高晋庭

（吕梁市能源局，山西 吕梁 033000）

引言

煤焦化又称煤炭高温干馏，主要是以煤作为原料，在隔绝空气条件下，加热到950 ℃左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其他化工产品的一种煤转化工艺。焦炭的主要用途是炼铁，少量用做化工原料制造电石、电极等，在煤焦化的过程中会产生较大的烟气，烟气是气体和烟尘的混合物[1-2]。在进行烟气处理时，由于混合物内部存大量热量，直接排放会造成资源浪费，同时由于混合物存在较多的杂质，直接排放会对环境造成较为严重的污染，所以将烟气热量进行回收再利用成为了时下热门课题，此前众多学者对其研究主要集中在余热回收工艺[3-4]，较少对热量回收装置进行研究，本文基于实际需要，设计了一种煤焦烟气余热回收节能利用装置，为企业降本增效提供一定的参考。

1 装置的总体结构

装置包括烟气处理箱，烟气处理箱的内部上端表面设置有进气口，烟气处理箱的内部右侧表面固定连接有底块，上端固定安装有放置仓。在放置仓的内部左侧上端表面设置有过滤网，内部左侧下端表面设置有活性炭吸附层，过滤网和活性炭吸附层的左侧表面固定连接有把手，且连接处设置有密封垫。同时烟气处理箱的内部侧边底端固定安装有漏斗，漏斗的末端固定连接有连接管。

在装置烟气处理箱的右侧设置有收集箱，收集箱连接管穿过收集箱的侧壁，收集箱的内部底端表面固定安装有加热水箱。右侧上端表面固定连接有进水管，进水管的末端穿进加热水箱内部，同时在进水管的内部设置第二控制阀门。加热水箱的内部设置有弯管，弯管的左侧末端与连接管的右侧末端固定连接，加热水箱的右侧底部表面固定连接有出水管，出水管的末端穿过收集箱的右侧壁，出水管的内部设置有第一控制阀门。在加热水箱的上端右侧固定安装有热量吸收储存箱，将弯管的末端与热量吸收储存箱的动能输入端进行连接，热量吸收储存箱动能输出端固定连接有出气管，内部设置有第三控制阀门。煤焦烟气余热回收节能利用装置整体的结构示意简图，如图1所示。

图1 煤焦烟气余热回收节能利用装置结构图

2 装置的设计方案

烟气处理箱1 的内部上端表面设置有进气口3，利用进气口3 把煤焦烟气给注入到烟气处理箱1 的内部，烟气处理箱1 的内部右侧表面固定连接有底块4，底块4 的上端固定安装有放置仓2，利用底块4给放置仓2 进行支撑。放置仓内部的结构示意，如图2 所示。

图2 放置仓内部的结构示意图

放置仓2 的内部左侧上端表面设置有过滤网18，放置仓2 的内部左侧下端表面设置有活性炭吸附层16，煤焦烟气先通过过滤网18，利用过滤网18 给煤焦烟气内部较大的颗粒物进行过滤，但是煤焦烟气内部还含有一些小的颗粒物，这时候在通过活性炭吸附层16，把煤焦烟气内部较小颗粒和其他物质进行吸附，防止后续排放煤焦烟气内部物质会污染空气。同时过滤网18 和活性炭吸附层16 的左侧表面固定连接有把手17，抽动把手17，就能把过滤网18 和活性炭吸附层16 给抽出，方便后续的更换，过滤网18与放置仓2 连接处设置有密封垫19，同时活性炭吸附层16 与放置仓2 连接处设置有密封垫19，设置密封垫19 保证这整个放置仓2 的密封性，防止烟气处理箱1 内部未处理的气体流出造成空气的污染。

烟气处理箱1 的右侧设置有收集箱15，且连接管6 穿过收集箱15 的侧壁，收集箱15 的内部底端表面固定安装有加热水箱9，加热水箱结构示意图，如图3 所示。收集箱15 的右侧上端表面固定连接有进水管10，且进水管10 的末端穿进加热水箱9 内部，进水管10 的内部设置有第二控制阀门11，打开第二控制阀门11，通过进水管10 给加热水箱9 的内部注水，加热水箱9 的内部设置有弯管20，且弯管20 的左侧末端与连接管6 的右侧末端固定连接，过滤完的热气通过连接管6 进入到弯管20 中，然后再给加热水箱9 内部的水进行加热，从而使热传递到水中。

图3 加热水箱结构示意图

加热水箱9 的右侧底部表面固定连接有出水管8，且出水管8 的末端穿过收集箱15 的右侧壁，出水管8 的内部设置有第一控制阀门7，打开第一控制阀门7 可以把加热水箱9 内部加热好的水给排出收集，方便简洁。加热水箱9 的上端右侧固定安装有热量吸收储存箱14，且弯管20 的末端与热量吸收储存箱14的动能输入端，通过热烟气对水进行加热，水的沸点是100 ℃，所以热烟气的温度只能降到100 ℃，如果直接排放出去就会产生热能的浪费，100 ℃的热烟气会进入到热量吸收储存箱14 中，通过热量吸收储存箱14 的作用把剩下的温度给吸收起来，热量吸收储存箱14 动能输出端固定连接有出气管13，出气管13的内部设置有第三控制阀门12，然后再打开第三控制阀门12。把热量吸收完和过滤完的煤焦烟气通过出气管13 排出，保证热量的利用率，也能防止对空气的污染。

3 装置的优点

本文设计的煤焦烟气余热回收节能利用装置不仅能在烟气处理时减少混合物内部热力资源浪费的问题，还能降低混合物内部杂质排放对环境的污染。该装置的独特过滤网和活性炭吸附层除能过滤掉烟气中较大的颗粒物之外，还能将烟气中的小颗粒物和其他附着物进行吸附，防止后续排放煤焦烟气内部物质再次污染空气。另外该装置可将烟气中含有的热量通过吸收储存箱进行转化吸收，实现了废弃能源再利用，达到节能环保的目的。

4 结语

节能是在应用技术上现实可靠、经济上可行合理、环境和社会都可以接受的方法，有效地利用能源，提高用能设备或工艺的能量利用效率。节能渗透在生产生活的方方面面，其中煤焦烟气余热回收利用就是节能非常重要的一部分。我国煤焦烟气余热资源丰富，但余热回收利用效率低下，其中尤以中、低温烟气余热利用节能潜力巨大。本文所设计的装置，其应用能起到节能、减排、增效的作用，有助于煤焦生产企业能源利用效率及其经济效益的提升，可为企业实现节能减排效益作出贡献。