本发明专利技术提供的一种化学熄焦装置、熄焦介质及其工艺，属于高温炼焦技术领域，本发明专利技术利用熄焦介质发生化学吸热反应对红焦进行冷却，同时化学反应又生成化工基本合成的原料气，即一氧化碳和氢气，其携带的热能通过余热锅炉间壁换热副产水蒸汽；主要包括在熄焦装置中运用化学吸热反应和气体循环实施对红焦的冷却；熄焦炉、与熄焦炉连接的利用化学反应生成的气体热能带动的生成气余热锅炉及利用循环熄焦介质热能带动的循环气余热锅炉；熄焦介质为甲烷和二氧化碳的混合气体；余热锅炉用于制备水蒸汽。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高温炼焦
，具体涉及一种化学熄焦装置、熄焦介质及其工艺。
技术介绍
高温炼焦过程，刚出炉的红焦温度可达1000°C以上。1000°C左右的焦炭含有的显热大约为I. 6MJ/kg，该热量相当于整个炼焦耗热量的36% 40%。对于红焦的冷却，最原始和简单的方法是采用喷淋水冷却。采用喷淋水冷却，每吨红焦用水大约2m3，其中大约20%的水量要蒸发到大气中。这不仅浪费资源，而且还污染环境。为改善这一状况，熄焦随之又发展有压力蒸汽熄焦、低水分熄焦等，这些方法均被称为湿法熄焦。20世纪60年代后，随着能源危机的出现和对能源利用的进一步认识，干法熄焦技术在前苏联和日本有了长足的发展。其基本原理是利用不活泼气体与红焦循环接触，不活泼气体一般多用氮气(N2),把焦炭的热量带出，使焦炭冷却，同时把升温后的气体送入锅炉，再换热生产水蒸汽。冷却气体的动力由系统的循环风机提供。干法熄焦技术不仅有效地回收了红焦的显热，对焦炭的·质量也有明显提高，所以，近年来得以大力发展。湿法熄焦和N2干法熄焦简单地均可归属于物理过程。
技术实现思路
本专利技术提出了一种新的熄焦理念和方法，即一种化学熄焦装置、熄焦介质及其工艺。在熄焦同时可制备原料气一氧化碳和氢气以及副产水蒸汽。本专利技术采取的技术方案是一种化学熄焦装置，该装置包括熄焦炉、生成气余热锅炉及循环气余热锅炉；其特征是所述熄焦炉由大小直径的圆筒连接而成，在其内部根据红焦的热能和移动过程，自上而下划分为存焦段、反应段(称高位热能区)、冷却段(称低位热能区)和排焦段；在所述熄焦炉上部位于存焦段与反应段之间设有生成气体出口管，该出口管通过管道与生成气余热锅炉的一端连通，该生成气余热锅炉的另一端通过管道与生成气引风机连接；在所述熄焦炉中部位于反应段与冷却段之间设有熄焦介质循环出口，位于冷却段与排焦段之间设有熄焦介质循环入口，在熄焦介质循环出口与熄焦介质循环入口之间连接有循环气余热锅炉及循环气鼓风机；在所述熄焦炉下部排焦段的中部设有熄焦介质入口 ；所述循环气余热锅炉与生成气余热锅炉的水和蒸汽系统是一个整体系统。 一种化学熄焦介质，其特征是该熄焦介质为甲烷和二氧化碳的混合气体。所述混合气体的甲烷与二氧化碳的摩尔比为I : I。使用上述化学熄焦装置与介质的熄焦工艺，冷却和反应用熄焦介质为甲烷和二氧化碳气体，所述甲烷和二氧化碳的混合气体在高温及炭催化作用下，反应生成的产物为一氧化碳和氢气，熄焦过程副产水蒸汽。该熄焦工艺具体步骤及操作过程如下a)赤热的红焦在熄焦炉顶部被装入，靠自重从上向下移动，熄焦介质在熄焦炉下部由熄焦介质入口送入，从下向上流动，两者在炉内进行逆流接触发生化学反应同时冷却焦炭。最后，被冷却的焦炭从熄焦炉的底部排出，化学反应生成的生成气体从熄焦炉的顶部被引出；b)在熄焦炉中的反应段(称高位热能区)，红焦的温度控制在1052°C 650°C (根据操作可调整)；反应气体的温度控制在420°C 927°C (根据操作可调整)；c)在熄焦炉中冷却段(称低位热能区)，红焦的温度控制在650°C 200°C (根据操作可调整)，冷却气体(即打循环的熄焦介质)的温度控制在130°C 420°C (根据操作可调整)；d)从反应段上部被引出的生成气体和从冷却段上部被引出的循环气体所带有的·热量分别通过生成气余热锅炉和循环气余热锅炉进行间壁换热副产水蒸汽；生成气余热锅炉和循环气余热锅炉的水和蒸汽系统是一个整体系统；锅炉给水和产品蒸汽的规格根据要求可以调整；e)熄焦炉操作的过程及生成气余热锅炉和循环气余热锅炉的操作过程属于密闭状态，反应段和冷却段的操作压力处于微负压，反应气和循环气的动力由各自的引风机和鼓风机提供；其中生成气体为一氧化碳和氢气；循环气体为甲烧和二氧化碳气体。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果由于本专利技术采用化学吸热反应在熄焦装置中实施对红焦的冷却，同时可制备化工原料气-一氧化碳和氢气(习惯被称作合成气)；同时可将冷却介质及生成气体的热能利用余热锅炉制备水蒸汽，有效利用了红焦的显热。附图说明图I为本专利技术装置及熄焦过程原理示意图；图中1 一熄焦炉；2—存焦段；3 —反应段；4一冷却段；5—排焦段；6—熄焦介质入口 ；7—循环气体入口管；8—循环气鼓风机；9一循环气余热锅炉；10—总给水管；11一循环气体出口管；12—生成气体引风机；13—生成气余热锅炉；14一过热蒸汽出口 ； 15—生成气体出口管。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。如图I所示，一种化学熄焦装置，该装置主要由熄焦炉I、生成气余热锅炉13及循环气余热锅炉9组成；所述熄焦炉I由大小直径的圆筒连接而成，根据红焦的热能和移动过程，自上而下划分为存焦段2、反应段(称高位热能区)3、冷却段(称低位热能区)4和排焦段5 ；在所述熄焦炉I上部位于存焦段2与反应段3之间设有生成气体出口管15，该出口管通过管道与生成气余热锅炉13相连，在生成气余热锅炉的气体出口端设有生成气引风机12 ；在所述熄焦炉I中部位于反应段3与冷却段4之间设有熄焦介质循环出口 11，位于冷却段4与排焦段5之间设有熄焦介质循环入口 7，在熄焦介质循环出口与熄焦介质循环入口之间连接有循环气余热锅炉9及循环气鼓风机8 ；在所述熄焦炉I下部排焦段5的中部设有熄焦介质入口 6 ；所述循环气余热锅炉9与生成气余热锅炉13的水和蒸汽系统是一个整体系统。一种化学熄焦介质，该熄焦介质为甲烷和二氧化碳的混合气体。所述混合气体的甲烷与二氧化碳的摩尔比为I : I。一种化学熄焦工艺，冷却和反应用熄焦介质为甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)气体，所述甲烷和二氧化碳的混合气体在高温及炭催化作用下，反应过程的产物为一氧化碳(CO)和氢气(H2)，冷却过程的副产物为水蒸汽。·该化学熄焦工艺具体步骤及操作过程如下a)赤热的红焦在熄焦炉顶部被装入，靠自重从上向下移动，熄焦介质在熄焦炉下部由熄焦介质入口 6送入，从下向上流动，两者在炉内进行接触发生化学反应同时冷却焦炭；最后，被冷却的焦炭从熄焦炉的底部排出，化学反应生成的生成气体从熄焦炉的顶部被引出；b)在熄焦炉中的反应段(称高位热能区)，红焦的温度控制在1052°C 650°C (根据操作可调整)；反应气体的温度控制在420°C 927°C (根据操作可调整)；c)在熄焦炉中冷却段4 (称低位热能区)，红焦的温度控制在650°C 200°C (根据操作可调整)，冷却气体的温度控制在130°C 420°C (根据操作可调整)；d)从反应段上部被引出的生成气体和从冷却段上部被引出的循环气体所带有的热量分别通过生成气余热锅炉和循环气余热锅炉进行间壁换热副产水蒸汽；锅炉给水和产品蒸汽的规格根据要求可以调整；e)熄焦炉的操作过程及生成气余热锅炉和循环气余热锅炉的操作过程属于密闭状态，反应段和冷却段的操作压力处于微负压，生成气体和循环气体的动力由各自的引风机和鼓风机提供；其中生成气体为一氧化碳和氢气；循环气体为甲烧和二氧化碳气体。本专利技术是一种运用化学吸热反应实施对红焦的冷却过程。冷却和反应用介质为甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)气体，反应过程的产物为一氧化碳(CO)和氢气(H2)，熄焦过程的副产物为水蒸汽。红焦由熄焦炉上部靠自重下行依次穿本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种化学熄焦装置，该装置包括熄焦炉（1）、生成气余热锅炉（13）及循环气余热锅炉（9）；其特征是：所述熄焦炉（1）由大小直径的圆筒连接而成，根据红焦的热能和移动过程，自上而下划分为存焦段（2）、反应段（称高位热能区）（3）、冷却段（称低位热能区）（4）和排焦段（5）；在所述熄焦炉（1）中部位于存焦段（2）与反应段（3）之间设有生成气体出口管（15），该出口管（15）通过管道与生成气余热锅炉（13）相连，在生成气余热锅炉的气体出口端设有生成气引风机（12）；在所述熄焦炉（1）中部位于反应段（3）与冷却段（4）之间设有熄焦介质循环出口（11），位于冷却段（4）与排焦段（5）之间设有熄焦介质循环入口（7），在熄焦介质循环出口与熄焦介质循环入口之间连接有循环气余热锅炉（9）及循环气鼓风机（8）；在所述熄焦炉（1）下部排焦段（5）的中部设有熄焦介质入口（6）；所述循环气余热锅炉（9）与生成气余热锅炉（13）的水和蒸汽系统是一个整体系统。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张星原，乔海星，
申请(专利权)人：山西星宇舟焦化工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。