催化裂化焚烧烟气换热分离一体化方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及烟气换热分离一体化方法与装置，提供了一种同时进行烟气余热回收和烟气粉尘净化的方法，及该方法所需的相关设备装置。高温含尘烟气进入换热型离心分离器，烟气中的粉尘受旋转离心力而从烟气中分离出来。冷却介质从换热分离器的一侧下方切向通入，冷却介质与分离器的外壁接触，形成分离器内壁气体旋转方向和外壁冷却介质旋转方向相反。冷却介质被加热后从换热分离器另一侧上方的切向流出，进入下游设备。与此同时，高温烟气经降温后，烟气中的水蒸气凝析变为液相水滴，能进一步吸附聚并烟气中的细微粒径灰尘，含尘冷凝水被旋转分离器分离从换热分离器底部流出，除尘降温后烟气从换热分离器上方出口排出，至下游脱硫装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能源环境工程领域，特别的是涉及一种高温含尘烟气的余热回收、除尘净化、水蒸气冷凝回收一体化的方法和装置。技术背景工业锅炉是我国是炼油化工中重要的设备，而在锅炉运行过程中能耗高、污染高的主要原因之一就是锅炉的烟气排放；锅炉排烟问题一方面在于过高的排烟温度，另一方面就是烟气污染物的直接污染。随着国家环保标准的日益严格，人们环保意识日益增强，在能量回收、气体净化、催化剂回收及防大气污染等工程中，高效分离器则成为关键设备之一。通过换热分离一体化装置，对含尘烟气进行高效除尘净化后排入大气，烟气在旋风分离器中分离粉尘，同时与壳程中的冷却介质换热，加热后的冷却介质用于下游设备的热能利用。目前企业普遍采用的方法有两种，一是先进行余热回收，后进行除尘处理；二是先进行除尘处理，后进行余热回收。两种方法都存在一定的弊端：第一种方法烟气中的烟尘会堵塞换热器的烟气通道，时间久了，黏附在换热面上的高温烟尘将增大换热面的热阻，因而换热效率降低，影响设备的换热效果。如果采用第二种方法，在除尘设备内进行除尘的过程中会降低烟气的温度，从而产生一定的余热损失。另外，由于高温烟气的黏度大于低温烟气，所以烟气在除尘器内的阻力损失增大，需要消耗更多的动力，造成能源的浪费。目前利用热管和旋风分离器组合、热管和电除装置组合的换热除尘一体化设备结构较为复杂，占地面积大。将旋风分离器与管壳式换热器相结合的装置还未见，本文提出了催化裂化焚烧烟气换热分离一体化方法及其设备，方法合理，结构简单，占地面积小，换热、除尘除水同步进行，换热分离效率高，恰好填补了这一空白。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种对催化裂化焚烧烟气进行换热分离一体化的方法与装置，对烟气的余热进行回收，同时对烟气中的粉尘颗粒进行高效分离，且高温的烟气经除尘降温后，烟气中的水蒸气凝析变为液相水滴，能进一步吸附聚并烟气中的细微粒径灰尘，实现二次吸附分离和二次相变换热功能。不仅提高能量的利用率，避免能量浪费，还可对烟气除尘除水，防止空气污染。本专利技术提供了一种对焚烧烟气进行换热分离一体化的方法，它包括：高温烟气进入换热型离心分离器，烟气中的粉尘受旋转离心力而从烟气中分离出来。同时高温烟气与离心分离器外的冷却介质换热，烟气的温度下降，余热得以回收，实现一次分离和一次换热功能；高温的烟气经除尘降温后，烟气中的水蒸气凝析变为液相水滴，能进一步吸附聚并烟气中的细微粒径灰尘，含尘冷凝水被旋转分离器分离从换热分离器中旋流器的底部流出，实现二次吸附分离和二次相变换热功能；所述烟气气流在旋风分离器中的旋转方向和冷却介质在罐体中的旋转方向相反，提高换热效率。所述冷却介质可为工艺水、预热油、常温空气等。在一个优选的实施方式中，烟气中含有N2、CO2、水气、灰尘、NOx、SO2、催化剂颗粒物等多种组分。在另一个优选的实施方式中，焚烧烟气温度由300℃以上降至100℃以下，水蒸气含量由10％以上降至6％以下，粉尘含量由400mg/Nm3以上降至50mg/Nm3以下。在另一个优选的实施方式中，烟气流动动力可由烟囱抽提提供，也可由外加风机提供，换热分离器的压降低于1200Pa。另一方面，本专利技术还提供了一种催化裂化焚烧烟气换热分离一体化的装置，包括：与换热分离一体化装置的进气口相连的催化裂化焚烧余热锅炉，CO和空气进入锅炉中焚烧，焚烧后的烟气经进气口进入换热分离一体化装置；与所述换热分离一体化装置相连的脱硫塔，用于换热除尘后从换热分离一体化装置出气口流出烟气的脱硫处理。与所述脱硫塔相连的脱硫液缓冲罐，脱硫液从脱硫液缓冲罐流出并在脱硫塔的上方流入后向下喷淋，同时换热分离后的烟气从脱硫塔的下方通入，脱硫后的净化气在风机的作用下从脱硫塔上方流出排入大气，脱硫液吸收SO2后的含硫液从脱硫塔的底部流出，进入下游设备；与换热分离一体化装置相连的换热介质缓冲罐，换热介质从换热介质缓冲罐流出后，经换热分离一体化装置进液口流进，换热后从出液口流出进入下游设备。在一个优选的实施方式中，催化裂化焚烧烟气换热分离一体化装置中的换热型离心分离器可为单级也可为多级串并联。在另一个优选的实施方式中，冷却介质从罐体的一侧下方切向进口流入，换热后从另一侧的上方切向出口流出后进入下游设备。在另一个优选的实施方式中，催化裂化焚烧烟气换热分离一体化装置可为立式也可为卧式。如有必要，该装置和离心风机均可采用耐高温、耐腐蚀材料。附图说明图1本专利技术换热分离一体化工艺流程图。图2本专利技术换热分离一体化装置俯视图。具体实施方式本专利技术人经过广泛而深入的研究后发现，焚烧锅炉外排烟气中含有大量的余热、灰尘、水蒸气，这些烟气的直接外排极易造成能量浪费和空气污染。利用换热分离一体化装置对烟气进行余热回收、除尘除水，提高能量的利用率，进一步实现节能减排。设备简单紧凑，生产成本低，基于上述发现，本专利技术得以完成。本专利技术的技术构思如下：1高温烟气进入换热型离心分离器，烟气中的粉尘受旋转离心力而从烟气中分离出来。同时高温烟气与离心分离器外的冷却介质换热，烟气的温度下降，余热得以回收，实现一次分离和一次换热功能。2高温的烟气经除尘降温后，烟气中的水蒸气凝析变为液相水滴，能进一步吸附聚并烟气中的细微粒径灰尘，含尘冷凝水被旋转分离器分离从换热分离器中旋流器的底部流出，实现二次吸附分离和二次相变换热功能。3烟气气流在旋风分离器中的旋转方向和冷却介质在罐体中的旋转方向相反，提高换热效率。在本专利技术的第一方面，提供了催化裂化焚烧烟气换热分离一体化的方法，该方法包括：高温烟气进入换热型离心分离器，烟气中的粉尘受旋转离心力而从烟气中分离出来。同时高温烟气与离心分离器外的冷却介质换热，烟气的温度下降，余热得以回收，实现一次分离和一次换热功能。高温的烟气经除尘降温后，烟气中的水蒸气凝析变为液相水滴，能进一步吸附聚并烟气中的细微粒径灰尘，含尘冷凝水被旋转分离器分离从换热分离器中旋流器的底部流出，实现二次吸附分离和二次相变换热功能。烟气气流在旋风分离器中的旋转方向和冷却介质在罐体中的旋转方向相反，提高换热效率。在本专利技术中，所述冷却介质可为工艺水、预热油、常温空气等。在本专利技术中，所述焚烧余热锅炉烟气中含有N2、CO2、水气、灰尘、NOx、SO2、催化剂颗粒物等多种组分。在本专利技术中，所述焚烧余热锅炉烟气温度由300℃以上降至100℃以下，水蒸气含量由10％以上降至6％以下，粉尘含量由400mg/Nm3以上降至50mg/Nm3以下。在本专利技术中，所述焚烧余热锅炉烟气流动动力可由烟囱抽提提供，也可由外加风机提供，换热分离器的压降低于1200Pa。在本专利技术的第二方面，提供了一种催化裂化焚烧烟气换热分离一体化的装置，该装置包括：催化裂化焚烧余热锅炉、换热介质缓冲罐、换热分离一体化装置、脱硫液缓冲罐、风机、脱硫塔等；在本专利技术中，催化裂化焚烧烟气的换热分离主要在换热分离一体化装置中进行，换热分离后的烟气流入脱硫塔中脱硫处理，进一步净化烟气。在本专利技术中，所述催化裂化焚烧烟气换热分离一体化装置中的换热型离心分离器可为单级也可为多级串并联。在本专利技术中，所述冷却介质从罐体的一侧下方切向进口流入，换热后从另一侧的上方切向出口流出后进入下游设备。在本专利技术中，所述催化裂化焚烧烟气换热分离一体化装置可为立式也可为卧式。如有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化裂化焚烧烟气换热分离一体化的方法，包括如下步骤：一次分离和一次换热功能：高温烟气进入换热型离心分离器，烟气中的粉尘受旋转离心力而从烟气中分离出来；同时高温烟气与离心分离器外的冷却介质换热，烟气的温度下降，余热得以回收；二次吸附分离和二次相变换热功能：高温的烟气经除尘降温后，烟气中的水蒸气凝析变为液相水滴，能进一步吸附聚并烟气中的细微粒径灰尘，含尘冷凝水被旋转分离器分离从换热分离器中旋流器的底部流出；所述烟气气流在旋风分离器中的旋转方向和冷却介质在罐体中的旋转方向相反。

【技术特征摘要】
1.一种催化裂化焚烧烟气换热分离一体化的方法，包括如下步骤：一次分离和一次换热功能：高温烟气进入换热型离心分离器，烟气中的粉尘受旋转离心力而从烟气中分离出来；同时高温烟气与离心分离器外的冷却介质换热，烟气的温度下降，余热得以回收；二次吸附分离和二次相变换热功能：高温的烟气经除尘降温后，烟气中的水蒸气凝析变为液相水滴，能进一步吸附聚并烟气中的细微粒径灰尘，含尘冷凝水被旋转分离器分离从换热分离器中旋流器的底部流出；所述烟气气流在旋风分离器中的旋转方向和冷却介质在罐体中的旋转方向相反。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烟气中含有N2、CO2、水气、灰尘、NOx、SO2或催化剂颗粒物。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷却介质为工艺水、预热油或常温空气。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，焚烧烟气温度由300℃以上降至100℃以下，水蒸气含量由10％以上降至6％以下，粉尘含量由400mg/Nm3以上降至50mg/Nm3以下。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，烟气流动动力可由烟囱抽提提供，或由外加风机提供，换热分离器的压降低于1200Pa。6.一种催化裂化焚烧烟气换热分离一体化的装置，包括：与换...

【专利技术属性】
技术研发人员：马良，张涧，刘安林，杨帆，王依谋，石立元，肖翔，刘旭东，王祖峰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，华东理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11