CN103087742B - 一种热废气入炉煤预热及脱水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种热废气入炉煤预热及脱水装置，包括预热装置和废气脱水器；预热装置主要包括有炉体、废气室、至少一条以上废气预热通道；炉体分为内、中、外三层墙体、内层墙体形成废气室，中层墙体与外层墙体之间形成废气聚集环道，在废气聚集环道中设有废气主出口，废气预热通道穿过内、中层墙体将废气室与废气聚集环道连通，废气室的底部设有热废气进入通道；废气脱水器，主要包括热废气主进入管、脱水废气主排出气管、废气散热片；废气散热片内部的热废气进入通道、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；废气主出口通过管道与热废气主进入管相通。本发明可利用废气对入炉煤进行预热和脱水。

Description

一种热废气入炉煤预热及脱水装置

技术领域

本发明涉及一种入炉煤预热及脱水装置，特别涉及一种热废气入炉煤预热及脱水装置。

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

本发明提供了一种热废气入炉煤预热及脱水装置，该装置先利用燃烧后的废气先对入炉煤进行预热，再利用预热后的废气本身余热进行入炉煤脱水，既达到对入炉煤的干燥，又不需要增加额外的能耗装置，节省炼焦成本。

实现上述目的所采取的技术方案是：

一种热废气入炉煤预热及脱水装置，包括预热装置和废气脱水器；所述的预热装置，安装在进煤装置下方，并位于煤热解炉的顶部，包括有炉体、废气室、至少一条以上废气预热通道、预热器；炉体分为内、中、外三层墙体、内层墙体形成废气室，中层墙体与外层墙体之间形成废气聚集环道，在废气聚集环道中设有废气主出口，废气预热通道穿过内、中层墙体将废气室与废气聚集环道连通，并将内层墙体与中层墙体之间分隔成若干个预热室，预热器分别置于各预热室中；废气室的底部设有热废气进入通道，燃烧后的热废气从热废气进入通道进入，通过废气预热通道进入废气聚集环道中，最后从废气聚集环道的废气主出口排出，燃烧后的热废气在排放过程中会对废气预热通道、内层墙体、内层墙体进行热传导；所述的废气脱水器，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；所述的预热装置的废气聚集环道的废气主出口通过管道与废气脱水器的热废气主进入管相通。

优选的，还包括管式换热器，包括换热壳体、金属换热管网、热废气进入通道，换热废气排出通道，换热壳体内形成废气散热腔，热废气进入通道和换热废气排出通道分别设置在换热壳体上并与废气散热腔相通，金属换热管网置于废气散热腔中，金属换热管网包括空气进入管和空气排出管，空气进入管和空气排出管分别伸出换热壳体外部；所述的预热装置的废气聚集环道的废气主出口与管式换热器的热废气进入通道通过管道相通，管式换热器的换热废气排出主通道通过管道与废气脱水器的热废气主进入管相通。

本发明的特点是先利用燃烧后的废气先对入炉煤进行预热，再利用预热后的废气本身余热进行入炉煤脱水，既达到对入炉煤的干燥，又不需要增加额外的能耗装置，节省炼焦成本。

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是本发明所涉及的入炉煤脱水装置组装示意图；

图2是本发明的废气脱水器示意图(图1中A处放大图)；

图3是本发明所涉及的煤粉过滤器一实施例俯视示意图；

图4是本发明所涉及的煤粉过滤器另一实施例俯视示意图；

图5是本发明中的预热等装置与入炉煤进煤装置组装剖视示意图；

图6是图5中C处放大图；

图7是本发明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是本发明所涉及的入炉煤冷却装置示意图；

图10是图9中b-b处截面图；

图11是本发明所涉及的电气连接示意图；

图12是本发明的入炉煤预热等装置与入炉煤脱水装置连接示意图。

具体实施方式

本发明一种热废气入炉煤预热及脱水装置的具体实施例主要在以下第二部分和第三部分、第五部分中予以详细介绍。

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。

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

入炉煤进到煤热解炉的炭化室中被加热进行热解炭化，利煤热解过程中产生的荒煤气进行回收净化之后的净煤气进行燃烧加热，和利用燃烧后的废气进行干熄产生高温可燃气体再次燃烧加热。

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，这就需要进行焦改质，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

火道弓的作用提供支撑的同时又给内燃烧加热装置提供各种管道的铺设。

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，需要进行干熄。

第五节连续炼焦装置

综合上述，本例连续炼焦的特点是，将煤热解炭化、改质、干熄工艺整合在同一个煤热炉体中，使得炭化、改质、干熄得以连续实现，克服了现间歇式炼焦技术工艺不连续生产效率低下，设备杂多所需厂房面积大，人力成本高的问题。

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)

第一节荒煤气导出装置

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，需要对荒煤气导出以便利用

第二节荒煤气冷凝装置

从荒煤气导出口排出荒煤气温度较高，为了便于高温荒煤气在化产前进行输送，需要使用到荒煤气冷凝装置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连同煤焦油与氨水的混合液经集气管输送到气液分离装置进行气液分离，气液分离后的混合液中含有多种有用的有机成份如酚油、萘油、洗油、蒽油等用于工业提炼其它附属产品，气液分离后的煤气经空冷降温后，经干法回收装置净化回收后成为净煤气，净煤气可存储起来用于燃烧。

如图12所示，活性焦再生器47包括再生器壳体471、热废气蒸发管网472、不饱和活性焦回收仓476，再生器壳体471为一空腔容器，再生器壳体471顶部设置有饱和活性焦进入闸阀475，底部设置有不饱和活性焦排放闸阀474，不饱和活性焦排放闸阀474下方设置有不饱和活性焦回收仓476，再生器壳体471上还设置有蒸发油气排放管473；废气蒸发管网472成独立回路设置在再生器壳体471腔内，废气蒸发管网472的底部设置有热废气进入管477，顶部设置有热废气排放管479，为了增加热废气在废气蒸发管网472的流速，在废气蒸发管网472中部设置有废气循环管路478，废气循环管路478伸出再生器壳体471外与的热废气风机(图未视出)相联接。

第四节荒煤气导出冷凝和回收净化及燃烧

通过本章以上第一、二、三节介绍将荒煤气导出冷凝和回收净化后的净煤气用于然烧，主要为煤热解炉的炭化室中的煤热解提供执源，所以综合第五部分第一章第一、二、三节介绍将荒煤气导出冷凝和回收净化装置及方法，以及第四章第一节介绍的入炉煤热解炭化加热的内容得出一种煤热解炉荒煤气导出冷凝和回收净化及燃烧装置及方法。

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，部分净煤气输送到本例以上介绍的入炉煤热解炭化部分中所述的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进行燃烧，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，具体如何进行保温改质，具体见以上干熄焦章节介绍，这里不再赘述。

第四节干熄后的高温可燃废气再次补气燃烧。

高温可燃废气在对焦炭改质过程中对外做功，温度会降低，会降到900℃～1000℃，而炭化室中煤热解炭化所需温度较高，平均都在1400℃～1500℃，所以给高温可燃废气补入第一次空气进行燃烧加热，由于炭化室高度较高，而高温可燃废气中可燃成分存在一定量，所以需要在内燃烧加热装置中部增加有第三燃气加热器、第四燃气加热器以补充煤热解所需的热量，最后在内燃烧加热装置上部再进行第二次补入空气让高温可燃废气再进行充分燃烧加热，既达到了给煤热解提供热源做功之外，又能让高温可燃废气充分燃烧，减少对大气环境的污染，具体见以上入炉煤热解炭化中的叙述，这里不再赘述。

第五节补气燃烧后的热废气入炉煤预热

内燃烧加热装置的熄焦废气加热器燃烧后的废气，排放到废气室中，再通过煤预热装置对入炉煤进行预热。

第六节补燃空气加热

经过煤预热器预热后的废气输送到管式换热器对进入熄焦废气加热器中空气进行加热，不需要额外的热源对空气加热，不需增加额外成本，既起到对经过煤预热器预热后的热废气的余热进一步利用，又能给熄焦废气加热器中补入热空气，使熄焦废气加热器中高温可燃废气充分燃烧。

如图12所示，所述的管式换热器40，包括换热壳体401、金属换热管网403、热废气进入通道407，换热废气排出通道404，换热壳体401内形成废气散热腔402，热废气进入通道407和换热废气排出通道404分别设置在换热壳体401上并与废气散热腔402相通，金属换热管网403置于废气散热腔402中，金属换热管网403包括空气进入管和空气排出管，空气进入管和空气排出管分别伸出换热壳体401外部。

本例的补燃空气加热方法原理是：内燃烧加热装置的主、副内火道燃烧后的废气依次从废气室391的底部进入通道3911进入废气室391，通过废气预热通道392对入炉煤预热之后进入废气聚集环道395，从废气聚集环道395的废气主出口3951排出，此时的温度一般都在1000℃左右，再通过热废气进入通道407进入到废气散热腔402中与金属换热管网403进行热交换，既起到对热废气的余热进一步利用，又能加热补燃空气，促进内燃烧加热装置的主、副内火道的高温可燃废气充分燃烧。

第七节入炉煤脱水

热废气经过对补燃空气加热后，温度有所降低，一般能降到800℃以下，对于这样温度相对较高的热废气，一部分可以用来对入炉煤脱水。

综合以上第二部分、第三部分内容、第五部分第六节以及本节内容得出一种热废气入炉煤预热及脱水装置及方法。

如图12所示，热废气入炉煤预热及脱水装置，主要包括废气脱水器12、预热装置39、还可以包括管式换热器40；所述的废气脱水器12的具体结构见以上第二部分介绍，所述的预热装置39的具体结构见以上第三部分介绍，所述的管式换热器40的具体结构见以上第五部分第六节介绍，这里不再赘述。

这里仅针对它们之间的连接关系做说明，如图12所示，预热装置39的废气聚集环道395的废气主出口3951通过管道与废气脱水器12的热废气主进入管122相通，使得内燃烧加热装置的主、副内火道燃烧后的废气依次从废气室391的底部进入通道3911进入废气室391，通过废气预热通道392对入炉煤预热之后进入废气聚集环道395，从废气聚集环道395的废气主出口3951排出，通过热废气主进入管122进入废气脱水器12中对入炉煤进行脱水。

进一步，预热装置39的废气聚集环道395的废气主出口3951与管式换热器40的热废气进入通道407通过管道相通，管式换热器40的换热废气排出主通道405通过管道与废气脱水器12的热废气主进入管122相通。

本例一种热废气入炉煤预热及脱水的方法，步骤是：

(1)、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，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，

(2)、将降温后的热废气通过废气脱水器12的热废气主进入气管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，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，入炉煤在经过废气散热片125落入煤仓14过程中被加热干燥脱水。

进一步，在第(1)、第(2)之间增中一步，先将热废气通过管式换热器40的热废气废气进入通道407进入到废气散热腔402中与金属换热管网403进行热交换，再通过废气脱水器12的热废气主进入气管122通入废气散热片125中，同时空气从金属换热管网的空气进入管进入，热空气再从空气排出管排出，既起到对热废气的余热进一步利用，又能加热补燃空气。

第八节饱和活性焦再生加热

热废气经过对补燃空气加热后，温度有所降低，一般能降到800℃以下，对于这样温度相对较高的热废气，另一部分可以用来对饱和活性焦再生加热。

第六部分：煤热解自动化控制装置

综合上述，煤热解自动化控制装置包括工控中心90和以上介绍与工控中心联接温度表及电机。

煤热解自动化控制方法包括以上介绍的入炉煤脱水、入炉煤预热、入炉煤加煤调节、外燃气加热装置燃烧、气体换向装置换向、荒煤气压力调节等控制。

第七部分：热循环连续自动化煤热解炉

综合上述，热循环连续自动化煤热解炉包括以上具体介绍的入炉煤进煤、预热、加煤、冷却、炭化、焦改质、干熄、荒煤气导出等。

Claims (2)

1.一种热废气入炉煤预热及脱水装置，其特征在于：包括预热装置和废气脱水器；所述的预热装置，安装在进煤装置下方，并位于煤热解炉的顶部，包括有炉体、废气室、至少一条以上废气预热通道、预热器；炉体分为内、中、外三层墙体、内层墙体形成废气室，中层墙体与外层墙体之间形成废气聚集环道，在废气聚集环道中设有废气主出口，废气预热通道穿过内、中层墙体将废气室与废气聚集环道连通，并将内层墙体与中层墙体之间分隔成若干个预热室，预热器分别置于各预热室中；废气室的底部设有热废气进入通道，燃烧后的热废气从热废气进入通道进入，通过废气预热通道进入废气聚集环道中，最后从废气聚集环道的废气主出口排出，燃烧后的热废气在排放过程中会对废气预热通道、内层墙体、中层墙体进行热传导；所述的废气脱水器，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；所述的预热装置的废气聚集环道的废气主出口通过管道与废气脱水器的热废气主进入管相通。

2.根据权利要求1所述的一种热废气入炉煤预热及脱水装置，其特征在于：还包括管式换热器，包括换热壳体、金属换热管网、热废气进入通道，换热废气排出通道，换热壳体内形成废气散热腔，热废气进入通道和换热废气排出通道分别设置在换热壳体上并与废气散热腔相通，金属换热管网置于废气散热腔中，金属换热管网包括空气进入管和空气排出管，空气进入管和空气排出管分别伸出换热壳体外部；所述的预热装置的废气聚集环道的废气主出口与管式换热器的热废气进入通道通过管道相通，管式换热器的换热废气排出主通道通过管道与废气脱水器的热废气主进入管相通。

Images