斯列普活化爐能量梯級利用節(jié)能裝置及方法應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種斯列普活化爐能量梯級利用節(jié)能裝置及方法應(yīng)用，斯列普活化爐與蓄熱室連通，蓄熱室的煙氣出口處安裝閘門狀換向裝置，蓄熱室的煙氣出口與煙道連通，煙道的一個分支與蒸汽射流裝置的一端連通，在這一端也有水蒸氣入口，蒸汽射流裝置另一端與蓄熱室連通，煙道另一個分支與蓄熱燃燒室連通，蓄熱燃燒室與余熱鍋爐連通，余熱鍋爐出水蒸氣管道的一個分支與蒸汽射流裝置的水蒸氣入口連通，余熱鍋爐的煙氣出口與煙囪連通；活性炭生產(chǎn)過程中的廢爐氣，通過梯級一級水蒸氣循環(huán)利用和梯級二級蓄熱燃燒換熱產(chǎn)生水蒸氣，達(dá)到廢爐氣余熱、余壓和余能充分高效利用和最終降低生產(chǎn)成本的目的，整個過程有智能控制器參與調(diào)控。
【專利說明】斯列普活化爐能量梯級利用節(jié)能裝置及方法應(yīng)用
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及斯列普活化爐廢爐氣循環(huán)利用工藝及設(shè)備，尤其是斯列普活化爐廢爐氣能量梯級利用領(lǐng)域，一種斯列普活化爐能量梯級利用節(jié)能裝置及方法應(yīng)用。
[0002]【背景技術(shù)】:
煤質(zhì)活性炭產(chǎn)品因具有獨(dú)特的產(chǎn)品吸附性能，而廣泛應(yīng)用在空氣凈化和污水處理等工業(yè)領(lǐng)域。但是現(xiàn)有的規(guī)模以上活性炭企業(yè)，普遍存在能耗高，成本高，效益差等問題，為了減少燃煤鍋爐對環(huán)境的污染，活性炭行業(yè)的燃煤鍋爐將被斯列普活化爐節(jié)能裝置替代，但是斯列普活化爐生產(chǎn)活性炭的過程中，廢爐氣潛熱很高并且富含大量、水蒸氣、二氧化碳、一氧化碳、氫氣、甲烷類芳烴等物質(zhì)，其中還原性介質(zhì)水蒸氣和一氧化碳可以做為活化劑循環(huán)利用，如果直接排放就造成了大量的浪費(fèi)并且污染環(huán)境，活性炭生產(chǎn)過程中水蒸汽費(fèi)用占到產(chǎn)品成本15%左右，減少生產(chǎn)用水蒸汽的使用量是降低成本的最有效途徑。
[0003]目前用于生產(chǎn)活性炭的斯列普活化爐的廢爐氣通常是經(jīng)過凈化后直接排放，也有一部分廢爐氣是用裝置將尾氣流射回斯列普活化爐，這僅僅是解決了水蒸氣的循環(huán)利用，煙氣中的余熱和廢爐氣中的可燃有害氣體仍舊一起通過煙道和煙?直接排放到大氣中了。綜上所述，這種裝置并沒有解決余熱的利用以及尾氣中可燃的有害氣體的處理，依舊造成了尾氣有害成分過多同時余熱浪費(fèi)，整體效率有限。
[0004]也有一部分設(shè)備像專利CN201917227U，是將廢爐氣燃燒并接余熱鍋爐從而產(chǎn)生水蒸氣供活化爐利用，但廢爐氣中的大量水蒸氣直接浪費(fèi)掉了，實際生產(chǎn)過程中這種裝置因為廢爐氣熱量不夠或者可燃?xì)怏w濃度較低，點(diǎn)燃廢爐氣困難甚至有時候點(diǎn)燃后還會熄滅，利用余熱轉(zhuǎn)化成水蒸氣的效率也不是很高，同時使用不方便，安全性也不穩(wěn)定。
[0005]并且現(xiàn)有技術(shù)引入智能控制的較少，很多操作都不是計算機(jī)直接控制，而是還要人工操作，費(fèi)時費(fèi)力還精確度不高。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
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為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，充分利用斯列普活化爐廢爐氣，實現(xiàn)斯列普活化爐廢爐氣中水蒸氣及余熱的充分回收利用，達(dá)到降低生產(chǎn)成本、節(jié)能減排和高效循環(huán)利用的目的，設(shè)計了本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0007]本發(fā)明是將活性炭生產(chǎn)過程中活化爐的廢爐氣，通過梯級一級循環(huán)和梯級二級蓄熱燃燒換熱產(chǎn)生的水蒸汽完全代替原活性炭生產(chǎn)時需要燃煤鍋爐產(chǎn)生的水蒸汽，達(dá)到廢爐氣余熱、余壓和余能充分高效利用和最終降低生產(chǎn)成本的目的，整個過程有智能控制器參與調(diào)控。
[0008]為實現(xiàn)以上目標(biāo)，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
斯列普活化爐能量梯級利用節(jié)能裝置包括:斯列普活化爐及蓄熱室、蒸汽射流裝置、換向裝置、蓄熱燃燒室、余熱鍋爐、智能控制器和煙囪；斯列普活化爐與蓄熱室連通，蓄熱室的煙氣出口處安裝閘門狀換向裝置，蓄熱室的煙氣出口與煙道連通，煙道的一個分支與蒸汽射流裝置的一端連通，在煙道與蒸汽射流裝置連通的一端也有水蒸汽入口，蒸汽射流裝置另一端與蓄熱室連通，煙道另一個分支與蓄熱燃燒室連通，蓄熱燃燒室的出氣口與余熱鍋爐連通，余熱鍋爐出水蒸氣的管道一個分支與蒸汽射流裝置的水蒸汽入口連通，余熱鍋爐的煙氣出口與煙囪連通。
[0009]作為本發(fā)明的一種技術(shù)方案，余熱鍋爐與制水設(shè)備連接，余熱鍋爐中的水是來自制水設(shè)備制得的軟化水。
[0010]余熱鍋爐與蒸汽射流裝置連通的管道內(nèi)安裝有水蒸汽壓力傳感器，余熱鍋爐的出水蒸汽口安裝有水蒸汽流量傳感器和水蒸氣分流控制閥門。
[0011]智能控制器與換向裝置、蒸汽射流裝置、蒸汽壓力傳感器、蒸汽流量傳感器和水蒸氣分流控制閥門連接，蒸汽壓力傳感器、蒸汽流量傳感器將信號傳輸給智能控制器，智能控制器接收并處理信號，同時將命令傳輸給換向裝置、蒸汽射流裝置和水蒸氣分流控制閥門。
[0012]余熱鍋爐與蒸汽射流裝置連通管道內(nèi)的蒸汽壓力傳感器將信號傳輸給智能控制器，智能控制器接收并處理信號，同時將命令傳輸給水蒸氣分流控制閥門，余熱鍋爐與蒸汽射流裝置連通管道內(nèi)的壓力控制在0.4-0.6 MPa。
[0013]一種斯列普活化爐能量梯級利用節(jié)能裝置的方法，其特征在與:
梯級一級:斯列普活化爐蓄熱室的煙氣排放到煙道中，約25%-35%的煙氣借助蒸汽射流裝置，隨同余熱鍋爐的水蒸氣一起返回到蓄熱室中，供活化爐中使用；
梯級二級:剩下的約6 5%-75%的煙氣進(jìn)入到蓄熱燃燒室中，蓄熱燃燒室配風(fēng)完全燃燒，蓄熱燃燒室的爐內(nèi)溫度達(dá)到850-950°C ;蓄熱燃燒室燃燒產(chǎn)生的熱量到達(dá)余熱鍋爐，和余熱鍋爐中的軟化水進(jìn)行熱交換；余熱鍋爐熱交換產(chǎn)生的水蒸氣通過水蒸氣分流控制閥門一部分到達(dá)蒸汽射流裝置，隨同煙氣一起進(jìn)入蓄熱室，供活化爐中使用；余熱鍋爐熱交換產(chǎn)生的水蒸氣通過水蒸氣分流控制閥門另一部分送往公共蒸汽管道供炭化、采暖、淋浴或汽輪機(jī)發(fā)電使用。蓄熱燃燒室完全燃燒后的煙氣通過余熱鍋爐，熱量和余熱鍋爐熱量交換后，剩下的爐氣通過煙囪排放到大氣。
[0014]本發(fā)明所述的一種斯列普活化爐能量梯級利用節(jié)能裝置及方法應(yīng)用最終目的是為可以控制碳排放、開展節(jié)能降耗，低碳、清潔、環(huán)保、節(jié)能的資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會建設(shè)做出突出貢獻(xiàn)。
[0015]【專利附圖】

【附圖說明】:
附圖1是斯列普活化爐能量梯級利用節(jié)能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:斯列普活化爐1、蓄熱室2、蒸汽射流裝置3、換向裝置4、蓄熱燃燒室5、余熱鍋爐6、智能控制器7和煙囪8。
[0017]【具體實施方式】:
以下結(jié)合附圖對斯列普活化爐能量梯級利用節(jié)能裝置及方法應(yīng)用作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0018]結(jié)合實際生產(chǎn)，斯列普活化爐I由兩個相互連通的活化爐IA和活化爐IB構(gòu)成，活化爐IA和活化爐IB分別與各自的蓄熱室2A和蓄熱室2B連通，蓄熱室2A和蓄熱室2B的煙氣出口處各安裝一個閘門狀換向裝置4A和閘門狀換向裝置4B，蓄熱室2A和蓄熱室2B的煙氣出口均與煙道連通；煙道的一個分支與蒸汽射流裝置3A —端連通，在煙道與蒸汽射流裝置3A連通的一端也有水蒸汽入口，蒸汽射流裝置3A另一端與蓄熱室2A連通，煙道的另一個分支與蒸汽射流裝置3B —端連通，在煙道與蒸汽射流裝置3B連通的一端也有水蒸汽入口，蒸汽射流裝置3B另一端與蓄熱室2B連通。
[0019]工作的時候，活化爐IA和活化爐IB是交替工作的，活化爐IA工作時，閘門狀換向裝置4A關(guān)閉，蒸汽射流裝置3A開啟，活化爐IB的蒸汽射流裝置3B關(guān)閉，閘門狀換向裝置4B開啟，排放煙氣進(jìn)入煙道中，一個工作時間后，活化爐IB工作時，閘門狀換向裝置4B關(guān)閉，蒸汽射流裝置3B開啟，活化爐IA的蒸汽射流裝置3A關(guān)閉，閘門狀換向裝置4A開啟，排放煙氣進(jìn)入煙道中。
[0020]煙道另一個分支與蓄熱燃燒室5連通，蓄熱燃燒室5的出氣口與余熱鍋爐6連通，余熱鍋爐6與制水設(shè)備連接，余熱鍋爐6中的水是來自制水設(shè)備制得的軟化水，余熱鍋爐6與蒸汽射流裝置3連通的管道內(nèi)安裝有水蒸汽壓力傳感器，余熱鍋爐6的出水蒸汽口安裝有水蒸汽流量傳感器和水蒸氣分流控制閥門，余熱鍋爐6的出水蒸氣管道的一個分支與蒸汽射流裝置3A的水蒸汽入口連通，余熱鍋爐6的出水蒸氣管道的另一個分支與蒸汽射流裝置3B的水蒸汽入口連通，余熱鍋爐6的出水蒸氣的管道還有一個分支與公共蒸汽管道連通供炭化、采暖、淋浴或汽輪機(jī)發(fā)電使用，余熱鍋爐6的煙氣出口與煙囪8連通。
[0021]工作的時候，蒸汽壓力傳感器、蒸汽流量傳感器將信號傳輸給智能控制器7，智能控制器7接收并處理信號，同時將命令傳輸給換向裝置4、蒸汽射流裝置3和水蒸氣分流控制閥門；余熱鍋爐6與蒸汽射流裝置3連通管道內(nèi)的蒸汽壓力傳感器將信號傳輸給智能控制器7，智能控制器7接收并處理信號，同時將命令傳輸給水蒸氣分流控制閥門，將余熱鍋爐6與蒸汽射流裝置3連通管道內(nèi)的壓力控制在0.4-0.6 Mpa，在這個壓力范圍內(nèi)，能保證通過蒸汽射流裝置3的水蒸氣有合適的壓力將合適量的廢爐氣一起送返到蓄熱室2底部，重新進(jìn)入活化爐I內(nèi)。余熱鍋爐6產(chǎn)生的多余的水蒸氣，進(jìn)入公共蒸汽管道，供炭化、采暖、淋浴或汽輪機(jī)發(fā)電等其他方面使用。
[0022]在實際生產(chǎn)過程中，如果余熱鍋爐6出了問題需要維修，那么通過智能控制器7，傳達(dá)命令給公共蒸汽管道中的水蒸氣泵，將水蒸汽泵到蒸汽射流裝置3，供活化爐I使用，不耽誤生產(chǎn)工作。
[0023]以下是斯列普活化爐I能量梯級利用節(jié)能裝置的方法:
梯級一級:以前通過煙囪8直接排入大氣的斯列普活化爐I廢爐氣主要成分為水蒸汽約40%，二氧化碳約20%，一氧化碳、氫氣和甲烷類芳烴約40%，現(xiàn)在將上述斯列普活化爐I廢爐氣的一部分采用蒸汽射流裝置3，依靠換向時通入蓄熱室2底部水蒸汽的自身壓力，將25%-35%的廢爐氣隨同水蒸汽一起送回蓄熱室2底部，重新進(jìn)入活爐內(nèi)參與碳和水蒸汽的反應(yīng)，達(dá)到減少蒸汽用量和優(yōu)化爐內(nèi)活化氣氛，改善活性炭品質(zhì)的目的。廢爐氣進(jìn)入的量是借助余熱鍋爐6內(nèi)部水蒸氣的壓力調(diào)節(jié)，水蒸氣的壓力較大則廢爐氣進(jìn)入量的就較多，水蒸氣壓力較小則廢爐氣進(jìn)入的量就較少；水蒸氣的壓力要控制在0.4-0.6 Mpa范圍內(nèi)，壓力太小，返回蓄熱室2的廢爐氣太少，沒有充分循環(huán)利用廢爐氣中的水蒸氣，壓力太高則帶入過多的廢爐氣返回蓄熱室2造成整體系統(tǒng)不穩(wěn)定，對活性炭的質(zhì)量和整個系統(tǒng)的安全是有不良影響的。
[0024]梯級二級:斯列普活化爐I廢爐氣沒有返回蓄熱室2的約75%_65%的廢爐氣成分為水蒸汽約30%，二氧化碳約25%，一氧化碳、氫氣和甲烷類芳烴約45%，爐氣溫度360°C，這些廢爐氣含有相當(dāng)熱量，如果不蓄熱并配風(fēng)，直接換熱效率很低，所以將這部分廢爐氣通入蓄熱燃燒室5中，先蓄熱達(dá)到燃點(diǎn)，后配風(fēng)使其充分燃燒，產(chǎn)生的熱量經(jīng)余熱鍋爐6換熱，余熱鍋爐6產(chǎn)生的水蒸汽，通過智能控制器7判斷蒸汽壓力傳感器、蒸汽流量傳感器傳輸來的信號，控制水蒸氣分流控制閥門，選擇一定量的水蒸氣供應(yīng)活化爐I的生產(chǎn)，剩下的水蒸氣供應(yīng)廠區(qū)別的需要，如汽輪機(jī)發(fā)電或暖氣等，最終達(dá)到能量梯級利用、降低成本、節(jié)能減排和高效循環(huán)利用的目的。后蓄熱燃燒室5的爐內(nèi)溫度850-950°C，經(jīng)余熱鍋爐6換熱后外排的爐氣溫度在220°C,通過風(fēng)機(jī)外排,外排氣體的成分為水蒸氣約30%, 二氧化碳約55%,氮?dú)?5%，溫度220°C。最后外排的爐氣溫度過高或者過低，對設(shè)備都有影響，如果外排爐氣溫度過高，則影響風(fēng)機(jī)等設(shè)備的使用壽命，高溫對設(shè)備影響較大，使得整體系統(tǒng)不穩(wěn)定存在安全隱患，如果外排爐氣溫度過低，低于露點(diǎn)溫度，會產(chǎn)生含酸的水汽造成對設(shè)備的腐蝕；而220°C的煙氣溫度適中，既不會像高溫?zé)煔饽菢訉υO(shè)備造成損壞也不會像低溫?zé)煔饽菢赢a(chǎn)生腐蝕性含酸水汽。
[0025]目前本發(fā)明應(yīng)用的斯列普活化爐1，每臺斯列普活化爐I配備蒸汽射流裝置3兩個，完成廢爐氣梯級一級循環(huán)利用，減少蒸汽使用量的25%-35% ;斯列普活化爐I的廢爐氣通過煙道和閘門狀換向裝置4的引導(dǎo)，進(jìn)入后面匹配配備的一套蓄熱燃燒器，在蓄熱燃燒室5中廢爐氣先蓄熱達(dá)到燃點(diǎn)，配風(fēng)后使其充分燃燒，熱量在余熱鍋爐6進(jìn)行換熱后，廢爐氣再外排，完成廢爐氣梯級二級利用。
[0026]本發(fā)明有一種實施例是將兩個以上的斯列普活化爐I煙氣管道匯總到一個蓄熱燃燒室5中，進(jìn)行充分燃燒并且余熱交換。
[0027]經(jīng)測試本發(fā)明斯列普活化爐I廢氣能量梯級利用節(jié)能裝置每生產(chǎn)一噸常規(guī)指標(biāo)活性炭，余熱鍋爐6能產(chǎn)生十一噸過熱水蒸氣，完全替代燃煤鍋爐滿足活化爐I的自身用汽，能降低產(chǎn)品生產(chǎn) 成本15%，實用性強(qiáng)，有巨大的經(jīng)濟(jì)價值。
【權(quán)利要求】
1.一種斯列普活化爐能量梯級利用節(jié)能裝置，其特征在于包括:斯列普活化爐及蓄熱室、蒸汽射流裝置、換向裝置、蓄熱燃燒室、余熱鍋爐、智能控制器和煙囪；斯列普活化爐與蓄熱室連通，蓄熱室的煙氣出口處安裝閘門狀換向裝置，蓄熱室的煙氣出口與煙道連通，煙道的一個分支與蒸汽射流裝置的一端連通，在煙道與蒸汽射流裝置連通的一端也有水蒸汽入口，蒸汽射流裝置另一端與蓄熱室連通，煙道另一個分支與蓄熱燃燒室連通，蓄熱燃燒室的出氣口與余熱鍋爐連通，余熱鍋爐出水蒸氣的管道一個分支與蒸汽射流裝置的水蒸汽入口連通，余熱鍋爐的煙氣出口與煙囪連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斯列普活化爐能量梯級利用節(jié)能裝置，其特征在于:余熱鍋爐與制水設(shè)備連接，余熱鍋爐中的水是來自制水設(shè)備制得的軟化水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的斯列普活化爐能量梯級利用節(jié)能裝置，其特征在于:余熱鍋爐與蒸汽射流裝置連通的管道內(nèi)安裝有水蒸汽壓力傳感器，余熱鍋爐的出水蒸汽口安裝有水蒸汽流量傳感器和水蒸氣分流控制閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的斯列普活化爐能量梯級利用節(jié)能裝置，其特征在于智能控制器與換向裝置、蒸汽射流裝置、蒸汽壓力傳感器、蒸汽流量傳感器和水蒸氣分流控制閥門連接，蒸汽壓力傳感器、蒸汽流量傳感器將信號傳輸給智能控制器，智能控制器接收并處理信號，同時將命令傳輸給換向裝置、蒸汽射流裝置和水蒸氣分流控制閥門。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的斯列普活化爐能量梯級利用節(jié)能裝置，其特征在于:余熱鍋爐與蒸汽射流裝置連通管道內(nèi)的蒸汽壓力傳感器將信號傳輸給智能控制器，智能控制器接收并處理信號，同時將命令傳輸給水蒸氣分流控制閥門，余熱鍋爐與蒸汽射流裝置連通管道內(nèi)的壓力控制在0.4-0.6 MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要 求5所述的斯列普活化爐能量梯級利用節(jié)能裝置的方法，其特征在與: 梯級一級:斯列普活化爐蓄熱室的煙氣排放到煙道中，約25%-35%的煙氣借助蒸汽射流裝置，隨同余熱鍋爐的水蒸氣一起返回到蓄熱室中，供活化爐中使用； 梯級二級:剩下的約65%-75%的煙氣進(jìn)入到蓄熱燃燒室中，蓄熱燃燒室配風(fēng)完全燃燒，蓄熱燃燒室的爐內(nèi)溫度達(dá)到850-950°C ;蓄熱燃燒室燃燒產(chǎn)生的熱量到達(dá)余熱鍋爐，和余熱鍋爐中的軟化水進(jìn)行熱交換；余熱鍋爐熱交換產(chǎn)生的水蒸氣通過水蒸氣分流控制閥門一部分到達(dá)蒸汽射流裝置，隨同煙氣一起進(jìn)入蓄熱室，供活化爐中使用；余熱鍋爐熱交換產(chǎn)生的水蒸氣通過水蒸氣分流控制閥門另一部分送往公共蒸汽管道供炭化、采暖、淋浴或汽輪機(jī)發(fā)電使用； 蓄熱燃燒室完全燃燒后的煙氣通過余熱鍋爐，熱量和余熱鍋爐熱量交換后，剩下的爐氣通過煙囪排放到大氣。
【文檔編號】C01B31/10GK104003385SQ201410266755
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】何永仁, 白永新, 何永義, 陳淑梅, 常文真, 張素嫻 申請人:寧夏欣達(dá)節(jié)能技術(shù)有限公司