干湿法气水协同熄焦蒸汽消白排放方法及装置与流程

本发明涉及蒸汽消白技术领，具体涉及一种干湿法气水协同熄焦蒸汽消白排放方法及装置。

背景技术：

传统的湿法熄焦产生的蒸汽携带大量粉尘、焦油类高污染难降解物质，直接排放到大气中，会产生严重的环境污染。目前传统的治理方法是通过集气系统收集蒸汽，再通过除尘、冷凝脱水、净化、消白后排入大气。利用该方法消白存在以下缺陷：（1）能耗大，需要大量能源加热蒸汽及空气；（2）循熄焦水无论是用一次新水还是生化出水，其流程必然是熄焦蒸发、消白冷凝回收，而熄焦水循环利用会造成蒸汽中污染物超标，不循环利用又会给焦化现有净化水系统造成严重负担，更有甚者还会造成生化净水系统的崩溃。此外，湿法熄焦工艺存在急冷破坏焦炭强度、红焦与蒸汽反应消耗焦炭及恶化蒸汽成分的问题；干法熄焦利用惰性气体循环回收红焦热量，能够改善焦炭质量，降低焦炭水分。

为了解决现有熄焦蒸汽消白时存在的上述问题，本发明研发了一种将干法及湿法相结合的汽水协同熄焦工艺。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种干湿法气水协同熄焦蒸汽消白排放方法。

本发明的另一个目的是提供一种干湿法气水协同熄焦蒸汽消白排放装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种干湿法气水协同熄焦蒸汽消白排放方法，步骤为：

1）在焦炭550-1050℃的高温段利用氮气熄焦；

2）在焦炭200-550℃的中温段利用温度≥95℃的临界水熄焦。

进一步地，上述干湿法气水协同熄焦蒸汽消白排放方法，步骤为：

1）将红热焦炭经熄焦车均匀布料到熄焦罐，密封熄焦罐盖，依次打开熄焦罐上的循环气体出口切换阀和循环气体进口切换阀，氮气通过管路从下部的循环气体进口切换阀进入熄焦罐，使得550-1050℃的高温焦炭利用氮气进行干法熄焦，然后氮气经循环气体出口切换阀从高温循环气管路经重力除尘、锅炉机组、多管旋风除尘器、副省煤器、氮气循环风机，经循环气体进口切换阀形成循环；

2）安装在熄焦罐下部的振动筛给料器将经氮气干法熄焦后的200-550℃的焦炭定量均匀分布到皮带输送机，水加热器将生化出水加热≥95℃，水喷淋装置将水均匀喷洒到皮带输送机上降温，集气密封罩将水熄焦产生的蒸汽收集经由蒸汽出口管道送入消白塔消白，然后从烟囱排出；

3）布置在熄焦罐上方的集尘罩收集烟尘，经管路依次连接布袋除尘器、除尘风机组、换热器、进入消白塔消白，然后从烟囱排出。

本发明还公开了用于完成上述干湿法气水协同熄焦蒸汽消白排放方法的装置，包括设置在熄焦车下方的熄焦罐；所述的熄焦罐的上部通过设置有循环气体出口切换阀的高温循环气管路依次连接重力除尘器、锅炉机组、多管旋风除尘器、副省煤器、氮气循环风机，所述氮气循环风机通过管路与设置在熄焦罐下部的循环气体进口切换阀连接形成循环；

所述的熄焦罐的下方还设置有集气密封罩，所述集气密封罩内设置有水喷淋装置和蒸汽出口管路系统，下方设置皮带输送机，所述的水喷淋装置通过管路分别连接水加热器和钝化剂储罐，所述的蒸汽出口管路系统连接消白塔；

所述的熄焦罐的上方设置有集尘罩，所述集尘罩通过管路依次连接布袋除尘器、除尘风机组、换热器、消白塔；

所述的消白塔通过风机与烟囱连接。

更进一步地，所述的熄焦罐为并列设置的3-5个熄焦罐，熄焦车固定在熄焦罐的上方，用于接焦和为熄焦罐分配布料，熄焦罐用于盛放红热焦炭，加盖密封通入氮气后进行干法熄焦。

所述熄焦罐底部设置有振动筛给料器，是用来给皮带输送机定量均匀给料，皮带输送机不仅是重要的焦炭运输设备，更是湿法熄焦的重要场所。

所述消白塔的结构自下而上为捕尘板、蒸汽净化器、管束除雾器、气-气混合器，其中气-气混合器设置在消白塔顶端，达到低阻力高效气体混匀的目的。

本发明熄焦车固定在熄焦罐的上方，用于接焦和为熄焦罐分配布料，熄焦罐用于盛放红热焦炭，加盖密封通入氮气后进行干法熄焦；其中氮气循环系统的氮气循环风机是该系统循环的总动力，循环氮气进出熄焦罐阀组是用于开关某一组熄焦罐氮气进出的机构，循环管路上设置的重力除尘、多管旋风除尘、布袋除尘是为了净化循环氮气保护锅炉本体及防止风机扇叶损坏的措施，锅炉机组及副省煤器是用来降温氮气的设备；振动筛给料器是用来给皮带运输机定量均匀给料的设备，皮带运输机不仅是重要的焦炭运输设备，更是湿法熄焦的重要场所，水加热器是将常温生化出水加热至95℃以上的设备，水喷淋系统喷头均匀的布置在皮带运动的过程中，焦炭在随皮带运动时被水均匀喷洒降温；集气密封罩将水熄焦产生的蒸汽收集经由蒸汽出口管道进入消白塔消白，然后经烟囱排放；集尘罩用来收集熄焦车给熄焦罐布料时散逸的烟尘，经布袋除尘器、除尘风机组、换热器后进入消白塔消白，然后经烟囱排放。

本发明高温段（550-1050℃）利用氮气熄焦，中温段（200-550℃）利用临界水（95℃以上）熄焦，高温段通过氮气循环置换出的热量用于发电和换热，满足制冷及换热的能源消耗，中温段利用临界水熄焦，消耗焦化生化出水解决焦化生产水平衡问题，经统计该方法干法段每吨红焦可置换出400kg/tc以上的蒸汽能量，湿法段每吨焦炭可蒸发200kg/tc左右的水。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1）传统的湿法熄焦的焦化企业每生产一吨焦炭会产生3吨以上的废水，经生化处理后依然不能外排，循环使用需深度净化制中水，设备投资高昂，吨水成本6—10元，本发明解决了焦化企业生产系统水平衡的问题；

2）与湿法熄焦蒸汽收集冷凝脱水、再热消白工艺设备相比较，本发明高温干熄焦段收集的红焦热量可满足中温段水熄焦所产蒸汽升温消白的需要；

3）本发明在中温段利用临界水（95℃以上）与550℃的焦炭接触熄焦，避免焦炭急冷破坏焦炭强度的问题，可获得与干熄焦工艺品质相近的焦炭；

4）本发明可根据观测人目测观感直接干预热空气状态参数，实现湿法水熄焦段消白烟囱完全不冒蒸汽的目标，满足人们对于环境保护的苛刻要求；

5）本发明装置投资造价较传统干熄焦工艺设备降低2/3--3/5；

6）本发明干湿法气水协同熄焦蒸汽消白排放的工艺及装置在消白自然环境较好的4—10月，干熄焦段所产能源可实现整个工艺设备系统的能耗的自给自足。

综上所述，本发明解决焦化生产企业单独使用干法熄焦工艺无法解决焦化生产系统水平衡的问题，单独使用湿法熄焦工艺外排蒸汽污染周边环境，蒸汽消白排放又要加热蒸汽消耗大量能源的问题，具有节能、环保、安全、经济的优点。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

图中：1-熄焦车、2-熄焦罐、3-重力除尘器、4-锅炉机组、5-多管旋风除尘器、6-副省煤器、7-氮气循环风机、8-集气密封罩、9-水喷淋装置、10-蒸汽出口管路系统、11-皮带输送机、12-水加热器、13-钝化剂储罐、14-集尘罩、15-布袋除尘器、16-除尘风机组、17-换热器、18-消白塔、19-风机、20-烟囱、21-振动筛给料器。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步的说明，但应该理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。本领域技术人员在本发明基础上对本发明作出的各种改动或修改，均应同样落于本发明的保护范围之内。

如图1所示干湿法气水协同熄焦蒸汽消白排放装置，包括设置在熄焦车1下方的熄焦罐2；所述的熄焦罐2的上部通过设置有循环气体出口切换阀的高温循环气管路依次连接重力除尘器3、锅炉机组4、多管旋风除尘器5、副省煤器6、氮气循环风机7，所述氮气循环风机7通过管路与设置在熄焦罐2下部的循环气体进口切换阀连接形成循环；

所述的熄焦罐2的下方还设置有集气密封罩8，所述集气密封罩8内设置有水喷淋装置9和蒸汽出口管路系统10，下方设置皮带输送机11，所述的水喷淋装置9通过管路分别连接水加热器12和钝化剂储罐13，所述的蒸汽出口管路系统10连接消白塔18；

所述的熄焦罐2的上方设置有集尘罩14，所述集尘罩14通过管路依次连接布袋除尘器15、除尘风机组16、换热器17、消白塔18；消白塔18通过风机19与烟囱20连接。

其中如图所示，熄焦罐2为并列设置的3-5个熄焦罐，熄焦罐2底部设置有振动筛给料器21，消白塔18的结构自下而上为捕尘板、蒸汽净化器、管束除雾器、气-气混合器。

利用上述装置进行干湿法气水协同熄焦蒸汽消白排放的方法：

1）将红热焦炭经熄焦车1均匀布料到熄焦罐2，密封熄焦罐盖2，依次打开熄焦罐2上的循环气体出口切换阀和循环气体进口切换阀，氮气通过管路从下部的循环气体进口切换阀进入熄焦罐，使得550-1050℃的高温焦炭利用氮气进行干法熄焦，然后氮气经循环气体出口切换阀从高温循环气管路经重力除尘3、锅炉机组4、多管旋风除尘器5、副省煤器6、氮气循环风机7，经循环气体进口切换阀形成循环；

2）安装在熄焦罐2下部的振动筛给料器21将经氮气干法熄焦后的200-550℃的焦炭定量均匀分布到皮带输送机11，水加热器12将生化出水加热≥95℃，混合钝化剂后经水喷淋装置9将水均匀喷洒到皮带输送机11上降温，集气密封罩8将水熄焦产生的蒸汽收集经由蒸汽出口管道系统10送入消白塔18消白，然后从烟囱20排出；

3）布置在熄焦罐2上方的集尘罩14收集烟尘，经管路依次连接布袋除尘器15、除尘风机组16、换热器17、进入消白塔18消白，然后经风机19从烟囱20排出。

本发明熄焦车1固定在熄焦罐2的上方，用于接焦和为熄焦罐2分配布料，熄焦罐2用于盛放红热焦炭，加盖密封通入氮气后进行干法熄焦；熄焦罐2的上方设置用于收集烟尘的集尘罩14，熄焦罐的下方设置用于湿法熄焦的集气密封罩8，熄焦罐2的罐体上开设用于干法熄焦的氮气进出机构，熄焦时，首先进行氮气干法熄焦，其中氮气循环系统的氮气循环风机是该系统循环的总动力，氮气从熄焦罐下部进入熄焦罐，对550-1050℃的高温焦炭利用氮气进行干法熄焦，然后氮气经循环气体出口切换阀从高温循环气管路经重力除尘3、锅炉机组4、多管旋风除尘器5、副省煤器6、氮气循环风机7，经循环气体进口切换阀形成循环；湿法熄焦时，通过振动筛给料器21将200-550℃的焦炭定量均匀分布到皮带输送机11，水加热器12是将常温生化出水加热至95℃以上，然后混合钝化剂储罐13内的钝化剂经水喷淋系统喷头均匀喷洒在皮带输送机11上，焦炭在随皮带运动时被水均匀喷洒降温，湿法熄焦产生的蒸汽经蒸汽出口管路系统10进入消白塔18；而熄焦车1对熄焦罐2布料时产生的烟尘经集尘罩14收集后，经路依次连接布袋除尘器15、除尘风机组16、换热器17、消白塔18；消白塔18通过风机19与烟囱20连接。利用本发明方法，高温段（550-1050℃）利用氮气熄焦，高温段通过氮气循环置换出的热量用于发电和换热，满足制冷及换热的能源消耗；中温段（200-550℃）利用临界水（95℃以上）熄焦，中温段利用临界水熄焦，消耗焦化生化出水解决焦化生产水平衡问题，经统计该方法干法段每吨红焦可置换出400kg/tc以上的蒸汽能量，湿法段每吨焦炭可蒸发200kg/tc左右的水。