[发明专利]一种焦炭冷却装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焦炭冷却装置及其方法，尤其是一种用于焦炭干熄焦装置及其干熄焦装 置的焦炭冷却方法。

背景技术

干熄焦技术是焦化工业领域节能减排的重要技术之一，是将1050℃左右的高温焦炭装入 密闭的干熄炉内，利用循环的冷却惰性气体，逐步置换高温焦炭的显热而将其降温至200℃， 循环冷却气体升温到800℃经废热锅炉换热后再次进入干熄炉进行熄焦的过程。相对于湿熄 焦而言，干法熄焦有诸多优点：(1)提高焦炭质量。焦炭机械强度提高，M40提高4.66％，M10 降低至1.07％，80mm～25mm块度增加4％，反应性下降5％、反应后强度提高5.1％。(2)节约能 源。采用干熄焦技术可回收红焦显热的80％，节约了能源，提高了发电量。(3)保护环境。 与湿熄焦相比，采用干熄焦技术，各类大气污染物排放量可减少约60％，同时还节约了水资源， 环境效益显著。

公开号为CN1084545A的一种“干熄焦室”的发明专利，该装置包括竖式熄焦室、装料装 置、气体分配装置和卸料设备几大部分组成，而竖式熄焦室的机构主要分为预存段，冷却段， 风帽和卸料锥段斜烟道几部分。温度大约1050℃的红焦炭由装料装置装入预存段，运行中进 入冷却段。冷却后的焦炭经卸料锥段，由卸料设备卸出。冷却用的气体经气体分配装置风帽 进入冷却段冷却热焦炭，然后经斜烟道排除。冷却气体可以是CO₂、N₂等惰性气体。该装置 的冷却剂为惰性气体CO₂和N₂，主要换热过程是物理换热冷却。

2002年新日本制铁株式会社国际申请了一种“干熄焦方法及装置”发明专利，并于2005 年公开，公开号为CN1694943A。该装置及方法是由冷却室和其上部的前置室构成熄焦塔， 从前置室的上方装入赤热焦碳，向前置室中吹入空气或者蒸汽，以惰性气体作为媒体在上述 冷却室内使上述赤热焦碳具有的显热进行热交换，以蒸汽的形式用废热锅炉进行热回收，在 这样的干熄焦方法中，通过使向废热锅炉的进热量成为目标值那样调整吹入上述前置室中的 空气或者蒸汽的量，从而可以使回收蒸气量保持为恒定，使循环气体中的可燃性气体成分及 氧成分保持为最小量，可以防止向倾斜的烟道部的异物附着，可以防止锅炉管材的热破损， 同时可以防止热回收效率的降低，可以防止循环气体通气阻力的增大和锅炉管材的磨损，同 时可以使显热回收量形成最大化。该专利虽然在装置前置室上部吹入水蒸气，但并不是以发 生气化反应产生水煤气为主要目的，而是为了调整前置室温度，使进入废热锅炉的热量成为 目标值。

2006年由中国科学院过程工程研究所公开了一种“用焦炉煤气干熄焦和焦炭脱硫的方 法”，其公开号为CN1752180A。该专利发明了干熄焦过程循环焦炉煤气实现焦炭脱硫方法： 即在干熄焦装置的熄焦炉中循环焦炉煤气代替原来工艺中循环的惰性气体(主要是氮气)。煤 气中的甲烷的吸热裂解反应和焦炉煤气相对于氮气的更大的传热效率，确保煤气可以更高效 率的熄焦。煤气中的氢气与焦炭中硫化物和有机硫反应生成H₂S，从而达到焦炭脱硫目的。该 专利应用了焦炉煤气冷却焦炭的方法，使焦炭硫含量显著降低，同时，达到了快速冷却焦炭 的目的。

CN101289620A公开了“干熄焦联产合成气及其下游产品甲醇一体化工艺”。该工艺采用 低压蒸汽或低压蒸汽与焦炉煤气混合气体作为冷却气体，吸收红焦显热，并与红焦发生水煤 气反应生成合成气；合成气经除尘后，被送到过热蒸汽废热锅炉和低压蒸汽废热锅炉进行热 量回收，然后输出，过热蒸汽废热锅炉生产过热蒸汽，低压蒸汽废热锅炉生产作为冷却气体 引入干熄焦炉的低压蒸汽；或将所述过热蒸汽用于背压式汽轮机发电，背压发电后的剩余低 压蒸汽作为干熄焦的冷却气体，以省去低压蒸汽废热锅炉。在熄焦塔的顶部和底部分别供入 水蒸汽，顶部供入的水蒸汽主要用于调节高温出口气温度，底部供入的水蒸汽用于水煤气反 应并吸收红焦显热。这种冷却装置及其冷却工艺，使底部冷却煤气和水蒸汽混合上升，大量 焦炭显热被冷却煤气吸收，只有部分高温热能被用于水煤气反应，水煤气产量低。