專利名稱：一種熄焦并帶副產(chǎn)合成氣及水蒸氣的裝置及其工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種熄焦并副產(chǎn)合成氣及水蒸氣的裝置及其工藝，屬于煤化工技術(shù)研究及 其應(yīng)用領(lǐng)域，涉及一套帶水夾套的不銹鋼反應(yīng)裝置，該裝置可以實現(xiàn)間歇熄焦。具體來講是 一種焦炭把水夾套中的水加熱并產(chǎn)生水蒸氣，然后水蒸氣進入該裝置內(nèi)與熱焦炭接觸并反 應(yīng)，進一步冷卻焦炭，同時得到溫度較高的水蒸氣及合成氣的裝置及其工藝的技術(shù)方案。
背景技術(shù)：
我國是焦炭生產(chǎn)大國，2007年，全國焦炭產(chǎn)量約3. 3554億噸。機焦產(chǎn)量約3. 05億 噸，同比增長16. 20% ；機焦產(chǎn)量比重從上半年同期的88. 28%上升至91. 01%。國際市場 上有一半以上的焦炭供應(yīng)都來自中國。2006年底我國焦炭機焦總產(chǎn)能約3億噸，干熄焦產(chǎn)量只有3400萬噸，不足總能量 的11%。干熄焦裝置工藝技術(shù)先進，產(chǎn)品質(zhì)量高，可有效利用焦炭顯熱，回收可觀的蒸汽能 源，在降低企業(yè)能耗方面具有較大的誘惑力，特別在能源利用價格較高的地方顯現(xiàn)出更高 的優(yōu)越性，但操作系統(tǒng)復(fù)雜，需配套建設(shè)完整的集塵和地面除塵站除塵系統(tǒng)，事故檢修率較 高，其建設(shè)投資和操作費用低，管理簡單，但存在一定能源浪費和環(huán)境污染的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種熄焦并副產(chǎn)合成氣及水蒸氣的裝置目的在于低于有效利用大量的焦 炭顯熱，針對焦化廠熄焦現(xiàn)狀，結(jié)合濕熄焦和干熄焦的優(yōu)勢，公開一種利用出爐焦炭1000°c 的顯熱加熱冷卻水產(chǎn)生水蒸氣，并把水蒸氣與焦炭直接接觸，進一步冷卻焦炭并副產(chǎn)合成 氣及水蒸氣的裝置的技術(shù)方案。本發(fā)明一種熄焦并副產(chǎn)合成氣及水蒸氣的裝置，其特征在于是一種利用出爐焦炭 iooo°c的顯熱加熱冷卻水產(chǎn)生水蒸氣，并把水蒸氣與焦炭直接接觸，進一步冷卻焦炭并副 產(chǎn)合成氣及水蒸氣的裝置，該裝置由儲焦罐1、保溫層2、合成氣及水蒸氣出口 3、水蒸氣進 口 4、不銹鋼反應(yīng)裝置5、水夾套6、水夾套液位計7、冷卻水進口 8、截止閥9、出氣口冷卻裝 置10、抽氣泵11和溫度顯示與控制器T組成，所述的儲焦罐1設(shè)置在不銹鋼反應(yīng)裝置5的 頂部，所述的一個耐950-1000°C的高溫閥設(shè)置在儲焦罐1下部與不銹鋼反應(yīng)裝置5的連接 處，所述的水夾套6設(shè)置在不銹鋼反應(yīng)裝置5的下半部，所述水夾套6下部連接有冷卻水進 口 8，上部連接有合成氣及水蒸氣出口 3并接入所述的不銹鋼反應(yīng)裝置5，所述水夾套液位 計7設(shè)置在所述的冷卻水進口 8管上，所述的截止閥9設(shè)置在不銹鋼反應(yīng)裝置5的底部，所 述的不銹鋼反應(yīng)裝置5通過水蒸氣出口 3與出氣口冷卻裝置10相連接，所述的抽氣泵11 再與出氣口冷卻裝置10相連接。上述一種熄焦并副產(chǎn)合成氣及水蒸氣的工藝，其特征在于實現(xiàn)本發(fā)明的具體工藝 低于I、在不銹鋼反應(yīng)裝置5頂部處安裝一個耐950-1000°C的高溫閥，并加在不銹鋼反
應(yīng)裝置5上部設(shè)使紅焦炭熱量不散失的保溫層2 ；
II、把整套不銹鋼反應(yīng)裝置5中充滿冷焦炭；III、給水夾套6中通過冷卻水進口 8加水，通過水夾套液位計7使其水位達到不 銹鋼反應(yīng)裝置5水夾套6的2/3處，把剛出爐的焦炭裝入該儲焦罐1中；IV、然后同時打開I中所述的耐950-1000°C的高溫閥和底部截止閥9開始下料， 以800g/min-1000g/min的速度下料，使從裝置底部出來的950-1050°C的剛出爐的紅焦 炭實現(xiàn)間歇熄焦，溫度等于或低于100°C，焦炭顯熱1. 25-1. 39KJ，合成水煤氣反應(yīng)溫度 600-700°C，產(chǎn)出水煤氣量 288. 71-309. 62Nm3 ；V、等到紅熱焦炭下降到不銹鋼反應(yīng)裝置5中的水夾套6部位，水夾套6中產(chǎn)生的 水蒸氣由管路通過水蒸氣進口 4引入不銹鋼反應(yīng)裝置5上部的熱焦炭與熱焦炭接觸并反 應(yīng)，產(chǎn)生的部分合成氣和高溫水蒸氣從合成氣及水蒸氣出口 3被出氣口冷卻裝置10冷卻后 由抽氣泵11抽出，抽出的冷卻水進行循環(huán)，繼續(xù)供步驟III使用，冷卻的焦炭由焦炭出口導(dǎo)
出o本發(fā)明一種熄焦并副產(chǎn)合成氣及水蒸氣的裝置與濕熄焦相比，優(yōu)點在于消耗的 水量少且對這部分水的污染不嚴(yán)重，同時利用了焦炭的顯熱，既節(jié)能又環(huán)保；與干熄焦相 比，由于減少了循環(huán)冷氣體的使用，減少了動力消耗，同時也縮小了設(shè)備的投資，使得整個 裝置投資費用減少，經(jīng)濟效益和社會效益都十分可觀。


圖1低于本發(fā)明裝置示意中1:儲焦罐2:保溫層 3:合成氣及水蒸氣出口 4:水蒸氣進口 5:不銹 鋼反應(yīng)裝置6:水夾套 7:水夾套液位計8:冷卻水進口 9 截止閥10 出氣口冷卻裝 置11:抽氣泵注 低于溫度顯示
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例子對本發(fā)明進一步詳細說明。實施方式1該裝置由儲焦罐1、保溫層2、合成氣及水蒸氣出口 3、水蒸氣進口 4、不銹鋼反應(yīng)裝 置5、水夾套6、水夾套液位計7、冷卻水進口 8、截止閥9、出氣口冷卻裝置10、抽氣泵11和 溫度顯示與控制器T組成，所述的儲焦罐1設(shè)置在不銹鋼反應(yīng)裝置5的頂部，所述的一個耐 950°C的高溫閥設(shè)置在儲焦罐1下部與不銹鋼反應(yīng)裝置5的連接處，所述的水夾套6設(shè)置在 不銹鋼反應(yīng)裝置5的下半部，所述水夾套6下部連接有冷卻水進口 8，上部連接有合成氣及 水蒸氣出口 3并接入所述的不銹鋼反應(yīng)裝置5，所述水夾套液位計7設(shè)置在所述的冷卻水進 口 8管上，所述的截止閥9設(shè)置在不銹鋼反應(yīng)裝置5的底部，所述的不銹鋼反應(yīng)裝置5通過 水蒸氣出口 3與出氣口冷卻裝置10相連接，所述的抽氣泵11再與出氣口冷卻裝置10相連 接。其具體的工藝實施步驟如下(如圖1所示)I、在不銹鋼反應(yīng)裝置5頂部處安裝一個耐950°C的高溫閥，并加在不銹鋼反應(yīng)裝 置5上部設(shè)使紅焦炭熱量不散失的保溫層2 ；II、把整套不銹鋼反應(yīng)裝置5中充滿冷焦炭；III、給水夾套6中通過冷卻水進口 8加水，通過水夾套液位計7使其水位達到不銹鋼反應(yīng)裝置5水夾套6的2/3處，把剛出爐的焦炭裝入該儲焦罐1中；IV、然后同時打開I中所述的耐950°C的高溫閥和底部截止閥9開始下料，以 800g/min-1000g/min的速度下料，使從裝置底部出來的950 V的剛出爐的紅焦炭實現(xiàn)間 歇熄焦，溫度為100°C，焦炭顯熱1. 25-1. 39KJ，合成水煤氣反應(yīng)溫度600°C，產(chǎn)出水煤氣量 288.71-309. 62Nm3；V、等到紅熱焦炭下降到不銹鋼反應(yīng)裝置5中的水夾套6部位，水夾套6中產(chǎn)生的 水蒸氣管路通過水蒸氣進口 4引入不銹鋼反應(yīng)裝置5上部的熱焦炭與熱焦炭接觸并反應(yīng)， 產(chǎn)生的部分合成氣和高溫水蒸氣從合成氣及水蒸氣出口 3被出氣口冷卻裝置10冷卻后由 抽氣泵11抽出，抽出的冷卻水進行循環(huán)，繼續(xù)供步驟III使用冷卻的焦炭由焦炭出口導(dǎo)出。實施1中的主要成分及參數(shù)如下低于了進一步說明本發(fā)明的作用效果，在不同的反應(yīng)條件下，在本裝置上進行了 熄焦及合成氣及水蒸氣的實驗，見表一 其中焦炭的平均比容熱(100-1000°C)低于1.465KJ/(Kg.K)，水的比熱低于 4. 188KJ/ (Kg. K)，水蒸氣比熱低于 2. 1KJ/ (Kg. K)從表1的結(jié)果可以看出，使用本發(fā)明熄焦并副產(chǎn)合成氣及水蒸氣的裝置，不僅可 以熄焦并能產(chǎn)生可觀的合成氣及水蒸氣。既節(jié)能又環(huán)保，同時也縮小了設(shè)備的投資，使得整 個裝置投資費用減少，經(jīng)濟效益和社會效益都十分可觀。實施方式2所述的一個耐1050°C的高溫閥設(shè)置在儲焦罐1下部與不銹鋼反應(yīng)裝置5的連接 處，其它同實施方式1.實施方式3所述的一個耐1000°C的高溫閥設(shè)置在儲焦罐1下部與不銹鋼反應(yīng)裝置5的連接 處，其它同實施方式1。
權(quán)利要求
一種熄焦并副產(chǎn)合成氣及水蒸氣的裝置，其特征在于是一種利用出爐焦炭1000℃的顯熱加熱冷卻水產(chǎn)生水蒸氣，并把水蒸氣與焦炭直接接觸，進一步冷卻焦炭并副產(chǎn)合成氣及水蒸氣的裝置，該裝置由儲焦罐1、保溫層2、合成氣及水蒸氣出口3、水蒸氣進口4、不銹鋼反應(yīng)裝置5、水夾套6、水夾套液位計7、冷卻水進口8、截止閥9、出氣口冷卻裝置10、抽氣泵11和溫度顯示與控制器T組成，所述的儲焦罐1設(shè)置在不銹鋼反應(yīng)裝置5的頂部，所述的一個耐950-1000℃的高溫閥設(shè)置在儲焦罐1下部與不銹鋼反應(yīng)裝置5的連接處，所述的水夾套6設(shè)置在不銹鋼反應(yīng)裝置5的下半部，所述水夾套6下部連接有冷卻水進口8，上部連接有合成氣及水蒸氣出口3并接入所述的不銹鋼反應(yīng)裝置5，所述水夾套液位計7設(shè)置在所述的冷卻水進口8管上，所述的截止閥9設(shè)置在不銹鋼反應(yīng)裝置5的底部，所述的不銹鋼反應(yīng)裝置5通過水蒸氣出口3與出氣口冷卻裝置10相連接，所述的抽氣泵11再與出氣口冷卻裝置10相連接。
2.權(quán)利要求1所述的一種熄焦并副產(chǎn)合成氣及水蒸氣的裝置應(yīng)用工藝，其特征在于實 現(xiàn)本發(fā)明的具體工藝步驟為I、在不銹鋼反應(yīng)裝置5頂部處安裝一個耐950-1000°C的高溫閥，并加在不銹鋼反應(yīng)裝 置5上部設(shè)使紅焦炭熱量不散失的保溫層2 ；II、把整套不銹鋼反應(yīng)裝置5中充滿冷焦炭；III、給水夾套6中通過冷卻水進口8加水，通過水夾套液位計7使其水位達到不銹鋼 反應(yīng)裝置5水夾套6的2/3處，把剛出爐的焦炭裝入該儲焦罐1中；IV、然后同時打開I中所述的耐950-1000°C的高溫閥和底部截止閥9開始下料， 以800g/min-1000g/min的速度下料，使從裝置底部出來的950-1050 V的剛出爐的紅焦 炭實現(xiàn)間歇熄焦，溫度等于或低于100°C，焦炭顯熱1. 25-1. 39KJ，合成水煤氣反應(yīng)溫度 600-700°C，產(chǎn)出水煤氣量 288. 71-309. 62Nm3 ； V、等到紅熱焦炭下降到不銹鋼反應(yīng)裝置5中的水夾套6部位，水夾套6中產(chǎn)生的水蒸 氣由管路通過水蒸氣進口 4引入不銹鋼反應(yīng)裝置5上部的熱焦炭與熱焦炭接觸并反應(yīng)，產(chǎn) 生的部分合成氣和高溫水蒸氣從合成氣及水蒸氣出口 3被出氣口冷卻裝置10冷卻后由抽 氣泵11抽出，抽出的冷卻水進行循環(huán)，繼續(xù)供步驟III使用，冷卻的焦炭由焦炭出口導(dǎo)出。
全文摘要
一種熄焦并副產(chǎn)合成氣及水蒸氣的裝置及其工藝，屬于煤化工研究及其應(yīng)用領(lǐng)域，其特征在于是一種帶水夾套的不銹鋼裝置，使紅熱焦炭從上向下降落，把水夾套中的水加熱并產(chǎn)生水蒸汽，然后把產(chǎn)生的水蒸氣引入該不銹鋼裝置內(nèi)與裝置上部被保溫的紅熱焦炭接觸，進一步冷卻焦炭，同時得到溫度較高的水蒸汽及產(chǎn)生部分合成氣。本發(fā)明裝置與現(xiàn)有的濕熄焦相比，消耗的水量少且降低了污染，水可以達到閉路循環(huán)，同時有效利用焦炭顯熱，產(chǎn)生水蒸氣和工業(yè)所需的合成氣，既節(jié)能又環(huán)保；與現(xiàn)有干熄焦相比，由于減少了循環(huán)冷氣體的使用，降低了動力消耗，同時也縮小了設(shè)備的投資，使得整個熄焦裝置固定投資費用大大減少。經(jīng)濟效益和社會效益都十分可觀。
文檔編號C10J3/06GK101845308SQ20101021040
公開日2010年9月29日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者劉志芳, 姚潤生, 李偉, 楊懷旺, 王志忠, 申峻 申請人:太原理工大學(xué)