一种焦油渣双热解焚烧处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及煤炭技术领域，具体涉及一种焦油渣双热解焚烧处理系统。


背景技术：

2.在焦油分离器中，最下层的焦油和煤尘即为焦油渣。煤焦油残渣含有大量芳香族有机物，根据2016年《国家危险废物名录》规定其危废编号为hw11。
3.因煤焦油渣中大部分物质为煤灰，少部分是焦油，故常被作为废弃物堆放在厂区内成为一类难处理的工业废渣。
4.鉴于焦油渣存在的上述难于处理的环保问题，有必要研究开发出一种针对焦油渣的处理技术，以实现煤焦油渣的无害化、资源化、减量化利用。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是针对现有技术中焦油渣难于处理的技术难题，提出一种焦油渣双热解焚烧处理系统，其主要技术路线是通过对焦油渣进行干馏碳化并活化，生成干馏气、活性炭以及蒸汽，实现焦油渣的无害化、资源化、减量化利用。具体的技术方案如下：
6.一种焦油渣双热解焚烧处理系统，包括上料系统、干馏系统、焚烧系统和余热利用系统；
7.其中，所述上料系统包括输送泵；
8.其中，所述干馏系统包括按照焦油渣的处理流程从上到下依次设置的焦油渣预热箱、立式双热解干馏炉和桨叶式冷却机；所述立式双热解干馏炉包括竖立设置的炉体外壳、设置在所述炉体外壳顶部中心位置的焦油渣入口、竖立设置在所述炉体外壳内腔中心位置且为上下相邻连接的上加热箱体和下加热箱体，所述炉体外壳的底部设置有一段活化腔，所述炉体外壳与所述上加热箱体之间形成低温干馏段空间，在所述炉体外壳上位于所述下加热箱体对应的位置设置有环形加热腔，所述环形加热腔与所述下加热箱体之间形成高温干馏段空间；所述上加热箱体为上端小、下端大的锥形箱体，所述锥形箱体的顶部呈凹形；
9.其中，所述上料系统通过输送泵将焦油渣输送至所述焦油渣预热箱，所述焦油渣通过所述焦油渣预热箱预热成流体后输送至所述立式双热解干馏炉内的锥形箱体的顶部，在锥形箱体的顶部凹形处聚集后向四周溢出进入低温干馏段，沿锥形箱体表面均匀向下流淌，在流动中完成低温干馏段的低温加热碳化；低温干馏完成后剩余固定碳进入高温干馏段，经过高温加热将渣碳化为焦炭，随后进入通有蒸汽的活化腔，经活化而形成活性炭；活性炭进入桨叶式冷却机冷却后形成活性炭成品；
10.其中，所述焚烧系统包括燃烧炉和设置在所述炉体外壳外围且与所述所述燃烧炉相连接的高温烟气通道，所述立式双热解干馏炉内的干馏气通过管路进入所述燃烧炉并被燃烧成高温烟气，所述高温烟气通过所述高温烟气通道分别进入所述环形加热腔和下加热箱体的内腔从而成为高温干馏段的热源；
11.其中，所述余热利用系统包括余热锅炉、设置在所述余热锅炉上的低温烟气入口
和冷烟气出口、设置在所述锥形箱体内腔顶部且与所述余热锅炉的低温烟气入口相连接的烟气输出管路、设置在所述炉体外壳外围且与所述余热锅炉的冷烟气出口相连接的低温烟气通道，所述高温烟气通道还与所述低温烟气通道的冷烟气入口相连接，所述余热锅炉的冷烟气与所述高温烟气通道的高温烟气在所述冷烟气入口混合后通过所述低温烟气通道进入到下加热箱体的内腔从而成为低温干馏段的热源。
12.作为一种优选方案，本实用新型的一种焦油渣双热解焚烧处理系统还包括烟气排放处理系统，所述烟气排放处理系统包括脱硫装置和烟囱，所述余热锅炉的冷烟气出口还通过管路连接至所述脱硫装置的烟气入口，所述脱硫装置的烟气出口通过管路和引风机连接至所述烟囱。
13.作为一种优选方案，本实用新型的一种焦油渣双热解焚烧处理系统还包括可视化监控系统，所述可视化监控系统包括分别在所述上料系统、干馏系统、焚烧系统、余热利用系统上设置的若干监控点。
14.本实用新型中，在所述锥形箱体的顶部凹形处设置有齿形槽以方便焦油渣的流出，在所述锥形箱体的外锥体表面开设有连通所述齿形槽的导流槽以实现所述焦油渣在所述导流槽中向下流淌并被加热干馏。
15.本实用新型中，所述焦油渣预热箱的焦油渣输出口通过管路和给料密封格式阀连接所述炉体外壳顶部中心位置的焦油渣入口。
16.本实用新型中，所述焦油渣预热箱通过低压蒸汽加热管实现对所述焦油渣的预热。
17.本实用新型中，所述活化腔的下端设置有活性炭输出口，所述活性炭输出口通过给料密封格式阀输出至所述桨叶式冷却机。
18.本实用新型中，所述余热锅炉的冷烟气出口通过管路和引风机与所述低温烟气通道的冷烟气入口相连接。
19.本实用新型中，所述活化腔内连接有用于将热解后的焦炭活化处理成活性炭的蒸汽喷管，所述蒸汽喷管与所述余热锅炉的蒸汽管相连接。
20.本实用新型中，所述余热锅炉的蒸汽管还输出连接至蒸汽管网。
21.本实用新型中焦油渣处理的工艺流程如下：
22.(1)焦油渣流程：
23.焦油渣经泵送系统送入焦油渣预热箱，箱中通入130～150℃的低压蒸汽，将焦油渣加热到150℃，此时焦油渣具有良好的流动性，经定量给料阀(给料密封格式阀)送入立式双热解干馏炉。立式双热解干馏炉的核心干馏模块为锥形箱体，锥形箱体内部为烟气加热腔，锥形箱体的顶部呈凹形，焦油渣在顶部凹形处聚集后向四周溢出，在箱体表面均匀向下流淌，在流动中被加热干馏碳化。焦油渣在低温干馏段升温到400～500℃，干馏后除去其中的水和焦油，工作压力为负压0.1～0.3mpa。干馏基本完成后剩余固定碳进入高温干馏段，继续加热到600～900℃，将渣碳化为焦炭，并通入蒸汽活化生产活性炭。
24.(2)烟气流程：
25.干馏时生成的干馏气加上活化产生的水煤气引出立式双热解干馏炉到燃烧炉，燃烧产生的高温烟气控制在900℃左右进入立式双热解干馏炉的高温干馏段。由高温干馏段出来的高温烟气温度为800℃左右，与余热锅炉出口烟气混合急冷到500～550℃，进入干馏
低温段。干馏低温段出口烟气温度为400～450℃，通过余热锅炉的余热回收产生1.3mpa的低压蒸汽，用于蒸汽活化生产活性炭，以及输送到蒸汽管网供其它设备使用。烟气温度降到130℃经脱硫装置脱硫后由烟囱排出。
26.本实用新型的有益效果是：
27.第一，本实用新型的一种焦油渣双热解焚烧处理系统，整体方案包括上料系统、干馏系统、焚烧系统和余热利用系统，其通过对焦油渣进行干馏碳化并活化，生成干馏气、活性炭以及蒸汽，实现了焦油渣的无害化、资源化、减量化利用。
28.第二，本实用新型的一种焦油渣双热解焚烧处理系统，干馏系统中的核心干馏模块为锥形箱体，内部为烟气加热腔，顶部凹形，能够使得
29.焦油渣在顶部凹形聚集后向四周溢出，并在箱体表面均匀流淌，具有加热效果均匀、稳定的优势，从而提高了加热干馏碳化的效果。
30.第三，本实用新型的一种焦油渣双热解焚烧处理系统，采用双热解原理将焦油渣碳化，并通过蒸汽活化生成活性炭，热源是采用生成的热解气燃烧的高温烟气，活化蒸汽是利用余热锅炉回收富余热量产生的蒸汽，因此其能源和资源的利用率高。
附图说明
31.图1是本实用新型的一种焦油渣双热解焚烧处理系统的示意图；
32.图2是图1中的立式双热解干馏炉部分的详细视图。
33.图中：1、炉体外壳，2、焦油渣入口，3、上加热箱体(锥形箱体)，4、下加热箱体，5、凹形，6、环形加热腔，7、低温烟气通道，8、高温烟气通道，9、冷烟气入口，10、烟气输出管路，11、干馏气出口，12、活化腔，13、蒸汽喷管，14、活性炭输出口，15、齿形槽，16、焦油渣预热箱，17、给料密封格式阀，18、桨叶式冷却机，19、管路，20、燃烧炉，21、余热锅炉，22、余热锅炉的低温烟气入口，23、余热锅炉的冷烟气出口，24、引风机，25、脱硫装置，26、烟囱，27、蒸汽管，28、导流槽。
具体实施方式
34.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
35.如图1至2所示为本实用新型的一种焦油渣双热解焚烧处理系统的实施例，包括上料系统、干馏系统、焚烧系统和余热利用系统；
36.其中，所述上料系统包括输送泵；
37.其中，所述干馏系统包括按照焦油渣的处理流程从上到下依次设置的焦油渣预热箱16、立式双热解干馏炉和桨叶式冷却机18；所述立式双热解干馏炉包括竖立设置的炉体外壳1、设置在所述炉体外壳1顶部中心位置的焦油渣入口2、竖立设置在所述炉体外壳1内腔中心位置且为上下相邻连接的上加热箱体3和下加热箱体4，所述炉体外壳1的底部设置有一段活化腔12，所述炉体外壳1与所述上加热箱体3之间形成低温干馏段空间，在所述炉体外壳1上位于所述下加热箱体3对应的位置设置有环形加热腔6，所述环形加热腔6与所述下加热箱体4之间形成高温干馏段空间；所述上加热箱体3为上端小、下端大的锥形箱体，所
述锥形箱体的顶部呈凹形5；
38.其中，所述上料系统通过输送泵将焦油渣输送至所述焦油渣预热箱16，所述焦油渣通过所述焦油渣预热箱16预热成流体后输送至所述立式双热解干馏炉内的锥形箱体3的顶部，在锥形箱体3的顶部凹形5处聚集后向四周溢出进入低温干馏段，沿锥形箱体3表面均匀向下流淌，在流动中完成低温干馏段的低温加热碳化；低温干馏完成后剩余固定碳进入高温干馏段，经过高温加热将渣碳化为焦炭，随后进入通有蒸汽的活化腔12，经活化而形成活性炭；活性炭进入桨叶式冷却机18冷却后形成活性炭成品；
39.其中，所述焚烧系统包括燃烧炉20和设置在所述炉体外壳1外围且与所述所述燃烧炉20相连接的高温烟气通道8，所述立式双热解干馏炉内的干馏气通过管路19进入所述燃烧炉20并被燃烧成高温烟气，所述高温烟气通过所述高温烟气通道8分别进入所述环形加热腔6和下加热箱体4的内腔从而成为高温干馏段的热源；
40.其中，所述余热利用系统包括余热锅炉21、设置在所述余热锅炉21上的低温烟气入口22和冷烟气出口23、设置在所述锥形箱体3内腔顶部且与所述余热锅炉21的低温烟气入口22相连接的烟气输出管路10、设置在所述炉体外壳1外围且与所述余热锅炉21的冷烟气出口23相连接的低温烟气通道7，所述高温烟气通道8还与所述低温烟气通道7的冷烟气入口9相连接，所述余热锅炉的冷烟气与所述高温烟气通道的高温烟气在所述冷烟气入口9混合后通过所述低温烟气通道7进入到下加热箱体4的内腔从而成为低温干馏段的热源。
41.作为一种优选方案，本实施例的一种焦油渣双热解焚烧处理系统还包括烟气排放处理系统，所述烟气排放处理系统包括脱硫装置25和烟囱26，所述余热锅炉21的冷烟气出口23还通过管路连接至所述脱硫装置25的烟气入口，所述脱硫装置25的烟气出口通过管路和引风机24连接至所述烟囱26。
42.作为一种优选方案，本实施例的一种焦油渣双热解焚烧处理系统还包括可视化监控系统，所述可视化监控系统包括分别在所述上料系统、干馏系统、焚烧系统、余热利用系统上设置的若干监控点。
43.本实施例中，在所述锥形箱体3的顶部凹形5处设置有齿形槽15以方便焦油渣的流出，在所述锥形箱体3的外锥体表面开设有连通所述齿形槽15的导流槽28以实现所述焦油渣在所述导流槽28中向下流淌并被加热干馏。
44.本实施例中，所述焦油渣预热箱16的焦油渣输出口通过管路和给料密封格式阀17连接所述炉体外壳1顶部中心位置的焦油渣入口2。
45.本实施例中，所述焦油渣预热箱16通过低压蒸汽加热管实现对所述焦油渣的预热。
46.本实施例中，所述活化腔12的下端设置有活性炭输出口14，所述活性炭输出口14通过给料密封格式阀17输出至所述桨叶式冷却机18。
47.本实施例中，所述余热锅炉21的冷烟气出口23通过管路和引风机24与所述低温烟气通道7的冷烟气入口9相连接。
48.本实施例中，所述活化腔12内连接有用于将热解后的焦炭活化处理成活性炭的蒸汽喷管13，所述蒸汽喷管13与所述余热锅炉21的蒸汽管27相连接。
49.本实施例中，所述余热锅炉21的蒸汽管27还输出连接至蒸汽管网。
50.本实施例中焦油渣处理的工艺流程如下：
51.(1)焦油渣流程：
52.焦油渣经泵送系统送入焦油渣预热箱16，箱中通入130～150℃的低压蒸汽，将焦油渣加热到150℃，此时焦油渣具有良好的流动性，经定量给料阀(给料密封格式阀17)送入立式双热解干馏炉。立式双热解干馏炉的核心干馏模块为锥形箱体3，锥形箱体3内部为烟气加热腔，锥形箱体3的顶部呈凹形5，焦油渣在顶部凹形5处聚集后向四周溢出，在箱体表面均匀向下流淌，在流动中被加热干馏碳化。焦油渣在低温干馏段升温到400～500℃，干馏后除去其中的水和焦油，工作压力为负压0.1～0.3mpa。干馏基本完成后剩余固定碳进入高温干馏段，继续加热到600～900℃，将渣碳化为焦炭，并通入蒸汽活化生产活性炭。
53.(2)烟气流程：
54.干馏时生成的干馏气加上活化产生的水煤气引出立式双热解干馏炉到燃烧炉，燃烧产生的高温烟气控制在900℃左右进入立式双热解干馏炉的高温干馏段。由高温干馏段出来的高温烟气温度为800℃左右，与余热锅炉21出口烟气混合急冷到500～550℃，进入干馏低温段。干馏低温段出口烟气温度为400～450℃，通过余热锅炉21的余热回收产生1.3mpa的低压蒸汽，用于蒸汽活化生产活性炭，以及输送到蒸汽管网供其它设备使用。烟气温度降到130℃经脱硫装置25脱硫后由烟囱26排出。
55.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。