CN103292303A - 一种斯列普活化炉尾气中水蒸汽潜热回收系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种将斯列普炉尾气中水蒸汽潜热回收再利用的系统及方法。所述的斯列普活化炉(1)与烟道(2)相连，烟道(2)内布置热管换热器(3)，所述的汽水混合加热器(6)与烟道(2)相连，汽水混合加热器(6)内底部布置配风道(7)，上部布置冷水雾化喷嘴(16)，汽水混合加热器(6)顶与补水器(17)相连，补水器(17)与汽水混合加热器(6)间有第二水位自控(8)，汽水混合加热器(6)侧面依次经过滤器(5)、水泵(15)与热管换热器(3)的冷却段连接，热管换热器(3)冷却段连接闪蒸塔(14)，水泵(15)与闪蒸塔(14)间有第一水位自控(4)，闪蒸塔内部有热水雾化喷嘴(13)，闪蒸塔上部安装喷射泵(10)，喷射泵上安装压力自控(11)。此系统具有余热利用效率高、自动化程度高的特点，系统可靠性高，操作维护简便。

Description

一种斯列普活化炉尾气中水蒸汽潜热回收系统及方法

技术领域

本发明涉及尾气中含有低品位水蒸汽的余热利用，尤其是涉及斯列普活化炉尾气中水蒸汽潜热的余热回收利用和尾气净化领域。

背景技术

在利用斯列普炉生产活性炭过程中，煤在高温下发生反应，产生气体、液体和固体产物。通过斯列普活化炉排出的尾中包含水蒸汽、CO₂、CO、N₂、O₂、SO₂及粉尘。其中热值在400Kcal/Nm³左右的低浓度可燃气体和固体可燃物余热，采用特殊设备可进行补燃、焚烧利用。另外，尾气中水蒸汽的体积份额一般在50％左右，含有大量潜热，但尾气中含有粉尘、SO₂，并且水蒸汽温度较低，因此水蒸汽余热很难利用。目前水蒸汽余热利用的方法是采用蒸汽喷射泵将尾气直接引入斯列普活化炉。这种方法对活化炉系统的热平衡、物料平衡及活化反应都带来一定影响，最终尾气仍直接排入大气，不能充分回收尾气显热及水蒸汽潜热，造成了能源浪费。

发明内容

为克服现有技术之不足，充分利用斯列普炉尾气中水蒸汽的潜热及尾气显热，创造性地将闪蒸塔、喷射泵、汽水混合加热器等设备，运用到斯列普活化炉低品位尾气余热利用上，实现了斯列普炉尾气中水蒸汽潜热充分回收利用。系统不影响活化工艺，并实现尾气净化的目的。

本发明采用的技术方案是：一种斯列普活化炉尾气中水蒸汽潜热回收系统，包括热管换热器、水位自控、过滤器、汽水混合加热器、配风道、喷射泵、压力自控、热水雾化喷嘴、闪蒸塔、水泵、热管换热器、冷水雾化喷嘴、补水器等。烟道内布置热管换热器，汽水混合加热器与烟道相连，汽水混合加热器内底部布置配风道，顶部布置冷水雾化喷嘴，冷水雾化喷嘴连接补水器，补水器与汽水混合加热器间有第二水位自控，汽水混合加热器与热管换热器冷却段间有过滤器，水泵，热管换热器上部连接闪蒸塔，闪蒸塔通过第一水位自控与水泵相连，闪蒸塔底连接汽水混合加热器，闪蒸塔上部安装喷射泵，喷射泵带有压力自控。

本发明的有益效果是：从活化炉出来，含水蒸气50％的低温尾气，经热管换热器初步吸收部分显热后，从汽水混合加热器底部进入汽水混合加热器，与汽水混合加热器顶部喷淋的雾化水进行热质交热，将水蒸汽潜热充分吸收，并进一步吸收尾气显热，尾气经雾化喷淋，灰尘及SO₂得到净化后排入大气。汽水混合加热器顶部雾化水来自闪蒸塔底部出来的温度降低的水及补水器供给的补水，补水器供给汽水混合加热器的补水量由第二水位自控调节，雾化水与尾气热质交换吸收水蒸汽潜热及尾气显热后，与尾气中冷凝的水蒸气一起经过滤器、水泵进入热管换热器，进入热管换热器的流量由第一水位自控调节，在热管换热器内进一步加热成为100℃热水，100℃热水进入闪蒸塔，闪蒸塔内压力由喷射泵控制在0.8bar，过热的100℃热水进入闪蒸塔后闪蒸，闪蒸出的蒸汽通过引射泵引出，生成的高品位的水蒸汽可返回活性炭生产线，也可用于蒸汽轮机，闪蒸塔内温度降低后的排水经水泵返回汽水混合加热器顶部后重新循环。通过这些技术的实施，在保证活性炭生产工艺的条件下，实现了尾气中低品位水蒸气充分回收利用，同时又降低了污染排放，系统可靠性高，操作维护简便。

附图说明

附图是斯列普活化炉尾气中水蒸汽潜热余热回收利用系统示意图。

图中：1、斯列普活化炉，2、烟道，3、热管换热器，4、第一水位自控，5、过滤器，6、汽水混合加热器，7、配风道，8、第二水位自控，9、输出蒸汽，10、喷射泵，11、压力自控，12、蒸汽，13、热水雾化喷嘴，14、闪蒸塔，15、水泵，16、冷水雾化喷嘴，17、补水器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

斯列普活化炉1的尾气烟道2内安装热管换热器3，尾气经热管换热器3换热后，从底部进入汽水混合加热器6，并在里面与从上部喷淋的雾化水进行热质交换，尾气中的水蒸汽与雾化水换热后释放出潜热生成冷凝水，经热质交热后尾气中只含N₂、CO₂等不溶气体，从汽水混合加热器6顶部排入大气，在汽水混合加热器6底部设置过滤和排污，将沉降的灰尘及酸性物质过滤及除掉。雾化水来自补水器17的常温水和闪蒸塔14底部的排水。补水量由水位自控8自动调节。雾化水与尾气热质交换后，与冷凝水一起经过滤器5流入热管换热器3的冷却段进一步加热，在此生成的100℃热水进入闪蒸塔14顶部的热水雾化喷嘴13，闪蒸室内压力由喷射泵10控制在低于大气压下，0.8bar左右，100℃过热水经雾化喷嘴雾化后喷入闪蒸塔14进行闪蒸，闪蒸得到的蒸汽经喷射泵10引射，喷射泵的工作流体来自锅炉蒸汽，得到的水蒸汽进入活性炭生产线、汽轮机发电等。热水工质自身温度降低，这部分温度降低的排水进入汽水混合加热器6，最终与补水再次被加热至100℃，送入闪蒸塔内闪蒸。闪蒸率可依据质量、能量守恒关系得到。

经试验表明，采用该余热利用系统后，尾气中水蒸汽潜热得到充分回收利用，最终排入空气中的尾气得到洁净，尾气排放达到国家标准要求。生成的蒸汽的可返回到活性炭生产线，也可应用到汽轮机发电等。实现了节能减排。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种斯列普活化炉尾气中水蒸汽潜热回收系统，其特征在于包括：斯列普活化炉(1)、烟道(2)、热管换热器(3)、第一水位自控(4)、过滤器(5)、汽水混合加热器(6)、配风道(7)、第二水位自控(8)、喷射泵(10)、压力自控(11)、热水雾化喷嘴(13)、闪蒸塔(14)、水泵(15)、冷水雾化喷嘴(16)、补水器(17)，所述的斯列普活化炉(1)与烟道(2)相连，烟道(2)内布置热管换热器(3)，所述的汽水混合加热器(6)与烟道(2)相连，汽水混合加热器(6)通过第二水位自控(8)与补水器(17)相连，汽水混合加热器(6)内底部布置配风道(7)，上部冷水雾化喷嘴(16)与补水器(17)相连，下部侧面依次经过滤器(5)、水泵(15)与热管换热器(3)的冷却段连接，水泵(15)与闪蒸塔(14)之间有第一水位自控(4)，热管换热器(3)的冷却段连接闪蒸塔(14)内部热水雾化喷嘴(13)，闪蒸塔上部安装喷射泵(10)，喷射泵上安装压力自控(11)；所述热管换热器(3)吸收尾气部分显热，汽水混合加热器(6)充分吸收尾气中的水蒸汽潜热及尾气显热，闪蒸塔(14)内压力由喷射泵(10)控制，过热水在闪蒸塔(14)内气化，经喷射泵(10)引射出来进行利用，尾气经过汽水混合加热器(6)除去灰尘。

2.根据权利要求1所述的一种斯列普活化炉尾气中水蒸汽潜热回收系统，其特征在于：闪蒸塔(14)内上部布置阵列分布的热水雾化喷嘴(13)，下部有排水口。

3.根据权利要求1所述的一种斯列普活化炉尾气中水蒸汽潜热回收系统，其特征在于：尾气中水蒸汽潜热通过汽水混合加热器(6)顶部喷淋的雾化水吸收，汽水混合加热器(6)下部安装配风道(7)，上部布置冷水雾化喷嘴(16)。

4.根据权利要求1所述的一种斯列普活化炉尾气中水蒸汽潜热回收系统，其特征在于：汽水混合加热器(6)下部安装过滤排污装置并进行防腐处理。

5.根据权利要求1所述的一种斯列普活化炉尾气中水蒸汽潜热回收系统，其特征在于：闪蒸塔(14)内有热水雾化喷嘴(13)，内部压力由喷射泵(10)控制在0.8bar。

6.一种利用权利要求1-4之一的尾气中水蒸汽潜热回收方法，其特征在于：水蒸汽体积含量50％的尾气，先经热管换热器(3)换热，再从汽水混合加热器(6)底部进入汽水混合加热器进行热质交热，剩余不溶气体排入大气；来自补水器(17)的常温水、闪蒸塔(14)闪蒸后温度降低后的水，在汽水混合加热器(6)中与尾气进行热质交换，后与尾气中冷凝的水蒸气一起依次经过滤器(5)、水泵(15)进入热管换热器(3)加热，生成的100℃热水，进入内部压力为0.8bar的闪蒸塔(14)，闪蒸的蒸汽经喷射泵(10)引射供给活性炭生产线，闪蒸后温度降低的水进入汽水混合加热器(6)重复循环。

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