一种能高效回收热能的干熄焦除尘系统及工艺技术方案

一种能高效回收热能的干熄焦除尘系统及工艺，包括干熄炉、整体除尘器、干熄焦锅炉，干熄炉通过整体除尘器将高温循环气体除尘后送入干熄焦锅炉换热；整体除尘器为水冷旋风除尘器，设置于整体除尘器上部的上环集箱和下环集箱分别通过上升管和下降管与干熄焦锅炉汽包连接，形成整体除尘器与干熄焦锅炉汽包之间的换热水回路，设置于整体除尘器下部的下部换热管束出口与干熄焦锅炉省煤器相连，进口与干熄焦锅炉给水管道相连。本发明专利技术结构更加牢固，延长了除尘器的使用寿命；减小了干熄焦装置的占地面积；提高了热能及焦粉的利用率，从而提高了干熄焦的余热利用率；提高干熄焦锅炉的使用寿命，降低干熄焦锅炉和循环风机的维护成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焦化企业的干熄焦领域，具体涉及一种能高效回收热能的干熄焦除尘系统及工艺。
技术介绍
干熄焦工艺是指将焦炉生产的红焦显热通过干熄焦锅炉进行热回收。惰性循环气体将回收的热量带到余热锅炉与水进行换热生产蒸汽，蒸汽送到汽轮机，由汽轮机带动发电机发电。高温循环气体与水进行换热后成为低温循环气体，低温循环气体进入干熄炉再与红焦进行换热，如此不断的循环。这种生产焦炭的方法不仅可以明显提高焦炭质量，还能充分利用红焦显热，节约能源，减少污染物的排放。因此，干熄焦工艺近年来得到了快速发展，与此同时，对干熄焦装置的研究越来越深入。目前国内的干熄焦装置主要包括：干熄炉1、一次除尘器2、干熄焦锅炉3、二次除尘器4、循环风机5、热管换热器等6，详见图1。循环气体经干熄炉1靠上位置的风道10进入一次除尘器2，进行初步除尘；由一次除尘器2的出口通过高温膨胀节进入干熄焦锅炉3，与锅炉给水进行换热，产生过热蒸汽；冷却后的循环气体由干熄焦锅炉3下部出口进入二次除尘器4进一步除尘，后经循环风机5、换热器6重新进入干熄炉1。此工艺流程存在如下缺陷和不足：1)目前最常用的一次除尘器2为含有上部挡墙结构的惯性除尘器，在干熄焦装置运行过程中，由于循环气体在环形风道10内的流速较快，一次除尘器2挡墙承受较大的冲击力，且上部挡墙长期受热膨胀，容易出现变形，强度下降，砖极易脱落，对本体支撑能力减弱，甚至引起挡墙整体下沉，从而影响干熄焦设备的正常运行。2)由于干熄炉1顶部空间较小，即干熄炉1顶部没有设置用于分离焦粉的上层空间，而且循环气体在环形风道10内的流速较快，因此，被循环气体带走的焦粉较多；且干熄焦一次除尘器主要为重力除尘器、惯性除尘器，其除尘效率较低，适合分离粒径大于30～50微米的粉尘，除尘后的循环气体仍含有部分焦粉，其容易对干熄焦锅炉3内的汽水管道造成磨损，影响干熄焦锅炉的使用寿命，严重时甚至引起干熄焦锅炉3内的汽水管道破裂，从而影响干熄焦设备的正常运行。3)无论从化学成份还是粒度组成上，干熄焦焦粉与高炉用煤粉都十分接近，以往干法熄焦焦粉大多都用在发电厂置换动力煤，或在高炉喷煤工艺中，将焦粉用于高炉喷煤的燃料，替代部分煤粉，或以合适比例取代瘦煤回配装炉煤炼焦，但这部分焦粉的处理避免不了运输等开放式的操作，造成资源浪费和现场环境污染严重；且一次除尘器2的水冷套管经常排出高温焦粉烧坏格式阀，造成水冷套内管裂纹漏水而影响干熄焦设备的正常运行。4)对于目前国内的干熄焦装置，循环气体中的焦粉主要是通过带有挡墙的一次除尘器2和由旋风分离器组成的二次除尘器4来除去的，控制一次除尘器2出口循环气体中的焦粉浓度在10-12g/m3，二次除尘器4出口循环气体中的焦粉浓度在1g/m3以下；两者的总体占地面积大，管材、钢结构耗用量大。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的上述缺陷，目的是提供一种能高效回收热能的干熄焦除尘系统及工艺，其总体占地面积小，除尘效率高，干熄焦锅炉蒸发量大，循环气体对干熄焦锅炉磨损小。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种能高效回收热能的干熄焦除尘系统，包括干熄炉、整体除尘器、干熄焦锅炉，干熄炉通过整体除尘器将高温循环气体除尘后送入干熄焦锅炉换热；所述整体除尘器为水冷旋风除尘器，设置于整体除尘器上部的上环集箱和下环集箱分别通过上升管和下降管与干熄焦锅炉汽包连接，形成整体除尘器与干熄焦锅炉汽包之间的换热水回路，设置于整体除尘器下部的下部换热管束的出口与干熄焦锅炉省煤器相连，进口与干熄焦锅炉给水管道相连。所述整体除尘器包括循环气体入口、循环气体出口、旋风分离器、煤气燃烧器、冷却腔、上部换热管束、上环集箱、下环集箱、下部换热管束，循环气体入口设置在整体除尘器的靠上位置，循环气体出口设置在整体除尘器顶端的对称中心位置，循环气体入口和循环气体出口分别与旋风分离器连通；冷却腔设置在旋风分离器的底部，煤气燃烧器安装在旋风分离器与冷却腔之间；上部换热管束设置在旋风分离器的墙壁内，在旋风分离器上部设置上环集箱，在旋风分离器的下部设置下环集箱，上部换热管束出口与上环集箱相连，上部换热管束进口与下环集箱相连；在冷却腔的墙壁内设下部换热管束。在所述旋风分离器的进风口设置有百叶窗。在所述循环气体入口的下端设有回料孔与旋风分离器连通。一种能高效回收热能的干熄焦除尘系统的除尘工艺，具体如下：1)高温循环气体自干熄炉出口经环形风道进入整体除尘器，携带焦粉的高温循环气体在整体除尘器内首先经过百叶窗，被分成数股气流并改变方向，由于惯性作用，高温循环气体中的大颗粒焦粉被挡在百叶窗外，高温循环气体则穿过百叶窗进入旋风分离器；2)高温循环气体从旋风分离器的切向进气管进入，受器壁的约束向下作螺旋运动，在惯性离心力作用下，高温循环气体中的焦粉颗粒被抛向器壁而与气流分离，依靠外旋涡的推动和自身的重力的作用沿壁面下落，净化后的高温循环气体在到达旋风分离器圆锥体底部后，在中心轴附近由下而上作螺旋运动，最后由顶部循环气体出口排出；3)由百叶窗分离下来的焦粉颗粒，通过底部回料孔，进入旋风分离器，与旋风分离器分离下来的焦粉颗粒混合，一起沿壁面下落；煤气燃烧器从下方向旋风分离器内送入空气与煤气混合气体，从而使下落的混合焦粉颗粒燃烧；4)由于密度差的作用，水从干熄焦锅炉汽包通过下降管进入下环集箱，再经上部换热管束与燃烧的焦粉颗粒换热，换热后的汽水混合物经上环集箱，重新进入干熄焦锅炉汽包；5)焦粉颗粒在旋风分离器中燃烧形成的灰渣进入下部的冷却腔，锅炉主给水通过下部换热管束与灰渣换热，换热后的锅炉主给水从下部换热管束出口进入干熄焦锅炉省煤器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)取消了原一次除尘器的上部挡墙结构，结构更加牢固，提高了除尘器的整体强度和除尘效率，延长了除尘器的使用寿命，从而提高干熄焦装置的使用率。2)取消了原二次除尘器，改为整体式除尘器结构，大大减小了干熄焦装置的占地面积。3)增设煤气燃烧器，燃烧循环气体中的焦粉，利用上部及下部冷却管束充分换热，降低了除尘器的排灰渣温度，增加了干熄焦锅炉的蒸发量，提高了热能及焦粉的利用率，从而提高了干熄焦的余热利用率。4)降低了对干熄焦锅炉内部和循环风机的磨损，进而提高干熄焦锅炉的使用寿命，降低干熄焦锅炉和循环风机的维护成本。附图说明图1是现有技术干熄焦除尘系统的结构示意图。图2是本专利技术一种能高效回收热能的干熄焦除尘系统的结构示意图。图3是本专利技术中整体除尘器的结构示意图。图4是图3的A-A向视图。图5是整体除尘器的俯视图。图中：1-干熄炉；2-一次除尘器；3-干熄焦锅炉；4-二次除尘器；5-循环风机；6-热管换热器；10-环形风道；22-整体除尘器；26-干熄焦锅炉汽包；27-下降管；28-上升管；41-循环气体入口；42-循环气体出口；43-百叶窗；44-旋风分离器；45-下环集箱；46-上环集箱；47-上部换热管束；48-耐火材料；49-外部保温材料；50-下部换热管束；51-煤气燃烧器；52-冷却腔；53-回料孔。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：如图2-图5所示，一种能高效回收热能的干熄焦除尘系统，包括干熄炉1、整体除尘器22、干熄焦锅炉3，干熄炉1通过整体除尘器22将高温循环气体除尘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能高效回收热能的干熄焦除尘系统，包括干熄炉、整体除尘器、干熄焦锅炉，干熄炉通过整体除尘器将高温循环气体除尘后送入干熄焦锅炉换热；其特征在于，所述整体除尘器为水冷旋风除尘器，设置于整体除尘器上部的上环集箱和下环集箱分别通过上升管和下降管与干熄焦锅炉汽包连接，形成整体除尘器与干熄焦锅炉汽包之间的换热水回路，设置于整体除尘器下部的下部换热管束的出口与干熄焦锅炉省煤器相连，进口与干熄焦锅炉给水管道相连。

【技术特征摘要】
1.一种能高效回收热能的干熄焦除尘系统，包括干熄炉、整体除尘器、干熄焦锅炉，干熄炉通过整体除尘器将高温循环气体除尘后送入干熄焦锅炉换热；其特征在于，所述整体除尘器为水冷旋风除尘器，设置于整体除尘器上部的上环集箱和下环集箱分别通过上升管和下降管与干熄焦锅炉汽包连接，形成整体除尘器与干熄焦锅炉汽包之间的换热水回路，设置于整体除尘器下部的下部换热管束的出口与干熄焦锅炉省煤器相连，进口与干熄焦锅炉给水管道相连。2.根据权利要求1所述的一种能高效回收热能的干熄焦除尘系统，其特征在于，所述整体除尘器包括循环气体入口、循环气体出口、旋风分离器、煤气燃烧器、冷却腔、上部换热管束、上环集箱、下环集箱、下部换热管束，循环气体入口设置在整体除尘器的靠上位置，循环气体出口设置在整体除尘器顶端的对称中心位置，循环气体入口和循环气体出口分别与旋风分离器连通；冷却腔设置在旋风分离器的底部，煤气燃烧器安装在旋风分离器与冷却腔之间；上部换热管束设置在旋风分离器的墙壁内，在旋风分离器上部设置上环集箱，在旋风分离器的下部设置下环集箱，上部换热管束出口与上环集箱相连，上部换热管束进口与下环集箱相连；在冷却腔的墙壁内设下部换热管束。3.根据权利要求2所述的一种能高效回收热能的干熄焦除尘系统，其特征在于，在所述旋风分离器的进风口设置有百叶窗。4.根据权利要求2所述的一种能高效回收热能的干熄焦除尘系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海隆，姜宁，金基浩，何玉涛，任众，蒋富，肖丽，
申请(专利权)人：中冶焦耐大连工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21