一种兰炭焦炉排放尾气回收利用换热装置的制作方法

1.本技术涉及换热装置技术领域，尤其涉及一种兰炭焦炉排放尾气回收利用换热装置。


背景技术：

2.兰炭广泛用于铁合金、电石、合成氨等行业，还用于高炉喷吹、制作活性炭、吸油剂、脱硝剂及民用燃料等领域。兰炭焦炉在生产兰炭过程中要产生大量尾气，大约每生产一吨兰炭将产生尾气700立方左右，热值1700
‑
2000大卡。
3.尾气中含一氧化炭、氢气、甲烷等，是一种很好的气体能源，但也含有二氧化硫，硫化氢、焦油、萘、粉尘等大量的杂质。一般兰炭炉产生尾气基本都是外排，在外排过程中产生的余热、煤气、焦油不能有效回收，造成比较严重的资源浪费和环境污染。


技术实现要素：

4.本技术提供一种兰炭焦炉排放尾气回收利用换热装置，以解决兰炭焦炉尾气外排资源浪费和回收率低的问题。
5.本技术提供一种兰炭焦炉排放尾气回收利用换热装置，包括兰炭尾气输入管、集气箱、文氏塔、旋流板器、煤气风机、兰炭尾气输出管、循环装置以及安全控制装置；
6.所述兰炭尾气输入管与所述集气箱入口连接；所述集气箱出口与所述文氏塔入口连接；所述文氏出塔口经所述旋流板器与煤气风机一端连通；所述煤气风机另一端与所述兰炭尾气输出管连接；
7.所述循环装置包括氨水循环装置和水循环装置；所述氨水循环装置与所述文氏塔连接；所述水循环装置与所述旋流板器连接；
8.所述文氏塔包括进塔口、出塔口、收缩管、文丘里管、氨水管和旋风分离器；所述进塔口设在所述文氏塔顶部，所述收缩管一端与所述进塔口连接，另一端与所述文丘里管连接；所述氨水管设在所述文丘里管下方，所述氨水管管口方向与所述进塔口方向垂直；所述旋风分离器设在所述文氏塔内底部，所述出塔口设在所述文氏塔侧面下部，所述氨水管经所述旋风分离器与所述出塔口连通；
9.所述旋流板器包括进风口、出风口、旋流板、水管和喷淋装置；所述进风口设在所述旋流板器侧面下部，所述出风口设在所述旋流板器顶部；所述旋流板器内部设有所述水管，所述喷淋装置固定在所述水管上，所述喷淋装置喷淋方向朝向所述旋流板器底部；所述旋流板器内部固定所述旋流板，所述旋流板设在所述喷淋装置正下方，所述旋流板和所述喷淋装置沿着所述旋流板器的高度方向均匀分布。
10.可选的，所述文氏塔中设有多个文丘里管，多个文丘里管在所述文氏塔内部均匀设置。
11.可选的，所述旋流板器内部还设有水泵和水槽，所述水槽设置于所述旋流板器底部端面，所述水泵通过所述水管与所述水槽连通。
12.可选的，所述氨水管与所述氨水循环装置连接形成回路；所述水管与所述水循环装置相连形成回路。
13.可选的，所述旋流板器与所述煤气风机之间设有静电捕焦油器；所述静电捕焦油器包括筒体、进气口、出气口、拉杆、电场室、绝缘箱和馈电箱；所述进气口位于所述筒体侧面下部，所述出气口位于所述筒体侧面上部；所述绝缘箱和所述馈电箱设置在所述筒体顶部；所述电场室设置在所述筒体内部，所述电场室通过所述拉杆连接所述绝缘箱和所述馈电箱。
14.可选的，所述安全控制装置包括电动流量调节阀、电动切断阀和防回火装置。
15.可选的，所述电动流量调节阀设置在所述兰炭尾气输入管与所述集气箱之间，所述电动切断阀设置在所述文氏塔与所述旋流板器之间，所述防回火装置设置在所述静电捕焦油器与所述煤气风机之间。
16.由以上技术方案可知，本技术提供一种兰炭焦炉排放尾气回收利用换热装置，包括兰炭尾气输入管、集气箱、文氏塔、旋流板器、煤气风机、兰炭尾气输出管、循环装置以及安全控制装置。所述集气箱入口与所述兰炭尾气输入管连接。所述集气箱出口与所述文氏塔入口连接。所述文氏出塔口经所述旋流板器与煤气风机连通。所述循环装置包括氨水循环装置和水循环装置。所述氨水循环装置与所述文氏塔连接。所述水循环装置与所述旋流板器连接。兰炭尾气首先进入文氏塔与循环氨水接触进行一次换热，再经过旋流板器与循环水进行二次换热，冷却后的尾气由煤气风机送入兰炭尾气输出管输出，以解决兰炭焦炉尾气外排资源浪费和回收率低的问题。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为一种兰炭焦炉排放尾气回收利用换热装置结构示意图；
19.图2为文氏塔结构示意图；
20.图3为旋流板器结构示意图；
21.图4为静电捕焦油器结构示意图。
22.图示说明：
23.其中，1
‑
兰炭尾气输入管；2
‑
集气箱；3
‑
文氏塔；4
‑
旋流板器；5
‑
静电捕焦油器；6
‑ꢀ
煤气风机；7
‑
地埋回液罐；8
‑
兰炭尾气输出管；9
‑
氨水循环装置；10
‑
水循环装置；11
‑
电动流量调节阀；12
‑
电动切断阀；13
‑
防回火装置；101
‑
水循环泵101；102
‑
冷却水罐；103
‑ꢀ
管壳式换热器；30
‑
进塔口；31
‑
收缩管；32
‑
文丘里管；33
‑
氨水管；34
‑
旋风分离器；35
‑ꢀ
缓冲管；36
‑
出塔口；37
‑
收尘口；41
‑
进风口；42
‑
出风口；43
‑
旋流板；44
‑
水槽；45
‑
水管； 46
‑
喷淋装置；47
‑
水泵；50
‑
筒体；51
‑
进气口；52
‑
出气口；53
‑
拉杆；54
‑
电场室；55
‑
绝缘箱；56
‑
馈电箱；57
‑
防爆阀；58
‑
气流分布板；59
‑
焦油出口。
具体实施方式
24.下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，
除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的系统和方法的示例。
25.参见图1为一种兰炭焦炉排放尾气回收利用换热装置结构示意图。由图1可知一种兰炭焦炉排放尾气回收利用换热装置包括兰炭尾气输入管1、集气箱2、文氏塔3、旋流板器4、煤气风机6、兰炭尾气输出管8、循环装置以及安全控制装置。所述兰炭尾气输入管1与所述集气箱2入口连接。所述集气箱2出口与所述文氏塔3入口连接。所述文氏塔3出口经所述旋流板器4与煤气风机6一端连通。所述煤气风机6另一端与所述兰炭尾气输出管8连接。所述循环装置包括氨水循环装置9和水循环装置10。所述氨水循环装置9与所述文氏塔3连接。所述水循环装置10与所述旋流板器4连接。
26.在本技术中，兰炭尾气通过兰炭尾气输入管1输入并汇总到集气箱2中，集气箱2 的进气处还设置有反吹进气挡板和恒温收集器，可以更好的出去尾气中的煤焦油，减少氨水的使用量。利用风机将集气箱2汇总尾气统一抽送到文氏塔3中，进入文氏塔3中首先进行第一阶段的换热，采用大量的氨水进行循环吸收，气体经过文氏塔3后进入旋流板器4中进行第二阶段的换热过程，同样采用大量水进行循环吸收换热，利用煤气风机6将换热后的气体抽送至兰炭尾气输出管8，经由兰炭尾气输出管8将气体输出回焦炉到达尾气回收利用的目的。
27.参见图2为文氏塔结构示意图。由图2可知所述文氏塔3包括进塔口30、出塔口36、收缩管31、文丘里管32、氨水管33和旋风分离器34。所述进塔口30设在所述文氏塔3 顶部，所述收缩管31一端与所述进塔口30连接，另一端与所述文丘里管32连接。所述氨水管33设在所述文丘里管32下方，所述氨水管33管口方向与所述进塔口30方向垂直。所述旋风分离器34设在所述文氏塔3内底部，所述出塔口36设在所述文氏塔3侧面下部，所述氨水管33经所述旋风分离器34与所述出塔口36连通。
28.在本技术中，气体通过进塔口30依次进入收缩管31和文丘里管32后，由于截面面积的逐渐减小，管内静压逐渐转变为动能从而增加了管道中的流速，气体进入管道后，由于管道横截面积不变，管道内的静压降到最低值，并保持不变，流速达到最大值。氨水管33上设有多个水嘴，当气体进入文丘里管32末端时，水嘴喷出的氨水将进一步雾化成较小的液滴，能够与气体更充分地混合和换热，同时气体达到饱和程度，使尘埃颗粒被水蒸气完全润湿。文丘里管32可设有多个，多个文丘里管32根据文氏塔3实际内部情况均匀设置。当气体与氨水进行充分地混合和换热后，进入缓冲管35中，气体随着横截面积的增加流速减慢，引至旋风分离器34中，在重力、惯性和离心力的作用下将气体与尘埃颗粒分离，尘埃颗粒由收尘口37送出，气体由出塔口36输出。其中，旋风分离器可以使用扩散式旋风分离器，例如，clk扩散式旋风分离器。气体与氨水在塔内充分接触，进行换热和洗涤大约80％的焦油被冷却水带入塔底，冷却至45
‑
50℃。
29.参见图3为旋流板器结构示意图。由图3可知所述旋流板器4包括进风口41、出风口42、旋流板43、水管45和喷淋装置46。所述进风口41设在所述旋流板器4侧面下部，所述出风口42设在所述旋流板器4顶部。所述旋流板器4内部设有所述水管45，所述喷淋装置46固定在所述水管45上，所述喷淋装置46喷淋方向朝向所述旋流板器4 底部。所述旋流板器4内部固定所述旋流板43，所述旋流板43设在所述喷淋装置46正下方，所述旋流板43和所述喷淋
装置46沿着所述旋流板器4的高度方向均匀分布。所述旋流板器4内部还设有水泵47和水槽44，所述水槽44设置于所述旋流板器4底部端面，所述水泵47通过所述水管45与所述水槽44连通。
30.气体由出塔口36输出进入旋流板器4的进风口41，经过旋流板43由出风口42排出，在旋流板器4内部设置水管45、水泵47和水槽44，喷淋装置46固定在水管45上且设置在旋流板43正上方，喷淋装置46喷淋方向朝向旋流板43，水泵47设置在水槽 44内，水流自上而下流入水槽44。气体由进风口41切向进入旋流板器，经过旋流板43，旋流板43为中空圆形叶片结构，叶片结构如固定的风车叶片，气体通过叶片时产生旋转和离心运动上升，与通入器内的循环水逆向运行完成最终冷却。喷淋装置46设置在旋流板43上方，通过喷射大量循环水均匀分配到每个叶片，形成薄液层，与旋转向上的气流形成旋转和离心的效果，雾化细小液滴，甩向器壁后，液滴受重力作用集流到水槽44。气体与喷淋循环水形成的水雾从而达到换热的目的。
31.需要具体说明的是，旋流板43和喷淋装置46数量可根据实际情况设定，旋流板器 4还包括电机、连接杆和刮板，连接杆外壁固定多个刮板，连接杆通过刮板连接旋流板 43，电机与连接杆电连接带动旋流板转动。为了防止堵塞必须保证叶片间距控制在150mm 以上，从俯视图上来看叶片闭合无空隙。
32.氨水循环装置9由两个氨水泵组成，水循环装置10包括水循环泵101、冷却水罐102 和管壳式换热器103。循环水经管壳式换热器103换热冷却后放入冷却水罐102中循环使用。文氏塔3中氨水管33与所述氨水循环装置9连接形成回路。旋流板器4中所述水管45与所述水循环装置10相连形成回路。
33.所述旋流板器4与所述煤气风机6之间设有静电捕焦油器5。本技术使用的fg70
‑
400 静电捕焦油器为蜂窝式电捕焦油器，由图4可知，所述静电捕焦油器5包括筒体50、进气口51、出气口52、拉杆53、电场室54、绝缘箱55和馈电箱56。所述进气口51位于所述筒体50侧面下部，所述出气口52位于所述筒体50侧面上部。所述绝缘箱55和所述馈电箱56设置在所述筒体50顶部。所述电场室54设置在所述筒体50内部，所述电场室54通过所述拉杆53连接所述绝缘箱55和所述馈电箱56。
34.所述电场室54包括沉淀极板、电晕极、上吊板、下吊板、吊板杆和电极丝。所述上吊板与所述拉杆连接，所述上吊板与下吊板之间通过吊板杆连接拉紧，所述沉淀极板通过所述电极丝连接所述电晕极线，所述沉淀极板与所述电晕极线位于所述上吊板与下吊板之间。
35.蜂窝式结构的通道截面由圆形改为正六边形。两个相邻正六边形共用一条边，即靠中间的正六边形的六条边均被包围它的六个正六边形所共用。是由2
‑
3mm的钢板制成的蜂窝板。蜂窝式电捕焦油器具有结构紧凑合理、有效空间利用率高、重量轻、耗钢材少和捕集特性好等优点。
36.馈电箱56是将高压电源引入，使高压线路与电晕极相连，绝缘箱55起着高压电绝缘的作用，防爆阀57主要起保护作用，防止安全事故的发生。因为正离子吸附于带负电的电晕极，负离子吸附于带正电的沉淀极，所以所有被电离的正负离子均充满电晕极与沉淀极之间的整个空间。当含焦油雾滴等杂质的煤气通过进风口先进入气流分布板58接着进入电极室54时，吸附了负离子和电子的杂质在电场库伦力的作用下，移动到沉淀极后释放出所
带电荷，并吸附于沉淀极上，从而达到净化气体的目的。当吸附于沉淀极上的杂质量增加到大于其附着力时，会自动向下流淌，从静电捕焦油器底部排出，洁净气体则从电捕焦油器上部的出风口离开并进入下道工序。在工业生产中，大多采用阴电晕，因为在相同的条件下，阴电晕可以获得比阳电晕高的电流，而且其闪络电压也远比阳电晕放电要高。
37.本实施例中，静电捕焦油器5与煤气风机连接，方便气体的收集和利用。在上述基础上，进一步地，静电捕焦油器5还包括收集箱，收集箱设置在静电捕焦油器5的底部，收集箱的顶部设置有多个通孔，用于收集电极室内的油滴。当气体中的焦油在电极室内被极化后，焦油利用其自重降落至收集箱内，从而将焦油收集并由焦油出口59排出。其中，收集箱的材质可以为多种，例如：塑料、金属或者不锈钢等。
38.煤气风机是一种在焦炉煤气净化过程中输送煤气的专用动力设备。例如， hf950
‑
185csa离心式煤气风机，设于煤气回收利用流程末端。煤气风机包括固定机壳和在机壳内的转子，并由电动机驱动。转子上有一个至数个工作翼轮，工作翼轮由两个平行的圆盘构成，圆盘之间用固定叶片连接。煤气导入第一个工作翼轮的中心，并随高速旋转的翼轮做高速运动向周边扩散，进入翼轮边缘与壳体之间的空间。此时，煤气速度减慢，煤气顺着固定在壳体上的固定叶片返回到第二个工作翼轮的中心，重复上述过程。如此，煤气依次进入各个翼轮，压力逐渐增大，由最末一个翼轮边缘排出机外。
39.所述安全控制装置包括电动流量调节阀11、电动切断阀12和防回火装置13。所述电动流量调节阀11设置在所述兰炭尾气输入管1与所述集气箱2之间，所述电动切断阀 12设置在所述文氏塔3与所述旋流板器4之间，所述防回火装置13设置在所述静电捕焦油器5与所述煤气风机6之间。安全控制装置采用自动化控制，利用dcs为主要控制、以plc系统作为辅助系统，实现自动控制对生产过程流量、压力及温度的集中检测以及警报控制。电动流量调节阀11可以独立显示并调节煤气流量、空气流量，电动切断阀12 可以巡回检测煤气压力及煤气风机吸口压力并进行控制，防回火装置13可以独立巡回检测各部位温度及循环统温度等进行警报控制。在本实施例中还设有专用强制通风设备和调压器等达到提高安全性的目的。另外，电动流量调节阀11、电动切断阀12和防回火装置13可根据实际情况进行位置和数量限定。
40.在上述实施例的基础上，本技术还设有地埋回液罐7以及在文氏塔3、旋流板器4、静电捕焦油器5和煤气风机6底部分别设有多个回收罐，用于油气回收。
41.本技术提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本技术总的构思下的几个示例，并不构成本技术保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本技术方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本技术的保护范围。