一种炭黑尾气废热利用装置的制作方法

1.本实用新型涉及余热利用技术领域，具体涉及一种炭黑尾气废热利用装置。


背景技术：

2.炭黑生产过程主要分为反应裂解、急冷降温、袋滤收集等几个阶段，反应裂解阶段一般由煤气或天然气与助燃风(空气)燃烧提供约1800-2100℃的裂解反应温度，原料油经高温裂解反应、急冷水急速降温生成高温炭黑烟气，炭黑烟气包含炭黑粉尘、co、h2、h2s等物质。炭黑烟气进一步通过空气预热器、余热回收器、原料油余热器等多级换热器逐步降温至250℃-260℃进入袋滤器收集分离，其中炭黑粉尘通过滤袋过滤收集送入造粒包装后续工序，而分离出来的炭黑尾气则送往能源动力部门用作燃料生产蒸汽或发电之用。分离后的炭黑尾气温度约230-240℃，水份36％-40％，温度较高且水份含量较高，不宜直接输送，需进一步降低尾气温度及水份含量，一般要求温度降低至70℃以下，含水10％以内。
3.尾气换热器与开式凉水塔的组合可用于处理炭黑尾气，尾气换热器可选择列管式或管壳式，炭黑尾气和循环冷却水在尾气换热器中间接换热，循环冷却水从开式凉水塔底部水池进入循环水泵升压后进入尾气换热器，换热后再返回开式凉水塔上部，凉水塔顶部装有轴流风机，下降的高温水与上升空气对流换热降温后循环使用。该装置的缺点在于列管式或管壳式尾气换热器易结垢腐蚀，进而堵塞流道，影响换热效果，设备使用寿命短，两年左右即需更换新设备。同时因采用开式凉水塔循环冷却，循环水存在飘逸蒸发，水资源消耗量较大，即便是处于华北地区的冬季，凉水塔循环水泵仍需连续运行，废热资源未能有效回收利用。
4.喷淋式脱水塔、板式换热器与开式凉水塔的组合也可用于处理炭黑尾气，喷淋式脱水塔初次使用前在塔内注入一定液位的水，塔底设置喷淋循环水泵，喷淋水从喷淋式脱水塔底部进入喷淋循环水泵升压后进入板式换热器，与来自凉水塔的循环冷却水二次换热，降温后返回脱水塔顶部，从雾化喷头喷出，下降的喷淋水与上升的炭黑尾气直接接触换热，实现降温脱水目的。该装置的缺点在于喷淋式脱水塔初次投资较大，运行时电能源消耗较尾气换热器与开式凉水塔的组合更大，采用凉水塔循环水二次换热，同样存在水资源消耗量大的问题，废热资源也未能有效回收利用。


技术实现要素：

5.针对现有炭黑尾气降温脱水装置存在的水资源消耗大、废热资源未有效回收的技术问题，本实用新型提供一种炭黑尾气废热利用装置，在满足炭黑尾气降温脱水的同时，降低水资源的消耗，实现炭黑尾气废热资源综合利用。
6.本实用新型的技术方案如下：
7.一种炭黑尾气废热利用装置，包括脱水塔、凉水塔、板式换热器和供暖管网，
8.脱水塔设有炭黑尾气进口、炭黑尾气出口、喷淋水出口和喷淋水进口，喷淋水出口通过第一喷淋水管道与板式换热器连通，板式换热器通过第二喷淋水管道与喷淋水进口连
通；
9.凉水塔设有循环水进口和循环水出口，循环水出口通过第一循环水管道与板式换热器连通，板式换热器通过第二循环水管道与循环水进口连通，第二循环水管道上设有第一供暖水管道，第一供暖水管道的另一端与供暖管网连通，供暖管网还通过第二供暖水管道与第一循环水管道连通，第一循环水管道、第二循环水管道、第一供暖水管道和第二供暖水管道上均设有切断阀。
10.进一步的，第一喷淋水管道上设有喷淋水泵。
11.进一步的，第一循环水管道上设有循环水泵。
12.进一步的，第一供暖水管道上设有供暖水泵。
13.进一步的，脱水塔内设有雾化喷头，雾化喷头与喷淋水进口连通。
14.进一步的，脱水塔内设有塔板，塔板上放置有填料，用于提高换热效果。
15.本实用新型的有益效果在于：
16.本实用新型通过设置第一、第二循环水管道和第一、第二供暖水管道，得到一种可切换换热后高温水处理方式的炭黑尾气降温脱水装置，冬季供暖时可将喷淋水换热提取热量作为供暖水热源，以供暖水取代凉水塔循环水降温，引供暖管网低温回水进入板式换热器，与脱水塔喷淋水换热，升温后的供暖水再返回供暖管网，无需再行建设热电装置，减少碳排放及其他污染物排放，保护环境。
17.炭黑尾气温度约230-240℃，脱水塔喷淋水与炭黑尾气直接换热后水温约75℃，供暖水与脱水塔喷淋水换热后水温约55℃，瞬时热量50gj/h以上，炭黑尾气废热资源得到了有效利用，同时可创造可观的经济效益。投入供暖管网后同时切除凉水塔运行，减少了水资源消耗，实现资源综合利用。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为实施例1中炭黑尾气废热利用装置的结构示意图。
20.图中，1-脱水塔，2-凉水塔，3-板式换热器，4-供暖管网，5-第一喷淋水管道，6-喷淋水泵，7-第二喷淋水管道，8-第一循环水管道，9-循环水泵，10-第二循环水管道，11-第一供暖水管道，12-供暖水泵，13-第二供暖水管道，14-尾气加压风机。
具体实施方式
21.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
22.实施例1
23.一种炭黑尾气废热利用装置，包括脱水塔1、凉水塔2、板式换热器3和供暖管网4，
24.脱水塔1内设有塔板，塔板上放置有填料，脱水塔1设有炭黑尾气进口、炭黑尾气出口、喷淋水出口和喷淋水进口，脱水塔1内设有雾化喷头，雾化喷头与喷淋水进口连通，喷淋水出口通过第一喷淋水管道5与板式换热器3连通，第一喷淋水管道5上设有喷淋水泵6，板式换热器3通过第二喷淋水管道7与喷淋水进口连通；
25.凉水塔2设有循环水进口和循环水出口，循环水出口通过第一循环水管道8与板式换热器3连通，第一循环水管道8上设有循环水泵9，板式换热器3通过第二循环水管道10与循环水进口连通，第二循环水管道10上设有第一供暖水管道11，第一供暖水管道11上设有供暖水泵12，第一供暖水管道11的另一端与供暖管网4连通，供暖管网4还通过第二供暖水管道13与第一循环水管道8连通，第一循环水管道8、第二循环水管道10、第一供暖水管道11和第二供暖水管道13上均设有切断阀。
26.本炭黑尾气废热利用装置的工作原理为：
27.230-240℃的炭黑尾气通过尾气加压风机14经炭黑尾气进口由下部进入脱水塔1内，雾化喷头喷出的喷淋水与上升的炭黑尾气直接接触换热，实现炭黑尾气的降温脱水，处理后的炭黑尾气从脱水塔1顶部的炭黑尾气出口排出后送能源动力部门，换热后喷淋水温度约为75℃，经喷淋水泵6送至板式换热器3中进行换热，冷却后重新由第二喷淋水管道7进入脱水塔1。
28.非供暖时期，开启第一循环水管道8和第二循环水管道10上的切断阀，关闭第一供暖水管道11和第二供暖水管道13上的切断阀，以凉水塔2中的循环水与喷淋水在板式换热器3中间接换热，换热后的循环水由凉水塔2塔顶喷出，与空气进行温度交换，达到降低水温的效果，降温后的循环水再次经循环水泵9送至板式换热器3中换热。
29.供暖时期，开启第一供暖水管道11和第二供暖水管道13上的切断阀，关闭第一循环水管道8和第二循环水管道10上的切断阀，以供暖管网4的低温回水与喷淋水在板式换热器3中间接换热，换热后的供暖水温度约为55℃，瞬时热量可达50gj/h以上，通过第一供暖水管道11和供暖水泵12进入供暖管网4，实现炭黑尾气废热的利用。
30.尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本实用新型进行了详细描述，但本实用新型并不限于此。在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本实用新型的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本实用新型的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。