一种干熄焦的冷却装置、干熄炉及干熄焦系统

技术领域

本申请涉及干熄焦技术领域，特别是涉及一种干熄焦的冷却装置、干熄炉及干熄焦系统。

背景技术

目前随着节能环保要求的提高，对焦炭采用干熄焦冷却法逐渐受到焦化厂的青睐。所谓干熄焦冷却即将红热焦炭导入干熄炉，与循环气体进行热交换冷却焦炭，从干熄炉环形气道引出的最高可达1050℃循环气体经一次除尘器重力沉降除去粗粒焦粉或焦块后，进入干熄焦锅炉换热，温度降至155～175℃。由锅炉出来的低温循环气体，经二次除尘器进一步除去粒度更小的粉尘后，由循环风机加压送入干熄炉循环使用。在传统干熄焦工艺中，循环气体需要与锅炉内水分换热，使得循环气体得以降温，降温后的循环气体再经过除尘器除尘然后由循环风机加压送入干熄炉，对炉内红热焦炭进行降温，不仅结构复杂而且管路较长，导致换热效率并不高。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种干熄焦的冷却装置、干熄炉及干熄焦系统，以实现提高对红焦的冷却效率。具体技术方案如下：

本公开第一方面的实施例提出了一种干熄焦的冷却装置，包括：

冷却水流通通道和冷却水箱；其中，所述冷却水流通通道设置在干熄炉的预存室的侧壁中；所述冷却水流通通道包括进水口和出水口；所述进水口与所述冷却水箱通过进水管道连通；

所述冷却水箱中存放的冷却水通过所述进水管道和所述进水口，流入所述冷却水流通通道，在冷却水流通通道换热后通过所述出水口排出。

本公开实施例的第一方面提供了一种干熄焦的冷却装置，设于侧壁的冷却水流通通道是指预存室的侧壁内部具有中空的部分，该中空的部分即为供冷却水流通的通道，其中进水口设置于预存室的侧壁，且与冷却水流通通道的横截面呈一定夹角，比如可以垂直于冷却水流通通道的横截面，进水口的一端与冷却水流通通道连通，另一端与进水管连通。同理，出水口也设置于预存室的侧壁，且与冷却水流通通道的横截面呈一定夹角，比如可以垂直于冷却水流通通道的横截面，出水口的一端与冷却水流通通道连通，另一端用于排出换热后的冷却水。进水口和出水口均与冷却水流通通道连通，且进水口和出水口可以设置于同一横截面的位置，从而使得出水口排出的冷却水为充分换热后的冷却水。

通过冷却水流通通道内流动的冷却水对预存室内的红焦进行冷却即水冷，由于水的比热容较大，升高同样的温度能够吸收大量的热量，因而具有较好的冷却效果，能够提高对红焦的冷却效率，且水冷还具有静音效果好的优点。与传统干熄焦工艺中通过循环气体进行冷却即风冷的方式相比，冷却水直接对红焦进行换热，省去了循环气体先与锅炉内水分换热进行降温的步骤，也不需要其他的介质将热量从红热的焦炭传导至冷却水，能够减少中间换热过程中的热损失，因而换热效率更高，而且结构更加简单。

另外，根据本申请实施例的干熄焦的冷却装置，还可具有如下技术特征：

一些实施例中，所述干熄炉的预存室具有内墙和外墙；所述冷却水流通通道设置在内墙中。

一些实施例中，所述出水口连接有出水管道，所述进水管道上设有流量计和调节阀；和/或，所述出水管道上设有所述流量计和所述调节阀，所述流量计用于检测所述进水管道和/或所述出水管道内的流量，所述调节阀用于根据所述流量计检测到的流量调节冷却水的流量。

一些实施例中，所述进水管道上还设有第一截止阀；和/或，所述出水管道上还设有第二截止阀，所述第一截止阀用于关断所述进水管道，第二截止阀用于关断所述出水管道。

一些实施例中，形成所述冷却水流通通道的侧壁以及所述进水管道和所述出水管道的内壁均设有防腐耐高温涂层。

一些实施例中，所述干熄焦的冷却装置还包括冷水泵，所述冷水泵设在所述冷却水箱与所述进水口之间。

一些实施例中，所述冷却水流通通道为设置在所述预存室的侧壁内的密封空腔或水冷壁。

一些实施例中，所述干熄焦的冷却装置还包括与所述预存室连通的进气管道和出气管道，所述进气管道内流通有用于冷却红焦的气体，所述出气管道用于排出换热后的气体。

一些实施例中，所述干熄焦的冷却装置还包括：与所述进气管道和所述出气管道的另一端连通的干熄焦锅炉，以及设于所述干熄焦锅炉与所述干熄炉之间的循环风机，所述循环风机在靠近干熄炉的一端与换热器连通，所述干熄焦锅炉内的水与气体换热，以使气体降温，降温后的所述气体由所述循环风机加压，再经过换热器换热后输送至干熄炉内。

本申请实施例的第二方面提供了一种干熄炉，包括任一项所述的干熄焦的冷却装置，所述干熄炉的预存室的侧壁设置有冷却水流通通道；冷却水流通通道包括进水口和出水口；所述进水口与外部的冷却水箱通过进水管道连通；所述外部的冷却水箱中存放的冷却水通过所述进水管道和所述进水口，流入所述冷却水流通通道，在冷却水流通通道换热后通过所述出水口排出。

本申请实施例的第三方面提供了一种干熄焦系统，所述干熄焦系统包括由所述的干熄焦的冷却装置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为本申请实施例提供的干熄焦的冷却装置在一种实施例中的结构示意图，其中，调节阀位于进水管道；

图2为本申请实施例提供的干熄焦的冷却装置在第二种实施例中的结构示意图，其中，调节阀位于出水管道；

图3为本申请实施例提供的干熄焦的冷却装置在第三种实施例中的结构示意图，其中，调节阀位于进水管道；

图4为本申请实施例提供的干熄焦的冷却装置在第四种实施例中的结构示意图，其中，调节阀位于出水管道；

图5为本申请实施例提供的干熄炉的俯视图。

附图标记：

10-干熄炉；20-冷却水箱；11-预存室；12-炉顶；13-冷却室；110-侧壁；120-内墙；130-外墙；111-冷却水流通通道；112-进水口；113-出水口；21-进水管道；22-出水管道；211-流量计；212-调节阀；213-第一截止阀；216-第二截止阀；214-第一温度计；215-第一压力计；221-第二压力计；222-第二温度计；30-冷水泵；40-干熄焦锅炉；41-进气管道；42-出气管道；43-循环风机；44-换热器；45-第一除尘器；46-第二除尘器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向，例如旋转90度或者在其它方向，并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

为提高对干熄炉内红热的焦炭的冷却效率，如图1至图5所示，本公开第一方面的实施例提出了一种干熄焦的冷却装置，干熄焦的冷却装置包括冷却水流通通道111和冷却水箱20；其中，冷却水流通通道111设置在干熄炉10的预存室11的侧壁110中；冷却水流通通道111包括进水口112和出水口113；进水口112与冷却水箱20通过进水管道21连通；冷却水箱20中存放的冷却水通过进水管道21和进水口112，流入冷却水流通通道111，在冷却水流通通道111换热后通过出水口113排出。

本公开实施例的第一方面提供了一种干熄焦的冷却装置，设于侧壁110的冷却水流通通道111是指侧壁110内部具有中空的部分，该中空的部分即为供冷却水流通的通道，其中进水口112设置于预存室11的侧壁110，且与冷却水流通通道111的横截面呈一定夹角，比如可以垂直于冷却水流通通道111的横截面，进水口112的一端与冷却水流通通道111连通，另一端与进水管道21连通。同理，出水口113也设置于预存室11的侧壁110，且与冷却水流通通道111的横截面呈一定夹角，比如可以垂直于冷却水流通通道111的横截面，出水口113的一端与冷却水流通通道111连通，另一端用于排出换热后的冷却水。进水口112和出水口113均与冷却水流通通道111连通，且进水口112和出水口113可以设置于同一横截面的位置，从而使得出水口113排出的冷却水为充分换热后的冷却水。

红热的焦炭从干熄炉10的炉顶12引入预存室11内，通过冷却水流通通道111内流动的冷却水对预存室11内的红焦进行冷却即水冷，由于水的比热容较大，升高同样的温度能够吸收大量的热量，因而具有较好的冷却效果，能够提高对红焦的冷却效率，且水冷还具有静音效果好的优点。与传统干熄焦工艺中通过循环气体进行冷却即风冷的方式相比，冷却水直接对红焦进行换热，省去了循环气体先与锅炉内水分换热进行降温的步骤，也不需要其他的介质将热量从红热的焦炭传导至冷却水，能够减少中间换热过程中的热损失，因而换热效率更高，而且结构更加简单。

具体的，冷却水箱20可以为除盐水箱，冷却水可以为除盐水，除盐水是指利用各种水处理工艺，除去悬浮物、胶体和无机的阳离子、阴离子等水中杂质后，所得到的成品水。使用除盐水作为冷却水，可以降低冷却水流通通道111内或者进水管道21或者出水管道22产生水垢的概率，进而提高干熄焦的冷却装置的工作性能。

其中，冷却水与红焦换热可以产生大量的蒸汽，蒸汽可以供给汽轮机等装置使用，进而提高经济效率。具体的，冷却水流通通道111的面积可以根据实际需要的蒸汽量进行计算。

在本申请的一些实施例中，干熄炉10的预存室11具有内墙120和外墙130；冷却水流通通道111设置在内墙120中。

在本申请实施例中，预存室11的侧壁110包括内墙120和外墙130两部分，内墙120位于侧壁110靠近红热焦炭的一侧，外墙130砌在内墙120远离红热焦炭的一侧，外墙130与内墙120贴合形成侧壁110，将冷却水流通通道111设置在内墙120中，可以使冷却水流通通道111内的冷却水更靠近红热焦炭，进而使得冷却水与红热焦炭换热过程更快，进而提高红热焦炭的冷却效率。

在本申请的一些实施例中，出水口113连接有出水管道22，进水管道21上设有流量计211和调节阀212；和/或，出水管道22上设有流量计211和调节阀212，流量计211用于检测进水管道21和/或出水管道22内的流量，调节阀212用于根据流量计211检测到的流量值调节冷却水的流量。

在本申请实施例中，通过在出水口113连接出水管道22，可以根据需要将换热后的冷却水输送至指定的位置。

如图1所示，在本申请实施例的一种实施方式中，流量计211可以设于进水管道21，通过流量计211可以实时检测进水管道21内冷却水的流量数值，确保进水管道21内水流大小合适。在进水管道21上设有调节阀212，流量计211可以用于检测进水管道21内冷却水的流量，调节阀212用于根据流量计211检测到的流量调节冷却水的流量使得进水管道21内的流量值保持稳定。

如图2所示，在本申请实施例的另一种实施方式中，流量计211可以设于出水管道22，通过流量计211可以实时检测出水管道22内冷却水的流量数值，确保出水管道22内水流大小合适。在出水管道22上设有调节阀212，流量计211可以用于检测出水管道22内冷却水的流量，调节阀212用于根据流量计211检测到的流量调节冷却水的流量使得出水管道22的流量值保持稳定。

具体的，出水管道22的远离出水口113的一端可以根据实际需要连接不同的用水和/或用气装置，将换热过后的冷却水或者换热过程中产生的蒸汽进行回收利用。

在本申请的一些实施例中，进水管道21上还设有第一截止阀213；和/或，出水管道22上还设有第二截止阀216，第一截止阀213用于关断进水管道21，第二截止阀216用于关断出水管道22。

在本申请实施例中，如图2所示，在本申请实施例的一种实施方式中，在进水管道21上设有第一截止阀213，截止阀213是阻止介质流通的工具，可以根据实际需要，通过控制截止阀213，控制进水管道21内冷却水的通断。如图1所示，在本申请实施例的另一种实施方式中，出水管道22上设有截止阀216，同理的，可以根据实际需要，通过控制出水管道22处的第二截止阀216，进而控制出水管道22内的冷却水的通断。

在本申请的一些实施例中，进水管道21上还设有第一压力计215和第一温度计214，出水管道22上还设有第二压力计221和第二温度计222。

在本申请实施例中，进水管道21上可以设有第一压力计215，出水管道22上可以设有第二压力计221，压力计是测量流体压力的仪器，在干熄焦的冷却装置工作状态下，由于管道的承载能力有限，所以需要实时检测进水管道21和出水管道22的压力值，进而降低因管道内压力检测不及时从而引发的例如管道炸裂的危险的概率，压力计可以调节阀212。在进水管道21处设有第一温度计214，在出水管道22处设有第二温度计222，由于管道内的冷却水在干熄炉10内进行换热，所以需要在进水管道21和出水管道22处实时监测管道内的温度，进而监测红焦与冷却水的换热状态，使得熄焦过程安全进行。

进一步的，第一压力计215与第二压力计221的结构、种类及类型等可以相同。第一温度计214与第二温度计222的结构、种类及类型等可以相同。

在本申请的一些实施例中，形成冷却水流通通道111的侧壁以及进水管道21和出水管道22的内壁均设有防腐耐高温涂层。

在本申请实施例中，由于干熄炉10内的温度很高，预存室11内部最高可达1050℃，冷却室13上部温度最高可达850℃，冷却室13下部温度最高可达400℃。因此，在冷却水流通通道111的侧壁、进水管道21以及出水管道22的内壁均设有防腐耐高温涂层。在对红焦进行冷却的过程中，防腐高温涂层可以对冷却水流通通道111、进水管道21和出水管道22的内壁起到保护作用，减少高温的冷却水对冷却水流通通道111、进水管道21和出水管道22内壁的损坏，进而延长干熄焦的冷却装置的使用寿命。

在本申请的一些实施例中，干熄焦的冷却装置还包括冷水泵30，冷水泵30设在冷却水箱20与进水口112之间。

在本申请实施例中，冷水泵30设于冷却水箱20和进水口112之间能够为冷却水的流动提供动力，从而将冷却水箱20中的冷却水通过进水管道21快速输送至冷却水流通通道111内，加快冷却水的流动速度，进而增加冷却水对红焦的冷却效率。

在本申请的一些实施例中，冷却水流通通道111为设置在预存室11的侧壁110内的密封空腔或水冷壁。

在本申请实施例中，水冷壁由数排钢管组成，钢管内有流动的用于冷却的介质，水冷壁的作用是利用水冷壁内的介质吸收红热的焦炭的热量，降低预存室11的侧壁110的温度，能够在冷却焦炭的过程中保护干熄炉的炉墙，水冷壁的管壁为直接受热部，水冷壁的内部可以为流动的水或者气体与红焦换热，在本申请实施例中，水冷壁的内壁可以为流动的冷却水。具体的，水冷壁包括光管式水冷壁和膜式水冷壁，优选的，在本申请实施例中可以先选择膜式水冷壁，膜式水冷壁是由带鳍片的无缝钢管焊接而成的，水冷壁管之间用鳍片连接起来，使得水冷壁成为一个整体，这种结构可以强化水冷壁传，并大大降低炉墙的温度，且相比于其他类型的水冷壁，重量较轻、密封性能较好，将膜片式水冷壁应用于预存室11的侧壁110内，可以使降低冷却水泄露的概率，进而使得冷却水与红焦进行充分的换热，提高冷却水与红焦的换热效率。

如图4和图5所示，在本申请的一些实施例中，干熄焦的冷却装置还包括与预存室11连通的进气管道41和出气管道42，进气管道41内流通有用于冷却红焦的气体，出气管道42用于排出换热后的气体。

在本申请实施例中，循环气体可以从进气管道41进入预存室11内，循环气体与高温的红焦进行热量交换后，换热后的循环气体可以通过出气管道42排出预存室11，在冷却装置中增加循环气体对红焦进行冷却，可以在对红焦进行水冷的基础上进一步对红焦进行冷却，可以更快的使红焦的温度降低，进而提高干熄炉10内红焦的冷却效率。

在本申请的一些实施例中，干熄焦的冷却装置还包括：与进气管道41和出气管道42的另一端连通的干熄焦锅炉40，以及设于干熄焦锅炉40与干熄炉10之间的循环风机43，循环风机在靠近干熄炉10的一端与换热器44连通，干熄焦锅炉40内的水与气体换热，以使气体降温，降温后的气体由循环风机43加压，再经过换热器44换热后输送至干熄炉10内。

在本申请实施例中，干熄炉10内的循环气体经过与红热的焦炭进行换热后，携带大量的热量的高温循环气体经出气管道42进入干熄焦锅炉40中进行冷却，干熄焦锅炉40可以吸收循环气体内的热量，产生蒸汽，供汽轮机等使用。冷却后的循环气体经进气管道41重新进入干熄炉10对红热的焦炭进行冷却，将循环气体进行冷却可以使循环气体的温度降低，能够与红焦更好的换热，进而提高红焦的冷却效率。干熄炉10的出气管道42与循环风机43的进风口相连，循环气体经过循环风机43加压后进入干熄焦锅炉40，通过循环风机43为循环气体流向干熄炉10提供动力源，从而使得循环气体快速流入干熄炉10，从而使得循环气体循环进程加快，冷却后的循环气体能尽快进入干熄炉10内对红焦进行冷却，进而提高红焦的冷却效率。

其中，循环风机43可以设于靠近干熄焦锅炉40的一侧，加快循环气体从干熄焦锅炉的排出速度，使得循环气体在循环风机的作用下快速进入干熄炉10，减少循环气体流动过程中的热量损失，从而提高对红焦的冷却效率。

在本申请实施例中，进气管道41上设有换热器44，循环风机43与换热器44连通，经循环风机43加压后的气体进入换热器44中可以进行进一步冷却，从而使进入干熄炉10的循环气体温度更低，达到能够对红焦进行充分冷却的温度，进而提高干熄炉10的换热效率，进而对干熄炉10内的红焦起到更好的冷却效果。

本申请实施例的第二方面提供了一种干熄炉，干熄炉10的预存室11的侧壁设置有冷却水流通通道111；冷却水流通通道111包括进水口112和出水口113；进水口113与外部的冷却水箱20通过进水管道21连通；外部的冷却水箱20中存放的冷却水通过进水管道21和进水口112，流入冷却水流通通道111，在冷却水流通通道111换热后通过出水口113排出。

本申请实施例中，通过冷却水流通通道111内流动的冷却水对预存室11内的红焦进行冷却即水冷，由于水的比热容较大，升高同样的温度能够吸收大量的热量，因而具有较好的冷却效果，能够提高对红焦的冷却效率，且水冷还具有静音效果好的优点。与传统干熄焦工艺中通过循环气体进行冷却即风冷的方式相比，冷却水直接对红焦进行换热，省去了循环气体先与锅炉内水分换热进行降温的步骤，也不需要其他的介质将热量从红热的焦炭传导至冷却水，能够减少中间换热过程中的热损失，因而换热效率更高，而且结构更加简单。

本申请实施例的第三方面提供了一种干熄焦系统，干熄焦系统包括干熄焦的冷却装置。

在本申请实施例中，干熄焦系统还包括第一除尘器45和第二除尘器46，第一除尘器45位于干熄炉10与干熄焦锅炉40之间，第二除尘器46位于干熄焦锅炉40和循环风机43之间。第一除尘器45位于干熄炉10与干熄焦锅炉40之间，从出气管道42排出的循环气体经过第一除尘器45进行重力沉降去除粗粒焦粉或者焦块，对换热过后的循环气体起到第一次清洁，第二除尘器46位于干熄焦锅炉40和循环风机43之间，由干熄焦锅炉40排出来的经过冷却后的低温循环气体，通过第二除尘器46可以进一步除去粒度更小的粉尘，由循环风机43加压送入干熄炉10循环使用。使用第一除尘器45和第二除尘器46对循环气体进行除尘，可以使循环气体清洁，不容易堵塞管道。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围内。