一种炭黑尾气脱水装置的制作方法

本实用新型属于炭黑尾气处理领域，具体地说涉及一种炭黑尾气脱水装置。

背景技术：

随着我国炭黑工业需求不断增长，炭黑行业得到快速发展，炭黑生产工艺中产生炭黑尾气资源有效利用也得到了快速发展。炭黑尾气中含有CO、H2、CH4等可燃气体，尾气低位热值500~600kcal/Nm3左右，直接排放会形成大气污染，同时造成尾气中所含化学能严重浪费。有鉴于此，目前企业普遍引入锅炉设备燃烧炭黑尾气，吸收炭黑尾气燃烧后释放热量产生蒸汽，蒸汽用于工艺用汽或发电。

但由于工艺原因，尾气中含水蒸汽比例较大，高达45%左右，同时尾气燃烧后烟气中含硫，锅炉尾部设备容易产生低温腐蚀损坏锅炉设备；同时如此高水蒸汽含量导致以下问题：尾气热值低（580kcal/Nm3）、燃烧器选用偏大、尾气着火困难、燃烧不稳定、烟气量偏大、引风机选用偏大、废热利用效率偏低、锅炉设备低温腐蚀情况严重等各种问题。

针对上述问题，目前主要采用锅炉设备及辅机设备设计选型上采取局部措施，比如选用较大燃烧器和风机，炉膛局部结构处理，换热设备局部措施等，上述措施未从根本原因着手，仍未很好解决问题，同时造成很大资源浪费。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述不足之处提供一种炭黑尾气脱水装置，拟解决炭黑尾气由于水分含量高带来的着火困难、锅炉设备低温腐蚀、风机电耗高等一系列问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种炭黑尾气脱水装置，包括右端连通至锅炉燃烧器的尾气管道1，还包括尾气旁路管道11、尾气冷凝器4、尾气再热器6、冷凝水管道13和尾气管道阀门2；所述尾气旁路管道11为开口向上的U型管，其左右两端分别连通有尾气冷凝器4和尾气再热器6；所述尾气冷凝器4和尾气再热器6与尾气管道1各自通过一个尾气管道阀门2相连通；所述尾气管道1上也设有一个尾气管道阀门2；所述三个尾气管道阀门2可控制尾气选择尾气管道1或尾气旁路管道11进行流通；所述尾气旁路管道11的最下端中部连通有冷凝水管道13。

由于上述结构，非工作状态时，尾气管道1上的尾气管道阀门2打开，尾气冷凝器4和尾气再热器6与尾气管道1之间的尾气管道阀门2关闭，尾气仅能沿着尾气管道1从左往右通向锅炉燃烧器；工作状态时，尾气管道1上的尾气管道阀门2关闭，尾气冷凝器4和尾气再热器6与尾气管道1之间的尾气管道阀门2打开，尾气仅能先向下依次经过尾气冷凝器4与尾气管道1之间的尾气管道阀门2、尾气冷凝器4，经过U型管转弯处后，尾气再向上依次经过尾气再热器6、尾气再热器6与尾气管道1之间的尾气管道阀门2，最后通向锅炉燃烧器；所述三个尾气管道阀门2可控制尾气选择尾气管道1或尾气旁路管道11进行流通，也便于检修；工作状态时，大约200℃炭黑尾气在尾气冷凝器4充分换热，尾气温度降低到60℃左右，尾气中水蒸汽大幅冷凝成水，冷凝水沿着U型管流向尾气旁路管道11的最下端中部连通的冷凝水管道13，最终冷凝水管道13排至冷凝水回收池；同时炭黑尾气水蒸汽含量由45%降至20%左右，炭黑尾气热值由原580kcal/Nm3提高到880kcal/Nm3左右，尾气经过尾气再热器6充分换热，炭黑尾气温度升高到160℃左右，然后进入尾气管道1去锅炉燃烧器参与燃烧。

进一步的，所述尾气冷凝器4包括冷凝器换热管5、冷却水管道阀门8和冷却水管道10；所述冷凝器换热管5两端各自通过一个冷却水管道阀门8连通一根冷却水管道10。

由于上述结构，冷却水管道阀门8打开时，来自锅炉汽水系统低温冷却水通过冷却水管道10进入冷凝器换热管5，充分换热后吸收尾气热量后进入锅炉除氧系统。

进一步的，所述冷却水管道10上设有冷却水管道温度计9。

由于上述结构，冷却水管道温度计9便于监测冷却水进入冷凝器换热管5前后的温度。

进一步的，所述尾气再热器6包括再热器换热管7、热水管道阀门15和热水管道16；所述再热器换热管7两端各自通过一个热水管道阀门15连通一根热水管道16。

由于上述结构，来自锅炉汽水系统250℃左右热水经热水管道16进入尾气再热器6，通过再热器换热管7充分换热然后进入锅炉汽水系统，参与锅炉系统汽水循环。

进一步的，所述热水管道16上设有热水温度计14。

由于上述结构，热水温度计14便于监测热水进入再热器换热管7前后的温度。

进一步的，所述冷凝水管道13上设有冷凝水管道阀门12。

由于上述结构，冷凝水管道阀门12控制冷凝水管道13的开闭。

进一步的，所述尾气冷凝器4和尾气再热器6与各自连接的尾气管道阀门2之间以及尾气旁路管道11下端中部均设有尾气温度计3。

由于上述结构，尾气温度计3用于监测尾气进入尾气冷凝器4前的温度、进入尾气再热器6前的温度、离开尾气再热器6后的温度。

本实用新型的有益效果是：

1. 通过设置尾气旁路管道11、尾气冷凝器4、尾气再热器6，对炭黑尾气中的水蒸汽先冷凝成水，再经冷凝水管道13排至冷凝水回收池；同时炭黑尾气水蒸汽含量由45%降至20%左右，尾气经过尾气再热器6充分换热，炭黑尾气温度升高到160℃左右，然后进入尾气管道1去锅炉燃烧器参与燃烧；锅炉烟气水蒸汽含量大幅降低，烟气酸露点温度相应降低，锅炉尾部受热面低温腐蚀问题大大缓解，同时由于锅炉烟气量大幅减少、排烟温度可适当降低，从而提高锅炉热效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

附图中：1-尾气管道、2-尾气管道阀门3-尾气温度计、4-尾气冷凝器、5-冷凝器换热管、6-尾气再热器、7-再热器换热管、8-冷却水管道阀门、9-冷却水管道温度计、10-冷却水管道、11-尾气旁路管道、12-冷凝水管道阀门、13-冷凝水管道、14-热水温度计、15-热水管道阀门、16-热水管道。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式，对本发明进一步详细说明，但是本实用新型不局限于以下实施例。

实施例一：

如附图1所示。一种炭黑尾气脱水装置，包括右端连通至锅炉燃烧器的尾气管道1，还包括尾气旁路管道11、尾气冷凝器4、尾气再热器6、冷凝水管道13和尾气管道阀门2；所述尾气旁路管道11为开口向上的U型管，其左右两端分别连通有尾气冷凝器4和尾气再热器6；所述尾气冷凝器4和尾气再热器6与尾气管道1各自通过一个尾气管道阀门2相连通；所述尾气管道1上也设有一个尾气管道阀门2；所述三个尾气管道阀门2可控制尾气选择尾气管道1或尾气旁路管道11进行流通；所述尾气旁路管道11的最下端中部连通有冷凝水管道13。非工作状态时，尾气管道1上的尾气管道阀门2打开，尾气冷凝器4和尾气再热器6与尾气管道1之间的尾气管道阀门2关闭，尾气仅能沿着尾气管道1从左往右通向锅炉燃烧器；工作状态时，尾气管道1上的尾气管道阀门2关闭，尾气冷凝器4和尾气再热器6与尾气管道1之间的尾气管道阀门2打开，尾气仅能先向下依次经过尾气冷凝器4与尾气管道1之间的尾气管道阀门2、尾气冷凝器4，经过U型管转弯处后，尾气再向上依次经过尾气再热器6、尾气再热器6与尾气管道1之间的尾气管道阀门2，最后通向锅炉燃烧器；所述三个尾气管道阀门2可控制尾气选择尾气管道1或尾气旁路管道11进行流通，也便于检修；工作状态时，大约200℃炭黑尾气在尾气冷凝器4充分换热，尾气温度降低到60℃左右，尾气中水蒸汽大幅冷凝成水，冷凝水沿着U型管流向尾气旁路管道11的最下端中部连通的冷凝水管道13，最终冷凝水管道13排至冷凝水回收池；同时炭黑尾气水蒸汽含量由45%降至20%左右，炭黑尾气热值由原580kcal/Nm3提高到880kcal/Nm3左右，尾气经过尾气再热器6充分换热，炭黑尾气温度升高到160℃左右，然后进入尾气管道1去锅炉燃烧器参与燃烧。

实施例二：

如附图1所示。一种炭黑尾气脱水装置，包括右端连通至锅炉燃烧器的尾气管道1，还包括尾气旁路管道11、尾气冷凝器4、尾气再热器6、冷凝水管道13和尾气管道阀门2；所述尾气旁路管道11为开口向上的U型管，其左右两端分别连通有尾气冷凝器4和尾气再热器6；所述尾气冷凝器4和尾气再热器6与尾气管道1各自通过一个尾气管道阀门2相连通；所述尾气管道1上也设有一个尾气管道阀门2；所述三个尾气管道阀门2可控制尾气选择尾气管道1或尾气旁路管道11进行流通；所述尾气旁路管道11的最下端中部连通有冷凝水管道13。非工作状态时，尾气管道1上的尾气管道阀门2打开，尾气冷凝器4和尾气再热器6与尾气管道1之间的尾气管道阀门2关闭，尾气仅能沿着尾气管道1从左往右通向锅炉燃烧器；工作状态时，尾气管道1上的尾气管道阀门2关闭，尾气冷凝器4和尾气再热器6与尾气管道1之间的尾气管道阀门2打开，尾气仅能先向下依次经过尾气冷凝器4与尾气管道1之间的尾气管道阀门2、尾气冷凝器4，经过U型管转弯处后，尾气再向上依次经过尾气再热器6、尾气再热器6与尾气管道1之间的尾气管道阀门2，最后通向锅炉燃烧器；所述三个尾气管道阀门2可控制尾气选择尾气管道1或尾气旁路管道11进行流通，也便于检修；工作状态时，大约200℃炭黑尾气在尾气冷凝器4充分换热，尾气温度降低到60℃左右，尾气中水蒸汽大幅冷凝成水，冷凝水沿着U型管流向尾气旁路管道11的最下端中部连通的冷凝水管道13，最终冷凝水管道13排至冷凝水回收池；同时炭黑尾气水蒸汽含量由45%降至20%左右，炭黑尾气热值由原580kcal/Nm3提高到880kcal/Nm3左右，尾气经过尾气再热器6充分换热，炭黑尾气温度升高到160℃左右，然后进入尾气管道1去锅炉燃烧器参与燃烧。

所述尾气冷凝器4包括冷凝器换热管5、冷却水管道阀门8和冷却水管道10；所述冷凝器换热管5两端各自通过一个冷却水管道阀门8连通一根冷却水管道10。冷却水管道阀门8打开时，来自锅炉汽水系统低温冷却水通过冷却水管道10进入冷凝器换热管5，充分换热后吸收尾气热量后进入锅炉除氧系统。所述冷却水管道10上设有冷却水管道温度计9。冷却水管道温度计9便于监测冷却水进入冷凝器换热管5前后的温度。

所述尾气再热器6包括再热器换热管7、热水管道阀门15和热水管道16；所述再热器换热管7两端各自通过一个热水管道阀门15连通一根热水管道16。来自锅炉汽水系统250℃左右热水经热水管道16进入尾气再热器6，通过再热器换热管7充分换热然后进入锅炉汽水系统，参与锅炉系统汽水循环。所述热水管道16上设有热水温度计14。热水温度计14便于监测热水进入再热器换热管7前后的温度。

所述冷凝水管道13上设有冷凝水管道阀门12。冷凝水管道阀门12控制冷凝水管道13的开闭。所述尾气冷凝器4和尾气再热器6与各自连接的尾气管道阀门2之间以及尾气旁路管道11下端中部均设有尾气温度计3。尾气温度计3用于监测尾气进入尾气冷凝器4前的温度、进入尾气再热器6前的温度、离开尾气再热器6后的温度。

综上，通过设置尾气旁路管道11、尾气冷凝器4、尾气再热器6，对炭黑尾气中的水蒸汽先冷凝成水，再经冷凝水管道13排至冷凝水回收池；同时炭黑尾气水蒸汽含量由45%降至20%左右，尾气经过尾气再热器6充分换热，炭黑尾气温度升高到160℃左右，然后进入尾气管道1去锅炉燃烧器参与燃烧；锅炉烟气水蒸汽含量大幅降低，烟气酸露点温度相应降低，锅炉尾部受热面低温腐蚀问题大大缓解，同时由于锅炉烟气量大幅减少、排烟温度可适当降低，从而提高锅炉热效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。