CN102329645B - 固定床熄焦制气炉 - Google Patents
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Abstract
固定床熄焦制气炉采用常压固定床间歇气化，间歇熄焦，梯次作业组合应用连续制气交替熄焦技术，利用焦炉生产的1000℃±50℃的赤热红焦在密闭状态下熄灭并在熄焦过程中制取粗煤气附产水蒸汽的熄焦制气炉。其制气过程为赤热红焦和水蒸汽反应气化降温制取粗煤气，粗煤气经换热、净化后备用，降温后的赤热红焦用水熄灭，熄焦过程中产生的夹带粉尘的混合气体冷却净化后备用或排空。整个过程为熄焦过程，无氧操作，无燃烧过程，达到了安全、环保、节能、减排、资源循环利用，降低了生产成本，是继水法熄焦和干法熄焦后的又一种新型的熄焦方法。同时，为固定床气化开辟了一种新热源，为固定床间歇气化开辟了一条全新途径，为煤的气化发展找到了一条全新的道路。
Description
技术领域
本发明采用常压固定床间歇气化，间歇熄焦，梯次作业组合应用连续制气交替熄焦技术。是一种将炼焦炉生产的1000℃±50℃的赤热红焦在封闭状态下熄灭，并在熄灭赤热红焦的过程中制取粗煤气附产水蒸汽的熄焦制气炉。
背景技术
1、常压固定床间歇气化技术
常压固定床间歇气化技术在我国应用广泛，但该技术在蓄热过程中有1/3的时间用于吹风气排放和大量的燃烧炉渣排放，造成能源浪费和环境污染，而且炉温不易控制，影响产气质量。
2、干法熄焦
干法熄焦是在一个闭路的系统内用惰性气体与赤热红焦换热，将红焦温度逐渐降低至200℃，而完成熄焦任务，同时利用熄焦过程中产生的热能生产水蒸汽。该技术利用高温能控制了熄焦过程中粉尘对大气的污染，节约了水资源，但干法熄焦过程中产生的焦炭烧损和部分有害气体排放，造成了能源浪费和大气的污染，循环气体夹带粉尘运行造成设备磨损，采用机械传动排焦加大了电耗并对焦炭造成破损影响焦炭粒度。
3、湿法熄焦
湿法熄焦为传统的熄焦方法，采用喷水降温，也就是水熄焦。水熄焦过程中产生大量粉尘、有害有机物大量排入大气造成环境污染和水资源浪费。
发明内容
1、解决问题
本发明采用常压固定床间歇气化，间歇熄焦，梯次作业组合应用连续制气交替熄焦技术，利用炼焦炉生产的1000℃±50℃的赤热红焦和水蒸汽反应气化，该过程为无氧操作，制气过程为红焦降温过程，无燃烧过程，无气体排放，无炉渣排放，解决了常压固定床间歇气化过程中因吹风气排放和炉渣排放造成的环境污染和能源浪费。利用1000℃±50℃的赤热红焦为热源解决了炉温不易控制问题保证了产气质量，同时解决了干法熄焦过程中因焦炭烧损和部分有害气体排放，节约了能源保护了环境。采用常压固定床间歇气化工艺对赤热红焦降温和干法熄焦用循环气体对赤热红焦降温相比，避免了循环气体夹带的粉尘的运行，降低了设备的磨损。本发明采用自然降落排料系统，无机械挤压，降低了焦炭的破损，节约了电能。经制气降温后的红焦用水熄灭，在经过水封除尘，回收水熄焦过程中产生的粉尘和熄焦用水，以及熄焦过程中产生的气体。降低了水法熄焦过程中产生的粉尘和有害有机物排入大气而造成的环境污染，降低了水消耗节约了水资源。
2、技术方案
固定床熄焦制气炉是常压固定床间歇气化炉的组合改进炉型，包括平行对称排列的4台全水夹套熄焦制气炉，全水夹套制气炉顶部用管道水冷锁气锁料阀分别连接红焦预存室，红焦预存室上部设置排空管、排空阀，顶部设有红焦进料管及密封盖，红焦预存室内壁设有三层保护层，由保温、耐火、耐磨材料制成，全夹套制气炉底部用水冷锁气锁料阀、管道分别连接共用弧型斗筛，全水夹套制气炉上部气体出口由阀门、管道分别连接共用旋流除尘器和水封冷却除尘器，固定床熄焦制气炉下料管道和高温煤气出口管道内设耐火耐磨衬里，构成的组合炉体。
所述全水夹套熄焦制气炉包括全水夹套锅炉及管道、调节阀连接的汽包，设置在炉体顶部的进料管口、排气阀，设置在炉内上部的水熄焦喷沐装置及管道、调节阀连接的水箱，设置在炉内下部的塔式气化喷嘴及管道、调节阀连接的降压汽包，设置在炉体底部的排料管，红焦温度监测装置组成。
所述共用弧型斗筛包括上部的弧型漓水筛及水回收管道连接的沉淀池，下部设有耐磨衬里的排焦料斗及连接的焦炭输送装置组成。
所述共用旋流除尘器包括设置有耐火材料衬里的壳体，壳体上部对称设置的4个高温煤气阀、4个高温煤气进口管，壳体内对应设置的4个挡尘板，顶部设置的高温煤气出口管，中下部设置的阻尘上行筛帽，底部设置排尘管连接的螺旋排尘装置组成。
所述共用水封冷却除尘器，包括由阀门串联连接的水封冷却除尘器和沉淀排渣槽组成。
所述水冷锁气锁料阀，包括水冷锁气阀和水冷锁料阀联合组成。
所述共用水封除尘器包括水封除尘器壳体、入水进气管、注水管连接阀门水箱、溢流管及阀门、上行气体排空管、排空阀、回收气体出气管、阀门连接气体净化装置，底部由连接阀门控制，连接沉淀排渣槽组成。
所述红焦炭监测装置，包括设置在全水夹套熄焦制气炉内中下部3个高温监测器和连接监测仪表组成。
所述全水夹套熄焦制气炉以赤红焦炭温度区分设置为2种功能，分别为气化降温功能和水熄焦功能。
所述沉淀排渣槽包括冷却沉淀槽壳体，注水管阀门连接的水箱，溢流管及阀门，气体排空管及阀门，底部设置连接沉淀池的排放阀及管道组成。
所述全水夹套熄焦制气炉可是单台或多台。
本发明采用1个红焦预存室用来储存炼焦炉生产的1000℃±50℃赤热红焦，在水冷锁气锁料阀的作用下为4台全水夹套熄焦制气炉提供红焦原料，4台全水夹套熄焦制气炉为三开一备梯次交替气化，交替熄焦。设置1台共用旋流除尘器接受气化过程中产生的高温煤气，除尘后经管道送往换热、净化系统转气柜备用。4台水夹套锅炉分别连接汽包在赤热红焦的作用下形成自然循环生产水蒸汽，所产蒸汽供制气炉自用。共用除尘器回收的粉尘经螺旋排尘装置定时排放，设置1台共用水封冷却除尘器接受熄焦过程中产生的夹带粉尘的混合气体，经水封除尘后沉淀并定时排出。混合气体经水封冷却除尘器冷却回收部分熄焦用水，经溢流管去沉淀池。净化后的气体经排空管排空或者经熄焦气体回收管出口进一步净化备用。熄灭后的焦炭在水冷锁气锁料阀的作用下经下料管排入设置的共用弧型斗筛漓水后，水回收再利用，焦炭经料斗下料管去输焦装置。
3、有益效果
本发明采用常压固定床间歇气化，间歇熄焦，梯次作业组合应用连续制气交替熄焦技术，利用焦炉生产的1000℃±50℃的赤热红焦在密闭状态下熄灭并在熄焦过程中制取粗煤气附产水蒸汽的熄焦制气炉。其制气过程为赤热红焦和水蒸汽反应气化降温制取粗煤气，粗煤气经换热、净化后备用，降温后的赤热红焦用水熄灭，熄焦过程中产生的夹带粉尘的混合气体冷却净化后备用或排空。整个过程为熄焦过程，无氧操作，无燃烧过程，达到了安全、环保、节能、减排、资源循环利用，降低了生产成本，是继水法熄焦利干法熄焦后的又一种新型的熄焦方法。同时，为固定床气化开辟了一种新热源，为固定床间歇气化开辟了一条全新途径，为煤的气化发展找到了一条全新的道路。
附图说明
图为本发明的结构示意图
1-红焦预存室进料管密封盖 2-红焦预存室进料管
3-红焦预存室 4-红焦预存室排空管
5-红焦预存室排空阀 6、7、8、9-红焦预存室底部水冷锁气锁料阀
10-红焦预存室内壁保温、耐火、耐磨材料
11、12、13、14-全水夹套熄焦制气炉进料管及高温煤气、熄焦混合气体出口管
15、16、17、18-全水夹套熄焦制气炉
19、20、21、22-全水夹套熄焦制气炉连接汽包管道1
23、24、25、26-全水夹套熄焦制气炉连接汽包管道2
27、28、29、30-水熄焦喷沐装置
31、32、33、34-塔式气化喷嘴
35、36、37、38-塔式喷嘴连接管
39-减压汽包
40、41、42、43-全水夹套熄焦制气炉底部水冷锁气锁料阀
44、45、46、47-全水夹套熄焦制气炉下料管
48-下料管耐磨材料
49-共用弧型斗筛弧型筛
50-弧型筛排水管
51-共用弧型筛料斗
52、53、54、55-塔式喷嘴调节阀
56-焦炭下料口
57-共用除尘器
58-阻尘上行筛帽
59、60、61、62-高温煤气阀
63、64、65、66-共用除尘器高温煤气进气管
67、68、69、70-除尘挡板
71-除尘器高温煤气出口管
72-螺旋排尘装置
73、74、75、76-共用水封除尘器熄焦混合气化阀
77-共用弧型斗筛弧型聚水槽
78-入水进气管
79-冷却沉淀槽
80-上行煤气排空管
81-溢流阀
82、86-注水管及阀门
83-冷却沉淀槽底部连接阀
84-沉淀排渣槽
85-排空管及阀门
87-底部排放阀
88-排放管
89、90、91、92-水夹套排污管
93-放空阀
94-熄焦气体出口管
95-熄焦气体出口阀
96-水封冷却除尘器
97、98、99、100-全水夹套熄焦制气炉排空管排空阀
具体实施方式
固定床熄焦制气炉采用常压固定床间歇气化，间歇熄焦，梯次作业组合应用连续制气交替熄焦技术，将炼焦炉生产的1000℃±50℃的赤热红焦经过红焦预存室进料管(2)将赤热红焦存入红焦预存室(3)，进料时排出空气经红焦预存室排空管(4)排空阀(5)排入上行煤气排空管(80)。红焦入室在红焦预存室内壁保温、耐火、耐磨材料(10)的作用下预存后关闭红焦预存室进料管密封盖(1)，赤热红焦按设定要求定量经红焦预存室底部水冷锁气锁料阀(6、7、8、9)、全水夹套熄焦制气炉进料管(11、12、13、14)交替进入全水夹套熄焦制气炉(15、16、17、18)，关闭上部水冷锁气锁料阀(6、7、8、9)，进料时打开全水夹套熄焦制气炉排空管排空阀(97、98、99、100)，停止进料关闭全水夹套熄焦制气炉排空管排空阀(97、98、99、100)。赤热红焦和全水夹套锅炉换热产生的水蒸汽经全水夹套熄焦制气炉连接汽包管道1(19、20、21、22)和全水夹套熄焦制气炉连接汽包管道2(23、24、25、26)形成循环，炉内形成的水垢定时经水夹套排污管(89、90、91、92)排出，排出后关闭水夹套排污管(89、90、91、92)。由塔式喷嘴连接管(35、36、37、38)、塔式喷嘴调节阀(52、53、54、55)、塔式气化喷嘴(31、32、33、34)交替注入水蒸汽和炉内赤热红焦进行交替气化，减压汽包(39)提供蒸汽经反应降低了红焦温度，反应产生的高温煤气梯次经高温煤气出口管(11、12、13、14)、高温煤气阀(59、60、61、62)、共用除尘器高温煤气进气管(63、64、65、66)进入除尘器(57)，分别经除尘挡板(67、68、69、70)、阻尘上行筛帽(58)除尘后从除尘器高温煤气出口管(71)排出经换热净化后备用，回收的粉尘在螺旋排尘装置(72)的作用下定时排出。赤热红焦温度降至780℃时高温煤气阀(59、60、61、62)和共用水封除尘器熄焦混合气化阀(73、74、75、76)进行切换，切换后打开全水夹套制气炉水熄焦喷沐装置(27、28、29、30)交替将降温后的红焦熄灭。熄焦产生的混合气体分别经熄焦混合气体出口管(11、12、13、14)、共用水封除尘器熄焦混合气化阀(73、74、75、76)、进入水封冷却除尘器(96)经入水进气管(78)进入冷却沉淀槽(79)，混合气体净化后经上行煤气排空管(80)放空阀(93)排出或者关闭上行煤气放空阀(93)开启熄焦气体回收阀(95)，熄焦气体经出口管(94)出口阀(95)去净化系统处理后备用。冷却器回收的熄焦水经溢流阀(81)定时排入沉淀池，沉淀产生的粉尘经冷却沉淀槽底部连接阀(83)进入沉淀排渣槽(84)定时经底部排放阀(87)、排放管(88)进行排放。排放时要首先关闭沉淀槽底部连接阀(83)保证冷却除尘器正常运行，打开排空阀(85)后再打开底部排放阀(87)将夹粉水排入沉淀池，排放结束关闭底部排放阀(87)，打开注水阀(86)，将沉淀槽水注满，关闭排空阀(85)打开沉淀槽底部连接阀(83)，进入下一个循环。熄焦前要用注水管(82)将共用除尘器水加到位。
交替熄灭后的焦炭经全水夹套熄焦制气炉底部水冷锁气锁料阀(40、41、42、43)和管内填有耐磨材料(48)的全水夹套熄焦制气炉下料管(44、45、46、47)，进入共用弧型斗筛弧型筛(49)漓出熄焦水进入共用弧型斗筛弧型聚水槽(77)经弧型筛排水管(50)排到沉淀池，焦炭漓水后，进入共用弧型筛料斗(51)经焦炭下料口(56)送输焦系统。
Claims (9)
1.一种固定床熄焦制气炉，其特征在于：包括平行对称排列的4台全水夹套熄焦制气炉，全水夹套制气炉顶部用管道水冷锁气锁料阀分别连接红焦预存室，红焦预存室上部设置排空管、排空阀，顶部设有红焦进料管及密封盖，红焦预存室内壁设有保温、耐火、耐磨材料的三层保护层，全夹套制气炉底部用水冷锁气锁料阀、管道分别连接共用弧型斗筛，全水夹套制气炉上部气体出口由阀门、管道分别连接共用旋流除尘器和水封冷却除尘器，固定床熄焦制气炉下料管道和高温煤气出口管道内设耐火耐磨衬里。
2.如权利要求1所述固定床熄焦制气炉其特征在于：全水夹套熄焦制气炉包括全水夹套锅炉及管道、调节阀连接的汽包，设置在炉体顶部的进料管口、排气阀，设置在炉内上部的水熄焦喷沐装置及管道、调节阀连接的水箱，设置在炉内下部的塔式气化喷嘴及管道、调节阀连接的降压汽包，设置在炉体底部的排料管，红焦温度监测装置组成。
3.如权利要求1所述固定床熄焦制气炉，其特征在于：共用弧型斗筛包括上部的弧型漓水筛及水回收管道连接的沉淀池，下部设有耐磨衬里的排焦料斗及连接的焦炭输送装置组成。
4.如权利要求1所述固定床熄焦制气炉，其特征在于：共用旋流除尘器包括设置有耐火材料衬里的壳体，壳体上部对称设置的4个高温煤气阀、4个高温煤气进口管，壳体内对应设置的4个挡尘板，顶部设置的高温煤气出口管，中下部设置的阻尘上行筛帽，底部设置排尘管连接的螺旋排尘装置组成。
5.如权利要求1所述固定床熄焦制气炉，其特征在于：共用水封冷却除尘器包括由阀门串联连接的水封除尘器和沉淀排渣槽组成。
6.如权利要求1所述固定床熄焦制气炉，其特征在于：水冷锁气锁料阀包括水冷锁气阀和水冷锁料阀联合组成。
7.如权利要求5所述固定床熄焦制气炉，其特征在于：共用水封除尘器包括水封除尘器壳体、入水进气管、注水管连接阀门水箱、溢流管及阀门、上行气体排空管、排空阀、回收气体出气管、阀门连接气体净化装置，底部由连接阀门控制，连接沉淀排渣槽组成。
8.如权利要求5所述固定床熄焦制气炉，其特征在于：沉淀排渣槽包括冷却沉淀槽壳体，注水管阀门连接的水箱，溢流管及阀门，气体排空管及阀门，底部设置连接沉淀池的排放阀及管道组成。
9.如权利要求2所述固定床熄焦制气炉，其特征在于：全水夹套熄焦制气炉可是单台或多台。
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| CN202226828U (zh) * | 2011-08-30 | 2012-05-23 | 张浩玥 | 固定床熄焦制气炉 |
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2011
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