CN102786977B - 一种煤热解炉的入炉煤废气脱水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种煤热解炉的入炉煤废气脱水器，包括脱水器壳体、热废气主进入管、脱水废气主排出气管、入料器、废气散热片；脱水器壳体为一空腔壳体，入料器设置在脱水器壳体上方，入料器下方在脱水器壳体内部设有至少一组废气散热片，废气散热片的内部设有热废气进入通道、脱水废气排出通道，热废气进入通道和脱水废气排出通道分别与热废气主进入管、脱水废气主排出气管相通，本发明利用热废气自身的余热对废气散热片进行加热，既能对燃烧后的热废气进行降温，又能对经过废气散热片的入炉煤进行脱水，又可以让入炉煤的含水率在1％以下，达到对燃烧后的热废气的有效利用，节省能耗，节省炼焦成本，市场竞争力强。

Description

一种煤热解炉的入炉煤废气脱水器

技术领域

本发明涉及一种废气脱水器，特别涉及利用煤热解炉自身燃烧废气对入煤进行干燥脱水装置中的废气脱水器。

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，入炉煤料为湿煤，所以耗能，增大了炼焦的成本，而煤热解过程中会产生大量热量，传统的煤热解炉并没有对其有效利用。

这促使本发明人思考开发出一种利用煤热解炉自身燃烧废气对入煤进行干燥脱水的脱水器可能。

发明内容

本发明提供了一种煤热解炉的入炉煤废气脱水器，该脱水器能有效利用煤热解炉自身燃烧废气对入煤进行干燥脱。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种煤热解炉的入炉煤废气脱水器，包括脱水器壳体、热废气主进入管、脱水废气主排出气管、入料器、废气散热片；脱水器壳体为一空腔壳体，入料器设置在脱水器壳体上方，入料器下方在脱水器壳体内部设有至少一组废气散热片，废气散热片的内部设有热废气进入通道、脱水废气排出通道，热废气进入通道和脱水废气排出通道分别与热废气主进入管、脱水废气主排出气管相通。

优选的，所述的热废气进入通道和脱水废气排出通道在废气散热片的内部呈上下排列。

优选的，所述的入料器包括入料斗、入料振动筛、下料通道、下料振动筛，入料斗中设置入料振动筛，入料斗下方由中部散开设置有多个下料通道，在下料通道下方又设有下料振动筛。

优选的，所述的废气散热片成上、中、下三组排列，废气散热片外形做成朝上锐角三角形，上组废气散热片与中组废气散热片之间错位设置，即中组中的一废气散热片正好设置在上组中的两相邻的废气散热片之间，同理，下组一废气散热片正好设置在中组中的两相邻的废气散热片之间。

本发明的入炉煤废气脱水器，将煤热解炉自身燃烧后的热废气从热废气主进入管引入废气进入通道，再通过脱水废气排出通道从脱水废气主排出气管排出；入炉煤从入料器落入脱水器壳体的空腔中，从废气散热片组之间经过；燃烧后的热废气在进入热废气主进入气管通常温度在700℃～800℃，利用热废气自身的余热对废气散热片进行加热，既能对燃烧后的热废气进行降温，又能对经过废气散热片的入炉煤进行脱水，又可以让入炉煤的含水率在1％以下，达到对燃烧后的热废气的有效利用，节省能耗，节省炼焦成本，市场竞争力强。

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是本发明入炉煤废气脱水器在入炉煤脱水装置中组装示意图；

图2是本发明入炉煤废气脱水器与煤粉过滤器组装示意图；

图3是本发明入炉煤废气脱水器所涉及的煤粉过滤器一实施例俯视示意图；

图4是本发明入炉煤废气脱水器所涉及的煤粉过滤器另一实施例俯视示意图；

图5是经本发明入炉煤废气脱水器所涉及的入炉煤进煤、预热、调节等装置组装剖视示意图

图6是图5中C处放大图；

图7是经本发明入炉煤废气脱水器所涉及的入炉煤预热装置中的预热器剖视图；

图8是图6中a-a处截面图；

图9是经本发明所涉及的炉煤冷却装置中组成示意图；

图10是图9中b-b处截面图；

图11是本发明入炉煤废气脱水器所涉及的电气连接示意图。

具体实施方式

本发明一种煤热解炉的入炉煤废气脱水器的具体实施例主要在以下第二部分中予以详细介绍。

第一部份  入炉煤配比及制备

本发明所涉及的一种煤热解炉，可以根据不同的入炉煤配比，得到等级不同的焦炭。

如下步骤：1)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。2)其中气煤20％～40％；肥煤10％～20％；焦煤10％～20％；三分之一焦煤15％～30％；瘦煤10％～15％，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，只是按以上所举的入炉煤配比可以对弱粘煤配入量达40％以上，降低了入炉煤的成本同时又能得到较高质量的焦炭，在市场上具有很好竞争力。

第二部分  入炉煤脱水

目前市场上的炼焦炉大都采用间歇式炼焦，入炉煤料为湿煤，所以耗能，增大了炼焦的成本，预先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。

如图1所示：所述的入炉煤脱水装置1包括脱水架体10、斗提机11、废气脱水器12、煤粉过滤器13、料仓14、除尘器15、烟囱16、入炉煤输送机17。

如图1、图2所示：废气脱水器12包括脱水器壳体121、热废气主进入管122、脱水废气主排出气管123、入料器124、废气散热片125，在脱水器壳体121上方设有入料器124，在脱水器壳体121内部入料器124下方设有至少一组废气散热片125，废气散热片125的内部设有热废气进入通道1251、脱水废气排出通道1252，热废气进入通道1251和脱水废气排出通道1252分别与热废气主进入管122、脱水废气主排出气管123相通，热废气进入通道1251和脱水废气排出通道1252在废气散热片125的内部呈上下排列，利于入炉煤的干燥脱水。

如图2所示：入料器124包括入料斗1241、入料振动筛1242、下料通道1243、下料振动筛1244，入料斗1241中设置入料振动筛1242，入料斗1241下方由中部散开设置有多个下料通道1243，在下料通道1243下方又设有下料振动筛1244，下料振动筛1244下方设置废气散热片125，这样设计的目的是为了让入炉煤在废气散热片125上方分布更加均匀。

如图2所示：废气散热片125成上、中、下三组排列，废气散热片125外形做成朝上锐角三角形，上组废气散热片125与中组废气散热片125之间错位设置，即中组中的一废气散热片125正好设置在上组中的两相邻的废气散热片125之间，同理，下组一废气散热片125正好设置在中组中的两相邻的废气散热片125之间，目的是为了增加入炉煤的干燥面积、利于入煤分散滑落。

如图1、图2、图3所示：在废气散热片125下方设置煤仓14，在煤仓14上放设置有煤粉过滤器13，我们形像称为煤粉呼吸器，煤粉过滤器13主要包括过滤器壳体131、废空气内进入通管132、粉尘漏斗133、废空气内排出通管134、废空气外排出通管135，在过滤器壳体131周边设置设有从底部通向顶部的废空气内进入通管132，在过滤器壳体内部设置有粉尘漏斗133，粉尘漏斗133通向煤仓14，在粉尘漏斗133上方设有废空气内排出通管134，废空气内进入通管132的入口1321高于废空气内排出通管134的入口1341，废空气内排出通管134设置在过滤器内顶盖137上，废空气外排出通管135设置过滤器外顶盖138上，在过滤器内顶盖137与过滤器外顶盖138之间设置有金属纤维过滤网136。

如图3所示：废空气内进入通管132设置在过滤器壳体131内，废空气内进入通管132与废空气内排出通管134成垂直夹角在过滤器壳体131内形成旋风结构。

如图1所示：除尘器15连接脱水废气主排出气管123，除尘器15是现有的除尘技术，除尘器15包括除尘器壳体151，除尘室152，脱水废气主排出气管123通向除尘室152，除尘室152又通过引风机18与烟囱16相通，除尘室152下方设置粉煤灰排放管153，所述的除尘室152可以是湿法除尘，也可以采用干法布袋除尘，此处重点介绍湿法除尘，在除尘器壳体151内除尘室上方设有喷水头154，脱水废气主排出气管123没入除尘室152中的水中。

如图1、图2所示：热废气通过热废气主进入气管122进入废气散热片125内部的废气进入通道1251，再通过废气散热片125内部的脱水废气排出通道1252进入脱水废气主排出气管123，再经过除尘室152中的水层清洗之后从烟囱16排出，热废气中粉煤灰留在水层中通过粉煤灰排放管153定期排放，既起到对热废气进行净化，又能降低热废气排放温度，利于排风，保护引风机18，达到干净环保排放的目的，响应当今国家提倡废气环保排放的要求。

如图1、图2所示：燃烧后的热废气在进入热废气主进入气管122通常温度在700℃～800℃，利用热废气自身的余热对废气散热片125进行加热，既能对燃烧后的热废气进行降温，从而对经过废气散热片125的入炉煤进行脱水，又可以让入炉煤的含水率在1％以下，达到对燃烧后的热废气的有效利用，节省能耗。

如图1、图2所示：斗提机11的出料斗111设置在入料斗1241上方，入炉煤输送机17设置在煤仓14的底部。

如图11所示：本例还包括工控中心90，工控中心90对与之直接电气连接的引风机18、入炉煤输送机17和斗提机11进行控制，

本例还包括入炉煤电气控制器901，入炉煤电气控制器901对入炉煤输送机17、引风机18和斗提机11分别进行自动控制，入炉煤电气控制器901又与上位工控中心90相联，实现对入炉煤脱水的自动化。当然从电气控制原理来讲，本例中入炉煤输送机17、引风机18和斗提机11亦可直接受工控中心90控制，所以此处设置入炉煤电气控制器901并不构成对本例保护范围的限制。

本例入炉煤脱水方法原理是：

1、工控中心90给入炉煤电气控制器901传出入炉煤输送机17、引风机18和斗提机11启动信号，通过斗提机11先将配比完成的入炉煤送入脱水器壳体121上方入料斗1241中，通过入料振动筛1242、下料通道1243、下料振动筛1244，废气散热片125，最后落入煤仓14中；

2、将热废气通过热废气主进入气管122通入废气散热片125内部的废气进入通道1251中，再通过废气散热片125内部的脱水废气排出通道1252进入脱水废气主排出气管123，通过引风机18再进入除尘室152中的水层清洗之后从烟囱16排出；

3、与此同时，入炉煤在经过废气散热片125落入煤仓14过程中也会对脱水器壳体121腔内和煤仓14仓内的空气进行加热，被加热空气利用自身的热浮力进入煤粉过滤器13的废空气内进入通管132(如图3)，由于废空气内进入通管132的入口1321高于废空气内排出通管134的入口1341，热废空气自上而下形成旋风进入废空气内排出通管134，最后经过金属纤维过滤网136和废空气外排出通管135排放，废空气中的粉尘因金属纤维过滤网136阻隔而落入下方的粉尘漏斗133中从而进入煤仓14。

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，特别是冬季温度较低，温度可能会更低，但是炼焦时却又希望入炉煤温度保持在200℃至300℃之间比较适宜，所以需要对入炉煤在进入煤热解炉的炭化室之前进行预热。

第一节  入炉煤进煤

如图5所示：进煤装置2主要包括入炉煤粉输送器21、入炉煤仓22、煤粉分向器25、煤粉分配室26、入炉煤仓下料管29、煤粉过滤器23。

如图5所示，入炉煤粉输送器21采用螺旋输送结构，设置在入炉煤仓22上方，入炉煤仓22底部中间设置凸起的煤粉分向器25，将入炉煤仓22底部分成若干个煤粉分配室26，本例总共设置8个煤粉分配室26，在煤粉分配室26底部分别接有入炉煤仓下料管29、入炉煤仓下料管29上设置下料控制阀24。

如图5、图4所示，煤粉过滤器23(与本例第二部分中介绍的煤粉过滤器结构基本完全一样)设置在入炉煤仓22的上方，主要包括过滤器壳体231、废空气外进入通管232、粉尘漏斗233、废空气内排出通管234、废空气外排出通管235，废空气外进入通管232设置在过滤器壳体231外周边，在过滤器壳体231内部设置有粉尘漏斗233，粉尘漏斗233通向入炉煤仓22，在粉尘漏斗233上方设有废空气内排出通管234，废空气外进入通管232的入口高于废空气内排出通管234入口，废空气外进入通管232与废空气内排出通管234成垂直夹角在过滤器壳体231形成旋风结构，废空气内排出通管234设置在过滤器内顶盖237上，废空气外排出通管235设置过滤器外顶盖238上，在过滤器内顶盖237与过滤器外顶盖238之间设置有金属纤维过滤网236。

另外，如图11所示，本例还包括进煤装置电气控制器902，进煤电气控制器902对入炉煤粉输送器21和下料控制阀24进行控制，进煤装置电气控制器902又与上位工控中心90相联，当然从电气控制原理来讲，本例中入炉煤粉输送器21和下料控制阀24亦可直接受工控中心90控制，所以此处设置进煤装置电气控制器902并不构成对本例保护范围的限制。

第二节  入炉煤预热

如图5、图6所示：预热装置39置于进煤装置2的下方，预热装置39位于煤热解炉9的顶部。

如图6、图7、图8所示，预热装置39主要包括有炉体91、废气室391、至少一条以上废气预热通道392、预热器393，炉体91分为内、中、外三层墙体913、912、911(图8所示)、内层墙体913形成废气室391中层墙体912与外层墙体之911间形成废气聚集环道395，在废气聚集环道395设有废气主出口3951，废气预热通道392穿过内、中层墙体913、912将废气室391与废气聚集环道395连通，并将内层墙体913与中层墙体912之间分隔成若干个预热室394(如图8所示，本例有8条废气预热通道392将分隔出8个预热室394)，预热器393分别置于各预热室394中。

如图7、图8所示：预热器393成圆筒形采用钢材料，预热器393包括筒体3931、锥形分向器3932，敞开漏斗3933，预热煤下料道3934，锥形分向器3932和敞开漏斗3933在筒体3931上依次从上到下成组布置，利于对入煤炉均匀预热。

如图8、图6所示，炉体91采用圆形利于空间优先化，预热器393与预热室394之间预留一定空间，利用废气室391中的热空气对预热器393加热，加热均匀稳定。

如图6所示，在炉体91上设有通向预热室测温孔3941，预热室温度表3942设置在预热室测温孔3941出口用于监控预热室394中的温度变化，在炉体91上设有通向废气室测温孔3914，废气室温度表3915设置在废气测温孔3914出口用于监控废气室391的温度变化，另外，在废气室391的顶部设置上观察孔3912，在废气室391的底部设置下观察孔3913以便于技术人员观察废气室391、煤热解炉9下部的工作情况。

如图5、图6所示，预热室394设有预热废空气排出道396，预热废空气排出道396通向煤粉过滤器23的废空气外进入通管232，将预热室394上方的含尘热废空气排入废空气外进入通管232中，有利于入煤炉仓22中的入炉煤顺利落入到预热室394中预热。

如图5、图6、图8所示，废气室391的底部设有热废气进入通道3911，燃烧后的热废气从热废气进入通道3911进入，通过废气预热通道392进入废气聚集环道395中，最后从废气聚集环道395的废气主出口3951排出，燃烧后的热废气在排放过程中会对废气预热通道392、内层墙体913、内层墙体912进行热传导，本预热装置39的独特结构设计，在于利用从废气室391中排出燃烧后的热废气对预热室394中空气进行加热，达到对落入预热器393中的入炉煤进行预热，同时又能对从废气室391中排出燃烧后的热废气进行降温，不需要消耗额外的能源，达到对燃烧后的热废气的自身余热利用目的。

另外，如图11所示，本例还包括预热温度监测器903用于监测预热室温度表3942和废气室温度表3915的温度数据。预热温度监测器903又与上位工控中心90相联，当然从电气控制原理来讲，本例中预热室温度表3942和废气室温度表3915亦可直接受工控中心90监测，所以此处设置预热温度监测器903并不构成对本例保护范围的限制。

第三节  预热后的入炉煤调节

如图5、图6所示，入炉煤调节仓3，入炉煤调节仓3设置在炉体91上位于预热器393下部，废气室391的外周，入炉煤调节仓3包括小煤仓31、煤仓上、下料位计32、33、小煤仓温度表34、小煤仓下料道35、小煤仓下料阀36。

如图5、图6所示，小煤仓31上方接预热器393下部，煤仓上、下料位计32、33分别设在小煤仓31的顶部和底部，小煤仓温度表34位于小煤仓31中部，小煤仓下料道35通过小煤仓下料阀36接在小煤仓31的底部，小煤仓下料道35通向煤热解炉炭化室61(图9所示)。

另外，如图11所示：本例还包括入炉煤调节电气控制器904用于采集煤仓上、下料位计32、33的料位信号、小煤仓温度表34的温度信号、和对小煤仓下料阀36的开闭实现自动控制，入炉煤调节电气控制器904又与上位工控中心90相联，当然从电气控制原理来讲，本例中采集煤仓上、下料位计32、33的料位信号、小煤仓温度表34的温度信号亦可直接受工控中心90采集，小煤仓下料阀36开闭直接受工控中心90控制，所以此处设置入炉煤调节电气控制器904并不构成对本例保护范围的限制。

本例入炉煤调节方法是：

1、将预热后的入炉煤注入小煤仓31中先预存起来，当需要对炭化室61中加煤时，工控中心90开启小煤仓下料阀36向炭化室61中注入入炉煤；

2、当需要对炭化室停止加煤时，工控中心90关闭小煤仓下料阀36，停止向炭化室61中加入炉煤；

3、当煤仓下料位计33检测到小煤仓31中的煤不足时，工控中心90开启下料控制阀24，给小煤仓31中加煤，当煤仓上料位计32检测到小煤仓31中的煤已加满，工控中心90关闭下料控制阀24，停止给小煤仓31加煤，起到对进入炭化室61的入炉煤调节。

如图5、图6所示，小煤仓31上部还设有小煤仓热气排放通道37，小煤仓热气排放通道37通向煤粉过滤器23的废空气外进入通管232，小煤仓31上方的含尘热空气得以排入废空气外进入通管232中，利于向小煤仓31中顺利加煤

第四节  进炭化室前的入炉煤冷却

如图9所示，小煤仓下料道35在向煤热解炉的炭化室61注煤时，由于炭化室61顶部存在大量的煤热解过程中产生的荒煤气，荒煤气温度较高会向小煤仓下料道35管体和炉体91进行热传导，导致入炉煤在小煤仓下料道35中容易结块，阻碍向炭化室61中注煤，从而需要对入炉煤进行冷却。

如图9、图10所示，入炉煤冷却装置5包括空气进入通管57、空气排出通管51，空气进入环管56、空气排出环管52、空气进入支管54、空气排出支管53，冷却风道55，其中，空气进入通管57与空气进入环管56，空气排出通管51与空气排出环管52相通，空气进入环管56、空气排出环管52分别设置在炉体91的四周，空气进入环管56和空气排出环管52上分别接有空气进入支管54、空气排出支管53，其中空气进入支管54接在冷却风道55下方，空气排出支管53接在冷却风道55的上方，小煤仓下料道35从冷却风道55中穿过通向炭化室61。

如图10、图9所示，由于本炉体91设计成环形，在其四周设置有8个注煤的小煤仓31利于给炭化室61四周进行均匀加煤，所以冷却风道55与小煤仓下料道35的数量对应也是8条，当空气从空气进入通管57中依次进入空气进入环管56、空气进入支管54、冷却风道55、再从空气排出支管53、空气排出环管52、空气排出通管51中排出，利用冷却风道55中对小煤仓下料道35中的入炉煤进行冷却，有效防止入炉煤在小煤仓下料道35中结块，实现顺利向炭化室61中注煤。

另外，小煤仓下料道35主要是靠向炭化室61的内侧受荒煤气的热影响比较大，所以小煤仓下料道35的内侧壁351置于冷却风道55中，小煤仓下料道35的外侧壁352暴露在空气中，利用自然空气进行冷却，减小鼓入冷却风道55中的风量，从而节省能耗。

Claims (2)

1.一种煤热解炉的入炉煤废气脱水器，其特征在于：包括脱水器壳体、热废气主进入管、脱水废气主排出气管、入料器、废气散热片；脱水器壳体为一空腔壳体，入料器设置在脱水器壳体上方，入料器包括入料斗、入料振动筛、下料通道、下料振动筛，入料斗中设置入料振动筛，入料斗下方由中部散开设置有多个下料通道，在下料通道下方又设有下料振动筛，入料器下方在脱水器壳体内部设有至少一组废气散热片，废气散热片成上、中、下三组排列，废气散热片外形做成朝上锐角三角形，上组废气散热片与中组废气散热片之间错位设置，即中组中的一废气散热片正好设置在上组中的两相邻的废气散热片之间，同理，下组一废气散热片正好设置在中组中的两相邻的废气散热片之间，废气散热片的内部设有热废气进入通道、脱水废气排出通道，热废气进入通道和脱水废气排出通道分别与热废气主进入管、脱水废气主排出气管相通。

2.根据权利要求1所述的一种煤热解炉的入炉煤废气脱水器，其特征在于：所述的热废气进入通道和脱水废气排出通道在废气散热片的内部呈上下排列。