專利名稱：一種熄焦并帶副產合成氣及水蒸氣的裝置及其工藝的制作方法
技術領域：
本發明一種熄焦并副產合成氣及水蒸氣的裝置及其工藝，屬于煤化工技術研究及 其應用領域，涉及一套帶水夾套的不銹鋼反應裝置，該裝置可以實現間歇熄焦。具體來講是 一種焦炭把水夾套中的水加熱并產生水蒸氣，然后水蒸氣進入該裝置內與熱焦炭接觸并反 應，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方案。
背景技術：
我國是焦炭生產大國，2007年，全國焦炭產量約3. 3554億噸。機焦產量約3. 05億 噸，同比增長16. 20% ；機焦產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都來自中國。2006年底我國焦炭機焦總產能約3億噸，干熄焦產量只有3400萬噸，不足總能量 的11%。干熄焦裝置工藝技術先進，產品質量高，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出更高 的優越性，但操作系統復雜，需配套建設完整的集塵和地面除塵站除塵系統，事故檢修率較 高，其建設投資和操作費用低，管理簡單，但存在一定能源浪費和環境污染的問題。
發明內容
本發明一種熄焦并副產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，針對焦化廠熄焦現狀，結合濕熄焦和干熄焦的優勢，公開一種利用出爐焦炭1000°c 的顯熱加熱冷卻水產生水蒸氣，并把水蒸氣與焦炭直接接觸，進一步冷卻焦炭并副產合成 氣及水蒸氣的裝置的技術方案。本發明一種熄焦并副產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設置在不銹鋼反應裝置5的 頂部，所述的一個耐950-1000°C的高溫閥設置在儲焦罐1下部與不銹鋼反應裝置5的連接 處，所述的水夾套6設置在不銹鋼反應裝置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裝置5，所述水夾套液位 計7設置在所述的冷卻水進口 8管上，所述的截止閥9設置在不銹鋼反應裝置5的底部，所 述的不銹鋼反應裝置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合成氣及水蒸氣的工藝，其特征在于實現本發明的具體工藝 低于I、在不銹鋼反應裝置5頂部處安裝一個耐950-1000°C的高溫閥，并加在不銹鋼反
應裝置5上部設使紅焦炭熱量不散失的保溫層2 ；
II、把整套不銹鋼反應裝置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，合成水煤氣反應溫度 600-700°C，產出水煤氣量 288. 71-309. 62Nm3 ；V、等到紅熱焦炭下降到不銹鋼反應裝置5中的水夾套6部位，水夾套6中產生的 水蒸氣由管路通過水蒸氣進口 4引入不銹鋼反應裝置5上部的熱焦炭與熱焦炭接觸并反 應，產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，繼續供步驟III使用，冷卻的焦炭由焦炭出口導
出o本發明一種熄焦并副產合成氣及水蒸氣的裝置與濕熄焦相比，優點在于消耗的 水量少且對這部分水的污染不嚴重，同時利用了焦炭的顯熱，既節能又環保；與干熄焦相 比，由于減少了循環冷氣體的使用，減少了動力消耗，同時也縮小了設備的投資，使得整個 裝置投資費用減少，經濟效益和社會效益都十分可觀。
圖1低于本發明裝置示意中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合附圖和實施例子對本發明進一步詳細說明。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設置在不銹鋼反應裝置5的頂部，所述的一個耐 950°C的高溫閥設置在儲焦罐1下部與不銹鋼反應裝置5的連接處，所述的水夾套6設置在 不銹鋼反應裝置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裝置5，所述水夾套液位計7設置在所述的冷卻水進 口 8管上，所述的截止閥9設置在不銹鋼反應裝置5的底部，所述的不銹鋼反應裝置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，并加在不銹鋼反應裝 置5上部設使紅焦炭熱量不散失的保溫層2 ；II、把整套不銹鋼反應裝置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間 歇熄焦，溫度為100°C，焦炭顯熱1. 25-1. 39KJ，合成水煤氣反應溫度600°C，產出水煤氣量 288.71-309. 62Nm3；V、等到紅熱焦炭下降到不銹鋼反應裝置5中的水夾套6部位，水夾套6中產生的 水蒸氣管路通過水蒸氣進口 4引入不銹鋼反應裝置5上部的熱焦炭與熱焦炭接觸并反應， 產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，繼續供步驟III使用冷卻的焦炭由焦炭出口導出。實施1中的主要成分及參數如下低于了進一步說明本發明的作用效果，在不同的反應條件下，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的結果可以看出，使用本發明熄焦并副產合成氣及水蒸氣的裝置，不僅可 以熄焦并能產生可觀的合成氣及水蒸氣。既節能又環保，同時也縮小了設備的投資，使得整 個裝置投資費用減少，經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的高溫閥設置在儲焦罐1下部與不銹鋼反應裝置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的高溫閥設置在儲焦罐1下部與不銹鋼反應裝置5的連接 處，其它同實施方式1。
權利要求
一種熄焦并副產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設置在不銹鋼反應裝置5的頂部，所述的一個耐950-1000℃的高溫閥設置在儲焦罐1下部與不銹鋼反應裝置5的連接處，所述的水夾套6設置在不銹鋼反應裝置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裝置5，所述水夾套液位計7設置在所述的冷卻水進口8管上，所述的截止閥9設置在不銹鋼反應裝置5的底部，所述的不銹鋼反應裝置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.權利要求1所述的一種熄焦并副產合成氣及水蒸氣的裝置應用工藝，其特征在于實 現本發明的具體工藝步驟為I、在不銹鋼反應裝置5頂部處安裝一個耐950-1000°C的高溫閥，并加在不銹鋼反應裝 置5上部設使紅焦炭熱量不散失的保溫層2 ；II、把整套不銹鋼反應裝置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，合成水煤氣反應溫度 600-700°C，產出水煤氣量 288. 71-309. 62Nm3 ； V、等到紅熱焦炭下降到不銹鋼反應裝置5中的水夾套6部位，水夾套6中產生的水蒸 氣由管路通過水蒸氣進口 4引入不銹鋼反應裝置5上部的熱焦炭與熱焦炭接觸并反應，產 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，繼續供步驟III使用，冷卻的焦炭由焦炭出口導出。
全文摘要
一種熄焦并副產合成氣及水蒸氣的裝置及其工藝，屬于煤化工研究及其應用領域，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生水蒸汽，然后把產生的水蒸氣引入該不銹鋼裝置內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生部分合成氣。本發明裝置與現有的濕熄焦相比，消耗的水量少且降低了污染，水可以達到閉路循環，同時有效利用焦炭顯熱，產生水蒸氣和工業所需的合成氣，既節能又環保；與現有干熄焦相比，由于減少了循環冷氣體的使用，降低了動力消耗，同時也縮小了設備的投資，使得整個熄焦裝置固定投資費用大大減少。經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 優先權日2010年6月23日
發明者劉志芳, 姚潤生, 李偉, 楊懷旺, 王志忠, 申峻 申請人:太原理工大學