上述旋转的过程中，带有焦粉的循环气体产生离心力，使得相对密度大于循环气体密度的焦粉甩向旋风除尘器21的内壁，这使得该焦粉失去径向上的惯性力，而在其向下的动量和重力作用下沿旋风除尘器21的内壁滑落至位于与旋风除尘器21的排焦口212相连的排灰管内；旋转下降的循环气流在到达圆锥体底部后，转而沿旋风除尘器21壳体的轴心部位向上，形成上升的内旋气流，并由旋风除尘器出气口213排出。

请参阅如下表一和表二：表一为采用现有的重力沉降槽式除尘器的干熄焦设备的工艺参数表。表二为本实用新型实施例提供的干熄焦设备的工艺参数表。

表一

表二

可以看出，采用现有的重力沉降槽式除尘器作为一次除尘器，使得进入余热锅炉22的循环气体中的粉尘浓度为10～12g/m³；而采用旋风除尘器21作为一次除尘器，使得进入余热锅炉22的循环气体中的粉尘浓度为3～5g/m³。另外，一般旋风除尘器21的阻力在800～1000Pa，在本实施例中，旋风除尘器21的阻值的保守估计为1150Pa，而重力沉降槽式除尘器的阻值约为400Pa，因此，采用旋风除尘器21相对重力沉降槽式除尘器增加了干熄焦设备的阻力，但是增加的阻力是干熄炉20阻力的八分之一和十分之一之间，符合工艺要求。

因此，采用旋风除尘器21作为一次除尘器具有以下优点：

其一，由于高温旋风除尘器21的技术成熟可靠，其结构稳定性好，例如，一般旋风除尘器21进行小修的周期为3年，进行大修的周期为5年以上，因而可以降低一次除尘器的检修率，从而可以减小检修工作量。

其二，由于旋风除尘器21的一次除尘的效率达到85%以上，从而可以减小循环气体进入余热锅炉22的焦粉浓度，这与现有技术中采用重力沉降槽式除尘器使得进入余热锅炉22的焦粉浓度为8～12g/m³相比，可以使得进入余热锅炉22的焦粉浓度降低至3～5g/m³，因而不仅可以降低焦粉对余热锅炉22的损坏，从而可以提高余热锅炉22的使用寿命和稳定性；

其三，基于上述“其二”相同的理由，可以降低进入二次除尘器23的循环气体中的焦粉含量，例如，使得进入二次除尘器23的循环气体中的焦粉含量降低60%以上，因此，在这种情况下，可以对二次除尘器23进行优化来降低二次除尘器23的对循环气体的阻力（即，可以采用对循环气体的阻力较小的二次除尘器23），从而不仅可以减小二次除尘器23的磨损以延长其使用寿命，而且可以补偿采用旋风除尘器21对干熄焦设备带来的压损；

其四，由于旋风除尘器21的体积相对现有的重力沉降槽式除尘器较小，并且其位置设置较灵活，这与现有技术相比，余热锅炉22的进气口不需要与干熄炉20的出气口同一高度，因而不会限定余热锅炉22的位置，这可以使得干熄焦设备在竖直方向上合理设置，从而可以减小干熄焦设备的水平占地面积，如图2所示，余热锅炉22的设置位置为：可使余热锅炉给水预热器和循环风机25设置在其下方（即，设置在垂直纸面向里的位置）；

其五，基于上述“其四”相同的理由，可以设置余热锅炉22高度来满足其自然循环的高度，这就不需要给余热锅炉22增设循环泵，从而可以降低运营、投资及维修成本。

优选地，旋风除尘器21的壁为冷却壁，具体地，在旋风除尘器21的壁内设置有冷却管道，冷却液（包括冷却水）自该冷却管道内流动，在流动的过程中与高温的循环气体进行热交换，因而可以实现在对循环气体进行除尘的过程在一定程度上冷却循环气体，从而可以提高对循环气体的冷却效率。

并且，由于环形通道201的出气口2011的数量为至少两个，且该至少两个出气口2011沿环形通道201的周向间隔且均匀设置，或者，至少两个出气口2011以环形通道201的中心中心对称设置，这不仅可以增加循环气体的排气截面积（即，至少两个出气口2011的排气截面积之和），从而快速地将环形通道201内的循环气体排出；而且可以使得循环气体均匀地排出。在这种情况下，可以实现对本实施例提供的干熄焦设备进行如下优化：（一）环形通道201的通气截面积的大小根据环形通道201的出气口2011的数量设置，也就是说，随着环形通道201的出气口2011数量增加来减小环形通道201的通气截面积，例如，减小环形通道201的排气高度和/或宽度，因而不仅可以改善环形通道201的结构和增强环形通道201的强度，从而可以在一定程度上避免环形通道201的倒塌，以及减小对位于斜烟道区的用于支撑环形通道201的牛腿压力，进而可以减缓牛腿的损坏以延长牛腿的使用寿命；（二）环形通道201的调节板的数量根据环形通道201的出气口2011的数量设置，该调节板用于调节进入环形通道201内的循环气体的气流量；也就是说，随着环形通道201的出气口2011数量增加来减少调节板的数量，因而可以降低循环气体自干熄炉20排出的阻力，以使干熄炉20内的气流分布更均匀，从而可以补偿采用旋风除尘器21对干熄焦设备带来的压损。

在本实施例中，具体地，环形通道201的出气口2011的数量为两个，这使得环形通道201内的循环气体分为四段（1、2、3、4）均匀地排出，如图2所示的循环气体的运动路径，在这种情况下，环形通道201的排气高度可优化降低40%以上；基于本实施例提供的干熄焦设备的干熄炉的具体结构，在干熄焦设备的水平截面上，将干熄炉20与余热锅炉22的中心连接线作为水平线，两个环形通道201的出气口2011分别设置在环形通道201上，且与水平线的水平夹角为90度和270度的位置处，这使得干熄焦设备的整体布局较紧凑，从而可以减小水平占地面积。

另外，在本实施例中，根据干熄炉20内的循环气体的气流量等参数以及旋风除尘器21的相关参数进行计算，需要旋风除尘器21的数量为两个，在这种情况下，旋风除尘器21的数量与环形通道201的出气口的数量一一对应，且旋风除尘器21的进气口与环形通道201的出气口2011一一对应地相连。但是，本实用新型并不局限于此，在实际应用中，环形通道201的出气口2011以及旋风除尘器21的数量根据实际工艺情况具体设置；并且，旋风除尘器21的数量与环形通道201的出气口2011的数量可不一一对应，例如，一个或者多个出气口2011对应一个旋风除尘器21。

容易理解，由于现有技术中环形通道201上仅一个出气口2011，干熄炉20内的循环气体均自该一个出气口2011排出，因此，在该出气口2011处设置的高温膨胀节容易损坏，寿命较短。而在本实施例中，干熄炉20内的循环气体分别自环形通道201上的多个出气口2011排出，因此，在每个环形通道201的出气口2011与旋风除尘器21的连接处的高温膨胀节热变形小，从而可以提高高温膨胀节的使用寿命。

在本实施例中，余热锅炉22用于将自旋风除尘器21输出的循环气体的热量进行回收并产生蒸汽进行二次利用；余热锅炉给水预热器用于进一步对循环气体进行冷却；二次除尘器23用于对冷却的循环气体二次除尘；循环风机25用于将冷却后的循环气体传入干熄炉20内以进行冷却红焦。具体地，余热锅炉给水预热器包括一段给水预热器241和二段给水预热器242，其中，一段给水预热器241的进气口与余热锅炉22的出气口相连，一段给水预热器241的出气口与二次除尘器23的进气口相连；二次除尘器23的出气口与循环风机25的进气口相连；循环风机25的出气口与二段给水预热器242的进气口相连；二段给水预热器242的出气口与干熄炉20的进气口相连。一段给水预热器241将自余热锅炉22输出的循环气体进一步冷却，可以降低循环气体依次进入二次除尘器23和循环风机25的温度，因而可以减小二次除尘器23对循环气体的阻力和减小进入循环风机25的循环气体的体积，从而可以补偿采用旋风除尘器21对干熄焦设备带来的压损，进而可以避免因采用旋风除尘器21带来的阻力增大造成的循环风机25功率增大。二段给水预热器242将自循环风机25输出的循环气体进一步冷却以提高冷却效率。

需要说明的是，在本实施例中，在余热锅炉22和二次除尘器23、循环风机25和干熄炉20之间均设置有余热锅炉给水预热器。但是，本实用新型并不局限于此，在实际应用中，也可以仅在循环风机25和干熄炉20之间设置余热锅炉给水预热器，具体地，循环风机25的出气口与余热锅炉给水预热器的进气口相连；余热锅炉给水预热器的出气口与干熄炉20的进气口相连。

还需要说明的是，如图2所示，余热锅炉给水预热器和循环风机25设置在余热锅炉22的下方，以减小干熄焦设备的水平占地面积，在实际应用中，也可以换做将二次除尘器23设置在余热锅炉22的下方，为进一步减小干熄焦设备的水平占地面积，也可以将预设锅炉给水预热器和二次除尘器23均设置在余热锅炉22的下方。图5为本实用新型实施例提供的干熄焦设备的另一种结构示意图，请一并参阅图2和图5，二者之前的区别在于：图5所示的干熄焦设备中二次除尘器23靠近干熄炉20设置，这与图2所述的干熄焦设备相比，可以进一步减小干熄焦设备的水平占地面积。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种干熄焦设备，包括干熄炉、一次除尘器和余热锅炉，所述干熄炉的环形通道的出气口与所述一次除尘器的进气口相连，所述一次除尘器的出气口与所述余热锅炉的进气口相连，其特征在于，所述一次除尘器为旋风除尘器，并且

所述环形通道的出气口的数量为至少两个，所述环形通道的至少两个出气口沿所述环形通道的周向间隔且均匀设置，或者，所述环形通道的至少两个出气口以所述环形通道的中心中心对称设置。

2.根据权利要求1所述的干熄焦设备，其特征在于，所述旋风除尘器的数量与所述环形通道的出气口的数量一一对应，且所述旋风除尘器的进气口与所述环形通道的出气口一一对应地相连。

3.根据权利要求1所述的干熄焦设备，其特征在于，所述环形通道的出气口的数量为两个，在所述干熄焦设备的水平截面上，将所述干熄炉与所述余热锅炉的中心连接线作为水平线，两个所述环形通道的出气口分别设置在所述环形通道上，且与所述水平线的水平夹角为90度和270度的位置处。

4.根据权利要求1所述的干熄焦设备，其特征在于，还包括余热锅炉给水预热器和循环风机，其中，所述循环风机的出气口与所述余热锅炉给水预热器的进气口相连；所述余热锅炉给水预热器的出气口与所述干熄炉的进气口相连。

5.根据权利要求4所述的干熄焦设备，其特征在于，还包括二次除尘器，所述二次除尘器的进气口与所述余热锅炉的出气口相连，所述二次除尘器的出气口与所述循环风机的进气口相连。

6.根据权利要求4所述的干熄焦设备，其特征在于，还包括二次除尘器，所述余热锅炉给水预热器包括一段给水预热器和二段给水预热器，其中

所述一段给水预热器的进气口与所述余热锅炉的出气口相连，所述一段给水预热器的出气口与所述二次除尘器的进气口相连；

所述二次除尘器的出气口与所述循环风机的进气口相连；

所述循环风机的出气口与所述二段给水预热器的进气口相连；

所述二段给水预热器的出气口与所述干熄炉的进气口相连。

7.根据权利要求5或6所述的干熄焦设备，其特征在于，所述余热锅炉给水预热器和/或所述二次除尘器设置在所述余热锅炉的下方。

8.根据权利要求1所述的干熄焦设备，其特征在于，所述环形通道的通气截面积的大小根据所述环形通道的出气口的数量设置。

9.根据权利要求1所述的干熄焦设备，其特征在于，所述环形通道的调节板的数量根据所述环形通道的出气口的数量设置。

10.根据权利要求1所述的干熄焦设备，其特征在于，所述旋风除尘器的壁为冷却壁。