本發(fā)明屬于焦?fàn)t設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種一體化脫硫脫硝的焦?fàn)t煙道廢氣余熱回收裝置。

背景技術(shù)：

目前，國(guó)內(nèi)焦?fàn)t煙氣的脫硫脫硝處理尚處在起步階段，絕大多數(shù)焦化廠、鋼廠的焦?fàn)t煙氣仍然不經(jīng)處理直接排放到大氣中。這樣的做法嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)氐拇髿猸h(huán)境，給人們的健康也帶來很大的隱患。隨著更嚴(yán)格的焦?fàn)t煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)gb16171-2012的出臺(tái)，焦?fàn)t煙氣的脫硫、脫硝將成為國(guó)內(nèi)所有焦化生產(chǎn)廠的必備工藝?？梢灶A(yù)見，未來煙氣的排放標(biāo)準(zhǔn)會(huì)向更嚴(yán)格的國(guó)際環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)靠攏，以適應(yīng)國(guó)際化的節(jié)能環(huán)保趨勢(shì)。所以，必須有一種可靠的系統(tǒng)及工藝來實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煙氣的脫硫脫硝及余熱回收的目的。

焦?fàn)t能對(duì)煤炭做高溫干餾處理，將其高效地轉(zhuǎn)換為焦炭、焦?fàn)t煤氣、煤焦油、粗苯等產(chǎn)物，是高效的能量轉(zhuǎn)換窯爐。在焦?fàn)t支出熱中，650℃-700℃荒煤氣的帶出熱約占36％，具有極高的回收利用價(jià)值。目前，通常采用降溫處理工藝來實(shí)現(xiàn)荒煤氣的工業(yè)應(yīng)用，傳統(tǒng)工藝為：向高溫荒煤氣噴灑大量70℃-75℃循環(huán)氨水使其降溫，實(shí)現(xiàn)余熱回收，然而，這會(huì)導(dǎo)致高溫荒煤氣帶出熱因循環(huán)氨水的大量蒸發(fā)而浪費(fèi)。

在20世紀(jì)80年代，日本大部分焦化廠曾將導(dǎo)熱油用于上升管回收荒煤氣帶出熱：他們將上升管做成夾套管，導(dǎo)熱油通過夾套管與高溫荒煤氣間接換熱，被加熱的高溫導(dǎo)熱油可用于多種用途，例如蒸氨、蒸餾煤焦油、干燥入爐煤等等。后來，我國(guó)濟(jì)鋼曾在五孔上升管進(jìn)行了類似的試驗(yàn)；我國(guó)武鋼、馬鋼、鞍鋼、漣鋼、北京焦化廠、沈陽煤氣二廠、本鋼一鐵、平頂山焦化廠等多家企業(yè)曾在上升管采用水汽化冷卻技術(shù)回收這部分熱量；此外，也有企業(yè)采用以氮?dú)鉃榻橘|(zhì)、與高溫荒煤氣間接換熱的方法。

現(xiàn)有焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收取熱裝置的結(jié)構(gòu)，總體分內(nèi)、中、外三層基本結(jié)構(gòu)。內(nèi)層為耐高溫、耐腐蝕的合金鋼材質(zhì)的圓筒，荒煤氣在圓筒內(nèi)自下而上流過。中間為核心傳熱層，具有高導(dǎo)熱能力的、一定厚度的耐高溫固體介質(zhì)層緊密附著于內(nèi)筒的外壁，傳熱管穿過固體介質(zhì)層，且與該固體介質(zhì)層緊密接觸，傳熱管內(nèi)流過的為取熱介質(zhì)，其在流動(dòng)過程中吸收了內(nèi)筒內(nèi)荒煤氣的放熱量，在自下而上的流動(dòng)過程中溫度升高。傳熱管或螺旋上升盤旋在該固體介質(zhì)內(nèi)，或自下而上直立布置于該固體介質(zhì)層，固體介質(zhì)層需覆蓋整個(gè)傳熱管的外表面；外層為保溫保護(hù)層，金屬材質(zhì)筒體，內(nèi)壁面上貼有保溫材料，對(duì)內(nèi)筒和中間核心傳熱層起到保溫和保護(hù)的作用，減少熱損失，不受沖擊。

然而，現(xiàn)有現(xiàn)有焦?fàn)t上升管荒煤氣余熱回收取熱裝置或多或少存在以下問題：傳熱過程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、循環(huán)不夠通暢、換熱效率低、荒煤氣側(cè)壁面焦油粘結(jié)導(dǎo)致堵塞荒煤氣通道、導(dǎo)熱油結(jié)焦堵塞導(dǎo)熱油通道、易被介質(zhì)等腐蝕或不能有效解決開停車和運(yùn)行過程的熱脹冷縮問題,這使得以上方法或者難以成功實(shí)施，或者難以實(shí)現(xiàn)令人滿意的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題：為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種一體化脫硫脫硝的焦?fàn)t煙道廢氣余熱回收裝置。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供的一種一體化脫硫脫硝的焦?fàn)t煙道廢氣余熱回收裝置，包括焦?fàn)t(1)、第一三通閥(2)、應(yīng)急煙囪(3)、氨水儲(chǔ)罐(51)、氨水預(yù)熱裝置(52)、還原劑提供裝置(81)、預(yù)熱裝置(82)、第二三通閥(83)、余熱利用裝置(84)、第一溫度檢測(cè)裝置(85)以及依次連接的板式除焦換熱器(4)、脫硫裝置(5)、預(yù)熱裝置(6)、加熱裝置(7)、src脫硝裝置(8)、高效余熱回收裝置(9)、煙囪(10)；所述第一三通閥(2)分別與焦?fàn)t(1)、板式余熱回收裝置(4)、應(yīng)急煙囪(3)連接；所述氨水儲(chǔ)罐(51)、氨水預(yù)熱裝置(52)、脫硫裝置(5)的氨水噴淋口依次連接；所述還原劑提供裝置(81)、預(yù)熱裝置(82)、src脫硝裝置(8)的還原劑入口依次連接；所述板式除焦換熱器(4)包括余熱煙氣管道(41)、一組換熱板(42)、冷水管道(43)、熱水管道(44)、集焦管(45)、除焦裝置(46)、排焦管(47)，所述一組換熱板(42)交替設(shè)置于余熱煙氣管道(41)上壁和下壁上，換熱板(42)的迎風(fēng)面內(nèi)為冷水介質(zhì)通道(48)與冷水管道(43)連接，換熱板(42)的背風(fēng)面內(nèi)為熱水介質(zhì)通道(49)與熱水管道(44)連接，冷水介質(zhì)通道(48)和熱水介質(zhì)通道(49)互相連接，除焦裝置(46)設(shè)于換熱板(42)的迎風(fēng)面上，排焦管(47)設(shè)于余熱煙氣管道(41)下側(cè)壁上且與集焦管(45)連接；所述板式除焦換熱器(4)的熱水管道(44)和預(yù)熱裝置(6)的高溫介質(zhì)管道、氨水預(yù)熱裝置(52)的高溫介質(zhì)管道依次連接成環(huán)；所述高效余熱回收裝置(9)的高溫介質(zhì)管道出口和預(yù)熱裝置(82)的高溫介質(zhì)管道、第一溫度檢測(cè)裝置(85)、第二三通閥(83)依次連接，第二三通閥(83)分別與余熱利用裝置(84)和高溫余熱回收裝置(6)的高溫介質(zhì)管道入口連接，余熱利用裝置(84)與高溫余熱回收裝置(6)的高溫介質(zhì)管道入口連接。

作為改進(jìn)，所述余熱煙氣管道(11)傾斜設(shè)置，傾角為5-20°。

作為另一種改進(jìn)，所述換熱板(12)的迎風(fēng)面由高效導(dǎo)熱集焦復(fù)合材料制成，所述高效導(dǎo)熱集焦復(fù)合材料制成至少由以下重量份的組份制成：鐵100份、鉻11.6-12.9份、鎳5.42-5.94份、硅0.66-0.87份、碳0.48-0.59份、錳0.66-0.85份、氮化鈦0.4-0.8份、碳納米管1-2份、氮化硅0.5-1.5份、納米銅1-3份、納米氧化鋁1-2份、納米氧化錳0.5-1.5份。

作為另一種改進(jìn)，還包括第二溫度檢測(cè)裝置，所述第二溫度檢測(cè)裝置設(shè)于高效余熱回收裝置(9)的煙氣出口處。

作為另一種改進(jìn)，還包括控制裝置，所述控制裝置分別與第一三通閥(2)、第二三通閥(83)、第一溫度檢測(cè)裝置(85)、第二溫度檢測(cè)裝置連接。

作為另一種改進(jìn)，所述余熱利用裝置(84)為與發(fā)電裝置連接的汽輪機(jī)。

作為另一種改進(jìn)，所述高溫余熱回收裝置(9)包括高溫荒煤氣管道(91)、換熱盤管(92)；所述高溫荒煤氣管道(91)自外而內(nèi)依次包括外筒壁(911)、隔熱層(912)、固體介質(zhì)層(913)、內(nèi)筒壁(914)；所述下法蘭(94)分別與外筒壁(911)底部、內(nèi)筒壁(914)底部焊接連接；所述上法蘭(95)上設(shè)有環(huán)形凹陷(951)，所述上法蘭(95)與外筒壁(911)頂部焊接連接，所述內(nèi)筒壁(914)頂部設(shè)于環(huán)形凹陷(951)內(nèi)；所述膨脹盒(93)焊接固定于外筒壁(911)外側(cè)壁上，所述膨脹盒(93)上設(shè)有焊接膨脹節(jié)(931)；所述換熱盤管(92)設(shè)于柔性固體介質(zhì)層(913)內(nèi)，其下端為工質(zhì)進(jìn)口管(921)，上端為工質(zhì)出口管(922)，工質(zhì)出口管(922)依次穿過外筒壁(911)、膨脹盒(93)、膨脹節(jié)(931)，工質(zhì)出口管(922)和膨脹節(jié)(931)連接處焊接連接；所述內(nèi)筒壁(914)由高效導(dǎo)熱脫硝復(fù)合材料制成，所述高效導(dǎo)熱脫硝復(fù)合材料至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻11.2-13.1份、鎳5.08-5.16份、硅0.83-0.99份、碳0.60-0.70份、錳0.65-0.78份、氮化鈦0.4-0.8份、碳納米管0.5-1.5份、納米銅1-2份、納米鋅1-2份、殼聚糖0.2-0.8份、氧化鈦1-2份、五氧化二釩0.5-1.0份、氧化鎢0.2-0.4份、氧化鉬0.1-0.3份。

作為另一種改進(jìn)，還包括翅片(915)，所述翅片(915)設(shè)于內(nèi)筒壁(914)的內(nèi)側(cè)壁上，所述翅片由高效導(dǎo)熱復(fù)合材料制成；還包括釘頭(916)，所述釘頭(916)一端固定于內(nèi)筒壁(914)的外側(cè)壁上，另一端固定于外筒壁(911)的內(nèi)側(cè)壁上。

有益效果：本發(fā)明提供的余熱回收裝置可同時(shí)脫硫脫硝，且余熱回收效率高、效果好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一體化脫硫脫硝的焦?fàn)t煙道廢氣余熱回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為板式除焦換熱器的的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為高效余熱回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為高效余熱回收裝置的局部放大圖一。

圖5為高效余熱回收裝置的局部放大圖二。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明一體化脫硫脫硝的焦?fàn)t煙道廢氣余熱回收裝置作出進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

一體化脫硫脫硝的焦?fàn)t煙道廢氣余熱回收裝置，包括焦?fàn)t(1)、第一三通閥(2)、應(yīng)急煙囪(3)、氨水儲(chǔ)罐(51)、氨水預(yù)熱裝置(52)、還原劑提供裝置(81)、預(yù)熱裝置(82)、第二三通閥(83)、余熱利用裝置(84)、第一溫度檢測(cè)裝置(85)以及依次連接的板式除焦換熱器(4)、脫硫裝置(5)、預(yù)熱裝置(6)、加熱裝置(7)、src脫硝裝置(8)、高效余熱回收裝置(9)、煙囪(10)；所述第一三通閥(2)分別與焦?fàn)t(1)、板式余熱回收裝置(4)、應(yīng)急煙囪(3)連接；所述氨水儲(chǔ)罐(51)、氨水預(yù)熱裝置(52)、脫硫裝置(5)的氨水噴淋口依次連接；所述還原劑提供裝置(81)、預(yù)熱裝置(82)、src脫硝裝置(8)的還原劑入口依次連接；所述板式除焦換熱器(4)包括余熱煙氣管道(41)、一組換熱板(42)、冷水管道(43)、熱水管道(44)、集焦管(45)、除焦裝置(46)、排焦管(47)，所述一組換熱板(42)交替設(shè)置于余熱煙氣管道(41)上壁和下壁上，換熱板(42)的迎風(fēng)面內(nèi)為冷水介質(zhì)通道(48)與冷水管道(43)連接，換熱板(42)的背風(fēng)面內(nèi)為熱水介質(zhì)通道(49)與熱水管道(44)連接，冷水介質(zhì)通道(48)和熱水介質(zhì)通道(49)互相連接，除焦裝置(46)設(shè)于換熱板(42)的迎風(fēng)面上，排焦管(47)設(shè)于余熱煙氣管道(41)下側(cè)壁上且與集焦管(45)連接；所述板式除焦換熱器(4)的熱水管道(44)和預(yù)熱裝置(6)的高溫介質(zhì)管道、氨水預(yù)熱裝置(52)的高溫介質(zhì)管道依次連接成環(huán)；所述高效余熱回收裝置(9)的高溫介質(zhì)管道出口和預(yù)熱裝置(82)的高溫介質(zhì)管道、第一溫度檢測(cè)裝置(85)、第二三通閥(83)依次連接，第二三通閥(83)分別與余熱利用裝置(84)和高溫余熱回收裝置(6)的高溫介質(zhì)管道入口連接，余熱利用裝置(84)與高溫余熱回收裝置(6)的高溫介質(zhì)管道入口連接。

所述余熱煙氣管道(11)傾斜設(shè)置，傾角為5-20°。

所述換熱板(12)的迎風(fēng)面由高效導(dǎo)熱集焦復(fù)合材料制成，所述高效導(dǎo)熱集焦復(fù)合材料制成至少由以下重量份的組份制成：鐵100份、鉻12.4份、鎳5.67份、硅0.78份、碳0.55份、錳0.76份、氮化鈦0.6份、碳納米管1.5份、氮化硅1.0份、納米銅2份、納米氧化鋁1.5份、納米氧化錳1份。

還包括第二溫度檢測(cè)裝置，所述第二溫度檢測(cè)裝置設(shè)于高效余熱回收裝置(9)的煙氣出口處。

還包括控制裝置，所述控制裝置分別與第一三通閥(2)、第二三通閥(83)、第一溫度檢測(cè)裝置(85)、第二溫度檢測(cè)裝置連接。

所述余熱利用裝置(84)為與發(fā)電裝置連接的汽輪機(jī)。

所述高溫余熱回收裝置(9)包括高溫荒煤氣管道(91)、換熱盤管(92)；所述高溫荒煤氣管道(91)自外而內(nèi)依次包括外筒壁(911)、隔熱層(912)、固體介質(zhì)層(913)、內(nèi)筒壁(914)；所述下法蘭(94)分別與外筒壁(911)底部、內(nèi)筒壁(914)底部焊接連接；所述上法蘭(95)上設(shè)有環(huán)形凹陷(951)，所述上法蘭(95)與外筒壁(911)頂部焊接連接，所述內(nèi)筒壁(914)頂部設(shè)于環(huán)形凹陷(951)內(nèi)；所述膨脹盒(93)焊接固定于外筒壁(911)外側(cè)壁上，所述膨脹盒(93)上設(shè)有焊接膨脹節(jié)(931)；所述換熱盤管(92)設(shè)于柔性固體介質(zhì)層(913)內(nèi)，其下端為工質(zhì)進(jìn)口管(921)，上端為工質(zhì)出口管(922)，工質(zhì)出口管(922)依次穿過外筒壁(911)、膨脹盒(93)、膨脹節(jié)(931)，工質(zhì)出口管(922)和膨脹節(jié)(931)連接處焊接連接；所述內(nèi)筒壁(914)由高效導(dǎo)熱脫硝復(fù)合材料制成，所述高效導(dǎo)熱脫硝復(fù)合材料至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻12.5份、鎳5.12份、硅0.88份、碳0.65份、錳0.69份、氮化鈦0.6份、碳納米管1.0份、納米銅1.5份、納米鋅1.5份、殼聚糖0.5份、氧化鈦1.5份、五氧化二釩0.7份、氧化鎢0.3份、氧化鉬0.2份。

還包括翅片(915)，所述翅片(915)設(shè)于內(nèi)筒壁(914)的內(nèi)側(cè)壁上，所述翅片由高效導(dǎo)熱復(fù)合材料制成；還包括釘頭(916)，所述釘頭(916)一端固定于內(nèi)筒壁(914)的外側(cè)壁上，另一端固定于外筒壁(911)的內(nèi)側(cè)壁上。

該裝置的工作原理：煙氣經(jīng)過第一三通閥進(jìn)入板式除焦換熱器內(nèi)回收余熱并除焦，余熱用于對(duì)預(yù)熱裝置加熱、對(duì)氨水預(yù)熱；再進(jìn)入脫硫裝置內(nèi)脫硫；脫硫后進(jìn)入預(yù)熱裝置預(yù)熱，再進(jìn)入加熱裝置內(nèi)加熱至適合src脫硝的溫度后，再進(jìn)入src脫硝裝置內(nèi)脫硝，脫硝后溫度變化不大，煙氣進(jìn)入高效余熱回收裝置中回收余熱，回收的余熱用于對(duì)還原劑預(yù)熱以及做功發(fā)電等用途；回收余熱后的煙氣經(jīng)煙囪排出；一旦遇到緊急情況，煙氣可利用應(yīng)急煙囪直接排出。

實(shí)施例2

與實(shí)施例1基本相同，不同之處僅在于：

所述高效導(dǎo)熱集焦復(fù)合材料制成至少由以下重量份的組份制成：鐵100份、鉻12.2份、鎳5.69份、硅0.76份、碳0.57份、錳0.74份、氮化鈦0.5份、碳納米管1.7份、氮化硅0.8份、納米銅1.8份、納米氧化鋁1.7份、納米氧化錳0.8份；

所述高效導(dǎo)熱脫硝復(fù)合材料至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻11.2份、鎳5.08份、硅0.99份、碳0.60份、錳0.78份、氮化鈦0.5份、碳納米管0.5份、納米銅2份、納米鋅2份、殼聚糖0.2份、氧化鈦2份、五氧化二釩0.5份、氧化鎢0.4份、氧化鉬0.1份。

實(shí)施例3

與實(shí)施例1基本相同，不同之處僅在于：

所述高效導(dǎo)熱集焦復(fù)合材料制成至少由以下重量份的組份制成：鐵100份、鉻12.6份、鎳5.65份、硅0.80份、碳0.53份、錳0.78份、氮化鈦0.7份、碳納米管1.7份、氮化硅1.2份、納米銅2.2份、納米氧化鋁1.3份、納米氧化錳1.2份；

所述高效導(dǎo)熱脫硝復(fù)合材料至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻13.1份、鎳5.16份、硅0.83份、碳0.70份、錳0.65份、氮化鈦0.7份、碳納米管1.5份、納米銅1份、納米鋅1份、殼聚糖0.8份、氧化鈦1份、五氧化二釩1.0份、氧化鎢0.2份、氧化鉬0.3份。

實(shí)施例4

與實(shí)施例1基本相同，不同之處僅在于：

所述高效導(dǎo)熱集焦復(fù)合材料制成至少由以下重量份的組份制成：鐵100份、鉻11.6份、鎳5.94份、硅0.66份、碳0.59份、錳0.85份、碳氮化鈦0.4份、納米管1份、氮化硅1.5份、納米銅1份、納米氧化鋁2份、納米氧化錳0.5份；

所述高效導(dǎo)熱脫硝復(fù)合材料至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻12.3份、鎳5.14份、硅0.86份、碳0.67份、錳0.67份、氮化鈦0.4份、碳納米管1.2份、納米銅1.3份、納米鋅1.7份、殼聚糖0.4份、氧化鈦1.7份、五氧化二釩0.6份、氧化鎢0.4份、氧化鉬0.1份。

實(shí)施例5

與實(shí)施例1基本相同，不同之處僅在于：

所述高效導(dǎo)熱集焦復(fù)合材料制成至少由以下重量份的組份制成：鐵100份、鉻12.9份、鎳5.42份、硅0.87份、碳0.48份、錳0.66份、氮化鈦0.8份、碳納米管2份、氮化硅0.5份、納米銅3份、納米氧化鋁1份、納米氧化錳1.5份；

所述高效導(dǎo)熱脫硝復(fù)合材料至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻12.7份、鎳5.10份、硅0.90份、碳0.63份、錳0.71份、氮化鈦0.8份、碳納米管0.8份、納米銅1.7份、納米鋅1.3份、殼聚糖0.6份、氧化鈦1.3份、五氧化二釩0.8份、氧化鎢0.2份、氧化鉬0.3份。

對(duì)比例1

復(fù)合材料1由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻12.4份、鎳5.67份、硅0.78份、碳0.55份、錳0.76份；

復(fù)合材料2由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻12.4份、鎳5.67份、硅0.78份、碳0.55份、錳0.76份、碳納米管1.5份；

復(fù)合材料3由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻12.4份、鎳5.67份、硅0.78份、碳0.55份、錳0.76份、氮化硅1.0份；

復(fù)合材料4由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻12.4份、鎳5.67份、硅0.78份、碳0.55份、錳0.76份、納米銅2份；

復(fù)合材料5由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻12.4份、鎳5.67份、硅0.78份、碳0.55份、錳0.76份、納米氧化鋁1.0份；

復(fù)合材料6由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻12.4份、鎳5.67份、硅0.78份、碳0.55份、錳0.76份、納米氧化錳1份。

復(fù)合材料7由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻12.4份、鎳5.67份、硅0.78份、碳0.55份、錳0.76份；氮化鈦0.6份。

對(duì)比例2

復(fù)合材料11，至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻12.5份、鎳5.12份、硅0.88份、碳0.65份、錳0.69份。

復(fù)合材料12，至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻12.5份、鎳5.12份、硅0.88份、碳0.65份、錳0.69份、碳納米管1.0份。

復(fù)合材料13，至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻12.5份、鎳5.12份、硅0.88份、碳0.65份、錳0.69份、納米銅1.5份。

復(fù)合材料14，至少由以下重量份的組分制成：鐵100份、鉻12.5份、鎳5.12份、硅0.88份、碳0.65份、錳0.69份、納米鋅1.5份。

測(cè)試實(shí)施例1至5、對(duì)比例1-2的復(fù)合材料的性能，見下表。