[发明专利]一种紧凑缠绕型半焦冷却装置及工艺

说明书

本发明公开了一种紧凑缠绕型半焦冷却装置及工艺，包括缓冲罐、给水泵、半焦冷却器、旋流分离器和带调节功能的阀门；所述的缓冲罐上经阀门通入有除盐水，缓冲罐经给水泵和阀门后连接到半焦冷却器的缠绕式辐射管入口上，半焦冷却器的缠绕式辐射管出口与旋流分离器相连通，旋流分离器底部的排液口还通过排液阀门与缓冲罐相连，旋流分离器顶部经阀门将水产品送出。该紧凑缠绕型半焦冷却装置及工艺，实现了除盐水的预热、蒸发、过热一体化，采用螺旋的缠绕式辐射管高效回收半焦显热，并可根据实际需要产生过热蒸汽、饱和蒸汽和热水，同时具有冷却后的半焦颗粒温度的特点。本发明强化了温差效应，提高了辐射换热效率，有利于半焦充分冷却。

技术领域

本发明属于煤化工(及油页岩)热解领域，具体涉及一种紧凑缠绕型半焦冷却装置及工艺。

背景技术

受我国富煤的资源禀赋先决条件影响，煤炭在能源消费结构中长期占居主导地位，乃至今后相当长时间内不会发生根本性改变，由于大量的煤炭使用带来了局部地区环境污染严重。只有将煤炭资源化利用，一改以前煤炭直接燃烧的使用方式，将煤炭由燃料转化为煤炭制品及化工原料，即通过煤热解技术，先将煤炭转化成固态-半焦、气态-煤气、液态-焦油。再对其煤炭转化产品进行精加工再利用，坚持煤炭的全生命周期分质、分级、高效、清洁、集约化发展的路径。对提高煤炭产品附加值，减少大气环境污染，达到煤炭资源可持续利用的目标。

无论是方形热解炉还是圆形热解炉，在煤热解生产过程中600～750℃炽热的半焦通常采用废水淬冷降温，淬冷后的半焦水含量≥28％wt，需要对半焦过量水分进行煤气燃烧明火烘干处理，使其烘干后的水含量≤14％。在此过程中，废水常采用热解过程中生产的酚氨废水，该废水溶解有大量的酚类、芳烃、硫化氢、氨、焦油等污染物，废水淬冷过程中半焦自身具有的多孔性结构，吸附了大量的水和废水中的污染物，并且在烘干过程中水分和大部分污染物挥发到大气中，造成废水中的污染物向环境大气中转移，没有挥发的污染物滞留在半焦中，在半焦使用过程中又造成二次污染。因此，急需要一种半焦的干法冷却工艺技术及装置，从而减少环境污染，提高半焦产品质量，回收热半焦热量。

专利CN106190204A提供了一种用于低温干馏炉的余热回收系统，包括介质储蓄池、循环泵的进口阀门、循环泵、循环泵的出口阀门、取热介质进口总管、取热装置、取热介质出口总管、余热利用装置。取热装置包括取热保护罩和取热管，取热保护罩与煤低温干馏炉内壁固定连接，取热保护罩内设置取热管，取热保护罩里设有至少1根弓型取热管。该发明采用上下弯折的弓型取热管回收半焦热量，其取热装置至于煤低温干馏炉内部，由于弓型管上下弯折过程中相邻管间距受180度弯头弯取半径影响，实际与热半焦相接触的面积十分有限，同时由于弓型管的设置造成取热管内的介质在180度弯头处改变流动方向，越到高温区取热管内的蒸汽含量越高，造成汽水混合双相流对180度弯头冲刷腐蚀严重，影响其安全稳定运行。且该装置至于热解炉内部，不利用向现有炉型推广应用，同时由于每根弓型管设置一个进口和一个出口，管口数量众多复杂不利用维护检修。

专利CN205155907U提供了一种兰炭干熄焦余热利用装置。该装置包括锅筒、锅筒上连接有供水母管，供水母管上连接有若干供水支管，每根供水支管连接有冷焦箱，冷焦箱的入焦口通过集箱连接至炭化炉的热焦排放口，冷焦箱的出焦口汇集至出焦设备，冷焦箱顶部的蒸汽出口通过蒸汽支管连接至蒸汽母管，所述蒸汽母管连接至锅筒，锅筒上部设有用于将蒸汽排至用汽场所的汽阀。冷焦箱设置膜式水冷壁结构，实现换热冷却。该发明的装置采用热虹吸原理，实现热水在冷焦箱内循环吸热并副产蒸汽，达到对热半焦冷却的目的。但由于现有方型热炉设置6～14个热半焦出口，并随技术的改进热半焦出口再不断增加，每个出焦口设置一台半焦冷却装置，依靠热虹吸自然循环，容易造成冷焦箱内的水介质偏流而使各个冷焦箱出口半焦温度不同而影响半焦质量。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种紧凑缠绕型半焦冷却装置及工艺，实现除盐水的预热、蒸发、过热一体化，采用螺旋缠绕式辐射管高效回收半焦显热，并可根据实际需要产生过热蒸汽、饱和蒸汽和热水，同时实现最大限度热量交换，提高了换热效率，降低了半焦冷却后的温度。