本實(shí)用新型屬于煤干餾技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高溫粉焦有機(jī)熱載體余熱回收系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

煤低溫干餾是采用煤炭熱解加工技術(shù)，在隔絕空氣的情況下，將煤炭加熱到550℃～600℃，脫除影響煤熱值的水、氧和低熱值揮發(fā)分物質(zhì)，使煤發(fā)熱組分富集，形成固體半焦。

干餾技術(shù)生產(chǎn)的半焦根據(jù)工藝不同主要有塊狀和粉末狀，對于高溫粉末半焦，經(jīng)干餾爐生產(chǎn)后需要進(jìn)行熄焦冷卻。高溫半焦的顯熱占整個干餾過程的能耗比例較高。因此，回收半焦的顯熱，可有效降低煤干餾過程的能耗。

目前的熄焦技術(shù)有干法熄焦和濕法熄焦。干法熄焦技術(shù)是采用惰性氣體吸收半焦的顯熱，吸收了半焦顯熱的惰性氣體作為二次能源，在熱交換設(shè)備中交換熱量后惰性氣體可重復(fù)利用。濕法熄焦技術(shù)是通過水對高溫焦炭直接冷卻。干法熄焦與濕法熄焦相比，具有可回收半焦顯熱，改善半焦質(zhì)量和減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前的氣體熱載體干熄焦技術(shù)處理粉狀焦炭時氣固分離難度較大，不太適合。

將高溫固體顆粒熱量直接予以回收的換熱系統(tǒng)是粉焦余熱回收的新方向。常規(guī)換熱系統(tǒng)或余熱鍋爐的工作原理，是采用水或蒸汽作為換熱介質(zhì)，獲得高溫蒸汽，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管路工作壓力較大，設(shè)備制造和使用維護(hù)成本較高。

因此，如何簡便有效地實(shí)現(xiàn)對高溫粉焦的冷卻同時回收余熱，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是當(dāng)前干熄焦系統(tǒng)中無法處理粉料，存在的大量能量損失和系統(tǒng)配置復(fù)雜等問題。

為此，本實(shí)用新型提供了一種高溫粉焦有機(jī)熱載體余熱回收系統(tǒng)，包括低溫儲罐、油泵、換熱器、膨脹箱、高溫儲罐、水冷卻器、用熱設(shè)備、閥門、控制柜，所述換熱器為立式換熱器，換熱器頂部設(shè)有高溫粉焦進(jìn)口，底部設(shè)有低溫粉焦出口，所述換熱器包括至少三組從上至下依次設(shè)置的換熱管，所述換熱管內(nèi)為有機(jī)熱載體且均是下進(jìn)上出，上下相鄰兩組換熱管中的下?lián)Q熱管出口與上換熱管進(jìn)口之間管線上均設(shè)有膨脹箱和油泵；

所述低溫儲罐的出口管線連有第一油泵，該第一油泵出口分為兩路，一路通過管線與低溫儲罐相通，該管線上依次設(shè)有第一閥門、加熱器，另一路通過管線和第二閥門與換熱器最下端的換熱管進(jìn)口相通，所述換熱器最上端換熱管出口通過管線連有第三膨脹箱，該第三膨脹箱出口連接有高溫儲罐，所述高溫儲罐出口與第四油泵相接；

所述第四油泵的出口分為兩路，一路通過管線進(jìn)入用熱設(shè)備后回流至低溫儲罐，其中第四油泵和用熱設(shè)備之間設(shè)有第三閥門，用熱設(shè)備和低溫儲罐之間設(shè)有第六閥門，另一路通過管線連接水冷卻器，所述第四油泵和水冷卻器之間設(shè)有第四閥門。

所述低溫儲罐、高溫儲罐、各膨脹箱上均設(shè)置有氮?dú)饨涌?、安全閥、排氣閥、排污閥、壓力表、溫度計、液位計、呼吸閥阻火器。

所述壓力表、溫度計、液位計的上位輸出信號線均與控制柜連接，所述各油泵工作控制線均與控制柜連接。

所述用熱設(shè)備出口與水冷卻器進(jìn)口連通，所述用熱設(shè)備出口與水冷卻器之間設(shè)有第五閥門。

所述有機(jī)熱載體是導(dǎo)熱油，該導(dǎo)熱油為合成型導(dǎo)熱油或礦物型導(dǎo)熱油。

本實(shí)用新型的有益效果是：

（1）本實(shí)用新型采用有機(jī)熱載體對粉焦進(jìn)行連續(xù)多次熄焦降溫，采用逆流操作可獲得較大的傳熱效率，縮短熄焦時間，能夠有效降低最終出口粉焦的溫度。

（2）換熱介質(zhì)通過多級升溫，可獲得更高溫度，有更為廣泛的用途。

（3）作換熱介質(zhì)的有機(jī)熱載體可循環(huán)重復(fù)使用，有效降低余熱回收過程的使用成本，整個熄焦余熱回收過程處于無氧環(huán)境，系統(tǒng)微正壓安全可靠。

（4）換熱器內(nèi)蛇形光管，錯位布置能有效混料，結(jié)構(gòu)簡單，易損件更換方便，處理量大，成本低。

（5）半焦經(jīng)多級冷卻干熄焦，可以有效改善半焦的物理性質(zhì)。

下面將結(jié)合附圖做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、低溫儲罐；2、加熱器；3、第一油泵；4、第一閥門；5、第二閥門；6、換熱器；7、一級換熱管；8、第二油泵；9、第一膨脹箱；10、二級換熱管；11、第三油泵；12、第二膨脹箱；13、三級換熱管；14、第三膨脹箱；15、高溫儲罐；16、第四油泵；17、第三閥門；18、第四閥門；19、用熱設(shè)備；20、第五閥門；21、第六閥門；22、水冷卻器；23、控制柜。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

本實(shí)施例提供了一種高溫粉焦有機(jī)熱載體余熱回收系統(tǒng)，包括低溫儲罐1、油泵、換熱器6、膨脹箱、高溫儲罐15、水冷卻器22、用熱設(shè)備19、閥門、控制柜23，所述換熱器6為立式換熱器6，換熱器6頂部設(shè)有高溫粉焦進(jìn)口，底部設(shè)有低溫粉焦出口，所述換熱器6包括至少三組從上至下依次設(shè)置的換熱管，所述換熱管內(nèi)為有機(jī)熱載體且均是下進(jìn)上出，上下相鄰兩組換熱管中的下?lián)Q熱管出口與上換熱管進(jìn)口之間管線上均設(shè)有膨脹箱和油泵；

所述低溫儲罐1的出口管線連有第一油泵3，該第一油泵3出口分為兩路，一路通過管線與低溫儲罐1相通，該管線上依次設(shè)有第一閥門4、加熱器2，另一路通過管線和第二閥門5與換熱器6最下端的換熱管進(jìn)口相通，所述換熱器6最上端換熱管出口通過管線連有第三膨脹箱14，該第三膨脹箱14出口連接有高溫儲罐15，所述高溫儲罐15出口與第四油泵16相接；

所述第四油泵16的出口分為兩路，一路通過管線進(jìn)入用熱設(shè)備19后回流至低溫儲罐1，其中第四油泵16和用熱設(shè)備19之間設(shè)有第三閥門17，用熱設(shè)備19和低溫儲罐1之間設(shè)有第六閥門21，另一路通過管線連接水冷卻器22，所述第四油泵16和水冷卻器22之間設(shè)有第四閥門18。

低溫儲罐1用于儲存有機(jī)熱載體（導(dǎo)熱油），在系統(tǒng)工作前，將導(dǎo)熱油加注于低溫儲罐1中，開啟第一閥門4，關(guān)閉第二閥門5，啟動第一油泵3和加熱器2，按照導(dǎo)熱油升溫曲線進(jìn)行升溫，脫除導(dǎo)熱油中的水分和烴，經(jīng)煮油后的導(dǎo)熱油儲存于低溫儲罐1。其中，加熱器2為電加熱器或燃?xì)馊加褪郊訜崞鳌?/p>

換熱器6開始進(jìn)料前15分鐘，關(guān)閉第一閥門4，打開第二閥門5，依次開啟第一油泵3以及上下相鄰兩組換熱管中的下?lián)Q熱管出口與上換熱管進(jìn)口之間管線上的油泵，導(dǎo)熱油經(jīng)第一油泵3增壓通入最下端的換熱管，高溫粉焦開始進(jìn)料后，最下端的換熱管內(nèi)的導(dǎo)熱油換熱升溫后進(jìn)膨脹箱，儲存于該膨脹箱的導(dǎo)熱油經(jīng)油泵增壓后進(jìn)入上面的換熱管，和高溫粉焦換熱升溫后進(jìn)入膨脹箱并儲存，依次類推，高溫粉焦和導(dǎo)熱油換熱后，導(dǎo)熱油進(jìn)入第三膨脹箱14后進(jìn)入高溫儲罐15，儲存待用；高溫粉焦變?yōu)榈蜏胤劢购笥蓳Q熱器6底部出料。

待高溫儲罐15內(nèi)導(dǎo)熱油儲存至一定量，啟動第四油泵16，開啟第三閥門17、第四閥門18，關(guān)閉第六閥門21，系統(tǒng)為用熱設(shè)備19供熱，經(jīng)換熱后的冷油回流至低溫儲罐1，完成余熱回收循環(huán)。其中，視用熱設(shè)備19出油的溫降情況開啟水冷卻器22。

實(shí)施例2：

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供了一種高溫粉焦有機(jī)熱載體余熱回收系統(tǒng)，所述低溫儲罐1、高溫儲罐15、各膨脹箱上均設(shè)置有氮?dú)饨涌?、安全閥、排氣閥、排污閥、壓力表、溫度計、液位計、呼吸閥阻火器。

如圖1所示，所述壓力表、溫度計、液位計的上位輸出信號線均與控制柜23連接，所述各油泵工作控制線均與控制柜23連接。控制柜23根據(jù)膨脹箱液位和換熱器6各段溫度信號對油泵輸出流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保持整個余熱回收系統(tǒng)的工藝穩(wěn)定。實(shí)現(xiàn)自動化，減少勞動量。

用熱設(shè)備19出口與水冷卻器22進(jìn)口連通，所述用熱設(shè)備19出口與水冷卻器22之間設(shè)有第五閥門20。當(dāng)有機(jī)載體經(jīng)與用熱設(shè)備19換熱后的溫度高于70℃時，打開第五閥門20，開啟水冷卻器22對導(dǎo)熱油進(jìn)行降溫。

本實(shí)施例中換熱器6由支撐殼體和換熱管組成，所述換熱管為蛇形光管，所述蛇形光管水平布置，與支撐殼體連接，支撐殼體上設(shè)置有溫度傳感器和料位傳感器。如圖1所示，換熱管為三組，換熱器6開始進(jìn)料前15分鐘，關(guān)閉第一閥門4，打開第二閥門5，依次開啟第一油泵3、第二油泵8、第三油泵11，導(dǎo)熱油經(jīng)第一油泵3增壓通入一級換熱管7，升溫至140℃進(jìn)第一膨脹箱9；儲存于第一膨脹箱9的熱油經(jīng)第二油泵8增壓后進(jìn)入二級換熱管10，升溫至210℃進(jìn)第二膨脹箱12；儲存于第二膨脹箱12的熱油經(jīng)第三油泵11增壓后進(jìn)入三級換熱管13，升溫至280℃進(jìn)第三膨脹箱14；第三膨脹箱14內(nèi)的熱油回流至高溫儲罐15，儲存待用。

各油泵均為雙泵互鎖模塊組?；ユi是一臺油泵在故障情況下，另一臺可以自行啟動給。互鎖為現(xiàn)有技術(shù)，可以通過PLC實(shí)現(xiàn)互鎖，也可以用開關(guān)、繼電器等實(shí)現(xiàn)硬件互鎖。

綜上所述，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，（1）采用有機(jī)熱載體對粉焦進(jìn)行連續(xù)多次熄焦降溫，采用逆流操作可獲得較大的傳熱效率，縮短熄焦時間，能夠有效降低最終出口粉焦的溫度。

（2）換熱介質(zhì)通過多級升溫，可獲得更高溫度，有更為廣泛的用途。

（3）作換熱介質(zhì)的有機(jī)熱載體可循環(huán)重復(fù)使用，有效降低余熱回收過程的使用成本，整個熄焦余熱回收過程處于無氧環(huán)境，系統(tǒng)微正壓安全可靠。

（4）換熱器6內(nèi)蛇形光管，錯位布置能有效混料，結(jié)構(gòu)簡單，易損件更換方便，處理量大，成本低。

（5）半焦經(jīng)多級冷卻干熄焦，可以有效改善半焦的物理性質(zhì)。

本實(shí)施例中控制柜23對各部件的控制及對油泵輸出流量的調(diào)節(jié)屬于現(xiàn)有技術(shù)，實(shí)施例中沒有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段，這里不一一敘述。

以上例舉僅僅是對本實(shí)用新型的舉例說明，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的保護(hù)范圍的限制，凡是與本實(shí)用新型相同或相似的設(shè)計均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。