本发明涉及煤焦化技术领域，特别是涉及一种干熄焦焦粉资源化处理装置及工艺。
背景技术：
干熄焦是利用惰性气体对炽热焦炭进行冷却的工艺。干熄焦系统主要由干熄炉、一次除尘器、干熄焦余热锅炉、二次除尘器、循环风机等设备及相关的管道组成。其中，一次除尘器利用惯性沉降原理，对经过干熄炉的高温循环气体进行除尘，可收集下循环气体中夹带的较大颗粒的焦粉，收集的焦粉温度与一次除尘器内的循环气体温度相同，均在800℃～1000℃之间，通常在焦粉排出一次除尘器时，在一次除尘器下方设置水冷式焦粉冷却装置，经冷却后的焦粉排出后由焦粉收集系统收集处理。
目前，按照现有工艺，干熄焦一次除尘器排出的焦粉在冷却过程中经常发生焦粉冷却装置损坏现象，导致冷却水泄漏、焦粉结块阻塞致使排焦粉不畅等故障，影响干熄焦生产的顺行，并给周边环境带来较大的影响。另外，收集的焦粉通常与二次除尘器收集的焦粉或其它除尘系统收集的粉尘混在一起作为固体废渣处理，不仅增加了焦化生产企业废渣处置的成本，而且焦粉也没有得到充分的资源化利用。
技术实现要素：
为克服现有技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种干熄焦焦粉资源化处理装置及工艺，通过改变对一次除尘器焦粉的处理方法，将干熄焦焦粉转化为高附加值的产品，变废为宝，提升干熄焦系统能源回收能力，同时降低焦化生产企业废渣处置的成本。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种干熄焦焦粉资源化处理装置，包括高温焦粉缓冲仓、焦粉活化单元、焦粉排出单元、水煤气燃烧单元和蒸汽加热单元，其特征在于，所述高温焦粉缓冲仓设置在一次除尘器下端，高温焦粉缓冲仓上部进料口与一次除尘器焦粉排出口相连，高温焦粉缓冲仓下部出料口与焦粉活化单元的进料口相连，焦粉活化单元的出料口与焦粉排出单元相连；所述蒸汽加热单元设置在一次除尘器的内壁、挡墙上或其它能够与循环气体充分接触的部位，蒸汽加热单元的进口接入水或饱和蒸汽或过热蒸汽，蒸汽加热单元的蒸汽出口与焦粉活化单元的蒸汽进口通过管道相连；所述水煤气燃烧单元进气口与焦粉活化单元出气口相连，水煤气燃烧单元废气出口接入一次除尘器。
所述高温焦粉缓冲仓的焦粉储存能力应大于一次除尘器单次集中排出的焦粉量，且不小于焦粉活化单元完成其内焦粉活化所需时间内一次除尘器排出的焦粉量。
所述高温焦粉缓冲仓壁设置保温隔热层。
所述焦粉活化单元内设置蒸汽分配器。
所述水煤气燃烧单元内设置助燃气体供气口及自动点火装置。
进一步，所述焦粉活化单元的蒸汽进口也可直接接入饱和或过热蒸汽，而不设置蒸汽加热单元。
进一步，所述蒸汽加热单元也可以是在一次除尘器内砌筑或铺设的专用蒸汽通道。
一种干熄焦焦粉资源化处理工艺，包括以下步骤：
1)按照干熄焦一次除尘器内焦粉的排出制度，将一次除尘器内的高温焦粉排入高温焦粉缓冲仓暂存，接到焦粉活化单元接收焦粉指令后，高温焦粉通过高温焦粉缓冲仓下部出料口排入焦粉活化单元；
2)外接水或饱和或过热蒸汽经蒸汽加热单元的进口进入蒸汽加热单元，在蒸汽加热单元内，水或蒸汽在一次除尘器内被高温循环气体进一步加热为为高温蒸汽后，由焦粉活化单元的蒸汽进口进入焦粉活化单元；
3)在焦粉活化单元，通过蒸汽分配器使高温蒸汽与高温焦粉直接接触，发生如下反应：
c h2o→co h2-131kj/mol
反应过程生成的co和h2通过焦粉活化单元出气口排出，经连接管道进入水煤气燃烧单元；
4)在水煤气燃烧单元内，co和h2与经过助燃气体供气口进入的助燃气体发生燃烧反应，产生废气和热量，废气携带燃烧热量通过废气出口进入一次除尘器；
5)携带大量燃烧热量进入一次除尘器的废气与一次除尘器内的循环气体混合后进入干熄焦锅炉，通过干熄焦锅炉对废气的热量进行回收；
6)在焦粉活化单元内，焦粉与高温蒸汽发生水煤气反应后，焦粉表面积因反应而增加，焦粉得以活化为活性焦粉，活性焦粉由焦粉活化单元出料口排入焦粉排出单元排出进行资源化利用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)通过采用该发明干熄焦焦粉资源化处理装置，可获得具有高比表面积的活性焦粉，活性焦粉可用于污水处理的吸附剂、干法烟气脱硫的吸附剂，变废为宝，将原本作为焦化生产过程废渣的干熄焦焦粉转化成了有效的高附加值的资源；
2)通过焦粉活化过程中产生的水煤气燃烧，可增加干熄焦循环气体的显热含量，提高干熄焦锅炉的产气率，提升干熄焦系统能源回收能力，提高干熄焦装置的经济效益，并具有积极的环境效益；
3)降低焦化生产企业废渣处置的成本。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图。
图中：1-一次除尘器2-干熄焦锅炉3-一次除尘器焦粉排出口4-高温焦粉缓冲仓5-焦粉活化单元6-焦粉排出单元7-水煤气燃烧单元8-蒸汽分配器9-蒸汽加热单元
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
见图1所示，本发明涉及的一种干熄焦焦粉资源化处理装置，包括高温焦粉缓冲仓4、焦粉活化单元5、焦粉排出单元6、水煤气燃烧单元7和蒸汽加热单元9，所述高温焦粉缓冲仓4设置在一次除尘器1的下端，高温焦粉缓冲仓4上部进料口与一次除尘器焦粉排出口3相连，高温焦粉缓冲仓4下部出料口与焦粉活化单元5的进料口相连，焦粉活化单元5的出料口与焦粉排出单元6相连；所述蒸汽加热单元9设置在一次除尘器1的内壁、挡墙上或其它能够与循环气体充分接触的部位，蒸汽加热单元9的进口接入水或饱和蒸汽或过热蒸汽，蒸汽加热单元9的蒸汽出口与焦粉活化单元5的蒸汽进口通过管道相连；所述水煤气燃烧单元7进气口与焦粉活化单元5出气口相连，水煤气燃烧单元7废气出口接入一次除尘器1。
所述高温焦粉缓冲仓4的焦粉储存能力应大于一次除尘器1单次集中排出的焦粉量，且不小于焦粉活化单元5完成其内焦粉活化所需时间内一次除尘器1排出的焦粉量。
所述高温焦粉缓冲仓4的仓壁设置保温隔热层。
所述焦粉活化单元5内设置蒸汽分配器8。
所述水煤气燃烧单元7内设置助燃气体供气口及自动点火装置。
进一步，所述焦粉活化单元5的蒸汽进口也可直接接入饱和或过热蒸汽，而不设置蒸汽加热单元9。
进一步，所述蒸汽加热单元9也可以是在一次除尘器1内砌筑或铺设的专用蒸汽通道。
一种干熄焦焦粉资源化处理工艺，包括以下步骤：
1)按照干熄焦一次除尘器1内焦粉的排出制度，将一次除尘器1内的高温焦粉排入高温焦粉缓冲仓4暂存，接到焦粉活化单元5接收焦粉指令后，高温焦粉通过高温焦粉缓冲仓4下部出料口排入焦粉活化单元5；
2)外接水或饱和或过热蒸汽经蒸汽加热单元9的进口进入蒸汽加热单元9，在蒸汽加热单元9内，水或蒸汽在一次除尘器1内被高温循环气体进一步加热为为高温蒸汽后，由焦粉活化单元5的蒸汽进口进入焦粉活化单元5；
3)在焦粉活化单元5，通过蒸汽分配器8使高温蒸汽与高温焦粉直接接触，发生如下反应：
c h2o→co h2-131kj/mol
反应过程生成的co和h2通过焦粉活化单元5出气口排出，经连接管道进入水煤气燃烧单元7；
4)在水煤气燃烧单元7内，co和h2与经过助燃气体供气口进入的助燃气体发生燃烧反应，产生废气和热量，废气携带燃烧热量通过废气出口进入一次除尘器1；
5)携带大量燃烧热量进入一次除尘器1的废气与一次除尘器1内的循环气体混合后进入干熄焦锅炉2，通过干熄焦锅炉2对废气的热量进行回收；
6)在焦粉活化单元5内，焦粉与高温蒸汽发生水煤气反应后，焦粉表面积因反应而增加，焦粉得以活化为活性焦粉，活性焦粉由焦粉活化单元5出料口排入焦粉排出单元6排出进行资源化利用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
1.一种干熄焦焦粉资源化处理装置，包括高温焦粉缓冲仓、焦粉活化单元、焦粉排出单元、水煤气燃烧单元和蒸汽加热单元，其特征在于，所述高温焦粉缓冲仓设置在一次除尘器下端，高温焦粉缓冲仓上部进料口与一次除尘器焦粉排出口相连，高温焦粉缓冲仓下部出料口与焦粉活化单元的进料口相连，焦粉活化单元的出料口与焦粉排出单元相连；所述蒸汽加热单元设置在一次除尘器的内壁、挡墙上，蒸汽加热单元的进口接入水或饱和蒸汽或过热蒸汽，蒸汽加热单元的蒸汽出口与焦粉活化单元的蒸汽进口通过管道相连；所述水煤气燃烧单元进气口与焦粉活化单元出气口相连，水煤气燃烧单元废气出口接入一次除尘器。
2.根据权利要求1所述的一种干熄焦焦粉资源化处理装置，其特征在于，所述高温焦粉缓冲仓的焦粉储存能力应大于一次除尘器单次集中排出的焦粉量，且不小于焦粉活化单元完成其内焦粉活化所需时间内一次除尘器排出的焦粉量。
3.根据权利要求1所述的一种干熄焦焦粉资源化处理装置，其特征在于，所述高温焦粉缓冲仓壁设置保温隔热层。
4.根据权利要求1所述的一种干熄焦焦粉资源化处理装置，其特征在于，所述焦粉活化单元内设置蒸汽分配器。
5.根据权利要求1所述的一种干熄焦焦粉资源化处理装置，其特征在于，所述水煤气燃烧单元内设置助燃气体供气口及自动点火装置。
6.根据权利要求1所述的一种干熄焦焦粉资源化处理装置，其特征在于，所述焦粉活化单元的蒸汽进口也可直接接入饱和或过热蒸汽，而不设置蒸汽加热单元。
7.根据权利要求1所述的一种干熄焦焦粉资源化处理装置，其特征在于，所述蒸汽加热单元也可以是在一次除尘器内砌筑或铺设的专用蒸汽通道。
8.实现权利要求1所述的一种干熄焦焦粉资源化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照干熄焦一次除尘器内焦粉的排出制度，将一次除尘器内的高温焦粉排入高温焦粉缓冲仓暂存，接到焦粉活化单元接收焦粉指令后，高温焦粉通过高温焦粉缓冲仓下部出料口排入焦粉活化单元；
2)外接水或饱和或过热蒸汽经蒸汽加热单元的进口进入蒸汽加热单元，在蒸汽加热单元内，水或蒸汽在一次除尘器内被高温循环气体进一步加热为为高温蒸汽后，由焦粉活化单元的蒸汽进口进入焦粉活化单元；
3)在焦粉活化单元，通过蒸汽分配器使高温蒸汽与高温焦粉直接接触，发生如下反应：
c h2o→co h2-131kj/mol
反应过程生成的co和h2通过焦粉活化单元出气口排出，经连接管道进入水煤气燃烧单元；
4)在水煤气燃烧单元内，co和h2与经过助燃气体供气口进入的助燃气体发生燃烧反应，产生废气和热量，废气携带燃烧热量通过废气出口进入一次除尘器；
5)携带大量燃烧热量进入一次除尘器的废气与一次除尘器内的循环气体混合后进入干熄焦锅炉，通过干熄焦锅炉对废气的热量进行回收；
6)在焦粉活化单元内，焦粉与高温蒸汽发生水煤气反应后，焦粉表面积因反应而增加，焦粉得以活化为活性焦粉，活性焦粉由焦粉活化单元出料口排入焦粉排出单元排出进行资源化利用。
技术总结