一種污水熄焦水煤氣爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種焦化污水熄焦水煤氣爐。所述焦化污水熄焦水煤氣爐包括爐本體、設(shè)置于爐本體頂部的紅焦炭入口、以及設(shè)置于所述爐本體底部的冷焦炭出口，爐本體內(nèi)部自上而下包括預(yù)存段、水煤氣反應(yīng)段、水蒸汽過熱段和污水汽化蒸發(fā)段；還包括：若干氣化劑入口，設(shè)置于預(yù)存段外壁上，用于向預(yù)存段內(nèi)通入氣化劑，以便與從紅焦炭入口下落的紅焦炭進(jìn)行燃燒氧化反應(yīng)；污水入口，設(shè)置于污水汽化蒸發(fā)段外壁上，用于向污水汽化蒸發(fā)段內(nèi)通入焦化污水并與下落的焦炭進(jìn)行熱量交換生成水蒸汽，上升并在水煤氣反應(yīng)段內(nèi)發(fā)生水煤氣反應(yīng)。充分利用了紅焦炭冷卻過程中紅焦炭熱量，處理了焦化污水，使焦化污水吸熱氣化的水蒸氣轉(zhuǎn)變成水煤氣。
【專利說明】
—種污水熄焦水煤氣爐
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于節(jié)能環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種污水熄焦水煤氣爐。
【背景技術(shù)】
[0002]焦炭是鋼鐵工業(yè)的重要原料，從焦?fàn)t推出的高溫焦炭(紅焦炭)需要在短時間內(nèi)降溫，即熄焦。紅焦炭中蘊藏著大量的熱能，如果能夠回收利用則可同時做到節(jié)能減排。迄今主要以開放系統(tǒng)中的灑水降溫的濕法熄焦為主，該法雖設(shè)備簡單，熄焦速度快，但損失了紅焦炭所帶的大量的熱能，還會造成環(huán)境污染。另外，用氮氣冷卻紅焦炭進(jìn)行發(fā)電的干熄焦技術(shù)也比較多地應(yīng)用到了工業(yè)實踐中，在回收能源與減少污染物排放方面發(fā)揮了積極的作用。但氮氣冷卻干熄焦法的設(shè)備投資和運行成本均比較高，給企業(yè)的經(jīng)營帶來了比較重的成本負(fù)擔(dān)，制約著干熄焦技術(shù)的廣泛普及。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中也公開過分段對焦炭進(jìn)行冷卻的裝置，如中國專利文獻(xiàn)CN101705101A公開了一種焦炭冷卻裝置及方法。該焦炭冷卻裝置含有預(yù)存段、氣化冷卻段、過渡段、物理冷卻段和排料段，而且其上部預(yù)存段與氣化冷卻段由氣化氣捕集通道連通，中部過渡段與物理冷卻段由高溫冷卻劑捕集通道連通。該裝置將蒸汽通入氣化冷卻段，利用水煤氣氣化反應(yīng)吸收焦炭大部分熱量，生產(chǎn)更多的水煤氣，另外將焦?fàn)t煤氣通入物理冷卻段，循環(huán)焦?fàn)t煤氣與熱焦炭換熱使高溫焦炭冷卻，一方面保證水煤氣的純度，另一方面達(dá)到焦炭部分脫硫冷卻的目的。
[0004]但是，上述專利文獻(xiàn)所公開的技術(shù)方案存在如下問題:I)直接在氣化冷卻段通入蒸汽與高溫焦炭發(fā)生水煤氣反應(yīng)，因為水煤氣反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)進(jìn)行焦炭溫度逐漸降低，以至于水煤氣反應(yīng)因焦炭溫度低而終止反應(yīng)，同時蒸汽也得不到充分利用；2)需要額外增加能量先將水變成蒸汽，再通入上述專利文獻(xiàn)的氣化冷卻段，增加了成本和能耗。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中紅焦炭冷卻過程中紅焦炭熱量以及蒸汽利用不充分的技術(shù)問題，進(jìn)而提供了一種紅焦炭熱量以及蒸汽利用率高的污水熄焦水煤氣爐。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]本實用新型所提供的污水熄焦水煤氣爐，包括爐本體、設(shè)置于所述爐本體頂部的紅焦炭入口、以及設(shè)置于所述爐本體底部的冷焦炭出口，
[0008]所述爐本體內(nèi)部自上而下包括預(yù)存段、水煤氣反應(yīng)段、水蒸汽過熱段和污水汽化蒸發(fā)段；
[0009]所述焦化污水熄焦水煤氣爐還包括:
[0010]若干氣化劑入口，設(shè)置于所述預(yù)存段外壁上，用于向所述預(yù)存段內(nèi)通入氣化劑，以便與從所述紅焦炭入口下落的紅焦炭進(jìn)行燃燒氧化反應(yīng)；
[0011 ]污水入口，設(shè)置于所述污水汽化蒸發(fā)段外壁上，用于向所述污水汽化蒸發(fā)段內(nèi)通入焦化污水并與下落的焦炭進(jìn)行熱量交換生成水蒸汽，上升的水蒸氣經(jīng)過所述水蒸汽過熱段，在所述水煤氣反應(yīng)段內(nèi)發(fā)生水煤氣反應(yīng)。
[0012]所述水煤氣反應(yīng)段上部還設(shè)置有水煤氣出口。
[0013]若干所述氣化劑入口沿所述爐本體徑向設(shè)置在所述預(yù)存段外壁上。
[0014]進(jìn)一步地，所述氣化劑入口朝向所述預(yù)存段內(nèi)部的一端設(shè)置有噴射燒嘴器，用以向所述預(yù)存段內(nèi)部的紅焦炭表面噴射氣化劑。
[0015]所述污水熄焦水煤氣爐中，還包括，
[0016]裝入裝置，與紅焦炭入口相連通，用以將紅焦炭經(jīng)所述紅焦炭入口裝入所述爐本體中的預(yù)存段內(nèi)。
[0017]所述污水熄焦水煤氣爐中，還設(shè)置有，
[0018]排出裝置，其與冷焦炭出口相連通，用以將冷焦炭經(jīng)所述冷焦炭出口排出到所述爐本體外。
[0019]進(jìn)一步地，所述排出裝置為葉輪給料機(jī)或震動給料機(jī)。
[0020]所述氣化劑為純氧和/或空氣，或，純氧和/或空氣，與水蒸氣的混合物。
[0021]本實用新型技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點:
[0022]I)本實用新型實施例所提供的污水熄焦水煤氣爐，通過在爐本體內(nèi)部自上而下設(shè)置預(yù)存段、水煤氣反應(yīng)段、水蒸汽過熱段和污水汽化蒸發(fā)段，并通過向預(yù)存段內(nèi)通入氣化劑使部分紅焦炭發(fā)生燃燒，提高紅焦炭的溫度，利于后續(xù)與水蒸汽在水煤氣反應(yīng)段內(nèi)發(fā)生水煤氣反應(yīng)，完全轉(zhuǎn)化成水煤氣;通過向污水汽化蒸發(fā)段內(nèi)通入焦化污水，利用水煤氣反應(yīng)后的低溫焦炭的熱量，使焦化污水氣化形成水蒸氣，并上升在水煤氣反應(yīng)段內(nèi)發(fā)生水煤氣反應(yīng)，充分利用了紅焦炭冷卻過程中紅焦炭熱量，同時也處理了焦化污水，使焦化污水吸熱氣化的水蒸氣轉(zhuǎn)變成水煤氣。
[0023]2)本實用新型實施例所提供的污水熄焦水煤氣爐，通過在水煤氣反應(yīng)段上部設(shè)置有水煤氣出口，使整個反應(yīng)產(chǎn)生的水煤氣通過上述水煤氣出口引出至爐本體外部，作為它用。
[0024]3)本實用新型實施例所提供的污水熄焦水煤氣爐，通過將若干氣化劑入口沿爐本體徑向設(shè)置在預(yù)存段外壁上，并進(jìn)一步在氣化劑入口朝向預(yù)存段內(nèi)部的一端設(shè)置有噴射燒嘴器，使氣化劑充分噴射在紅焦炭表面，利于提高紅焦炭的溫度，以及后續(xù)水煤氣反應(yīng)的程度。
【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本實用新型【具體實施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對【具體實施方式】或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1為本實用新型的污水熄焦水煤氣爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]附圖標(biāo)記說明:1-爐本體;2-裝入裝置;3-排出裝置;4-紅焦炭入口； 5-冷焦炭出口 ； 6-焦化污水入口 ； 7-氣化劑入口 ； 8-水煤氣出口。
【具體實施方式】
[0028]下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0029]在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0030]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0031]此外，下面所描述的本實用新型不同實施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。
[0032]如圖1所示，本實用新型所提供的焦化污水熄焦水煤氣爐，包括爐本體1、設(shè)置于爐本體I頂部的紅焦炭入口 4、以及設(shè)置于爐本體I底部的冷焦炭出口 5，爐本體I內(nèi)部自上而下包括預(yù)存段、水煤氣反應(yīng)段、水蒸汽過熱段和污水汽化蒸發(fā)段;焦化污水熄焦水煤氣爐還包括:若干氣化劑入口 I，設(shè)置于預(yù)存段外壁上，用于向預(yù)存段內(nèi)通入氣化劑，以便與從紅焦炭入口 4下落的紅焦炭進(jìn)行燃燒氧化反應(yīng);污水入口 6，設(shè)置于污水汽化蒸發(fā)段外壁上，用于向污水汽化蒸發(fā)段內(nèi)通入焦化污水并與下落的焦炭進(jìn)行熱量交換生成水蒸汽，上升的水蒸氣經(jīng)過水蒸汽過熱段，在水煤氣反應(yīng)段內(nèi)發(fā)生水煤氣反應(yīng)。
[0033]上述焦化污水熄焦水煤氣爐中，通過在爐本體I內(nèi)部自上而下設(shè)置預(yù)存段、水煤氣反應(yīng)段、水蒸汽過熱段和污水汽化蒸發(fā)段，并通過向預(yù)存段內(nèi)通入氣化劑使部分紅焦炭發(fā)生燃燒，提高紅焦炭的溫度，利于后續(xù)與水蒸汽在水煤氣反應(yīng)段內(nèi)發(fā)生水煤氣反應(yīng)，完全轉(zhuǎn)化成水煤氣;通過向污水汽化蒸發(fā)段內(nèi)通入焦化污水，利用水煤氣反應(yīng)后的低溫焦炭的熱量，使焦化污水氣化形成水蒸氣，并上升在水煤氣反應(yīng)段內(nèi)發(fā)生水煤氣反應(yīng)，充分利用了紅焦炭冷卻過程中紅焦炭熱量，同時也處理了焦化污水，使焦化污水吸熱氣化的水蒸氣全部轉(zhuǎn)變成水煤氣。
[0034]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，水煤氣反應(yīng)段上部還設(shè)置有水煤氣出口8，使整個反應(yīng)產(chǎn)生的水煤氣通過上述水煤氣出口引出至爐本體外部，作為它用。
[0035]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，若干氣化劑入口7沿爐本體I徑向設(shè)置在預(yù)存段外壁上。根據(jù)實際情況需要，可選擇氣化劑入口 7的個數(shù)，在本實施例中可能選擇4個，在另外一個實施例中可能選擇8個，等等。
[0036]進(jìn)一步地，氣化劑入口7朝向預(yù)存段內(nèi)部的一端設(shè)置有噴射燒嘴器，用以向預(yù)存段內(nèi)部的紅焦炭表面噴射氣化劑，使氣化劑充分噴射在紅焦炭表面，利于提高紅焦炭的溫度，以及后續(xù)水煤氣反應(yīng)的程度
[0037]具體地，氣化劑可為與水蒸汽混合的純氧氣或空氣。
[0038]需要說明的是，氣化劑中的氧氣或空氣與水蒸汽混合的量要匹配，控制水蒸汽與預(yù)存段焦炭溫度，一般控制預(yù)存段焦炭平均溫度小于1300°C;而且氣化劑中的氧氣或空氣量剩余數(shù)小于O，使?fàn)t內(nèi)保持在缺氧狀態(tài)。
[0039]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還包括裝入裝置2，與紅焦炭入口 4相連通，用以將紅焦炭經(jīng)紅焦炭入口 4裝入爐本體I中的預(yù)存段內(nèi)。
[0040]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還設(shè)置有排出裝置3，與冷焦炭出口5相連通，用以將冷焦炭經(jīng)冷焦炭出口 5排出到所述爐本體I外。
[0041]具體地，排出裝置3可為葉輪給料機(jī)或震動給料機(jī)。在本實施例中可為葉輪給料機(jī)。
[0042]通過上述葉輪給料機(jī)或震動給料機(jī)排出的焦炭溫度小于100°C。
[0043]通過上述焦化污水熄焦水煤氣爐，利用焦化污水冷卻赤熱的紅焦炭，并使焦化污水得到處理，回收了焦炭熱量，生產(chǎn)了水煤氣。通過向污水熄焦水煤氣爐內(nèi)通入氣化劑燃燒氧化一部分焦炭，補充水煤氣反應(yīng)需要的熱量，使焦化污水蒸發(fā)汽化，并完全轉(zhuǎn)換為水煤氣，實現(xiàn)了焦化污水100%轉(zhuǎn)化為水煤氣，并得到了冷卻焦炭。本實用新型正是基于水煤氣反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，需在較高的焦炭溫度下才能進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，較低溫度的焦炭對水煤氣反應(yīng)不起作用，但它可以氣化焦化污水，并被繼續(xù)冷卻。一般焦化廠焦化污水氣化產(chǎn)出水蒸汽量要大于水煤氣反應(yīng)需要的水蒸汽量，多余部分的水蒸氣就要排出。本實用新型通過提高焦炭溫度，將這部分多余的水蒸汽完全參與水煤氣反應(yīng)，在爐內(nèi)完全轉(zhuǎn)化生成水煤氣。
[0044]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項】
1.一種焦化污水熄焦水煤氣爐，包括爐本體(I)、設(shè)置于所述爐本體(I)頂部的紅焦炭入口( 4)、以及設(shè)置于所述爐本體(I)底部的冷焦炭出口( 5)， 其特征在于，所述爐本體(I)內(nèi)部自上而下包括預(yù)存段、水煤氣反應(yīng)段、水蒸汽過熱段和污水汽化蒸發(fā)段； 所述焦化污水熄焦水煤氣爐還包括: 若干氣化劑入口(7)，設(shè)置于所述預(yù)存段外壁上，用于向所述預(yù)存段內(nèi)通入氣化劑，以便與從所述紅焦炭入口(4)下落的紅焦炭進(jìn)行燃燒氧化反應(yīng)； 污水入口(6)，設(shè)置于所述污水汽化蒸發(fā)段外壁上，用于向所述污水汽化蒸發(fā)段內(nèi)通入焦化污水并與下落的焦炭進(jìn)行熱量交換生成水蒸汽，上升的水蒸氣經(jīng)過所述水蒸汽過熱段，在所述水煤氣反應(yīng)段內(nèi)發(fā)生水煤氣反應(yīng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化污水熄焦水煤氣爐，其特征在于，所述水煤氣反應(yīng)段上部還設(shè)置有水煤氣出口(8)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焦化污水熄焦水煤氣爐，其特征在于，若干所述氣化劑入口( 7)沿所述爐本體(I)徑向設(shè)置在所述預(yù)存段外壁上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的焦化污水熄焦水煤氣爐，其特征在于，所述氣化劑入口(7)朝向所述預(yù)存段內(nèi)部的一端設(shè)置有噴射燒嘴器，用以向所述預(yù)存段內(nèi)部的紅焦炭表面噴射氣化劑。5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的焦化污水熄焦水煤氣爐，其特征在于，還包括， 裝入裝置(2)，與紅焦炭入口(4)相連通，用以將紅焦炭經(jīng)所述紅焦炭入口(4)裝入所述爐本體(I)中的預(yù)存段內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的焦化污水熄焦水煤氣爐，其特征在于，還設(shè)置有， 排出裝置(3)，與冷焦炭出口(5)相連通，用以將冷焦炭經(jīng)所述冷焦炭出口(5)排出到所述爐本體(I)外。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的焦化污水熄焦水煤氣爐，其特征在于，所述排出裝置(3)為葉輪給料機(jī)或震動給料機(jī)。
【文檔編號】C10J3/20GK205687861SQ201620323598
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年4月18日 公開號201620323598.2, CN 201620323598, CN 205687861 U, CN 205687861U, CN-U-205687861, CN201620323598, CN201620323598.2, CN205687861 U, CN205687861U
【發(fā)明人】白守明, 姜紅, 趙旭東, 姜麗兵
【申請人】科利特環(huán)能科技（大連）有限公司