斯列普活化爐尾氣的余熱利用裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種斯列普活化爐尾氣的余熱利用裝置，所述余熱利用裝置包括沿所述尾氣在所述余熱利用裝置中的流動方向依次設置的焚燒爐、余熱鍋爐和引風機；所述焚燒爐通過煙氣管道連接至斯列普活化爐的尾氣出口，用于對來自所述斯列普活化爐的尾氣中的可燃物質進行燃燒；所述余熱鍋爐用于回收經所述焚燒爐燃燒后的尾氣中的熱量；所述引風機用于將所述斯列普活化爐的尾氣引入所述余熱利用裝置并最終排出。本實用新型通過尾氣中低品位的可燃氣體充分燃燒放熱、余熱鍋爐與省煤器梯次換熱等技術的集成應用，實現(xiàn)尾氣余熱的高效利用，同時凈化排空尾氣，實現(xiàn)環(huán)保生產。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于活性炭生產領域，特別涉及一種斯列普活化爐尾氣的余熱利用裝 置。 斯列普活化爐尾氣的余熱利用裝置

【背景技術】
[0002] 在煤質活性炭的生產過程中，活化是關鍵的工藝環(huán)節(jié)，采用水蒸汽做活化介質， 因此，水蒸汽的質量直接影響活性炭產品的性能指標。而斯列普活化爐的尾氣溫度在 250-350°C范圍內，其尾氣中的主要成分為水蒸汽，但還含有一定量的CO、H 2、CH4等可燃氣 體，及少量含S、含N的氧化物，然而由于可燃氣體含量低，難以達到連續(xù)燃燒，因此這些低 品位尾氣通常被直接排空，造成資源浪費和環(huán)境污染。
[0003] 中國專利申請CN200510070374. 1公開了一種活化爐尾氣再利用方法及其裝置， 從活化爐尾氣煙道引出一根煙管通到活化爐蓄熱室底部，同時將水蒸汽引入到該煙管內， 并從煙管端部引進蓄熱室，使煙管內形成負壓，將尾氣煙道內的部分尾氣吸入蓄熱室，使尾 氣中的熱量補充到蓄熱室中而不至于排入大氣造成浪費，將部分尾氣引入蓄熱室并隨水蒸 汽一起進入活化室為物料活化提供熱量，可以節(jié)約蒸汽用量，但此種方法使得爐壓過高、爐 況不穩(wěn)定。 實用新型內容
[0004] 本實用新型的目的在于提供一種斯列普活化爐尾氣的余熱利用裝置，以高效利用 斯列普活化爐尾氣中的顯熱和尾氣中含有的可燃氣體的燃燒熱，實現(xiàn)節(jié)能降耗，降低生產 成本。
[0005] 本實用新型提供的斯列普活化爐尾氣的余熱利用裝置采用以下技術方案：
[0006] -種斯列普活化爐尾氣的余熱利用裝置，所述余熱利用裝置包括沿所述尾氣在所 述余熱利用裝置中的流動方向依次設置的焚燒爐、余熱鍋爐和引風機；其中，
[0007] 所述焚燒爐通過煙氣管道連接至斯列普活化爐的尾氣出口，用于對來自所述斯列 普活化爐的尾氣中的可燃物質進行燃燒；
[0008] 所述余熱鍋爐用于回收經所述焚燒爐燃燒后的尾氣中的熱量；
[0009] 所述引風機用于將所述斯列普活化爐的尾氣引入所述余熱利用裝置并最終排出。
[0010] 根據(jù)本實用新型的余熱利用裝置，優(yōu)選地，所述余熱利用裝置還包括在線氣體分 析儀和配風調節(jié)器，所述在線氣體分析儀用于對流出所述余熱鍋爐的尾氣中的氧含量進行 監(jiān)測；所述配風調節(jié)器與所述在線氣體分析儀連鎖設置，用于根據(jù)所述在線氣體分析儀的 檢測結果調節(jié)所述焚燒爐的氧氣供應。當所述在線氣體分析儀檢測流出所述余熱鍋爐的尾 氣中的氧含量偏低時，所述配風調節(jié)器可以增加所述燃燒室的氧氣供應；當氧含量偏高時， 減少所述燃燒室的氧氣供應。關于具體的設定，需要根據(jù)所述尾氣的組成在考慮燃燒以及 熱效率等的基礎上進行研究確定。
[0011] 根據(jù)本實用新型的余熱利用裝置，優(yōu)選地，所述焚燒爐包括燃燒室和設置在所述 燃燒室內的燃燒器，所述燃燒器可以是本領域燃燒爐中常用的燃燒器，用于將尾氣與空氣 混合燃燒；所述燃燒室內填裝有蓄熱塊，所述蓄熱塊用于在尾氣燃燒時吸收熱量，當所述 燃燒室內的尾氣不再燃燒時，所述蓄熱塊釋放熱量以使所述燃燒內的溫度保持大體穩(wěn)定， 例如保持在所述尾氣中可燃氣體的燃點之上。進一步優(yōu)選地，所述蓄熱塊應該具有較大的 比表面積，以提高所述蓄熱塊的吸熱和放熱速率，例如所述蓄熱塊中設有貫通的孔道結構。 所述蓄熱體最好由耐火材料制成，本領域技術人員了解可以用于本實用新型的蓄熱體有多 種，比如由高鋁磚制成的蓄熱體。
[0012] 根據(jù)本實用新型的余熱利用裝置，優(yōu)選地，所述余熱鍋爐的頂部設有蒸汽過熱器， 用于使所述余熱鍋爐產生的飽和水蒸汽進一步過熱，以送入所述斯列普活化爐的蓄熱室。 所述蒸汽過熱器可以本領域已知的常規(guī)蒸汽過熱器，以進一步提高蒸汽溫度，滿足所述斯 列普活化爐之需。
[0013] 根據(jù)本實用新型的余熱利用裝置，優(yōu)選地，所述余熱利用裝置還包括省煤器，所述 省煤器設置在所述余熱鍋爐與引風機之間，用于進一步回收來自所述余熱鍋爐的尾氣中的 熱量以使所述余熱鍋爐的進水預熱。
[0014] 根據(jù)本實用新型的余熱利用裝置，優(yōu)選地，所述余熱利用裝置還進一步包括煙氣 閥和事故煙道，所述煙氣閥設置在所述煙氣管道與所述斯列普活化爐的尾氣出口連接處， 用于在所述引風機停止運行時切斷所述煙氣管道的進氣；所述事故煙道用于在所述煙氣管 道被切斷時，將所述斯列普活化爐的尾氣排空，以保護裝置安全。
[0015] 本實用新型包括將所述尾氣送入上述的余熱利用裝置，以便回收所述斯列普活化 爐所排尾氣中的熱量，包括顯熱和潛熱（即可燃氣體的燃燒放熱）。
[0016] 本實用新型尤其適用于大型的斯列普活化爐，其尾氣中可燃氣體含量少、溫度低、 不易燃燒，并且在所述斯列普活化爐中所生產的活性炭品種更換時，可燃氣體含量及溫度 可能會波動，根據(jù)本實用新型的優(yōu)選實施例，所述尾氣中可燃氣體含量為16. 98mol %? 19. 95mol%，溫度為 25(TC?35(TC。
[0017] 為了提高所述尾氣中可燃氣體的燃燒及熱利用效率，優(yōu)選地，將所述余熱鍋爐的 尾氣出口的氧含量控制在3mol%?6mol%，可以通過如下過程實現(xiàn)：當所述余熱鍋爐的 尾氣出口的氧含量低于3mol%時，增加所述燃燒室的氧氣供應，例如增加1%?1.5% ;當 所述余熱鍋爐的尾氣出口的氧含量高于6mol %時，減少所述燃燒室的氧氣供應，例如減 少1. 5 %?2 %。進一步優(yōu)選地，將所述余熱鍋爐的尾氣出口的氧含量控制在4mol %? 5mo 1 %。
[0018] 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型提供的尾氣回收裝置主要通過使尾氣中難燃的低品 位可燃氣體充分燃燒放熱、余熱鍋爐與省煤器梯次換熱等技術的集成應用，實現(xiàn)尾氣余熱 的高效利用，同時凈化排空尾氣，實現(xiàn)環(huán)保生產；另外，通過在線氣體分析儀監(jiān)測與配風調 節(jié)器形成連鎖控制，使尾氣中的可燃物經焚燒爐充分燃燒，熱量經余熱鍋爐得到充分利用； 此外，為防止因突發(fā)事故停電，導致焚燒爐回火，還設有煙氣閥和事故煙道，保證系統(tǒng)安全。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為本實用新型的斯列普活化爐尾氣的余熱利用裝置的一種實施方式的示意 圖。

【具體實施方式】
[0020] 以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細說明，但本實用新型并不僅限于 此。
[0021] 圖1示出了本實用新型的斯列普活化爐尾氣的余熱利用裝置的一種實施方式的 示意圖，其中，所述斯列普活化爐1用于對煤炭進行活化處理；所述余熱利用裝置用于回收 所述斯列普活化爐1所排尾氣中的熱量，所述余熱利用裝置包括沿所述尾氣在余熱利用裝 置中的流動方向依次設置的焚燒爐3、余熱鍋爐4和引風機6 ;其中，所述焚燒爐3通過煙氣 管道（圖中未標出）連接至所述斯列普活化爐1的尾氣出口（未示出），用于對來自所述斯 列普活化爐1的尾氣中的可燃物質進行燃燒，釋放出熱量以提高尾氣溫度。具體地，所述焚 燒爐3可以包括燃燒室（圖中未示出）和設置在所述燃燒室內的燃燒器（圖中未示出），所 述燃燒器用于將尾氣與空氣混合燃燒。另外，所述燃燒器還可以分別配備點火裝置、火焰檢 測裝置等。
[0022] 在一個優(yōu)選實施例中，所述燃燒室內填裝有蓄熱塊，所述蓄熱塊用于在尾氣燃燒 時吸收熱量，當所述燃燒室內的尾氣不再燃燒時，所述蓄熱塊釋放熱量以使所述燃燒內的 溫度保持大體穩(wěn)定，例如保持在所述尾氣中可燃氣體的燃點之上。進一步優(yōu)選地，所述蓄熱 塊應該具有較大的比表面積，以提高所述蓄熱塊的吸熱和放熱速率，例如所述蓄熱塊中設 有貫通的孔道結構。所述蓄熱體最好由耐火材料制成，本領域技術人員了解可以用于本實 用新型的蓄熱體有多種，比如由高鋁磚制成的蓄熱體。通過設置蓄熱塊，避免了燃燒室中火 焰熄滅后難以復燃（即使通過點火器）的問題。
[0023] 在所述焚燒爐3中燃燒升溫的尾氣進入所述余熱鍋爐4,通過余熱鍋爐4回收尾氣 中的熱量，降低尾氣溫度，并將產生的水蒸汽送回所述斯列普活化爐1的蓄熱室，以用于活 化反應。為了保證所述余熱鍋爐4安全運行，所述余熱鍋爐4還可設置相應的連鎖保護系 統(tǒng)，比如高低水位報警、超溫報警及連鎖、氣源壓力低時連鎖等。進一步優(yōu)選地，所述余熱鍋 爐4的頂部設有蒸汽過熱器11，用于將所述余熱鍋爐4中產生的一定壓力下的飽和水蒸汽 加熱成相應壓力下的過熱水蒸汽，以進一步提高蒸汽溫度，比如將在〇. 6MPa的工作壓力下 產生160°C左右的飽和水蒸汽升溫至190°C左右，并送入斯列普活化爐1中參與活化反應。
[0024] 在一個優(yōu)選的實施方式中，所述余熱利用裝置還包括在線氣體分析儀8和配風調 節(jié)器2,所述在線氣體分析儀8用于對流出所述余熱鍋爐4的尾氣中的氧含量進行監(jiān)測；所 述配風調節(jié)器2與所述在線氣體分析儀8連鎖設置，用于根據(jù)所述在線氣體分析儀8的檢 測結果為所述焚燒爐3中的燃燒反應提供適量氧氣。當所述在線氣體分析儀檢測流出所述 余熱鍋爐的尾氣中的氧含量偏低時，所述配風調節(jié)器可以增加所述燃燒室的氧氣供應；當 氧含量偏高時，減少所述燃燒室的氧氣供應。關于具體的設定，需要根據(jù)所述尾氣的組成在 考慮燃燒以及熱效率等的基礎上進行研究確定。
[0025] 例如，在所述尾氣中可燃氣體含量為16.98mol%?19.95mol%，溫度為250°C? 350°C時，為了提高所述尾氣中可燃氣體的燃燒及熱利用效率，將所述余熱鍋爐的尾氣出口 的氧含量控制在3mol%?6mol%，比如當所述余熱鍋爐的尾氣出口的氧含量低于3mol% 時，增加所述燃燒室的氧氣供應，例如增加1 %?1. 5%;當所述余熱鍋爐的尾氣出口的氧含 量高于6mol %時，減少所述燃燒室的氧氣供應，例如減少1. 5%?2%。進一步優(yōu)選地，將所 述余熱鍋爐的尾氣出口的氧含量控制在4mol%?5mol%。
[0026] 在一個優(yōu)選的實施方式中，所述余熱利用裝置還包括省煤器5,所述省煤器5設置 在所述余熱鍋爐4與引風機6之間，用于進一步回收來自所述余熱鍋爐4的尾氣中的熱量 以使所述余熱鍋爐4的進水預熱。具體地，來自鍋爐補水箱7的脫鹽水在進入所述余熱鍋 爐4前，首先送入所述省煤器5中與從所述余熱鍋爐4離開的尾氣進行熱交換而升溫，尾氣 的溫度進一步降低。
[0027] 所述引風機6用于將所述斯列普活化爐1的尾氣引入所述余熱利用裝置，然后經 所述引風機6最終排出（比如通過煙囪排出）。
[0028] 在一個優(yōu)選地實施方式中，所述余熱利用裝置還進一步包括煙氣閥10和事故煙 道9,所述煙氣閥10設置在連接所述焚燒爐3與所述斯列普活化爐1的煙氣管道上，用于在 所述引風機6停止運行時切斷所述煙氣管道的進氣，防止由于所述引風機6停止運行（比 如因突發(fā)事故停電），導致所述焚燒爐3回火，造成斯列普活化爐1爆炸；所述事故煙道用 于在所述煙氣管道被切斷時，將所述斯列普活化爐1的尾氣排出。比如所述事故煙道9的 兩端分別連接所述斯列普活化1的尾氣出口和煙?，并且在所述事故煙道上設有與所述煙 氣閥10連鎖的事故煙道閥門，所述事故煙道閥門在所述煙氣閥10切斷時打開，以便所述斯 列普活化爐1的尾氣可以直接通過煙囪排出，保障系統(tǒng)安全。
[0029] 實施例1
[0030] 以單爐產量3000噸、設有588個產品道的2臺斯列普活化爐為例，其尾氣溫度為 280?320°C，尾氣中可燃氣體（CO、H 2、CH4)含量約為17. 12mol%?18. 94mol%，所述尾 氣在設有蓄熱塊的焚燒爐中燃燒，在此過程中，通過在線氣體分析儀監(jiān)測尾氣氧含量，并與 配風調節(jié)器形成連鎖，從而將所述余熱鍋爐的尾氣出口的氧含量控制在3mol%?6mol%。 具體地，當所述余熱鍋爐的尾氣出口的氧含量低于3mol %時，增加所述燃燒室的氧氣供應 1.5% ;當所述余熱鍋爐的尾氣出口的氧含量高于6mol %時，減少所述燃燒室的氧氣供應 2%。
[0031] 這樣經過焚燒爐燃燒后的尾氣升溫至800-900°C，升溫后的尾氣進入余熱鍋爐，在 0. 6MPa的工作壓力下產生160°C左右的飽和水蒸汽，并在鍋筒頂部經過蒸汽過熱器，最終 輸出190°C的過熱水蒸汽，送入斯列普爐活化爐參與活化過程。離開余熱鍋爐的尾氣溫度降 至大約300°C，并進一步通入省煤器中；所述余熱鍋爐的進水在進入所述余熱鍋爐前，首先 送入所述省煤器中與通入所述省煤器的尾氣進行熱交換而升溫至50°C -80°C后，離開所述 省煤器的尾氣的溫度進一步降低至大約175°C，并最終經引風機排出。
[0032] 按照設計，生產線年運行時間約為8000h，按物價局現(xiàn)行蒸汽銷售價80元/t計算， 每小時可產生經濟效益800元，年經濟效益可達640萬元，年節(jié)約標煤達8600t，創(chuàng)造了經濟 效益。
【權利要求】
1. 一種斯列普活化爐尾氣的余熱利用裝置，所述余熱利用裝置包括沿所述尾氣在所述 余熱利用裝置中的流動方向依次設置的焚燒爐、余熱鍋爐和引風機；其中， 所述焚燒爐通過煙氣管道連接至斯列普活化爐的尾氣出口，用于對來自所述斯列普活 化爐的尾氣中的可燃物質進行燃燒； 所述余熱鍋爐用于回收經所述焚燒爐燃燒后的尾氣中的熱量； 所述引風機用于將所述斯列普活化爐的尾氣引入所述余熱利用裝置并最終排出。
2. 根據(jù)權利要求1所述的余熱利用裝置，其特征在于，所述余熱利用裝置還包括在線 氣體分析儀和配風調節(jié)器，所述在線氣體分析儀用于對流出所述余熱鍋爐的尾氣中的氧含 量進行監(jiān)測；所述配風調節(jié)器與所述在線氣體分析儀連鎖設置，用于根據(jù)所述在線氣體分 析儀的檢測結果調節(jié)所述焚燒爐的氧氣供應。
3. 根據(jù)權利要求2所述的余熱利用裝置，其特征在于，所述焚燒爐包括燃燒室和設置 在所述燃燒室內的燃燒器，所述燃燒器用于將所述尾氣與空氣混合燃燒，所述燃燒室內填 裝有蓄熱塊。
4. 根據(jù)權利要求3所述的余熱利用裝置，其特征在于，所述蓄熱塊中設有貫通的孔道 結構。
5. 根據(jù)權利要求1所述的余熱利用裝置，其特征在于，所述余熱鍋爐的頂部設有蒸汽 過熱器，用于使所述余熱鍋爐產生的飽和水蒸汽進一步過熱，以送入所述斯列普活化爐的 蓄熱室。
6. 根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的余熱利用裝置，其特征在于，所述余熱利用裝置 還包括省煤器，所述省煤器設置在所述余熱鍋爐與引風機之間，用于進一步回收來自所述 余熱鍋爐的尾氣中的熱量以使所述余熱鍋爐的進水預熱。
7. 根據(jù)權利要求6所述的余熱利用裝置，其特征在于，所述余熱利用裝置還進一步包 括煙氣閥和事故煙道，所述煙氣閥設置在所述煙氣管道與所述斯列普活化爐的尾氣出口連 接處，用于在所述引風機停止運行時切斷所述煙氣管道的進氣；所述事故煙道用于在所述 煙氣管道被切斷時，將所述斯列普活化爐的尾氣排空。
【文檔編號】C01B31/10GK203848699SQ201420243391
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權日:2014年5月13日
【發(fā)明者】唐曉舟, 霍煥儒, 康新園, 王儒堂, 馬紅梅, 張振武, 楊光明 申請人:神華集團有限責任公司, 神華寧夏煤業(yè)集團有限責任公司