CN103194247B - 褐煤煤粉的干馏及熄焦系统和工艺 - Google Patents

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Abstract

一种褐煤煤粉的干馏及熄焦系统包括外热式顶装煤的褐煤干馏炉以及间冷式熄焦塔；其中所述干馏炉包括相间的数孔干馏室和燃烧室，所述干馏室顶部设置有加煤机，底部为斜坡状，斜坡的倾斜角大于焦粉的堆积角，在斜坡的底端处设置有出焦口和定量出焦机构；其中，来自所述褐煤干馏炉的出焦口的焦粉被运送到焦粉冷却管中，经过所述冷却水对所述焦粉冷却管中的焦粉进行冷却处理后，所述冷却的焦粉通过螺旋排料机排出所述熄焦塔。本发明使用褐煤煤粉作原料，生产量大，产品除焦粉外还可选择生产煤气和焦油，或选择将其在干馏炉燃烧室和烟道中充分燃烧后利用其热能发电。

Description

褐煤煤粉的干馏及熄焦系统和工艺
技术领域
本发明涉及一种褐煤煤粉的干馏及熄焦系统和工艺。
背景技术
现有的褐煤干馏热解技术中，无论加热方式是内热式还是外热式，这些技术都不成熟，目前使用较多的内热式兰炭低温（600℃左右）干馏炉设备，单炉年产量多数在3万吨/年上下，而且只能利用25～50mm范围的煤块作原料，大量＜25mm的碎煤和煤粉无法有效利用。
当前用于生产焦炭产品的大型化焦炭炉设备的技术及工艺已臻成熟，其对煤的干馏采用炭化室和燃烧室分隔的外热式加热方式，用煤粉作原料，已经具备多年大规模的生产实践，近年新建的焦炭炉，每座产量可达100万吨/年左右，最高甚至可超过300万吨/年。焦炭炉主要以具有较强粘结性的焦煤、肥煤等炼焦煤为原料，生产块状焦炭。
对于顶装立式焦炉，粉状的原料煤用机械从顶部装入炭化室。根据燃气和烟气通道的不同设置，可将经干馏分解出的煤气和焦油引出焦炉予以利用，也可将其在焦炉的燃烧室和烟道中充分燃烧后利用其热能发电。粉煤经高温干馏（1000℃左右）后在炭化室结成整块焦炭。炭化室两侧炉门与炭化室同宽、同高，出焦前打开两侧炉门用推焦机械将焦块从焦炉推出，焦块落入熄焦车或焦罐，再通过水淋或利用惰性气体为介质的干熄焦罐进行熄焦或冷却。
上述生产焦炭的工艺只能是间歇式的，间隔时间12-20多小时不等。
而褐煤由于缺乏粘结成分，高温干馏后只能成为松散的高温焦粉，高温焦粉通过水淋冷却将会产生爆炸危险，因而上述焦炉的炭化室和炉门结构以及出焦和熄焦方式都不适用于褐煤干馏。
因此，有必要针对现有技术中的缺点，设计一种褐煤煤粉的干馏及熄焦系统和工艺。
发明内容
考虑到至少一个上述问题而完成了本发明，并且本发明的一个目的在于提供一种褐煤煤粉的干馏及熄焦系统，包括外热式顶装煤的褐煤干馏炉以及间冷式熄焦塔；其中所述干馏炉包括相间的数孔干馏室和燃烧室，所述干馏室顶部设置有加煤口及加煤机，底部为斜坡状，斜坡的倾斜角大于焦粉的堆积角，在斜坡的底端处设置有出焦口和定量出焦机构；所述熄焦塔包括塔体、多根竖直设置的焦粉冷却管以及螺旋排料机，所述焦粉冷却管设置在塔体中，并且塔体中还容纳有冷却水，所述螺旋排料机设置在塔体下部;其中，来自所述褐煤干馏炉的出焦口的焦粉被运送到焦粉冷却管中，经过所述冷却水对所述焦粉冷却管中的焦粉进行冷却处理后，所述冷却的焦粉通过螺旋排料机排出所述熄焦塔。
本发明的干馏及熄焦系统采用褐煤煤粉作原料，生产量大，产品除焦粉外，还可选择生产煤气和焦油，或选择将其在干馏炉燃烧室和烟道中充分燃烧后利用其热能发电。其中，采用间冷式熄焦塔冷却焦粉，可以回收高温焦粉显热的热能，例如可以用于发电。
根据本发明另一方面，所述系统通过加煤机连续向干馏室加入褐煤。
根据本发明另一方面，所述斜坡向干馏室的两侧或一侧倾斜，出焦口与所述干馏室同宽。
根据本发明另一方面，所述系统还包括带有焦罐的焦罐台车和提升机，所述焦罐台车用于通过焦罐将来自出焦口的焦粉运送到提升机下方，所述提升机将装满高温焦粉的焦罐提升并横移到所述熄焦塔的塔顶，并将焦粉装入焦粉冷却管中。
根据本发明另一方面，所述干馏炉设置有若干燃气和烟气通道，干馏炉炉体由耐火砖砌筑。
根据本发明另一方面，出焦口焦粉通过定量出焦机构控制。
根据本发明另一方面，出焦口处设置有引导槽，用于将从出焦口流出的高温焦粉导入焦罐，所述引导槽上方设置有封闭防护罩。
根据本发明另一方面，还提供了一种利用上述系统生产焦粉的工艺，包括以下步骤：
褐煤经过加煤机连续加入干馏室；
褐煤在所述干馏炉中生成松散的高温焦粉；
焦粉沿所述干馏室底部斜坡流动，并通过定量出焦机构装入接焦车；
将焦粉运送到所述熄焦塔顶部，并将其装入所述焦粉冷却管中，冷却水对所述焦粉冷却管中的焦粉进行冷却处理；
所述冷却的焦粉通过螺旋排料机排出所述熄焦塔。
与现有技术相比，本发明的系统和工艺具有以下一个或多个优点：高温焦粉冷却安全性高；采用褐煤煤粉作原料，提高了褐煤的利用率，节约了矿产资源，保护了环境；产品除焦粉外，还可选择生产煤气和焦油，或选择将其在干馏炉燃烧室和烟道中充分燃烧后利用其热能发电；采用间冷式熄焦塔冷却焦粉，可以回收高温焦粉显热的热能，例如用于发电。
附图说明
图1是根据本发明优选实施例的褐煤煤粉的干馏及熄焦系统的结构示意图。
图2是图1中所述系统沿A-A方向的剖面图。
图3是根据本发明优选实施例的褐煤煤粉的干馏及熄焦系统的熄焦塔剖面图。
图4是图3的熄焦塔的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图，通过优选实施例来描述本发明的最佳实施方式，这里的具体实施方式在于详细地说明本发明，而不应理解为对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本发明的保护范围之内。
参见图1，其中示出了本发明优选实施例的褐煤煤粉的干馏及熄焦系统,其包括外热式顶装煤的褐煤干馏炉以及间冷式熄焦塔。其中，所述干馏炉包括相间的数孔干馏室1和燃烧室2，所述干馏室1顶部设置有加煤口5及加煤机6。参见图2,干馏室底部7为斜坡状，斜坡7的倾斜角大于焦粉的堆积角。优选地，该倾斜角例如大于30度。在斜坡的底端处设置有出焦口8和定量出焦机构9。
参见图3-4，熄焦塔包括塔体、多根竖直设置的焦粉冷却管以及螺旋排料机22(图1中示出)。优选地，熄焦塔还可包括顶盖31以及顶盖开闭装置21。顶盖31上设置有热焦入口。焦粉冷却管设置在塔体中，并且塔体中还容纳有冷却水，所述螺旋排料机22设置在塔体下部。优选地，熄焦塔上设置有一个或多个出水口32以及一个或多个进水口34，熄焦塔底部设置有冷焦出口33。优选地，熄焦塔中的冷却水例如可以采用水循环系统提供。优选地，熄焦塔可通过四个支架设置在距离地面一定高度处。
优选地，来自所述褐煤干馏炉的出焦口8的高温焦粉被运送到焦粉冷却管中，经过所述冷却水对所述焦粉冷却管中的焦粉进行冷却处理后，所述冷却的焦粉通过螺旋排料机22排出所述熄焦塔。
优选地，斜坡可向所述干馏室1的两侧或一侧倾斜，出焦口8与所述干馏室1同宽。
优选地，所述系统还可包括带有焦罐15的焦罐台车16和提升机19。焦罐台车16用于通过焦罐15将来自出焦口8的焦粉运送到提升机19下方，所述提升机19将装满高温焦粉的焦罐15提升并横移到所述熄焦塔的塔顶，并将焦粉装入焦粉冷却管中。可以理解的是，现有技术中用于运输高温焦粉的工具是多种多样的，并不限于该示例。
优选地，干馏炉设置有若干燃气和烟气通道3，干馏炉炉体4由耐火砖砌筑。
优选地，出焦口8处设置有引导槽14，用于将从出焦口8流出的高温焦粉导入焦罐15，所述引导槽14上方设置有封闭防护罩17。
优选地，本发明还提供了一种利用上述系统生产焦粉的工艺，可包括以下步骤：褐煤在所述干馏炉中生成松散的高温焦粉；焦粉沿所述干馏室底部斜坡7和/或所述引导槽14流动，并通过所述定量出焦机构装入接焦车；将焦粉运送到所述熄焦塔顶部，并将其装入所述焦粉冷却管中，冷却水对所述焦粉冷却管中的焦粉进行冷却处理；所述冷却的焦粉通过螺旋排料机22排出所述熄焦塔。
优选地，干馏室两侧底部紧接斜坡底端设置出焦口8。定量出焦机构9可定量地控制出焦量。
可替换地，还可通过装煤车沿设于炉顶的轨道移动，以通过加煤口5完成向干馏室1加煤等操作。
优选地，紧靠干馏室两侧出焦口8下端，设置引导槽14，将从出焦口流出的高温焦粉导入焦罐15。焦罐放置在焦罐台车16上，停放在待出焦的干馏室两侧出焦口8的下方。引导槽14上方设置封闭防护罩17，防止出焦时扬尘及保护炉前操作人员。
优选地，两侧的焦罐台车16由电机车18牵引，沿设在干馏炉两侧，平行干馏炉方向的轨道运行。将焦罐台车16及装有高温焦粉的焦罐15牵引到提升机19下方。提升机将装满高温焦粉的焦罐提升并横移到间冷式熄焦塔20塔顶，与熄焦塔顶盖开闭装置21相配合，将高温焦粉装入间冷式熄焦塔，通过水冷降温。冷却后的焦粉由熄焦塔下方的螺旋给料机22排出。
可以理解的是，关于干馏炉燃气道、烟道及相关机械、设备及其控制的具体细节，以及所生成烟气、煤气和焦油的后处理细节等均可利用现有技术。
与现有技术相比，本发明的褐煤煤粉的干馏及熄焦系统和工艺具有以下一个或多个优点：
1）可以使用褐煤煤粉作为原料，扩大了褐煤的利用范围，将现有技术中无法利用的褐煤煤粉或碎媒加以利用，降低了原料成本；
2）可以如同大型化焦炉，将数孔干馏室和燃烧室联成多孔干馏炉，大规模高效地进行褐煤的干馏热解生产；
3）可以根据褐煤的成分及产出需求选择干馏炉型及干馏产品，除焦粉外还可以得到煤气和焦油，也可以将其在焦炉的燃烧室和烟道中充分燃烧后利用其热能发电；
4）可以连续加煤、连续出焦，提高了干馏炉生产效率；
5）通过间冷式熄焦塔冷却焦粉，可以回收高温焦粉的显热，提高能源利用率。
综上所述，本发明的褐煤煤粉的干馏及熄焦系统和工艺提高了褐煤的利用率，节约了能源，保护了环境。本发明不限于上述具体实施例。可以理解的是，在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种褐煤煤粉的干馏及熄焦系统，其特征在于包括外热式顶装煤的褐煤干馏炉以及间冷式熄焦塔；其中所述干馏炉包括相间的数孔干馏室和燃烧室，所述干馏室顶部设置有加煤口及加煤机，底部为斜坡状，斜坡的倾斜角大于焦粉的堆积角，在斜坡的底端处设置有出焦口和定量出焦机构；
所述熄焦塔包括塔体、多根竖直设置的焦粉冷却管以及螺旋排料机，所述焦粉冷却管设置在塔体中，并且塔体中还容纳有冷却水，所述螺旋排料机设置在塔体下部;
其中，来自所述褐煤干馏炉的出焦口的焦粉被运送到焦粉冷却管中，经过所述冷却水对所述焦粉冷却管中的焦粉进行冷却处理后，所述冷却的焦粉通过螺旋排料机排出所述熄焦塔。
2.根据权利要求1所述的褐煤煤粉的干馏及熄焦系统，其特征在于，通过加煤机连续向干馏室加入褐煤。
3.根据权利要求1所述的褐煤煤粉的干馏及熄焦系统，其特征在于，所述斜坡向所述干馏室的两侧或一侧倾斜，出焦口与所述干馏室同宽。
4.根据权利要求1或2所述的褐煤煤粉的干馏及熄焦系统，其特征在于还包括带有焦罐的焦罐台车和提升机，所述焦罐台车用于通过焦罐将来自出焦口的焦粉运送到提升机下方，所述提升机将装满高温焦粉的焦罐提升并横移到所述熄焦塔的塔顶，并将焦粉装入焦粉冷却管中。
5.根据权利要求1或2或3所述的褐煤煤粉的干馏及熄焦系统，其特征在于所述干馏炉设置有若干燃气和烟气通道，干馏炉炉体由耐火砖砌筑。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的褐煤煤粉的干馏及熄焦系统，其特征在于出焦口焦粉通过定量出焦机构控制。
7.根据权利要求5所述的褐煤煤粉的干馏及熄焦系统，其特征在于出焦口处设置有引导槽，用于将从出焦口流出的高温焦粉导入焦罐，所述引导槽上方设置有封闭防护罩。
8.一种利用权利要求1-7所述的系统生产焦粉的工艺，其特征在于包括以下步骤：
褐煤经过加煤机连续进入干馏室；
褐煤在所述干馏炉中生成松散的高温焦粉；
焦粉沿所述干馏室底部斜坡流动并通过所述定量出焦机构装入接焦车；
将焦粉运送到所述熄焦塔顶部，并将其装入所述焦粉冷却管中，冷却水对所述焦粉冷却管中的焦粉进行冷却处理；
所述冷却的焦粉通过螺旋排料机排出所述熄焦塔。
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