炼焦工序余热余能综合利用系统技术方案

本发明专利技术公开了一种炼焦工序余热余能综合利用系统，包括依次连接的煤‑焦配料斗、焦炭‑湿煤回转窑、煤‑焦炭分离筛、流化床、焦炉和干熄炉；所述干熄炉的冷焦出口与煤‑焦配料斗的冷焦进口连接，所述干熄炉的循环惰性气体出口经一次除尘器、余热锅炉、二次除尘器与干熄炉的循环惰性气体进口连接。本发明专利技术系统简单、能有效回收余热、对炼焦煤有效干燥、且大幅减少烟尘排放，对环境友好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤化工领域，具体的说是一种炼焦工序余热余能综合利用系统。
技术介绍
目前，我国对能源的粗放开采和利用不仅导致环境的严重恶化，更重要的是能源效率低、能源浪费严重。一方面大量的工业余热未能有效回收利用，白白浪费；另一方面，许多热能用户依靠自备锅炉来供热。回收余热、提高能源效率对于我国实现节能减排、保护环境具有重大的战略意义。如焦化产业作为高能耗、高污染产业，随着回收焦炭显热的干熄焦技术、荒煤气余热利用技术、以焦炉废气余热为热源的煤调湿技术等节能环保清洁工艺的采用，极大地降低的炼焦能耗、提高了焦炉生产能力。但目前仍然存在许多余热余能未能进一步的回收利用。焦炉烟气余热发电技术逐渐成熟起来，该发电系统由炼焦炉余热管道、余热锅炉、汽轮机和发电机等部分组成。将焦炉烟气余热转化为电能，从而达到节能环保的目的。但是，现实中存在的问题是：一方面，由余热锅炉产生的高温高压蒸汽大部分经汽轮机转化为机械能，进而由发电机转化为电能的过程中，而另外一部分被浪费掉了；另一方面在炼焦工艺中需要破碎机来将煤块粉碎，余热发电系统还需要冷却水泵和引风机，而带动破碎机、冷却水泵和引风机的电机均为大功率电机(450KW)，这些电机需要消耗大量能源。干熄焦技术已相对成熟，并已得到广泛应用，但由于缺乏有效的利用途径，干熄焦系统还有大量的热源未充分利用，如干熄焦后的冷焦的显热(干熄焦后的冷焦温度约200℃，含有显热约0.2GJ/t-焦)以及为了控制循环气体中可燃成分浓度放散掉的相应量循环气体(含有热能约0.1GJ/t-焦)。以上分析的是焦化炼焦工序中存在余热余能白白浪费或利用效率低的现象。另一方面，在炼焦工序中还存在大量需要低温热源的生产单元，如焦炉煤气真空碳酸钾脱硫富液的再生、入炉炼焦煤的除湿预处理等，这些单元所需热源目前基本采用外来蒸汽或燃气产生高温烟气等额外热能。如何实现需热与余热单元进行有机结合，充分利用外排的余热，是进一步降低焦化生产的吨焦能耗，减少温室气体排放的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术问题，提供一种系统简单、能有效回收余热、对炼焦煤有效干燥，延长设备使用寿命、且大幅减少烟尘排放，对环境友好的炼焦工序余热余能综合利用系统。本专利技术技术方案包括依次连接的煤-焦配料斗、焦炭-湿煤回转窑、煤-焦炭分离筛、流化床、焦炉和干熄炉；所述干熄炉的冷焦出口与煤-焦配料斗的冷焦进口连接，所述干熄炉的循环惰性气体出口经一次除尘器、余热锅炉、二次除尘器与干熄炉的循环惰性气体进口连接。所述一次除尘器、余热锅炉和二次除尘器的粉尘出口与焦炭-湿煤回转窑的进料口连接。所述干熄炉的装焦烟尘收尘罩出口以及焦炉水平烟道的烟气排出口均经消爆燃烧器与流化床的流化气体进口连接。所述流化床的流化气体出口与沉降室或旋风除尘器的进口连接，所述沉降室或旋风除尘器的粉尘出口与高炉喷吹煤库或压球系统连接。所述流化床的粗煤料出口经破碎机与流化床的煤料入口连接。所述沉降室或旋风除尘器的气体出口分别与焦炭-湿煤回转窑和消爆燃烧器连接。所述破碎机和高炉喷吹煤库或压球系统的收尘罩出口均经焦炭-湿煤回转窑与除尘器进口连接。所述二次除尘器的气体出口还与消爆燃烧器的气体进口相连。专利技术人为了进一步回收冷焦的低温显热和放散的循环惰性气体中可燃组分的余热余能，结合现有炼焦煤的干燥工序，作出了如下改进：(1)将出干熄炉的循环惰性气体在两次除尘及余热锅炉中捕集下来的粉焦，送入焦炭-湿煤回转窑内，回收了这些粉焦的余热。(2)充分利用焦炭的显热，将冷焦引入焦炭-湿煤回转窑中与炼焦煤混合，作用有三，a)利用冷焦的低温余热对炼焦煤进行直接干燥；b)利用冷焦颗粒较炼焦煤强度高的特点在回转窑中对炼焦煤进行破碎；c)冷焦中的焦粉吸附能力较强，在其表面能够吸附部分煤粉，有利于改善炼焦煤性能，进而改善焦炭性能；d)在回转窑内焦块与炼焦煤、焦块与焦块之间的相互摩擦和碰撞，大块焦炭的裂纹提前开裂，强度较低的焦块提前脱落，焦块的棱角提前磨蚀，改善了冶金焦的机械稳定性，并且块度在70mm以上的大块焦减少，而25～75mm的中块焦相应增多，焦炭块度的均匀性得以提高；e)经煤-焦分离筛分出的焦炭温度低，从而减少了运焦皮带的热损伤，延长了设备使用寿命；(3)为了有效控制煤的含水量降至3％以下，专利技术人通过控制出干熄炉的冷焦温度，以提高焦炭－湿煤回转窑的干燥效果，使炼焦煤出回转窑的水含量降低到3％以下，甚至更低。进一步的，针对炉顶装焦烟尘含尘量大、温度高，烟尘携带的显热未能有效回收利用的问题，专利技术人将这部分烟尘经送入消爆燃烧器燃烧消耗掉氧气和部分焦尘后，和来自焦炉水平烟道的焦炉烟气一起作为干燥介质送入焦炭-湿煤回转窑，使得这一部分烟尘的余热也得到有效回收利用。本专利技术工艺简单、降低了干熄炉冷焦的温度，多回收干熄焦系统余热余能0.2－0.3GJ/t-焦；通过焦炭-湿煤回转窑同步实现炼焦煤的破碎和干燥，提高了炼焦煤的干燥效果和效率，煤含水量降至3％以下，干燥热能来自系统余能和低温余热，进一步的节能降耗。附图说明图1为本专利技术系统流程图。1-干熄炉、2-一次除尘器、3-余热锅炉、4-二次除尘器、5-煤-焦配料斗、6-焦炭-湿煤回转窑、7-煤-焦炭分离筛、8-粗破碎机、9-流化床、10-消爆燃烧器、11-焦炉、12-沉降室或旋风除尘室、13-压球系统或高炉喷吹煤库、14-除尘器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术系统作进一步解释说明：煤-焦配料斗5、焦炭-湿煤回转窑6、煤-焦炭分离筛7、流化床9、焦炉11和干熄炉1依次连接；所述流化床9的粗煤料出口经破碎机8与流化床9的煤料入口连接。所述干熄炉1的冷焦出口与煤-焦配料斗5的冷焦进口连接，所述干熄炉1的循环惰性气体出口经一次除尘器2、余热锅炉3、二次除尘器4与干熄炉1的循环惰性气体进口连接。所述一次除尘器2、余热锅炉3和二次除尘器4的粉尘出口与焦炭-湿煤回转窑6的进料口连接。所述干熄炉1的装焦烟尘收尘罩(图中未示出)出口以及焦炉水平烟道(图中未示出)的烟气排出口均经消爆燃烧器10与流化床9的流化气体进口连接。所述流化床9的流化气体出口与沉降室或旋风除尘器12的进口连接，所述沉降室或旋风除尘器12的粉尘出口与压球系统或高炉喷吹煤库13连接。所述沉降室或旋风除尘器12的气体出口、压球系统或高炉喷吹煤库13的收尘罩(图中未示出)出口以及破碎机8的收尘罩(图中未示出)出口均与焦炭-湿煤回转窑6的干燥介质进口连接，所述焦炭-湿煤回转窑的干燥介质出口与除尘器14入口连接。所述沉降室或旋风除尘器12的气体出口还与消爆燃烧器10的进口连接。工艺过程：炼焦煤(水含量为10wt％)和冷焦(温度大于200℃，小于250℃)先经煤-焦配料斗5送入焦炭-湿煤回转窑6中，冷焦余热对炼焦煤进行干燥的同时使炼焦煤破碎，使炼焦煤的水含量下降至5-6wt％，出焦炭-湿煤回转窑6的冷焦和破碎后炼焦煤送入煤-焦炭分离筛7分离出温度低于100℃焦炭颗粒和破碎后炼焦煤，所述破碎后炼焦煤送入流化床9中进行流化、干燥、分级，干燥至水含量3wt％以下，并分离出的粗煤料(粒径＞3mm)、细煤料(粒径0.3－3mm)和粉煤(直径＜0.3mm)，所述粗煤料送入破碎机破碎至直径≤3mm后回送流化床9进一步分级，所述细煤料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炼焦工序余热余能综合利用系统，其特征在于，包括依次连接的煤‑焦配料斗、焦炭‑湿煤回转窑、煤‑焦炭分离筛、流化床、焦炉和干熄炉；所述干熄炉的冷焦出口与煤‑焦配料斗的冷焦进口连接，所述干熄炉的循环惰性气体出口经一次除尘器、余热锅炉、二次除尘器与干熄炉的循环惰性气体进口连接。

【技术特征摘要】
1.一种炼焦工序余热余能综合利用系统，其特征在于，包括依次连接的煤-焦配料斗、焦炭-湿煤回转窑、煤-焦炭分离筛、流化床、焦炉和干熄炉；所述干熄炉的冷焦出口与煤-焦配料斗的冷焦进口连接，所述干熄炉的循环惰性气体出口经一次除尘器、余热锅炉、二次除尘器与干熄炉的循环惰性气体进口连接。2.如权利要求1所述的炼焦工序余热余能综合利用系统，其特征在于，所述一次除尘器、余热锅炉和二次除尘器的粉尘出口与焦炭-湿煤回转窑的进料口连接。3.如权利要求1所述的炼焦工序余热余能综合利用系统，其特征在于，所述干熄炉的装焦烟尘收尘罩出口以及焦炉水平烟道的烟气排出口均经消爆燃烧器与流化床的流化气体进口连接。4.如权利要求1或3所述的炼焦工序余热余能综合利用系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴高明，王大春，崔会明，
申请(专利权)人：武汉钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42