CN102786973B - 一种干熄废气产生及焦改质方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种干熄废气产生及焦改质方法，步骤是：(1)、将净煤气燃烧后的经吸热降温后的低温废气引入熄焦废气风机；(2)、利用熄焦废气风机将低温废气对高温熄焦室中和从高温熄焦室落向低温熄焦中的焦炭进行降温；(3)、同时，低温废气在干熄过程中产一定量的高温可燃废气；(4)、高温可燃废气从高温熄焦室的顶部进入焦改质装置的高温可燃废气进入通道中，再从可燃废气进入孔进入焦改质装置的主内火道下部、下段副内火道中，利用高温可燃废气本身的余热给焦改质室中的焦炭提供保温所需热量和温度。本方法先利用燃烧后的废气进行干熄产生高温可燃废气，再利用高温可燃废气的余热对焦炭进行改质，不需增加额外的能耗装置，降低炼焦成本。

Description

一种干熄废气产生及焦改质方法

技术领域

本发明涉及一种产生可燃高温废气及焦改质方法，特别涉及一种干熄废气产生及焦改质方法。

背景技术

目前市场上的煤热解炉(炼焦炉)大都采用间歇式炼焦，入炉煤的配比、脱水、进煤、预热、炭化、焦改质、干熄等各工艺步骤相对独立，不能进行连续生产，生产效率低下；另外，煤热解过程中产生的荒煤气含很多有用的成份，如H₂S、HCH等等酸性气体，NH₃碱性气体、焦油类、苯类、萘类、洗油类等有机物，没完整对荒煤气导出、回收净化加以利用的完整的工艺。

这促使本发明人探索创新出一套完整的连续炼焦和对荒煤气导出、回收净化加以循环利用的完整的工艺。

发明内容

本发明提供了一种干熄废气产生及焦改质方法，该方法先利用燃烧后的废气进行干熄产生高温可燃废气，再利用高温可燃废气本身的余热对焦炭进行改质，不需增加额外的能耗装置，降低了炼焦成本。

实现上述目的所采取的技术方案是：

一种干熄废气产生及焦改质方法，本方法涉及的设备主要包括干熄装置、焦改质装置，所述的干熄装置设置在火道弓下方，包括高温熄焦室、低温熄焦室、熄焦桥弓、熄焦废气风机；所述的焦改质装置设置于炉体中位于火道弓上，包括炭化室的下部形成焦改质室、主内火道下部、下段副内火道，中心环墙围成中心通道的高温可燃废气进入通道的下部，中心环墙下部设有贯通高温可燃废气进入通道与主内火道、下段副内火道的可燃废气进入孔；所述的干熄装置的高温熄焦室的顶部通过火道弓的高温可燃废气通道与焦改质装置的高温可燃废气进入通道相通，本方法实现步骤是：

(1)、将净煤气燃烧后的经蓄热体吸热降温后的低温废气引入熄焦废气风机；

(2)、利用熄焦废气风机将低温废气依次通过干熄焦装置的进风管、干熄风环道、干熄风管鼓入集风室室中，低温废气在集风室室中汇聚，从下部开口中井喷而出，吹入低温熄焦室中，再向上串入高温熄焦室，对高温熄焦室中和从高温熄焦室落向低温熄焦中的焦炭进行降温；

(3)、同时，低温废气在干熄过程中产一定量的高温可燃废气，高温可燃废气包括3种，其一、低温废气中含有少量的水份遇到焦改质后的高温焦炭会发生化学反应，产生一些可燃气体；其二、低温废气本身还存在部分未充分燃烧的可燃气体；其三、焦改质后的高温焦炭本身还残留一部分可燃气体；

(4)、高温可燃废气从高温熄焦室的顶部进入焦改质装置的高温可燃废气进入通道，再从可燃废气进入孔进入焦改质装置的主内火道下部、下段副内火道中，利用高温可燃废气本身的余热给焦改质室中的焦炭提供保温所需热量和温度。

本发明的特点是先利用燃烧后的废气进行干熄产生高温可燃废气，再利用高温可燃废气本身的余热对焦炭进行改质，不需增加额外的能耗装置，降低了炼焦成本。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是图15中F-F处放大图；

图2是图1中x-x处截面图；

图3是本发明所涉及的气体换向器示意图；

图4是本发明所涉及的气体换向器上下盘示意图；

图5是图14中c-c处截面示意图；

图5-1是本发明所涉及的气体换向器与燃气加热器管网连接示意图；

图6是图11中z-z处截面示意图；

图7是图11中w-w处截面示意图；

图8是图11中y-y处截面示意图；

图9是本发明所涉及的煤热解炉的焦改质装置示意图(图11中u-u处截面图)；

图10是本发明所涉及的煤热解炉的火道弓示意图(图11中t-t处截面图)；

图11是本发明的煤热解炭化装置示意图；

图12是本发明所涉及的煤热解炉的干熄焦装置示意图(图15中H-H放大图)；

图13本发明煤热解炉的干熄焦装置的熄焦桥弓示意图；

图14是本发明所涉及的煤热解炉的工控中心的电气连接示意图；

图15是本发明所涉及的煤热解炉总体示意图。

具体实施方式

本发明一种干熄废气产生及焦改质方法的具体实施例主要在以下第五部分第一章第三节与第四部分第一、二、三、四节中予以详细介绍。

第一部份入炉煤配比及制备

如选用5种不同的煤，它们分别是气煤、肥煤、焦煤、三分之一焦煤、瘦煤先混合然后过筛破碎，直至破碎颗粒达到5mm以下形成入炉煤，当然本发明煤热解炉对其它配比和颗粒大小的入炉煤同样适用，不构成对本发明煤热解炉所需入炉煤粉的限制。

第二部份入炉煤脱水

预先通过入炉煤脱水装置对进入本煤热解炉的入炉煤的进行脱水，起到节能降耗的作用。

第三部分入炉煤进煤、预热、调节、冷却

脱水后的入炉煤经过输送后温度一般会降至常温，温度可能会更低，所以需要对入炉煤在进入炭化室之前进行预热、调节、冷却。

第一节入炉煤进煤进煤装置用来输入脱水后的入炉煤

第二节入炉煤预热预热装置设置于进煤装置的下方并位于煤热解炉的顶部。预热装置用预热对经过输送后温度降低的入炉煤。

第三节预热后的入炉煤调节入炉煤调节仓设置在炉体上部位于预热装置下部，入炉煤调节仓用来调节向煤热解炉的炭化室中加注入炉煤的量。

第四部分入炉煤热解(炭化加热、焦改质、干熄焦)

第一节入炉煤热解炭化加热

如图15所示，煤热解炭化装置6设置在炉体91中部，主要包括炭化室61、外燃气加热装置64、内燃烧加热装置67、火道弓65构成；如图2所示：炭化室61由耐火导热材料内、外环墙612、611构成一个环状空间，围绕在炭化室外墙611环外周为外燃气加热装置64，其中外燃气加热装置64主要为若干组(本例9组)结构相同第一燃气加热器62、第二燃气加热器60和气体换向装置66构成，另外，如图15所示：因为炭化室61高度较高，其中外燃气加热装置64主要分成上、中、下三段式加热，每段有9组结构相同第一燃气加热器62、第二燃气加热器60构成。

如图6所示：炭化室内环墙612环内为内燃烧加热装置67，内燃烧加热装置67主要由若干组(本例3组)结构相同的第三燃气加热器68、第四燃气加热器69及熄焦废气加热器63。

如图1所示，所述的第一燃气加热器62主要包括第一燃烧室621、第一煤气进入支管622和第一蓄热换热器624。

如图2所示，第一燃烧室621由耐火材料制成的炉体91外墙、和耐火导热材料制成炭化室外环墙611和外火道隔墙625围成一个相对封闭的煤气燃烧火道，如图1所示，第一煤气进入支管622穿过炉体91外墙通到第一燃烧室621中。

如图1、12所示：第一蓄热换热器624包括第一蓄热腔626、第一蓄热体623、第一空气进入支管627和第一燃烧废气排出支管628；第一蓄热腔626设置在炉体91外墙中，第一蓄热体623设置第一蓄热腔626中，第一蓄热腔626一端通向第一燃烧室621底部，另一端分别接有第一空气进入支管627和第一燃烧废气排出支管628。

如图2所示：在第一空气进入支管627与第一蓄热腔626之间设置有第一单向空气阀门629，第一单向空气阀门629允许空气从第一空气进入管627和第一蓄热腔626流入第一燃烧室621；在第一燃烧废气排出支管628与第一蓄热腔626之间设置有第一单向废气阀门620，第一单向废气阀门620允许煤气燃烧废气从第一燃烧室621流经第一蓄热腔626，最后从第一燃烧废气排出支管628排出(当然，采用如下所述的气体换向装置66，当空气主管667与第一空气分管6671接通，空气主管667与第二空气分管6673处于切断；与此同时，燃烧废气主管669与第一燃烧废气分管6691亦相切断，而相应燃烧废气主管669与第二燃烧废气分管6693处于相接通，可以起到代替第一单向空气阀门629及第一单向废气阀门620的作用)。

同理，如图2所示：结构相同第二燃气加热器60主要包括第二燃烧室601、第二煤气进入支管602和第二蓄热换热器604，第二燃烧室601由耐火材料制成的炉体91外墙、和耐火导热材料制成炭化室外环墙611和外火道隔墙625围成一个相对封闭的煤气燃烧火道，第二煤气进入支管602穿过炉体91外墙通到第一燃烧室601中。

如图2所示：第二蓄热换热器604包括第二蓄热腔606、第二蓄热体603、第二空气进入支管607和第二燃烧废气排出支管608，第二蓄热腔606设置在炉体91外墙中，第二蓄热体603设置第二蓄热腔606中，第二蓄热腔606一端通向第二燃烧室601底部，另一端分别接有第二空气进入支管607和第二燃烧废气排出支管608，在第二空气进入支管607与第二蓄热腔606之间设置有第二单向空气阀门609，第二单向空气阀门609允许空气从第二空气进入管607和第二蓄热腔606流入第二燃烧室601；在第二燃烧废气排出支管608与第二蓄热腔606之间设置有第二单向废气阀门600，第二单向废气阀门600允许煤气燃烧废气从第二燃烧室601流经第二蓄热腔606，最后从第二燃烧废气排出支管608排出(当然，采用如下所述的气体换向装置66，当空气主管667与第一空气分管6671切断，空气主管667与第二空气分管6673处于接通，与此同时，燃烧废气主管669和第一燃烧废气分管6691亦相接通，而相应燃烧废气主管669和第二燃烧废气分管6693亦相切断；可以起到代替第二单向空气阀门及第二单向废气阀门的作用)。

如图1、图2所示，第一燃烧室621和紧邻的第二燃烧室601之间外火道隔墙625的顶部设有燃烧室通孔6251，燃烧室通孔6251将第一燃烧室621和紧邻的第二燃烧室601接通构成关联一组，本例中，外燃气加热装置64共设有18道外火道隔墙625隔墙，形成9组关联燃烧组；另外，如图15所示；因为炭化室61高度较高，其中外燃气加热装置64主要分成上、中、下三段式加热，每段有9组结构相同第一燃气加热器62、第二燃气加热器60构成。

综上所述，燃气加热器及蓄热换热方法是；

1、当第一燃烧室621中的煤气进行燃烧时，荒煤气回收净化后的净煤气通过第一煤气进入支管622进到第一燃烧室621中，第一单向空气阀门629开启，允许空气从第一空气进入管627和第一蓄热腔626流入第一燃烧室621；所述的第一单向废气阀门620关闭，产生的热废气通过燃烧室通6251孔进入第二燃烧室601后，热废气经过第二蓄热腔606中的第二蓄热体603时，第二蓄热体603对热废气进行吸热降温，热废气变为温度相对较低的低温废气从第二燃烧废气排出支管608排出；

2、当轮到第二燃烧室601中的煤气燃烧时，荒煤气回收净化后的净煤气通过第二煤气进入支管602进到第二燃烧室601中，第二单向空气阀门609开启，空气从第二空气进入支管607经过第二蓄热腔606进入到第二燃烧室601过程中，空气被第二蓄热体603释放的热量加热变为热空气助燃第二燃烧室601中的煤气燃烧；与此同时，所述的第二单向废气阀门600关闭，第二燃烧室601中的煤气燃烧后的热废气通过燃烧室通孔6251进入第一燃烧室621后，热废气经过第一蓄热腔626中的第一蓄热体623时，第一蓄热体623对热废气进行吸热降温，热废气变为温度相对较低的低温废气从第一燃烧废气排出支管628排出；

3、同理，第1步与第2步交替循环进行。

如图1所示：在炉体91外墙上还设置有燃烧室温度监测孔6201和燃烧室观测孔6202，燃烧室观测孔6202便于技术人员直观观察每个燃烧室的煤气燃烧情况，燃烧室温度监测孔6201中设置有燃烧室温度表6203用于对燃烧室的温度监测，以便于对煤热解进程的评估。

如图14所示：燃烧室温度表6203与工控中心90相联，由工控中心90自动采集燃烧室温度表6203的温度数据。

如图3、图4、图5-1所示，气体换向装置66包括上盘661、下盘662、旋转换向电机663、空气风机664、煤气风机665、废气风机666，下盘662分别接有一个空气主管667和第一空气分管6671、第二空气分管6673，一个煤气主管668和第一煤气分管6681、第二煤气分管6683，一个燃烧废气主管669和第二燃烧废气分管6693、第一燃烧废气分管6691，其中，第二燃烧废气分管6693和第一燃烧废气分管6691与第一空气分管6671和第二空气分管6673及第一煤气分管6681和第二煤气分管6683的设置刚好对调(图4、图5-1所示)。

如图3、15、图5-1所示：上盘661贴合在下盘662上方，上盘661分别对应设置有空气连接管6672、煤气连接管6682、燃烧废气连接管6692，旋转换向电机663带动上盘661在下盘662上往复转动从而实现空气主管667不断与第一空气分管6671和第二空气分管6673进行接通和切断转换，煤气主管668不断与第一煤气分管6681和第二煤气分管6683进行接通和切断转换，燃烧废气主管669不断与第二燃烧废气分管6693和第一燃烧废气分管6691进行接通和切断转换(与第一空气分管6671和第二空气分管6673及第一煤气分管6681和第二煤气分管6683的切换刚好相反)。

如图1、图5一1所示，在炉体91的外周还设有两组围管，包括第一空气围管6674，第一煤气围管6684，第一燃烧废气围管6694；第二空气围管6675、第二煤气围管6685，第二燃烧废气围管6695。

如图5-1所示：第一空气围管6674将第一空气分管6671和第一空气进入支管627联接起来，将第一空气分管6671、第一空气围管6674、第一空气进入支管627、第一蓄热腔626与第一燃烧室621构成同一通路；与此同时，第一煤气围管6684将第一煤气分管6681和第一煤气进入支管622联接起来，将第一煤气分管6681、第一煤气围管6684、第一煤气进入支管622与第一燃烧室621构成同一通路；此时同时，第一燃烧废气围管6694是将第一燃烧废气分管6681与第一燃烧废气排出支管628联接起来，将第一燃烧废气分管6681、第一燃烧废气排出支管628、第一蓄热腔626与燃烧室621构成同一通路；

同理，第二空气围管6675将第二空气分管6673和第二空气进入支管607联接起来，将第二空气分管6673、第二空气围管6675、第二空气进入支管607、第二蓄热腔606与第二燃烧室601构成同一通路；与此同时，第二煤气围管6685将第二煤气分管6683和第二煤气进入支管602联接起来，将第二煤气分管6683、第二煤气围管6685将、第二煤气进入支管602和第二燃烧室601构成同一通路；与此同时，第二燃烧废气围管6695将第二燃烧气分管6693与第二燃烧废气排出支管608联接起来，将第二燃烧废气分管6693、第二燃烧废气排出支管608、第二蓄热腔606与第二燃烧室601构成同一通路。

另外，如图14所示，本例还包括气体换向装置控制器906用于对旋转换向电机663、空气风机664、煤气风机665、废气风机666控制，换向装置电气控制器906又与上位工控中心90相联，当然从电气控制原理来讲，本例中旋转换向电机663、空气风机664、煤气风机665、废气风机666亦可直接受工控中心90控制，所以此处设置气体换向装置控制器906并不构成对本例保护范围的限制。

如图1、图5-1及图2～图5所示，外燃气加热装置64的加热方法是：

(1)气体换向装置66的旋转换向电机663带动上盘661在下盘662上转动，空气主管667与第一空气分管6671接通，空气主管667与第二空气分管6673处于切断状态；同时，煤气主管668与第一煤气分管6681亦相接通，煤气主管668与第二煤气分管6683切断状态；与此同时，燃烧废气主管669与第一燃烧废气分管6691亦相切断，而相应燃烧废气主管669与第二燃烧废气分管6693处于相接通状态；

(2)空气风机664将空气鼓入空气主管667、空气依次经过空气连接管6672、第一空气分管6671、第一空气围管6674、第一空气进入支管627进入到第一蓄热腔626，利用第一蓄热体623释放的热量对空气进行加热后进入第一燃烧室621中；同时，煤气风机665将荒煤气经过回收净化后得到净煤气鼓入煤气主管668，煤气依次经过煤气连接管6682、第一煤气分管6681、第一煤气围管6684、第一煤气进入支管622进入第一燃烧室621中进行燃烧，与此同时，因为燃烧废气主管669与第一燃烧废气分管6691处于相切断状态，而相应燃烧废气主管669和第二燃烧废气分管6693处于相接通状态，所以第一燃烧室621中煤气燃烧后的废气只能通过外火道隔墙625上部的燃烧室通孔6251进入到第二燃烧室601中，再经过第二蓄热腔606中的第二蓄热体603进行吸热降温后从第二燃烧废气排出支管608、第二燃烧废气围管6695、第二燃烧废气分管6693、燃烧废气主管669通过废气风机666排出；

(3)经过一段时间的燃烧，气体换向装置66的旋转换向电机663带动上盘661在下盘662上反向转动，空气主管667与第一空气分管6671切断，空气主管667与第二空气分管6673处于接通状态，同时，煤气主管668和第一煤气分管6681亦相切断，煤气主管668与第二煤气分管6683接通状态，与此同时，燃烧废气主管669和第一燃烧废气分管6691亦相接通，而相应燃烧废气主管669和第二燃烧废气分管6693亦相切断状态；

(4)空气风机664将空气鼓入空气主管667、空气依次经过空气连接管6672、第二空气分管6673、第二空气围管6675、第二空气进入支管607进入到第二蓄热腔606，利用第二蓄热腔606中的第二蓄热体603释放的热量对空气进行加热后进入第二燃烧室601中；同时，煤气风机665将荒煤气经过回收净化后得到净煤气鼓入煤气主管668，煤气依次经过煤气连接管6682、第二煤气分管6683、第二煤气围管6685、第二煤气进入支管602进入第二燃烧室601中进行燃烧，与此同时，因为燃烧废气主管669和第一燃烧废气分管6691相接通，而相应燃烧废气主管669和第二燃烧废气分管6693处于相切断状态，所以第二燃烧室601中煤气燃烧后的废气只能通过外火道隔墙625上部的燃烧室通孔6251进入第一燃烧室621中，再经过第一蓄热腔626，中的第一蓄热体603吸热降温后，最后从第一燃烧废气排出支管628、第一燃烧废气围管6694、第一燃烧废气分管6691、燃烧废气主管669通过废气风机666排出。

所以，外燃气加热装置64燃烧原理在于当第一燃烧室621中煤气燃烧后生成的废气从燃烧室通孔6251进入第二燃烧室601，经第二燃烧室601及第二蓄热腔606中第二蓄热体603对其余热吸收降温后排出。

反之，当第二燃烧室601中煤气燃烧后生成的废气从燃烧室通孔6251进入第一燃烧室621，经第一燃烧室621及第一蓄热腔606中第一蓄热体603对其余热吸收降温后排出。

综上所述，这种通过气体换向装置的气体两进一出的工作方式和蓄热换热器的蓄热换热的工作方式，实现两组燃气加热器交替燃烧，即气体换向装置向第一燃气加热器的燃烧室送入空气、净煤气燃烧，同时从第二燃气加热器的燃烧室中吸出燃烧后的热废气，热废气经第二燃气加热器的第二蓄热换热器中的第二蓄热体吸热降温变为温度相对较低的低温废气排出；同理，气体换向装置向第二燃气加热器的燃烧室送入空气、净煤气燃烧，同时从第一燃气加热器的燃烧室中吸出燃烧后的热废气，热废气经第一燃气加热器的第一蓄热换热器中的第一蓄热体吸热降温变为温度相对较低的低温废气排出；这种相互利用煤气燃烧后的废气余热进行加热空气的方法，既起到了对煤气燃烧后的废气余热充分利用，提高燃烧室中的煤气的燃烧效率，又能对煤气燃烧后的废气进行一定程度的降温，不用消耗外来能源，起到节能降耗的目的，节省炼焦成本。

如图6、图15所示，内燃烧加热装置67主要由若干组(本例3组)结构相同的燃气加热器68、69和熄焦废气加热器63。

如图11、图8所示，熄焦废气加热器63包括内火道631、空气补管632、一次补气管6321、二次补气管6322、补气环道633、中心环墙634、内火道隔墙635、中心通道638，内火道631设置在火道弓65上。

如图8所示，内火道631主要由炭化室内环墙612和位于炭化室内环墙612内的中心环墙634和至少一道内火道隔墙635隔成至少一组以上并列的主内火道636、副内火道637，如图8所示，本例6条主内火道636和6条副内火道637，并列形成共计6组内火道631。

如图11所示，副内火道637中设置上封堵隔板6371，下封堵隔板6372，将副内火道637分成上、中、下三段，即上段副内火道6375、中段副内火道6374、下段副内火道6373；上段副内火道6375与主内火道636之间的火道隔墙635上设置有废气串通孔6303，上段副内火道6375和主内火道636顶部开设热废气排出通道6306，热废气排出通道6306与炉体91上部的废气室391相通。

如图11、图8所示，下段副内火道6373与主内火道636之间的火道隔墙635上设置火道串通孔6304，火道串通孔6304靠近下封堵隔板6372下方，如图8所示，6条火道串通孔6304分别将6条下段副内火道6373和主内火道636贯通在一起。

如图11所示，中心环墙634围成中心通道638，中心通道638中与上封堵隔板6371平齐处设置一通道隔板6382，将中心通道638分隔成上、下两部分，即下部分形成高温可燃废气进入通道6383，上部分形成缓冲区6381。

如图9、图11所示，中心环墙634下部设有贯通高温可燃废气进入通道6383与主内火道636和下段副内火道6373的可燃废气进入孔639，中心环墙634上部设有贯通缓冲区6381与主内火道636和上段副内火道6375的废气进入孔6301。

如图11、图10、图9所示：补气环道633设置在炉体91上，空气补管632通向补气环道633，一次补气管6321、二次补气管6322与补气环道633联通，从火道弓65的条弓651的下面穿过向上延伸至在主、副内火道636、637的之间的火道隔墙635的内部。

如图11、图2所示：一次补气管6321设置在主、副内火道636、637的之间的火道隔墙635的内部，一次补气管6321的出口6323位于下封堵隔板6372以下，分别通向主内火道636和下段副内火道6373；如图11所示，二次补气管6322亦设置在主、副内火道636、637的火道隔墙635的内部，而二次补气管6322的二次补气出口6324位于与上封堵隔板6371平齐或稍高于上封堵隔板6371，通向主内火道636。

如图11、图7所示，中段副内火道6374形成相对封闭的独立燃气燃烧室，上一条中段副内火道6374与紧邻下一条中段副内火道6374通过燃烧室通道6305贯通成相关一组，燃烧室通道6305位于上封堵隔板6371下方并从上一条中段副内火道6374与紧邻下一条中段副内火道6374之间的一条主内火道636中穿过，如图7所示，6条中段副内火道6374通过3条燃烧室通道6305贯通成3组。

如图11、图6、图7所示，副内火道637中的两条中段副内火道6374(即上、下封堵隔板6371、6372之间)设置一组结构相同的关联第三燃气加热器68、第四燃气加热器69，其结构和燃烧原理与以上介绍的第一燃烧加热器62、第二燃烧加热器60几乎完全相同，也包括第三燃气加热器68包括第三燃烧室681、第三煤气进入支管682、第三蓄热腔686、第三蓄热体683、第三空气进入支管687和第三燃烧废气排出支管688。

如图11、图6所示，需要说明不同的是第三燃烧加热器68的第三燃烧室681是中段副内火道6374，即由上、下封堵隔板6371、6372之间相对密闭的煤气燃烧火道。

如图11、图10、图9所示：第三煤气进入支管682从火道弓65的条弓651的下面穿过向上延伸经过火道隔墙635内部通向第三燃烧室681(即中段副内火道6374)，第三蓄热腔686设置在条弓651下方的炉体91上，第三蓄热体683置于第三蓄热腔686中，第三蓄热腔686一端通过延伸通道6861从火道弓65的条弓651的下面穿过，向上延伸经过火道隔墙635内部通向第三燃烧室681底部，第三蓄热腔686另一端分别接有第三空气进入支管687和第三燃烧废气排出支管688。

同理，第四燃气加热器69结构与第三燃气加热器68完相同，这里不再赘述，其中第四燃烧室691与第三燃烧室681通过燃烧室通道6305接通构成关联一组(图7所示)。

其中，如图5-1所示，第三燃烧加热器68的第三燃烧室681的第三煤气进入支管682、第三空气进入支管687和第三燃烧废气排出支管688分别通过第一煤气围管6684、第一空气围管6674，第一燃烧废气围管6694与第一煤气分管6681、第一空气分管6671、第一燃烧废气分管6691相通。

如图5-1所示，第四燃烧加热器69的第四燃烧室691的第四煤气进入支管692、第三空气进入支管697和第三燃烧废气排出支管698分别通过第二煤气围管6685、第二空气围管6675、第二燃烧废气围管6695与第二煤气分管6683、第二空气分管6673、第二燃烧废气分管6693相通。

综上所述，第三燃烧加热器68、第四燃气加热器69，燃烧原理与以上第一燃烧加热器62、第二燃烧加热器60几乎完全相同，这里不再赘述。

本例的内燃烧加热装置67方法原理是上段副内火道6375和下段副内火道6373以及主内火道636是利用干熄焦产生的高温可燃废气进行补气燃烧加热，而中段副内火道6374是另外利用荒煤气回收净化后的净煤气燃烧加热。

本例的内燃烧加热装置67方法是：(1)、当高温可燃废气从中心通道638下部的高温可燃废气进入通道6383进入，经过可燃废气进入孔639进入主内火道636和下段副内火道6373中，刚进入的高温可燃废气温度较高一般都在1000℃～1100℃，但是随着废气在主内火道636和下段副内火道6373中上升对外做功散热，温度会降低；

(2)、这时通过一次补气管6321给主内火道636和下段副内火道6373中的补入空气，使得高温可燃废气得到空气中的氧气从而燃烧，毕竟高温可燃气体中的可燃气的量是一定的，不足以提供炭化室61煤热解所需的热量和温度；

(3)、所以，当下段副内火道6373的高温可燃废气经过一次补气燃烧之后的废气经过火道串通孔6304绕到到主内火道636中，同主内火道636中的高温可燃气体及燃烧后的废气混合在一起在主火道636中上升，随着混合后的高温可燃气体及燃烧后的废气在上升过程中会向通过炭化室内环墙612给炭化室61中的煤热解提供热量而对外做功，温度会逐渐降低；

(4)、所以在主内火道636的中上部需要再次通过二次补气管6322进入补空气，使混合后的高温可燃气体及燃烧后的废气再进一步燃烧，这不仅给炭化室61煤热解提供所需的热量和温度，而且又能使高温可燃气体充分燃烧，提高高温可燃气燃烧做功效率；

(5)、另外，由于在主内火道636和上段副内火道6375中间存在缓冲区6381，中心环墙634上部设有贯通缓冲区6381与主内火道636和上段副内火道6375的废气进入孔6301，在主内火道636和上段副内火道6375之间的火道隔墙635上设置有废气串通孔6303，各条主内火道636和上段副内火道6375之间完全相互贯通，使得第二次补气燃烧后的废气能够完全相混合在一起，所在主内火道636和上段副内火道6375之间达到均温均压，可给整个炭化室61上部的煤热解提供均衡的热量和温度；

(6)、最后经过二次补气燃烧后的废气通过主内火道636和上段副内火道6375顶部的热废气排出通道6306排入炉体91上部的废气室391；

(7)、与此同时，为了弥补高温可燃气体中的可燃气的量不足，不足以提供炭化室61煤热解所需的热量和温度的缺陷，而又能对煤热解过程中产生的荒煤气的充分利用，给第三燃气加热器68、第四燃气加热器69的第三燃烧室681和第四燃烧室691提供荒煤气经过回收净化后的净煤气燃烧，即在中段副内火道637中进行补加热，不仅给炭化室61煤热解提供足够的热量和温度，同时又提高了荒煤气的利用率，减少向大气中排放，避免空气污染，保护了环境。

第二节焦改质

由于煤在炭化室中进行热解之后形成的焦炭，存在受热不均，焦炭块粒大小不匀的情况，最好给焦炭提供一定温度和时间，使焦炭之间充分相接触，相互进行热传递，这就需要焦改质装置610。

如图12、图11、图9、图15所示，焦改质装置610，设置于炉体中位于火道弓65上，焦改质装置610包括炭化室6的下部形成焦改质室6100、主内火道636下部、下段副内火道6373，中心环墙634围成中心通道638的高温可燃废气进入通道6383的下部，中心环墙634下部设有贯通高温可燃废气进入通道6383与主内火道636、下段副内火道6373的可燃废气进入孔639。

另外，如图1所示：炉体91外墙设有焦改质温度监测孔6101，焦改质温度监测孔6101孔中设置有一焦改质温度表6012，如图14所示，工控中心90与焦改质温度表6012电气连接，自动对焦改质温度表6012的焦改质温度信号进行监测。

本焦改质装置进行改质的方法是：外部由保温耐火材料的炉体外墙进行保温，而内部则将高温可燃废气从可燃废气进入孔639进入主内火道636下部、下段副内火道6373中，利用高温可燃废气本身的余热提供保温所需热量和温度，特别是刚进入的高温可燃废气温度在1000℃～1100℃之间刚好适合焦改质，使焦炭在焦改质室中留存一定时间，焦炭块粒之间充分接触、相互之间进行热传递，达到焦块大小均匀目的。

第三节火道弓

如图11、图10所示，因为炭化室内环墙612以及内燃烧加热装置67的火道隔墙635、中心环墙634都设置在炉腔中，需要火道弓65为其提供支撑，同时又给内燃烧加热装置67提供各种管道的铺设，如图11、图10所示，火道弓65设置在炭化室61、内燃烧加热装置67、焦改质装置610下方的炉腔中，主要包括若干条的条弓651、火弓中心环墙652，火弓中心环墙652中部形成高温可燃废气通道653，条弓651一端固定在火弓中心环墙652上，另一端固定在炉体91上，条弓651围绕火弓中心环墙652中心以一定角度间隔辐射状散开布置，本例中的火弓651为12条弓，数量与内燃烧加热装置67的主、副内火道636、637总数一致。

如图11、图10所示，一条火弓651的墙体中设置第三煤气进入支管682和第三蓄热腔686的延伸通道6861，紧相邻的另一条火弓651的墙体中设置的一次补气管6321、二次补气管6322，给内燃烧加热装置67的管道铺设提供了便利，6条火弓651的墙体中分别并列设置6条第三煤气进入支管682和第三蓄热腔686的延伸通道6861，另6条火弓651的墙体中分别并列设置的6条一次补气管6321、二次补气管6322，使内燃烧加热装置67的各种管道排列有序，不至于干涉。

第四节干熄焦

经过改质后的焦炭温度较高，一般都在1000℃～1100℃，需要对高温焦炭进行冷却才能方便输送和储存，需要有干熄装置7。

如图12、图13所示，干熄装置7设置在火道弓65下方，包括高温熄焦室71、低温熄焦室72、熄焦桥弓73、熄焦废气风机75；高温熄焦室71设置在火道弓65的下方，高温熄焦室71的顶部与高温可燃废气通道653相通；熄焦桥弓73设置在高温熄焦室71与低温熄焦室72之间，熄焦桥弓73包括桥弓731、集风室74、干熄风环道76、干熄风管77；6条桥弓以高温熄焦室71和低温熄焦室72轴中心呈一定角度在干熄风环道76中间隔成辐形布置，桥弓731中部形成集风室74，集风室74为一个直经上大下小的倒锥台形腔室，集风室74的顶部设置有半球形风帽78，集风室74的下部开口79朝向低温熄焦室72；干熄风管77设置在桥弓731中，干熄风管77一端通向集风室74，另一端通向干熄风环道76，干熄风环道76通过进风管761与熄焦废气风机75相联；低温熄焦室72的底部开口721处设置有出焦阀门70。

如图12所示，在炉体的外墙91上设有通向高温熄焦室71的熄焦温度监测孔711，熄焦温度监测孔孔中设置有熄焦温度表712。

如图14所示，熄焦温度表712、熄焦废气风机75和出焦阀门70与工控中心90电气连接，工控中心90对熄焦废气风机75和出焦阀门70进行自动控制，通过熄焦温度表712对熄焦温度进行监测。熄焦温度表712、熄焦废气风机75和出焦阀门70通过干熄装置控制器907与工控中心90电气连接，当然从电气控制原理来讲，本例中干熄装置控制器907并不构成对本例保护范围的限制。

本例干熄装置7的利用低温燃烧废气进行干熄焦的方法是：。

(1)将外燃气加热装置64的第一燃烧加热器62、第一燃烧加热器60和内燃烧加热装置67的第三燃气加热器68、第四燃气加热器69中煤气燃烧后的废气引入熄焦废气风机75，因为煤气燃烧后的废气分别经蓄热体吸热后自然变成温度相对较低的低温废气；

(2)利用熄焦废气风机75将低温废气依次通过进风管761、干熄风环道76、干熄风管77鼓入集风室74室中，低温废气在集风室74室中汇聚，因为集风室74采用独特的结构，顶部的风帽78呈半球形，中部腔室呈倒锥台形结构，所以低温废气会从下部开口79中井喷而出，吹入低温熄焦室72中，再向上串入高温熄焦室71，对高温熄焦室71中和从高温熄焦室71落向低温熄焦室72中的焦炭进行降温，本例采用风冷形式对焦炭进行降温，故称之为干熄，

(3)另外，本例干熄装置7在干熄过程中还可产一定量的高温可燃气体，因为，其一、低温废气中含有少量的水份遇到焦改质后的高温焦炭会发生化学反应，产生一些可燃气体；其二、低温废气本身还存在部分未充分燃烧的可燃气体；其三、焦改质后的高温焦炭本身还残留一部分可燃气体，这些可燃气体向上进入火弓中心环墙652中部的高温可燃废气通道653，从而给煤热解炉的内燃烧加热装置67的主、副火道636、637提供气源。

本例中所举的低温废气是指煤热解过程中产生的荒煤气回收净化后的净煤气经过煤热解炉的外燃气加热装置和内燃烧加热装置中的燃气加热器燃烧后产生的废气，该废气经蓄热腔中的蓄热体吸热降温后变为低温气体，本干熄装置优点还在于利用燃烧废气本身不可燃烧性代替现有使用惰性氮气进行干熄，设备简单，成本低廉，经济效益显著。本例与传统的湿法熄焦相比，更不会因为大量水遇到高温焦炭而发生大量水煤气而向空中排放，空气污染小，节约用水，同时又能对煤热解过程中产生的荒煤气进行充分利用。

第五节连续炼焦装置

综合上述，本煤热解炉的一大优点是能连续炼焦，取代传统的间歇炼焦或土窝子炼焦，相比传统炼焦法，具有不可比拟的优势。

第五部分、煤热解气体的综合循环利用

第一章荒煤气的回收净化利用(导出、冷凝、化产)

第一节荒煤气导出

荒煤气含很多有用的成份，需要对荒煤气导出以便利用

第二节荒煤气冷凝

荒煤气温度较高，需要对高温荒煤气进行冷却。

第三节荒煤气的回收净化

氨水喷洒后的荒煤气可存储起来用于燃烧。

第二章荒煤气回收净化后的循环利用(燃烧、干熄、焦改质、再次燃烧、入炉煤预热、入炉煤脱水、补气空气加热)

第一节荒煤气净化回收后的净煤气燃烧

荒煤气经过净化回收后燃烧给煤热解提供热源。

第二节净煤气燃烧后的废气干熄

净煤气在外燃气加热装置中的燃气加热器和内燃烧加热装置中的燃气加热器中并未完全充分燃烧，利用未完全充分燃烧废气对高温焦炭进行干熄降温，未完全充分燃烧废气中的水份与高温焦炭接触时会发生反应生成水煤气，同时又带走高温焦炭改质后残余的挥发性可燃气体，最终形成含有可燃气体成份的高温废气，具体见以上干熄焦章节介绍，这里不再赘述。

第三节干熄后的高温可燃废气焦改质

干熄后的高温可燃废气温度可达1000℃～1100℃，而焦改质正好需要在这温度段进行保温改质，

如图15所示，综合上述第四部分第一、二、三、四节及第五部份第二章第二节的内容得出一种干熄废气产生及焦改质装置及方法，包括干熄装置7、焦改质装置610；所述的干熄装置7的具体结构见第四部分第四节，所述的焦改质装置610具体结构见第四部份第二节，这里不再赘述。

这里仅针对的它们之间结构关系进行说明，所述干熄装置7设置在火道弓65下方，所述的焦改质装置610设置于炉体中位于火道弓65上；干熄装置7的高温熄焦室71的顶部与焦改质装置610的高温可燃废气通道653相通，使得高温熄焦室71中高温可燃废气进入到焦高温可燃废气通道653中从而对焦改质装置610的焦改质室6100的焦炭进行改质。

本例的一种干熄废气产生及焦改质方法的实现步骤是：

(1)、净煤气燃烧后的废气引入熄焦废气风机75，因为煤气燃烧后的废气分别经蓄热体吸热后自然变成温度相对较低的低温废气；

(2)、利用熄焦废气风机75将低温废气依次通过干熄焦装置7的进风管761、干熄风环道76、干熄风管77鼓入集风室74室中，低温废气在集风室74室中汇聚，因为集风室74采用独特的结构，顶部的风帽78呈半球形，中部腔室呈倒锥台形结构，所以低温废气会从下部开口79中井喷而出，吹入低温熄焦室72中，再向上串入高温熄焦室71，对高温熄焦室71中和从高温熄焦室71落向低温熄焦室72中的焦炭进行降温，本例采用风冷形式对焦炭进行降温，故称之为干熄；

(3)、同时，低温废气在干熄过程中产一定量的高温可燃废气，高温可燃废气包括3种，其一、低温废气中含有少量的水份遇到焦改质后的高温焦炭会发生化学反应，产生一些可燃气体；其二、低温废气本身还存在部分未充分燃烧的可燃气体；其三、焦改质后的高温焦炭本身还残留一部分可燃气体；

(4)、高温可燃废气从高温熄焦室71的顶部进入焦改质装置610的高温可燃废气通道653中，再从可燃废气进入孔639进入焦改质装置610的主内火道636下部、下段副内火道6373中，利用高温可燃废气本身的余热提供保温所需热量和温度，特别是刚进入的高温可燃废气温度在1000℃～1100℃之间刚好适合焦改质，使焦炭在焦改质室中留存一定时间，焦炭块粒之间充分接触、相互之间进行热传递，达到焦块大小均匀目的。

另外，如图14所示，工控中心90与焦改质温度表6012、熄焦温度表712、熄焦废气风机75和出焦阀门70电气连接，工控中心90对熄焦废气风机75和出焦阀门70进行自动控制，通过焦改质温度表6012的焦改质温度信号进行监测，通过熄焦温度表712对熄焦温度进行监测。工控中心90亦可通过干熄装置控制器907对熄焦温度表712、熄焦废气风机75和出焦阀门70进行电气连接，当然从电气控制原理来讲，本例中干熄装置控制器907并不构成对本例保护范围的限制。

Claims (1)

1.一种干熄废气产生及焦改质方法，其特征在于：本方法涉及的设备主要包括干熄装置、焦改质装置，所述的干熄装置设置在火道弓下方，包括高温熄焦室、低温熄焦室、熄焦桥弓、熄焦废气风机；所述的焦改质装置设置于炉体中位于火道弓上，包括炭化室的下部形成焦改质室、主内火道下部、下段副内火道，中心环墙围成中心通道的高温可燃废气进入通道的下部，中心环墙下部设有贯通高温可燃废气进入通道与主内火道、下段副内火道的可燃废气进入孔；所述的干熄装置的高温熄焦室的顶部通过火道弓的高温可燃废气通道与焦改质装置的高温可燃废气进入通道相通，本方法实现步骤是：

(1)、将净煤气燃烧后的经蓄热体吸热降温后的低温废气引入熄焦废气风机；

(2)、利用熄焦废气风机将低温废气依次通过干熄焦装置的进风管、干熄风环道、干熄风管鼓入集风室室中，低温废气在集风室室中汇聚，从下部开口中井喷而出，吹入低温熄焦室中，再向上串入高温熄焦室，对高温熄焦室中和从高温熄焦室落向低温熄焦室中的焦炭进行降温；

(3)、同时，低温废气在干熄过程中产一定量的高温可燃废气，高温可燃废气包括3种，其一、低温废气中含有少量的水份遇到焦改质后的高温焦炭会发生化学反应，产生一些可燃气体；其二、低温废气本身还存在部分未充分燃烧的可燃气体；其三、焦改质后的高温焦炭本身还残留一部分可燃气体；

(4)、高温可燃废气从高温熄焦室的顶部进入焦改质装置的高温可燃废气进入通道，再从可燃废气进入孔进入焦改质装置的主内火道下部、下段副内火道中，利用高温可燃废气本身的余热给焦改质室中的焦炭提供保温所需热量。

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