[发明专利]具有气液两相分布器的熄焦炉的熄焦方法

说明书

本发明涉及一种气液两相分布熄焦的熄焦方法，特别是一种在熄焦内设置有气液两相分布器及应用该分布器分布熄焦的熄焦炉的熄焦方法，属于干熄焦和湿熄焦方法相结合的熄焦方法。 

技术背景

现有熄焦方法主要有干法熄焦和湿法熄焦两种，干法熄焦方法是在密闭容器中，由循环气体与红热焦炭发生吸热反应或者是发生热量传递，使焦炭温度降低。气体吸收热量后通过废热锅炉回收热量，实现余热回收和节能。因为干熄焦是在密闭系统中进行，故可对熄焦过程中排放的粉尘等污染物进行回收处理，符合环保要求。干熄焦主要是以氮气为循环气，因此需配套制N₂设备，且其结构复杂，设备成本高，投资大，很多独立焦化厂无法有效使用。而使用焦炉煤气干熄焦尽管不需要空分设备，但仍需高能耗煤气风机输送（或循环）热载气体焦炉煤气，且存在易燃、易爆重大安全隐患。湿法熄焦方法直接用大量的水与红热焦炭接触，红热焦炭由骤冷，由于产生较大温差及温差引起的收缩应力，导致焦炭裂纹增多，强度降低，使得焦炭质量降低，水蒸气携带粉尘等有毒有害物质散发到空气中，污染环境，且消耗大量的水。 

US 4437936，美国专利公开了“process for utilizing waste heat and for obtaining water gas during the cooling of incandescent coke”。该装置由前置室、冷却室、骤冷室、排料室构成；采用在骤冷室中喷入冷却水水雾冷却中温焦炭，焦炭在冷却的过程中释放出大量热量，使冷却水汽化成水蒸气，部分水蒸气上升，在水蒸气上升的过程中，与红热焦炭发生水煤气反应，生成合成气。合成气与水蒸气以及其他一些粉尘由前置室上的高温气化气出口导出，通过废热锅炉回收热量，部分初步冷却的合成气与水蒸气混合物回流到熄焦装置的冷却室继续冷却焦炭，部分混合物经过节流阀与冷却水直接接触进行进一步冷却，而冷却水直接进入熄焦装置进行喷洒熄焦，合成气引出外用。而下降的部分水蒸气通过鼓风机抽取、旋风分离器除尘，最后引入骤冷室继续反应。此发明使干熄焦与湿熄焦结合，简化了设备，且减少了对环境的污染。该专利熄焦装置中未设置有气体分布器，造成熄焦介质水蒸气与水煤气（CO+H₂）混合气通过焦炭时气体分布不均匀，气流分布形成明显的偏析，产生“死角”—高阻力区气体稀薄流场区，从而使得进入冷却水熄焦阶段的部分焦炭温度过高，影响焦炭冷却效果。另外，喷雾装置设置在骤冷室的上部两侧，同样会造成焦炭冷却不均匀。 

CN 101705101 A，公开了“一种熄焦并带副产合成气及水蒸气的装置及其工艺”。该装置是一种带水夹套的不锈钢装置，红热焦炭在装置内部下落的过程中，把水夹套中的水加热并产生水蒸气，然后把产生的水蒸气引入熄焦装置内与红热焦炭发生水煤气反应，生成合成气。采用水间接冷却焦炭的方法产生水蒸气，可得到水蒸气但增加了焦炭的冷却时间，即焦炭冷却效率低，且水蒸气的温度不够高，熄焦时，水蒸气先升温，并发生气化反应，降低了合成气的产率；由于采用冷却水与焦炭间接接触进行传热，故最后熄焦装置中心位置的焦炭温度比较高，无法完成熄焦且未回收这部分焦炭的热量。 

CN 101705101 A，公开了“一种焦炭冷却装置及方法”。该装置由预存段、气化冷却段、过渡段、物理冷却段、排料段组成。采用水蒸气和焦炉煤气冷却焦炭的方法，水蒸气由冷却气化剂分布器均匀的分布在整个气化冷却段区域，通过气化冷却段与红热焦炭发生气化反应，生成合成气，利用该反应为吸热反应而使焦炭温度降低；焦炉煤气由冷却剂分布器分布在整个物理冷却段，利用焦炉煤气与焦炭进行物理换热吸收焦炭显热。该法有效地控制了装置内焦炭的温度，并且具有干熄焦的优点，设备也较简单。焦炉煤气干熄焦尽管不需要空分设备，但仍需高能耗煤气风机输送（或循环）热载气体焦炉煤气，且存在易燃、易爆重大安全隐患；在物理冷却段，由焦炉煤气吸收焦炭显热后温度不够高，故焦炉煤气中的热量利用困难或利用率较低，且出口焦炭温度较高，热量回收不完全。