CN102492432A - 粉煤制焦设备及制焦方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉煤制焦设备及制焦方法，所述设备包括粉煤半焦热解炉，所述热解炉自上而下分别为炉料入口、加料布料区、煤气收集区、煤气粉尘过滤带、粉煤预热带、煤气发散区、粉煤热解区和冷却出焦区。所述方法为采用粒径为20mm以下粉煤进行制焦，包括布料、预热、粉尘过滤、粉煤热解、煤气收集和出焦步骤。本发明使用粒径在20mm以下的粉煤制焦，粉煤热解均衡，热解所产生的煤气能够顺利排出，产生的焦油洁净不含粉尘。本发明通过利用上行的热煤气对粉煤进行预热，及下行的半焦对冷空气和煤气进行预热，使热能充分利用，达到节能减排的目的。

Description

粉煤制焦设备及制焦方法

技术领域

本发明涉及一种粉煤制焦设备及制焦方法

背景技术

半焦又称兰炭，是由煤低温干馏所得的可燃固体产物。煤在快速热解过程中脱除热解水、焦油、部分的硫和煤气。原煤制半焦的产率约为原料煤质量的50％～70％。

半焦色黑多孔，主要成分是碳、灰分和挥发分。其灰分含量取决于原料煤质，挥发分含量约5％～20％(质量)。与焦炭相比，挥发分含量高，孔隙率大而机械强度低。与一氧化碳、蒸汽或氧具有较强的反应活性。是很好的高热值无烟燃料，主要用作工业或民用燃料，也用于合成气、电石生产等，少量用作铜矿或磷矿等冶炼时的还原剂，此外也用作炼焦配煤。

半焦含有比煤体较高的热值。半焦的可磨性、反应性及燃烧性都比煤好，因此，半焦是代替无烟煤的高炉理想的喷吹燃料和钢铁厂的烧结用料。

现有的煤半焦热解炉，无论是内热式还是外热式，对使用的原煤的粒度都要求在20mm-80mm之间，而20mm以下粉煤，由于间隙小、透气性差、火焰穿透力不足、或热能传导不畅等原因，用于制焦会导致同一煤层不同部位的温度不均衡，热解不均匀，造成部分产品过烧、部分产品欠烧，质量不稳定；同时，热解后的煤气也无法顺利排出。另外，煤气夹带粉尘溢出，导致焦油和粉尘无法脱离，影响焦油品质。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种粉煤制焦设备及制焦方法，它使用粒径在20mm以下的粉煤制焦，粉煤热解均衡，热解所产生的煤气能够顺利排出及粉尘和焦油分离。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种粉煤制焦设备，包括粉煤半焦热解炉，所述热解炉自上而下分别为炉料入口、加料布料区、煤气收集区、煤气粉尘过滤带、粉煤预热带、煤气发散区、粉煤热解区和冷却出焦区。

所述热解炉顶部为炉料入口，炉料入口安装有加料车。

所述加料布料区设置有多道分叉和锥型布料结构。

所述煤气收集区设置有一个平面网格状集气伞，集气伞下面设置有一个平面网格状发散伞为煤气发散区。

所述煤气粉尘过滤带设置于集气伞和发散伞之间；煤气收集区、煤气粉尘过滤带和煤气发散区共同构成粉煤预热带。

所述粉煤热解区为内热式结构，炉膛为炭化室，炭化室内设置有多个内隔墙将炭化室分割为多个部分，炭化室间的内隔墙内设置有空气管道和煤气管道，并在内隔墙边、向炭化室设有混合烧嘴；炭化室内壁和内隔墙外壁上均分别设置有多道上下左右交错设立的挡板，所述挡板为斜板或三角板，混合烧嘴设在挡板下方。

所述粉煤热解区为外热式结构，炉膛为炭化室，炭化室内设置有多排和炭化室相隔离的燃烧室，炭化室被燃烧室分割为多个部分，炭化室内壁和燃烧室外壁及炭化室侧壁上均分别设置有多道上下左右交错设立的挡板，所述挡板为斜板和三角板。

每排燃烧室自下而上由多层相隔开的气体室构成，粉煤热解区和冷却出焦区的气体室之间相隔开、通过气体管道相连接，同处于粉煤热解区或冷却出焦区的每层气体室左、右两端分别设置有和上、下层气体室相连通的通道，使得整排燃烧室自下而上形成一个螺旋状上升的气体通道，粉煤热解区底层气体室设置有燃气或者空气进气口，粉煤热解区的气体室设置有混合烧嘴，顶层气体室设置有外排烟气的烟道。

所述冷却出焦区设置于粉煤热解区下面，冷却出焦区底部安装有推焦机。

本发明同时提供了一种粉煤制焦方法，所述方法采用粒径为20mm以下粉煤进行制焦，包括下列步骤：

1)、布料：粉煤从粉煤半焦热解炉顶装入，经加料布料区分叉和锥型布料结构，均匀布料；

2)、预热：粉煤在粉煤半焦热解炉内自上而下自由下落，与上行的热煤气相互作用，对粉煤预热；

3)、粉煤热解：

内热式半焦炉：

当采用内热式结构时，在粉煤热解区，炉膛内壁和炭化室外壁及炭化室二侧壁建有多道挡板，粉煤下行过程中形成空间，为喷吹进去的煤气和空气创造了燃烧室、为粉煤热解生产热能；增加了热能与粉煤交流的面积，对该空间周边的粉煤进行加温，达到粉煤热解需要的温度；由于挡板是上下左右交错设计的，粉煤下行时形成不断翻滚、搅拌，或热炒过程，使粉煤均匀加热、热解，使生产的半焦品质均衡稳定；

外热式半焦炉：

当采用外热式结构时，炉膛内炭化室和燃烧室分设，炭化室内的挡板，虽不起到燃烧室的作用，但同样起到了增加热能和粉煤交流的面积、对粉煤进行翻滚、搅拌或热炒的作用，使粉煤均匀加热、热解，使生产的半焦品质均衡稳定；

4)、煤气收集：

A、粉煤通过交错设立的挡板下行过程中，产生一定的间隙，为粉煤热解中产生的热煤气上行提供通道；

B、粉煤热解区，因其间建立了多层档板，使档板间的煤层大大缩小，减少了煤气穿透的阻力；

C、在炉体上部的煤气集气伞区和粉煤热解区域再增设一个平面网格状煤气发散伞，以减少单层煤层厚度，增加透气性；同时使煤气均衡地通过粉尘过滤带。在煤气集气伞和发散伞之间设立一个煤气粉尘过滤带，这一过滤带的煤层厚度和温度能使煤气和粉尘分离，当带粉尘的煤气上行通过这一区域时，能起到对粉尘的过滤作用，使通过的煤气洁净，产出高品质焦油；

5)、出焦：半焦下行进入冷却区，与进入的空气和煤气间接接触时，半焦所带的热能被空气和煤气吸收，半焦逐步冷却降温；空气和煤气被预热，从而降低煤气的使用量，起到了节能减排的作用。

本发明使用粒径在20mm以下的粉煤制焦，从根本上保证了粉煤制焦过程中粉煤均衡加温、热解，煤气粉尘过滤，及煤气溢出通道通畅，从而能使粉煤制焦顺利进行。

而且本发明通过利用上行的热煤气对粉煤进行预热，及下行的半焦对冷空气和煤气进行预热，使热能充分利用，达到节能减排的目的。

附图说明

图1为本发明采用内热式结构的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为本发明采用外热式结构的结构示意图。

图4为图3的侧视图。

具体实施方式

实施例1内热式结构

如图1、图2所示，本发明提供了一种粉煤制焦设备，包括粉煤半焦热解炉1，所述热解炉自上而下分别为炉料入口2、加料布料区3、煤气收集区4、煤气粉尘过滤带5、粉煤预热带6、煤气发散区7、粉煤热解区8和冷却出焦区9。

所述热解炉顶部为炉料入口，炉料入口安装有加料车10。

所述加料布料区设置有多道分叉和锥型布料结构11。

所述煤气收集区设置有一平面网格状集气伞12，集气伞下面设置有一平面网格状煤气发散伞13为煤气发散区。

所述煤气粉尘过滤带设置于集气伞和发散伞之间；煤气收集区、煤气粉尘过滤带和煤气发散区共同构成粉煤预热带。

所述粉煤热解区为内热式结构，炉膛为炭化室14，炭化室内设置有多个内隔墙21将炭化室分割为多个部分，炭化室间的内隔墙内设置有空气管道15和煤气管道16，并在内隔墙边、向炭化室设有混合烧嘴17；炭化室内壁和内隔墙外壁上均分别设置有多道上下左右交错设立的挡板18，所述挡板为斜板或三角板，混合烧嘴设在挡板下方。

所述冷却出焦区设置于粉煤热解区下面，冷却出焦区底部安装有推焦机19。

实施例2外热式结构

如图3、图4所示，本发明提供了一种粉煤制焦设备，包括煤半焦热解炉1，所述热解炉自上而下分别为炉料入口2、加料布料区3、煤气收集区4、煤气粉尘过滤带5、粉煤预热带6、煤气发散区7、粉煤热解区8和冷却出焦区9。

所述热解炉顶部为炉料入口，炉料入口安装有加料车10。

所述加料布料区设置有多道分叉和锥型布料结构11。

所述煤气收集区设置有一平面网格状集气伞12，集气伞下面设置有一平面网格状煤气发散伞13为煤气发散区。

所述煤气粉尘过滤带设置于集气伞和发散伞之间；煤气收集区、煤气粉尘过滤带和煤气发散区共同构成粉煤预热带。

所述粉煤热解区为外热式结构，炉膛为炭化室14，炭化室内设置有多排和炭化室相隔离的燃烧室20，炭化室被燃烧室分割为多个部分，炭化室内壁和燃烧室外壁及炭化室侧壁上均分别设置有多道上下左右交错设立的挡板18，所述挡板为斜板和三角板。

如图3、图4所示，每排燃烧室自下而上由多层相隔开的气体室22构成，粉煤热解区和冷却出焦区的气体室之间相隔开、通过气体管道23相连接，同处于粉煤热解区或冷却出焦区的每层气体室左、右两端分别设置有和上、下层气体室相连通的通道24，使得整排燃烧室在粉煤热解区和冷却出焦区上分别形成螺旋状上升的气体通道，粉煤热解区底层气体室设置有燃气或者空气进气口25，粉煤热解区的气体室设置有混合烧嘴26，顶层气体室设置有外排烟气的烟道27。

所述冷却出焦区设置于粉煤热解区下面，冷却出焦区底部安装有推焦机19。

实施例3

本发明同时提供了一种粉煤制焦方法，所述方法采用粒径为20mm以下粉煤进行制焦，包括下列步骤：

1)、布料：粉煤从粉煤半焦热解炉顶装入，经加料布料区分叉和锥型布料结构，均匀布料；

2)、预热：粉煤在煤半焦热解炉内自上而下自由下落，与上行的热煤气相互作用，对粉煤预热；

3)、粉煤热解：

内热式半焦炉：

当采用内热式结构时，在粉煤热解区，炉膛内壁和炭化室外壁及炭化室内壁建有多道挡板，粉煤下行过程中形成空间，为喷吹进去的煤气和空气创造了燃烧室、为粉煤热解生产热能；增加了热能与粉煤交流的面积，对该空间周边的粉煤进行加温，达到粉煤热解需要的温度；由于挡板是上下左右交错设计的，粉煤下行时形成不断翻滚、搅拌，或热炒过程，使粉煤均匀加热、热解，使生产的半焦品质均衡稳定；

外热式半焦炉：

当采用外热式结构时，炉膛内炭化室和燃烧室分设，炭化室内的挡板，虽不起到燃烧室的作用，但同样起到了增加热能和粉煤交流的面积、对粉煤进行翻滚、搅拌或热炒的作用，使粉煤均匀加热、热解，使生产的半焦品质均衡稳定；

4)、煤气收集：

A、粉煤通过交错设立的挡板下行过程中，产生一定的间隙，为粉煤热解中产生的热煤气上行提供通道；

B、粉煤热解区，因其间建立了多层档板，使档板间的煤层大大缩小，减少了煤气穿透的阻力；

C、在炉体上部的煤气集气伞区和粉煤热解区再增设一个平面网格状煤气发散伞，以减少单层煤层厚度，增加透气性；同时使煤气均衡地通过粉尘过滤带。在煤气集气伞和通气罩之间设立一个煤气粉尘过滤带，这一过滤带的煤层厚度和温度能使煤气和粉尘分离，当带粉尘的煤气上行通过这一区域时，能起到对粉尘的过滤作用，使通过的煤气洁净，产出高品质焦油；

5)、出焦：半焦下行进入冷却区，与进入的空气和煤气间接接触时，半焦所带的热能被空气和煤气吸收，半焦逐步冷却降温；空气和煤气被预热，从而降低煤气的使用量，起到了节能减排的作用。

本发明使用粒径在20mm以下的粉煤制焦，从根本上保证了粉煤制焦过程中粉煤均衡加温、热解，煤气粉尘过滤，及煤气溢出通道通畅，从而能使粉煤制焦顺利进行。

而且本发明通过利用上行的热煤气对粉煤进行预热，及下行的半焦对冷空气和煤气进行预热，使热能充分利用，达到节能减排的目的。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种粉煤制焦设备，包括粉煤半焦热解炉，其特征在于：所述热解炉自上而下分别为炉料入口、加料布料区、煤气收集区、煤气粉尘过滤带、粉煤预热带、煤气发散区、粉煤热解区和冷却出焦区。

2.如权利要求1所述的粉煤制焦设备，其特征在于：所述热解炉顶部为炉料入口，炉料入口安装有加料车。

3.如权利要求2所述的粉煤制焦设备，其特征在于：所述加料布料区设置有多道分叉和锥型布料结构。

4.如权利要求3所述的粉煤制焦设备，其特征在于：所述煤气收集区设置有一平面网格状煤气集气伞，集气伞下面设置有一个平面网格状煤气发散伞。

5.如权利要求4所述的粉煤制焦设备，其特征在于：所述煤气粉尘过滤带设置于煤气集气伞和煤气发散伞之间；煤气收集区、煤气粉尘过滤带和煤气发散区共同构成粉煤预热带。

6.如权利要求5所述的粉煤制焦设备，其特征在于：所述粉煤热解区为内热式结构，炉膛为炭化室，炭化室内设置有多个内隔墙将炭化室分割为多个部分，炭化室间的内隔墙内设置有空气管道和煤气管道，并在内隔墙边、向炭化室设有混合烧嘴；炭化室内壁和内隔墙外壁上均分别设置有多道上下左右交错设立的挡板，所述挡板为斜板或三角板，混合烧嘴设在挡板下方。

7.如权利要求5所述的粉煤制焦设备，其特征在于：所述粉煤热解区为外热式结构，炉膛为炭化室，炭化室内设置有多排和炭化室相隔离的燃烧室，炭化室被燃烧室分割为多个部分，炭化室内壁和燃烧室外壁及炭化室侧壁上均分别设置有多道上下左右交错设立的挡板，所述挡板为斜板和三角板。

8.如权利要求7所述的粉煤制焦设备，其特征在于：每排燃烧室自下而上由多层相隔开的气体室构成，粉煤热解区和冷却出焦区的气体室之间相隔开、通过气体管道相连接，同处于粉煤热解区或冷却出焦区的每层气体室左、右两端分别设置有和上、下层气体室相连通的通道，使得整排燃烧室自下而上形成一个螺旋状上升的气体通道，粉煤热解区底层气体室设置有燃气或者空气进气口，粉煤热解区的气体室设置有混合烧嘴，顶层气体室设置有外排烟气的烟道。

9.如权利要求6或7或8所述的所述的粉煤制焦设备，其特征在于：所述冷却出焦区设置于粉煤热解区下面，冷却出焦区底部安装有推焦机。

10.一种粉煤制焦方法，其特征在于，所述方法采用粒径为20mm以下粉煤进行制焦，包括下列步骤：

1)、布料：粉煤从粉煤半焦热解炉顶装入，经加料布料区分叉和锥型布料结构，均匀布料；

2)、预热：粉煤在粉煤半焦热解炉内自上而下自由下落，与上行的热煤气相互作用，对粉煤预热；

3)、粉煤热解：

内热式半焦炉：

当采用内热式结构时，在粉煤热解区，炉膛内壁和炭化室墙壁或炭化室两墙壁建有多道挡板，粉煤下行过程中形成空间，为喷吹进去的煤气和空气创造了燃烧室、为粉煤热解生产热能；增加了热能与粉煤交流的面积，对该空间周边的粉煤进行加温，达到粉煤热解需要的温度；由于挡板是上下左右交错设计的，粉煤下行时形成不断翻滚、搅拌，或热炒过程，使粉煤均匀加热、热解，使生产的半焦品质均衡稳定；

外热式半焦炉：

当采用外热式结构时，炉膛内炭化室和燃烧室分设，炉膛内壁和炭化室墙壁或炭化室两墙壁上建有多道挡板，粉煤下行过程中形成空间，这空间虽不起到燃烧室的作用，但同样起到了增加热能和粉煤交流的面积、对粉煤进行翻滚、搅拌或热炒的作用，使粉煤均匀加热、热解，使生产的半焦品质均衡稳定；

4)、煤气收集：

A、粉煤通过交错设立的挡板下行过程中，产生一定的间隙，为粉煤热解中产生的热煤气上行提供通道；

B、粉煤热解区，因其间建立了多层档板，使档板间的煤层大大缩小，减少了煤气穿透的阻力；

C、在炉体上部的煤气集气伞区和粉煤热解区再增设一个平面网格状煤气发散伞区，以减少单层煤层厚度，增加透气性；同时使煤气均衡地通过粉尘过滤带。在煤气集气伞和煤气发散伞之间设立一个煤气粉尘过滤带，这一过滤带的煤层厚度和温度能使煤气和粉尘分离，当带粉尘的煤气上行通过这一区域时，能起到对粉尘的过滤作用，使通过的煤气洁净，产出高品质焦油；

5)、出焦：半焦下行进入冷却区，与进入的空气和煤气间接接触时，半焦所带的热能被空气和煤气吸收，半焦逐步冷却降温；空气和煤气被预热，从而降低煤气的使用量，起到了节能减排的作用。

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