1.本实用新型涉及焦化技术领域，尤其涉及一种一次除尘一体化的干熄焦余热利用系统。
背景技术：
2.干法熄焦是钢铁工业重大的节能环保技术，是替代湿法熄焦的熄焦技术。其基本原理是利用惰性气体(或废烟气)作为循环气体，在干熄炉中与炽热焦炭换热，将焦炭的温度从1000℃冷却到250℃以下，达到熄焦的目的。吸收了焦炭热量的循环气体将热量传给废热锅炉，以产生中压(或高压)蒸汽，冷却后的惰性气体再由循环风机鼓入干熄炉。干法熄焦技术能够提高焦炭的质量，避免湿法熄焦对环境的污染和回收红焦显热，可起到节能与环保的双重作用。
3.如图1所示为现有的干熄焦余热回收系统示意图，干熄焦余热回收系统包括依次连接的干熄炉101、一次除尘器102、余热锅炉103、二次除尘器104、循环风机105和副省煤器106。
4.现有的一次除尘器102为重力沉降室，包括重力挡墙(或无)以及灰斗，来自干熄炉1的循环气体在一次除尘器102经重力挡墙阻挡(或只经重力沉降)由于速度降低而使夹杂在循环气体内的焦粉依靠重力作用下落到灰斗。
5.一级除尘器102采用惯性分离技术或者重力挡墙，该系统普遍存在设备庞大，占地广，分离效率低下，余热锅炉103受热面磨损严重等诸多问题。
技术实现要素：
6.为了解决上述问题，本实用新型提出一种一次除尘一体化的干熄焦余热利用系统，其中水冷旋风分离器作为一种分离装置可以高效分离循环烟气的焦粉，有效保护余热锅炉的受热面；同时作为一种冷却装置可以降低余热锅炉进口的烟气温度，对分离器内的炉墙材料进行保护；还可以作为锅炉蒸发受热面的一部分，减少余热锅炉内布置蒸发受热面积。
7.本实用新型的一次除尘一体化的干熄焦余热利用系统，包括干熄炉、一次除尘器以及余热锅炉，所述一次除尘器设置在所述干熄炉的出风口与所述余热锅炉的进风口之间，用于将所述干熄炉输出的携带焦粉的高温循环气体与焦粉进行分离，并将分离后的高温循环气体输入所述余热锅炉；
8.所述一次除尘器设置为水冷旋风分离器，所述水冷旋风分离器包括膜式水冷管排本体、进烟气口、出烟气口以及出粉口，所述膜式水冷管排本体的上半部分为圆筒形状、下半部分为漏斗形状，所述进烟气口设置在所述膜式水冷管排本体的顶部侧面，所述出烟气口设置在所述膜式水冷管排本体的顶部中央，所述出粉口设置在所述膜式水冷管排本体的底部；携带焦粉的高温循环气体自所述进烟气口进入所述水冷旋风分离器，使焦粉和高温循环气体分离，分离后的焦粉自所述出粉口排出，分离后的高温循环气体自所述出烟气口
排出。
9.进一步的，所述膜式水冷管排本体的底部设置有用于进水的下环形集箱，顶部设置有用于输出汽水混合物的上环形集箱。
10.进一步的，所述下环形集箱连接所述余热锅炉的汽包出水口，用于将所述汽包内的饱和水输出至所述膜式水冷管排本体；所述上环形集箱连接所述余热锅炉的汽包进气口，用于将换热之后形成的饱和蒸汽输出至所述汽包。
11.进一步的，所述膜式水冷管排本体包括纵向设置的多根冷却水管，所述冷却水管之间采用钢板进行密封。
12.进一步的，所述膜式水冷管排本体的外壁设置有横向限位装置，以防止所述冷却水管因受热产生横向位移。
13.进一步的，所述横向限位装置设置为“工”字形结构。
14.进一步的，所述膜式水冷管排本体的内壁设置有密集的销钉，用于固定炉墙材料。
15.进一步的，所述水冷旋风分离器的出烟气口采用偏心布置。
16.本实用新型的有益效果在于：
17.(1)本实用新型采用水冷旋风分离器作为一次除尘器，可以高效分离循环烟气的焦粉，能将粒径为5～30微米的焦粉分离，分离器效率可以达到90％以上，从而可以减少循环烟气对锅炉受热面的磨损，提高锅炉的使用寿命降低锅炉维护成本。同时水冷旋风分离器作为余热锅炉蒸发受热面的一部分，可以减少余热锅炉内部的蒸发受热面面积，减少占地面积。此外水冷旋风分离器还可以作为一种冷却装置，能够降低余热锅炉进口的烟气温度，对分离器内的炉墙材料进行保护。
18.(2)本实用新型的水冷旋风分离器的分离效率极高，经过分离之后的焦粒能满足循环风机对粒度的要求，因此可以取消二次除尘器，简化系统。故本实用新型将水冷旋风分离器作为一次除尘器，可以取代原有系统的一次惯性分离和多管除尘器二级分离的两级分离模式，降低投资成本。
19.(3)本实用新型的水冷旋风分离器占地约为重力式一次除尘器的三分之一，大大减小干熄焦装置的占地面积。此外，水冷旋风分离器运行稳定，检修频率是重力沉降室的四分之一，可大大减少干熄焦装置的占地面积。
附图说明
20.图1为现有的干熄焦余热回收系统示意图；
21.图2为本实用新型的干熄焦余热利用系统示意图；
22.图3为本实用新型的水冷旋风分离器的结构示意图；
23.图4为本实用新型的水冷旋风分离器的剖视图；
24.图5为本实用新型的水冷旋风分离器内的烟气流程图；
25.图6为本实用新型的水冷旋风分离器的汽水流程；
26.图7为本实用新型的水冷旋风分离器的炉墙敷设简图之一；
27.图8为本实用新型的水冷旋风分离器的炉墙敷设简图之二；
28.附图标记：101
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干熄炉，102
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一次除尘器，103
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余热锅炉，104
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二次除尘器，105
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循环风机，106
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副省煤器；201
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干熄炉，202
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水冷旋风分离器，203
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余热锅炉，204
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循环风机，
205
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副省煤器；2031
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汽包，2021
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上环形集箱，2022
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下环形集箱。
具体实施方式
29.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本实用新型的具体实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.本实用新型提供了一种一次除尘一体化的干熄焦余热利用系统，如图2所示，包括干熄炉201、一次除尘器以及余热锅炉203，一次除尘器设置在干熄炉201的出风口与余热锅炉203的进风口之间，用于将干熄炉201输出的携带焦粉的高温循环气体与焦粉进行分离，并将分离后的高温循环气体输入余热锅炉203。此外，余热锅炉203的另一端依次连接循环风机204、副省煤器205和干熄炉201的进风口，从而形成完整的闭环系统。
31.具体的，一次除尘器设置为水冷旋风分离器202，如图3和4所示，该水冷旋风分离器202包括膜式水冷管排本体、进烟气口、出烟气口以及出粉口，膜式水冷管排本体的上半部分为圆筒形状、下半部分为漏斗形状，进烟气口设置在膜式水冷管排本体的顶部侧面，出烟气口设置在膜式水冷管排本体的顶部中央，出粉口设置在膜式水冷管排本体的底部。如图5所示，其工作原理为：携带焦粉的高温循环气体自进烟气口进入水冷旋风分离器202，使焦粉和高温循环气体分离，分离后的焦粉自出粉口排出，分离后的高温循环气体自出烟气口排出。
32.膜式水冷管排本体的底部设置有用于进水的下环形集箱2022，顶部设置有用于输出汽水混合物的上环形集箱2021。如图6所示，下环形集箱2022连接余热锅炉203的汽包2031出水口，用于将汽包2031内的饱和水输出至膜式水冷管排本体；上环形集箱2021连接余热锅炉203的汽包2031进气口，用于将换热之后形成的饱和蒸汽输出至汽包2031。如图6所示，其工作原理为：膜式水冷管排本体内部的冷却水来自余热锅炉203汽包2031的饱和水，饱和水通过膜式水冷管排本体对循环烟气进行冷却，同时分离烟气中的焦粉，换热之后的饱和蒸气经过引出管回到余热锅炉203汽包2031的蒸气侧。
33.在本实用新型的一个优选实施例中，膜式水冷管排本体包括纵向设置的多根冷却水管，冷却水管之间采用钢板进行密封。优选的，膜式水冷管排本体的外壁设置有横向限位装置，以防止冷却水管因受热产生横向位移。更为具体的，横向限位装置设置为“工”字形结构。
34.在本实用新型的另一个优选实施例中，膜式水冷管排本体的内壁设置有密集的销钉，用于固定炉墙材料，该炉墙材料为耐温耐磨材料，其敷设方法如图7和8所示。
35.在本实用新型的又一个优选实施例中，水冷旋风分离器202的出烟气口采用偏心布置。
36.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利
要求的保护范围内。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本实用新型使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是有线连接，也可以是无线连接。