间接利用焦炉烟道气余热的热气流循环型风选煤调湿工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种间接利用焦炉烟道气余热的热气流循环型风选煤调湿工艺，该工艺主要是在全沸腾风选干燥流化床和热废气余热利用系统中进行，热废气余热利用系统包括热气闭路循环系统和余热回收系统；首先，余热回收系统利用焦炉烟道气余热转换出的高温热水并向热气闭路循环系统供热，其中经过吸热后的高温气体介质通过热气闭路循环系统输送到流化床的分段风室；同时颗粒物料通过进料端进入到流化床容腔中，高温气体介质穿过布风板对颗粒物料进行风选分级和干燥，此后经由流化床的废气收集处理系统进入到热气闭路循环系统的热气回收管道，再回流至水气热管换热器中，如此循环往复。本发明专利技术工艺的流程合理、资源利用充分、节能环保、综合效益明显。

【技术实现步骤摘要】
间接利用焦炉烟道气余热的热气流循环型风选煤调湿工艺
本专利技术涉及一种焦化厂炼焦备煤工艺，尤其涉及一种利用焦炉烟道气余热的风选煤调湿工艺方法。
技术介绍
传统焦化厂的炼焦备煤工艺主要是将几种炼焦洗精煤配合粉碎后即装炉，其不包含风选干燥步骤。由于焦炉烟道气采用烟囱自然通风，焦炉产生的200°C以上高温烟道气的废热也没有得到有效利用，且容易对大气环境造成污染。另外，由于采用几种炼焦洗精煤配合粉碎，造成≤3mm的颗粒过粉碎,而> 3mm的颗粒则粉碎不到位,装炉煤中粒度≤3mm的煤料很难达到和超过80%，焦炭质量难以提高。此外，洗精煤的高水分还会造成炼焦时多烧煤气、氨水量大、且多耗蒸氨用蒸汽等诸多问题，因此，传统工艺生产的焦炭属高污染、高能耗和资源性产品，其工艺亟待节能减排技术改造。鉴于此，目前国家工信部要求在本行业中大力推广利用焦炉烟道气余热作为干燥媒介的煤调湿技术，该技术亦分为直接利用和间接利用两种方式。直接利用方式要求从焦炉烟道架设大直径抽气管道远距离输送至煤调湿设备，因此须具备场地条件，这对于工业用地紧张的焦化厂(不论是钢厂配套的焦化厂还是独立运营的焦化厂)而言，再建直接利用方式的煤调湿技改工程并不符合现实需要。而间接利用方式是将焦炉烟道气热能置换到水载体，这样便可采用小直径管道敷设输送，不受场地限利，但间接利用方式需采用转换效率高的换热装置才能提高热能利用率，而且需选用合适的干燥介质和热能利用率高的风选煤调湿设备，以便组成一种间接利用焦炉烟道气余热的热气流循环型风选煤调湿工艺。因此，对于现今国内的焦化企业而言，探寻一种符合节能减排目标、适合企业场地条件、生产成本可控、且还能提高焦炭产量和质量的炼焦技改工艺方法，是本领域技术人员长期以来致力追求的目标。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种流程合理、资源利用充分、节能环保、既可用于新建、又能适应已建焦化厂的间接利用焦炉烟道气余热的热气流循环型风选煤调湿工艺方法，该工艺不仅可解决传统焦化厂炼焦备煤工艺存在的上述诸多技术问题，而且能克服场地条件等局限性因素，达到节能减排技术改造的目的。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为一种间接利用焦炉烟道气余热的热气流循环型风选煤调湿工艺，该热气流循环型风选煤调湿工艺主要是在全沸腾风选干燥流化床和热废气余热利用系统中进行，所述全沸腾风选干燥流化床包括外壳体和布风板，布风板呈凹槽状(从横截面看)，一般来说，布风板是从床体的进料端向出料端倾斜(从纵截面看)，所述外壳体和布风板包覆形成一流化床容腔；所述布风板主要由中间的布风底板和两侧的布风侧板组成，布风底板上开设有与所述全沸腾风选干燥流化床的分段风室(主风室)相连通的通气底孔，所述布风侧板上开设有与所述全沸腾风选干燥流化床的分段风室(侧风室)相连通的通气侧孔，所述布风底板是由多段(一般是三段以上)的布风组板前后连接而成； 所述热废气余热利用系统包括热气闭路循环系统和余热回收系统；所述热气闭路循环系统包括水气热管换热器、从水气热管换热器输出的热气进气管道、热气鼓风机和回流至水气热管换热器的热气回收管道，所述热气进气管道连通至所述分段风室，所述热气回收管道的进口端则连通至所述全沸腾风选干燥流化床的废气收集处理系统；所述余热回收系统利用焦炉烟道气余热向所述水气热管换热器供热； 该热气流循环型风选煤调湿工艺包括以下步骤:首先，余热回收系统利用焦炉烟道气余热转换出的高温热水并向所述热气闭路循环系统的水气热管换热器供热，水气热管换热器经过热交换后将高温热水的热量转换到热气闭路循环系统中的气体介质中(所述热气闭路循环系统优选氮气成热气体，作为闭路循环的风选干燥介质)，吸收热量后的高温气体介质通过热气闭路循环系统中的热气进气管道输送到所述全沸腾风选干燥流化床的分段风室；与此同时，需要进行风选分级和干燥的颗粒物料通过全沸腾风选干燥流化床床体进料端进入到流化床容腔中，此时进入到各分段风室的高温气体介质穿过布风板对颗粒物料进行风选分级和干燥，颗粒物料在布风板上方呈现旋流流化状态，由分段风室进入到流化床容腔中的高温气体对颗粒物料进行加热调湿和风选分级后，由全沸腾风选干燥流化床的废气收集处理系统进入到热气闭路循环系统的热气回收管道，再经由热气回收管道回流至水气热管换热器中，如此循环往复。上述的工艺方法中，优选的，所述余热回收系统包括气水热管换热器、从气水热管换热器输出的热水进水管道和回流至气水热管换热器的热水回水管道，所述热水进水管道的出口端和热水回水管道的进口端均连通至所述水气热管换热器； 所述余热回收系统还包括一向所述气水热管换热器供热的焦炉烟道气旁路烟道，该焦炉烟道气旁路烟道的进气口和出气口均设置在焦炉主烟道上，且进气口和出气口之间的焦炉主烟道上设有烟道闸门，焦炉烟道气旁路烟道上设有烟道气引风机； 上述余热回收系统利用焦炉烟道气余热向所述水气热管换热器供热的方法包括:通过焦炉主烟道、焦炉烟道气旁路烟道中的焦炉烟道气向所述气水热管换热器中的热水进行供热，经过气水热管换热器换热后的低温焦炉烟道气继续通过焦炉烟道气旁路烟道的出气口回流至焦炉主烟道上，经过气水热管换热器吸热后的高温热水进入依次流经热水进水管道、水气热管换热器、热水回水管道，并最终回流至气水热管换热器中。上述的工艺方法中，优选的，所述热水进水管道上还设有热水补热装置，所述热水补热装置包括热水锅炉给水泵、燃气低压热水锅炉和热水锅炉尾气排放装置，所述燃气低压热水锅炉的燃气源自焦炉自产煤气和鼓风机送入的空气。此时经过气水热管换热器吸热后的高温热水依次流经热水进水管道、热水补热装置、热水输送管道、水气热管换热器、热水回水管道，并最终回流至气水热管换热器中。由于炼焦配合煤的水分含量多在9.5%~14%之间波动(尤其是南方露天储煤场，受季节影响，波动更大)，而对于顶装煤焦炉的入炉煤干燥后的水分须控制在7%，风选干燥所需热量的波动也随之增大，因此，本专利技术的工艺流程中优选增设一热水补热装置进行调节控制；对于侧装煤捣固焦焦炉的入炉煤干燥后的水分一般控制在10%左右。上述的工艺方法中，优选的，最靠近流化床床体进料端的前端布风组板呈齿状或其他凹凸不平状(齿状并不限于是严格的锯齿状，还可以是与齿状类似的波浪状等)，前端布风组板的通气底孔上设有朝向出料端的风嘴，前端布风组板上的风嘴包括多排沿流化床床体横向布置的喷孔错列的板状风嘴；其余各段布风组板的通气底孔上设有风帽，且其余各段布风组板的尾部均设有排料口； 所述布风侧板的通气侧孔处设有朝向布风底板正上方的侧风嘴；所述布风侧板从流化床床体进料端延伸至最靠近流化床床体出料端的末端布风组板的前端；所述布风侧板从所述外壳体两侧向布风底板倾斜，所述布风侧板上布置多排沿流化床床体纵向排列的波浪状侧风嘴，且上下相邻两排的波浪状侧风嘴相互错列并呈阶梯状。通过优选设置的布风侧板能使沸腾流化床实现旋流流化，更好地实现干燥物料的功能。且在优选的方案中，布风侧板从床体进料端延伸至最靠近床体出料端的末端布风组板的前端，即末端布风组板的两侧未设置布风侧板，而这正是出于更好地实现不同粒度的风选分级分离，因此在布风板的不同位置采用了不同的结构设置。上述的工艺方法中，所述颗粒物料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种间接利用焦炉烟道气余热的热气流循环型风选煤调湿工艺，该热气流循环型风选煤调湿工艺主要是在全沸腾风选干燥流化床和热废气余热利用系统中进行，所述全沸腾风选干燥流化床包括外壳体和布风板，布风板呈凹槽状，所述外壳体和布风板包覆形成一流化床容腔；所述布风板主要由中间的布风底板和两侧的布风侧板组成，布风底板上开设有与所述全沸腾风选干燥流化床的分段风室相连通的通气底孔，所述布风侧板上开设有与所述全沸腾风选干燥流化床的分段风室相连通的通气侧孔，所述布风底板是由多段的布风组板前后连接而成；所述热废气余热利用系统包括热气闭路循环系统和余热回收系统；所述热气闭路循环系统包括水气热管换热器、从水气热管换热器输出的热气进气管道、热气鼓风机和回流至水气热管换热器的热气回收管道，所述热气进气管道连通至所述分段风室，所述热气回收管道的进口端则连通至所述全沸腾风选干燥流化床的废气收集处理系统；所述余热回收系统利用焦炉烟道气余热向所述水气热管换热器供热；该热气流循环型风选煤调湿工艺包括以下步骤：首先，余热回收系统利用焦炉烟道气余热转换出的高温热水并向所述热气闭路循环系统的水气热管换热器供热，水气热管换热器经过热交换后将高温热水的热量转换到热气闭路循环系统中的气体介质中，吸收热量后的高温气体介质通过热气闭路循环系统中的热气进气管道输送到所述全沸腾风选干燥流化床的分段风室；与此同时，需要进行风选分级和干燥的颗粒物料通过全沸腾风选干燥流化床床体进料端进入到流化床容腔中，此时进入到各分段风室的高温气体介质穿过布风板对颗粒物料进行风选分级和干燥，颗粒物料在布风板上方呈现旋流流化状态，由分段风室进入到流化床容腔中的高温气体对颗粒物料进行加热调湿和风选分级后，由全沸腾风选干燥流化床的废气收集处理系统进入到热气闭路循环系统的热气回收管道，再经由热气回收管道回流至水气热管换热器中，如此循环往复。...

【技术特征摘要】
1.一种间接利用焦炉烟道气余热的热气流循环型风选煤调湿工艺，该热气流循环型风选煤调湿工艺主要是在全沸腾风选干燥流化床和热废气余热利用系统中进行，所述全沸腾风选干燥流化床包括外壳体和布风板，布风板呈凹槽状，所述外壳体和布风板包覆形成一流化床容腔；所述布风板主要由中间的布风底板和两侧的布风侧板组成，布风底板上开设有与所述全沸腾风选干燥流化床的分段风室相连通的通气底孔，所述布风侧板上开设有与所述全沸腾风选干燥流化床的分段风室相连通的通气侧孔，所述布风底板是由多段的布风组板前后连接而成；所述热废气余热利用系统包括热气闭路循环系统和余热回收系统；所述热气闭路循环系统包括水气热管换热器、从水气热管换热器输出的热气进气管道、热气鼓风机和回流至水气热管换热器的热气回收管道，所述热气进气管道连通至所述分段风室，所述热气回收管道的进口端则连通至所述全沸腾风选干燥流化床的废气收集处理系统；所述余热回收系统利用焦炉烟道气余热向所述水气热管换热器供热； 该热气流循环型风选煤调湿工艺包括以下步骤:首先，余热回收系统利用焦炉烟道气余热转换出的高温热水并向所述热气闭路循环系统的水气热管换热器供热，水气热管换热器经过热交换后将高温热水的热量转换到热气闭路循环系统中的气体介质中，吸收热量后的高温气体介质通过热气闭路循环系统中的热气进气管道输送到所述全沸腾风选干燥流化床的分段风室；与此同时，需要进行风选分级和干燥的颗粒物料通过全沸腾风选干燥流化床床体进料端进入到流化床容腔中，此时进入到各分段风室的高温气体介质穿过布风板对颗粒物料进行风选分级和干燥，颗粒物料在布风板上方呈现旋流流化状态，由分段风室进入到流化床容腔中的高温气体对颗粒物料进行加热调湿和风选分级后，由全沸腾风选干燥流化床的废气收集处理系统进入到热气闭路循环系统的热气回收管道，再经由热气回收管道回流至水气热管换热器中，如此循环往复。2.根据权利要求1所述的间接利用焦炉烟道气余热的热气流循环型风选煤调湿工艺，其特征在于: 所述余热回收系统包括气水热管换热器、从气水热管换热器输出的热水进水管道和回流至气水热管换热器的 热水回水管道，所述热水进水管道的出口端和热水回水管道的进口端均连通至所述水气热管换热器；所述余热回收系统还包括一向所述气水热管换热器供热的焦炉烟道气旁路烟道，该焦炉烟道气旁路烟道的进气口和出气口均设置在焦炉主烟道上，且进气口和出气口之间的焦炉主烟道上设有烟道闸门，焦炉烟道气旁路烟道上设有烟道气引风机； 所述余热回收系统利用焦炉烟道气余热向所述水气热管换热器供热的方法包括:通过焦炉主烟道、焦炉烟道气旁路烟道中的焦炉烟道气向所述气水热管换热器中的热水进行供热，经过气水热管换热器换热后的低温焦炉烟道气继续通过焦炉烟道气旁路烟道的出气口回流至焦炉主烟道上，经过气水热管换热器吸热后的高温热水进入依次流经热水进水管道、水气热管换热器、热水回水管道，并最终回流至气水热管换热器中。3.根据权利要求1或2所述的间接利用焦炉烟道气余热的热气流循环型风选煤调湿工艺，其特征在于:所述热水进水管道上还设有热水补热装置，所述热水补热装置包括热水锅炉给水泵、燃气低压热水锅炉和热水锅炉尾气排放装置，所述燃气低压热水锅炉的燃气源自焦炉自产煤气和鼓风机送入的空气；此时经过气水热管换热器吸热后的高温热水依次流经热水进水管道、热水补热装置、热水输送管道、水气热管换热器、热水回水管道，并最终回流至气水热管换热器中。4.根据权利要求1~3中任一项所述的间接利用焦炉烟道气余热的热气流循环型风选煤调湿工艺，其特征在于:最靠近流化床床体进料端的前端布风组板呈齿状或其他凹凸不平状，前端布风组板的通气底孔上设有朝向出料端的风嘴，前端布风组板上的风嘴包括多排沿流化床床体横向布置的喷孔错列的板状风嘴；其余各段布风组板的通气底孔上设有风帽，且其余各段布风组板的尾部均设有排料口 ； 所述布风侧板的通气侧孔处设有朝向布风底板正上方的侧风嘴；所述布风侧板从流化床床体进料端延伸至最靠近流化床床体出料端的末端布风组板的前端；所述布风侧板从所述外壳体两侧向布风底板倾斜，所述布风侧板上布置多排沿流化床床体纵向排列的波浪状侧风嘴，且上下相邻两排的波浪状侧风嘴相互错列并呈阶梯状。5.根据权利要求4所述的间接利用焦炉烟道气余热的热气流循环型风...

【专利技术属性】
技术研发人员：阎国俊，阎国基，王小奇，
申请(专利权)人：长沙通发高新技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：