CN103571513B - 在炼焦备煤工艺中进行余热利用的工艺系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在炼焦备煤工艺中进行余热利用的工艺系统，包括全沸腾风选干燥流化床和热废气余热利用系统；全沸腾风选干燥流化床包括外壳体和布风板，布风板由中间的布风底板和两侧的布风侧板组成，布风底板、布风侧板上分别开设有通气底孔、通气侧孔，布风底板是由多段的布风组板前后连接而成；前端布风组板呈凹凸状，其通气底孔上设有风嘴；其余各段布风组板的通气底孔上设有风帽，且尾部均设有排料口；热废气余热利用系统包括水气热管换热器、热气进气管道、热气鼓风机和热气回收管道，热气进气管道连通至分段风室，热气回收管道的进口端则连通至流化床的废气收集处理系统。本发明具有结构简单、组装方便、资源利用充分、绿色环保等优点。

Description

在炼焦备煤工艺中进行余热利用的工艺系统

技术领域

本发明涉及一种焦化厂炼焦备煤工艺中的工艺系统，尤其涉及一种炼焦备煤工艺中的余热利用系统。

背景技术

传统焦化厂的炼焦备煤工艺主要是将几种炼焦洗精煤配合粉碎后即装炉，其不包含风选干燥步骤。由于焦炉烟道气采用烟囱自然通风，焦炉产生的200℃以上高温烟道气的废热也没有得到有效利用，且容易对大气环境造成污染。另外，由于采用几种炼焦洗精煤配合粉碎，造成≤3mm的颗粒过粉碎，而＞3mm的颗粒则粉碎不到位，洗精煤的高水分还会造成炼焦时多烧煤气、氨水量大、且多耗蒸氨用蒸汽等诸多问题，因此，传统工艺生产的焦炭属高污染、高能耗和高资源性产品，其工艺系统亟待节能减排技术改造。

有鉴于此，目前国家正要求大力推广利用焦炉烟道气余热作为干燥媒介的煤调湿技术。一些已建焦化厂，尤其是一些钢厂的焦化厂，由于工业用地极为紧张，再建煤调湿技改工程受到场地限制，尤其是对于直接利用焦炉烟道气作为风选干燥介质的煤调湿技改工程，都要求大管径管道及长距离输送，这就更受到场地的限制而难以实现。

因此，如何协调解决上述工程难题，一直成为本领域技术人员长期以来致力研究和攻克的方向。

发明内容

针对传统焦化厂炼焦备煤工艺存在的诸多问题、以及已建焦化厂再建煤调湿技改工程受场地限制等问题，本发明提供一种结构简单、组装方便、资源利用充分、绿色环保、既可用于新建、又能适应已建焦化厂的在炼焦备煤工艺中进行余热利用的工艺系统，该工艺系统不仅可解决传统焦化厂炼焦备煤工艺存在的诸多问题，而且能克服场地条件等局限性因素，达到节能减排技术改造的目的。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种在炼焦备煤工艺中进行余热利用的工艺系统，所述工艺系统包括全沸腾风选干燥流化床和热废气（焦炉烟道气）余热利用系统；

所述全沸腾风选干燥流化床包括外壳体和布风板，所述外壳体和布风板包覆形成一流化床容腔；布风板呈凹槽状（从横截面看），一般来说，布风板是从床体的进料端向出料端倾斜（从纵截面看），所述布风板主要由中间的布风底板和两侧的布风侧板组成，布风底板上开设有与所述全沸腾风选干燥流化床的分段风室（主风室）相连通的通气底孔，所述布风侧板上开设有与所述全沸腾风选干燥流化床的分段风室（侧风室）相连通的通气侧孔，所述布风底板是由多段（一般是三段以上）的布风组板前后连接而成；最靠近流化床床体进料端的前端布风组板呈齿状或其他凹凸不平状（齿状并不限于是严格的锯齿状，还可以是与齿状类似的波浪状等），前端布风组板的通气底孔上设有朝向出料端的风嘴；其余各段布风组板的通气底孔上设有风帽，且其余各段布风组板的尾部均设有排料口；所述布风侧板的通气侧孔处设有朝向布风底板正上方的侧风嘴；

所述热废气余热利用系统包括热气闭路循环系统（所述热气闭路循环系统优选氮气成热气体，作为闭路循环的风选干燥介质），所述热气闭路循环系统包括水气热管换热器、从水气热管换热器输出的热气进气管道、热气鼓风机和回流至水气热管换热器的热气回收管道，所述热气进气管道连通至所述分段风室，所述热气回收管道的进口端则连通至所述全沸腾风选干燥流化床的废气收集处理系统。

上述的工艺系统中，优选的，所述热废气余热利用系统还包括一向所述水气热管换热器供热的余热回收系统，所述余热回收系统包括气水热管换热器、从气水热管换热器输出的热水进水管道和回流至气水热管换热器的热水回水管道，所述热水进水管道的出口端和热水回水管道的进口端均连通至所述水气热管换热器；

所述余热回收系统还包括一向所述气水热管换热器供热的焦炉烟道气旁路烟道，该焦炉烟道气旁路烟道的进气口和出气口均设置在焦炉主烟道上，且进气口和出气口之间的焦炉主烟道上设有烟道闸门，焦炉烟道气旁路烟道上设有烟道气引风机。

上述的工艺系统中，优选的，所述热水进水管道上还设有热水补热装置，所述热水补热装置包括热水锅炉给水泵、燃气低压热水锅炉和热水锅炉尾气排放装置，所述燃气低压热水锅炉的燃气源自焦炉自产煤气和鼓风机送入的空气。由于炼焦配合煤的水分含量多在9.5%～14%之间波动（尤其是南方露天储煤场，受季节影响，波动更大），而对于顶装煤焦炉的入炉煤干燥后的水分须控制在7%，因此，风选干燥所需热量的波动也随之增大，因此本发明的工艺系统中优选增设一热水补热装置进行调节控制；对于侧装煤捣固焦焦炉的入炉煤干燥后的水分一般控制在10%左右。

上述的工艺系统中，优选的，所述布风侧板从流化床床体进料端延伸至最靠近流化床床体出料端的末端布风组板的前端；所述布风侧板从所述外壳体两侧向布风底板倾斜，所述布风侧板上布置多排沿流化床床体纵向排列的波浪状侧风嘴，且上下相邻两排的波浪状侧风嘴相互错列并呈阶梯状。通过优选设置的布风侧板能使沸腾流化床实现旋流流化，更好地实现干燥物料的功能。且在优选的方案中，布风侧板从床体进料端延伸至最靠近床体出料端的末端布风组板的前端，即末端布风组板的两侧未设置布风侧板，而这正是出于更好地实现不同粒度的风选分级分离，因此在布风板的不同位置采用了不同的结构设置。

上述的工艺系统中，优选的，所述前端布风组板上的风嘴包括多排沿流化床床体横向布置的喷孔错列的板状风嘴。

上述的工艺系统中，优选的，所述布风底板为非连续平面，中部相邻两布风组板间的首尾相接处存在一高度差，设有排料口的布风组板的尾部设置成一倒三角形的排料区。通过设置优选的倒三角形的排料区，能够更好地将不同粒度范围的物料颗粒直接在流化床的不同位置排出流化床体，这能够减小后续物料干燥后的风选分级分离压力。

上述的工艺系统中，优选的，所述风帽优选为半球状风帽，所述风帽四周均匀布设有喷风孔。考虑到不同粒度范围的物料需要采用不同的干燥分离方式，本发明在布风底板的设计上采用了不同布风组板配制不同喷风孔结构的方式，即使是在同样结构的风帽设计上，不同布风组板也可采用不同规格的半球状风帽以达到更好地分离效果。

上述的工艺系统中，优选的，最靠近流化床床体出料端的末端布风组板呈一指向流化床床体出料端的箭头形状，末端布风组板的两侧前部呈阶梯状向中部平面逐步倾斜，末端布风组板中部及尾部的排料区呈平面状。所述末端布风组板的尾部设置的排料口为一“>”状的小粗颗粒排料槽口，所述小粗颗粒排料槽口的“>”状两翼部设置成向中心交汇部倾斜的阶梯状溜槽，阶梯状溜槽的竖向面板上开设有喷风孔，中心交汇部的开口连通至一小粗颗粒排料管。通过对末端布风组板的结构和形状进行反复试验，我们确定了此种优选的结构和形状，这不仅能够对尾部的细颗粒物料和小粗颗粒物料实现分离，而且有助于小粗颗粒物料及时排出，避免出现死角和积料，提高流化床的干燥分离效率。

上述的工艺系统中，优选的，所述外壳体包括外墙板和内墙板，所述外墙板和内墙板包覆形成一用作流化床床体风箱的外壳腔体，所述风箱包括与分段风室相连通的前风箱和侧风箱，所述前风箱的内墙板上开设有连通至所述流化床容腔的前墙风嘴，所述侧风箱的内墙板上开设有连通至所述流化床容腔的侧墙风嘴；所述前墙风嘴位于所述内墙板下部的中间位置，所述侧墙风嘴位于布风侧板最上排波浪状侧风嘴的波谷处。

上述的工艺系统中，优选的，所述流化床容腔主要由前腔体和后腔体组成，前腔体与后腔体通过一腔体隔板分隔开，前腔体和后腔体的横截面均呈类梭形；前腔体的前端开口设给料机，前腔体的顶部开设有前排气口。所述流化床容腔还可优选包括有一扩容沉降室，所述后腔体的后墙板将后腔体与扩容沉降室分隔开；后墙板的上部设有通向扩容沉降室的侧管，后墙板的下部开设有通向扩容沉降室的细颗粒物料溢流口，细颗粒物料溢流口处设有溢流高度调节装置；扩容沉降室的顶部开设有后排气口。

上述的工艺系统中，优选的，所述全沸腾风选干燥流化床的排料口包括粗颗粒料排料口和细颗粒料排料口，所述粗颗粒料排料口通过粗颗粒料排出输送机与粉碎机连通，所述粉碎机的出料口以及细颗粒料排料口均通过输送装置与混匀机连通，所述混匀机出料口连接干燥混匀煤带式输送机至原备煤带式输送机。入炉煤输送机连接至一多物料混合机，多物料混合机的进料口处还连接有生物泥输送装置、除尘灰输送装置和焦油渣输送装置，多物料混合机的出料口连接至型煤机，型煤机的出料口连接型煤输送机至原备煤带式输送机。

上述的工艺系统中，优选的，所述废气收集处理系统包括与流化床床体排气口依次相连的排气管道、袋式除尘器、净化气管道和除湿机，除湿机的出气口连接至所述的热气回收管道；所述袋式除尘器的除尘灰排料口通过所述除尘灰输送装置连接至多物料混合机。

与现有技术相比，上述本发明的工艺系统中，具有以下显著的特点：

1. 本发明的工艺系统可间接利用焦炉烟道气余热，通过采用气水热管换热器将焦炉烟道气余热置换成热水，而热水的管道输送不受场地限制，灵活方便；能充分利用焦炉烟道周围场地，更有利于适应已建焦化厂进行节能减排技改工程的改造。

2. 本发明的工艺系统采用水气热管换热器，可进一步将热水中的热量置换到热气闭路循环系统中，实现后续全沸腾风选干燥流化床的风选干燥；

3. 如果热水水温达不到后续炼焦配合煤适度风选干燥的设计要求，在优选的工艺系统中还设置热水补热装置，并可采用燃气低压热水锅炉作为补充热源；

4. 通过采用本发明改进后的全沸腾风选干燥流化床，可同时达到对炼焦配合煤进行风选和干燥目的，不仅结构简单、投资小，而且操作简便。改进后的全沸腾风选干燥流化床的气流流化原理主要是：在布风底板上采用了分段式的结构设计，即末端布风组板之前的沸腾旋流流化床的床体结构在下部气流穿过后产生两个气流，其中穿过布风底板的气流是从分段风室经主风室后主要由风嘴和风帽喷出，少量气体由前风箱处的前墙风嘴喷出，受前端布风组板上的（板状）风嘴孔口朝向出料端结构的作用，穿过布风底板的气流由进料端向出料端流动；穿过布风侧板的气流从分段风室经侧风室风量风压调节门和侧风室后由波浪状侧风嘴喷气孔喷出，由于两侧布风侧板对称布置，两侧喷出的气流在布风底板上方相遇后向上抬升，形成在底部位置向中间运动、中间上方位置向两侧运动的两个旋向相反的圆形轨迹的气流；穿过布风底板的气流和穿过布风侧板的气流合成为两个旋向相反的螺旋线形式的由进料端向出料端运动的气流，呈旋流流化状态；而末端布风组板的前部呈倒梯形状，梯形的两侧斜面逐步降低向中部平面接近，中后部呈平面状，因此在流化床体的后部则由旋流流化状态逐渐过渡到平面沸腾流化状态。

5. 在本发明优选的工艺系统中，通过采用袋式除尘器和除湿机，可对全沸腾风选干燥流化床排出的废气进行除尘和除湿，以便循环利用风选干燥介质。另外，在采用氮气等气体作为闭路循环干燥介质时，可避免采用环境空气因空气湿度变化和氧含量大带来的干燥介质去湿和防爆等诸多问题；从我们的实验来看，通过对风选干燥后的废气进行除尘和除湿处理之后，氮气闭路循环的使用是完全可行的。

6. 在本发明优选的工艺系统中，通过采用粉碎机配合全沸腾风选干燥流化床，可将风选出来的粗颗粒煤进行进一步粉碎；然后通过混匀机将风选干燥出的≤3mm细颗粒煤料和粉碎机粉碎后的粉碎煤料混匀。由于≤3mm粒度的煤不再进粉碎，因此不存在≤3mm粒度煤料的过粉碎问题，减少了＜0.5以下的粒度份额，改变了入炉煤的粒度份额比例，避免了煤质偏析，使之达到炼焦配合煤的备煤工艺要求。另外，由于炼焦配合煤的粒度组成一般＞3mm粒度占40%，≤3mm粒度占60%，风选分离之后各占50%左右，由于≤3mm粒度的煤料在本发明的工艺系统中不需要再进行粉碎，因此粉碎机的耗电比传统工艺的耗电省电50%以上。

7. 由于本发明的工艺系统对炼焦配合煤进行了适度干燥，其水分控制在7%后，使其堆密度提高，相应提高了焦炉的产量。同样由于炼焦配合煤进行了水分适度干燥，这也减少了炼焦时的煤气耗量，从而达到节能减排的效果，同时也减少了约1/3的氨水量和这部分氨水的蒸氨用的蒸汽耗量。

8. 本发明优选的工艺系统中最后采用型煤机等造球系统将焦油渣、除尘灰、生物泥及部分入炉煤混匀造球，进而得到入炉炼焦煤，这进一步实现了废物（焦油渣、除尘灰、生物泥等均属于传统工艺中的废弃物资源）的综合利用，有利于节能环保。

综上所述，本发明的整个工艺系统布局优化、合理，能够真正实现焦炉烟道气的余热利用，且自动化程度高，污染物排放少，完全可以达到节能减排的目的。本发明的工艺系统完全可以适应已建焦化厂炼焦配合煤的节能减排技术改造，其不仅能够大大改善炼焦入炉煤的备煤条件，使焦炭质量有所提升，而且能在不影响焦炭质量的条件下，适当提高弱粘性煤配合份额，缓解我国目前炼焦煤的资源紧张问题，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例中沸腾流化床床体结构的主视图。

图2是本发明实施例中沸腾流化床床体结构的左视图。

图3是图1中I框选处的局部放大图。

图4是图1中A-A处的剖视图。

图5是图1中B-B处的剖面图。

图6是图1中C-C处的剖面图。

图7是图1中D-D处的剖面图。

图8是图1中E-E处的剖面图。

图9为本发明实施例中适应已建焦化厂炼焦备煤工艺中进行余热利用的工艺系统结构示意图。

图例说明：

1、外壳体；2、分段风室；3、布风板；4、前腔体；5、后腔体；6、给料机；7、前排气口；8、前排气风量调节阀门；9、腔体隔板；10、后墙板；11、扩容沉降室；12、侧管；13、风量风压调节门；14、细颗粒物料溢流口；15、溢流高度调节装置；16、后排气口；17、收集料斗；18、波浪状侧风嘴；19、板状风嘴；20、主风室；21、侧风室；22、前风箱；23、前端布风组板；24、前墙风嘴；25、侧风箱；26、布风侧板；27、侧墙风嘴；28、风帽；29、大粗颗粒排料口；30、大粗颗粒排料管；31、中粗颗粒排料口；32、中粗颗粒排料管；33、小粗颗粒排料槽口；34、小粗颗粒排料管；35、“＞”状两翼部；36、阶梯形排料溜槽；37、侧风室风量风压调节门；38、第二布风组板；39、第三布风组板；40、末端布风组板；41、布风底板；42、全沸腾风选干燥流化床；43、排气管道；44、袋式除尘器；45、净化气管道；46、除湿机；47、净化除湿气引风机；48、进风管道；49、原备煤带式输送机；50、型煤输送机；51、焦炉主烟道；52、烟道闸门；53、焦炉烟囱；54、旁路烟道；55、气水热管换热器；56、烟道气引风机；57、热水进水管道；58、热水锅炉给水泵；59、燃气低压热水锅炉；60、送风管道；61、热水锅炉鼓风机；62、燃气管道；63、热水锅炉引风机；64、热水锅炉烟囱；65、热水输送管道；66、热水回水管道；67、回水输送水泵；68、水气热管换热器；69、热氮气进气管道；70、热氮气鼓风机；71、粗颗粒料排出输送机；72、粉碎机；73、细颗粒排出输送机；74、混匀机；75、入炉煤输送机；76、生物泥输送装置；77、除尘灰输送装置；78、多物料混合机；79、焦油渣输送装置；80、型煤机；81、原备煤粉碎机；82、干燥混匀煤带式输送机。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

一种如图9所示的在炼焦备煤工艺中进行余热利用的工艺系统，该工艺系统包括如图1～图8所示的全沸腾风选干燥流化床42和热废气余热利用系统。

如图1～图8所示，本实施例中可同时进行风选和干燥的全沸腾风选干燥流化床42包括外壳体1、四个分段风室2和布风板3；外壳体1和布风板3包覆形成一流化床容腔。该流化床容腔主要由前腔体4和后腔体5组成，前腔体4与后腔体5通过一腔体隔板9分隔开。如图2所示，前腔体4和后腔体5的横截面均呈类梭形（即中段较宽呈矩形，两端逐渐收窄），即上部、中部和下部依次表现为梯形、矩形和倒梯形形状。

如图1所示，本实施例中的全沸腾风选干燥流化床42床体（简称“床体”）的进料端设置在前腔体4的前端，前腔体4的前端开口设给料机6，给料机6与进料的原备煤带式输送机49连接，前腔体4的顶部开设有前排气口7，前排气口7上方设前排气风量调节阀门8，流化床容腔内前部的废气可从前排气口7排出。本实施例中，后腔体5的后墙板10呈一竖向的“Z”字形（包括上部竖直段、中部倾斜段和下部竖直段），该后墙板10将后腔体5与流化床的扩容沉降室11分隔开。后墙板10的上部竖直段两侧设有侧管12通向扩容沉降室11，侧管12上设百叶窗式风量风压调节门13；后墙板10的下部竖直段中部开设有细颗粒物料溢流口14通向扩容沉降室11，细颗粒物料溢流口14处设有溢流高度调节装置15。扩容沉降室11的顶部开设有后排气口16。

如图1、图3和图4所示，本实施例中床体的布风板3设置于流化床容腔的下方，布风板3的下方连通至分段风室2。从总体上看（特别是从横截面上看），布风板3呈凹槽状（倒梯形）且从流化床床体的进料端向出料端倾斜，其主要由中间的布风底板41和两侧的布风侧板26组成。从细部来看，本实施例中的布风底板41主要由四段布风组板前后连接而成；每一段布风组板的下方对应设置一个分段风室2。本实施例床体结构的一个重要特点是各段布风组板具有不同的结构和形状，以同时实现对颗粒物料的多级风选和干燥功能。具体的，最靠近床体进料端的前端布风组板23呈齿状，前端布风组板23上包括多排沿床体横向布置且喷口错列的板状风嘴19，板状风嘴19通过前端布风组板23上开设的通气底孔与分段风室2连通，板状风嘴19的孔口朝向床体的出料端；前端布风组板23后依次连接第二布风组板38、第三布风组板39和末端布风组板40，中部相邻两布风组板间的首尾相接处存在一高度差（参见图3），因此最后组成的布风底板41为一非连续平面。本实施例的第二布风组板38、第三布风组板39和末端布风组板40上布设有孔口朝上的通气底孔，这些通气底孔的上方装设有风帽28（半球状），风帽28四周均匀布设有喷风孔（参见图6～图8）。另外，第二布风组板38、第三布风组板39和末端布风组板40的尾部均设置成一倒三角形（从图1和图3上看）的坑状排料区，各坑状排料区中分别设有大粗颗粒排料口29、中粗颗粒排料口31和小粗颗粒排料槽口33；大粗颗粒排料口29、中粗颗粒排料口31和小粗颗粒排料槽口33分别与大粗颗粒排料管30、中粗颗粒排料管32和小粗颗粒排料管34连通。大粗颗粒排料管30、中粗颗粒排料管32和小粗颗粒排料管34均通向分段风室2外并与外部的粗颗粒煤排出输送机连接。如图1、图3和图4所示，末端布风组板40呈一指向床体出料端的箭头形状（从图4的俯视图上看），末端布风组板40的两侧前端呈阶梯状向尾部平面逐步倾斜，末端布风组板40的中部及尾部呈平面状（类似一平面箭头形状）；末端布风组板40的尾部设置的小粗颗粒排料槽口33为一“＞”状（即图4中箭头的顶部区域），该小粗颗粒排料槽口33的“＞”状两翼部35设置成向中心交汇部倾斜的阶梯形排料溜槽36，阶梯形排料溜槽36的竖向面板上开设有与分段风室2连通的喷风孔，小粗颗粒排料槽口33的各落料口均连通至小粗颗粒排料管34。

如图1、图3和图4所示，本实施例中床体的布风侧板26从床体进料端延伸至最靠近床体出料端的末端布风组板40的前端（即末端布风组板40的两侧不设置布风侧板26）。布风侧板26从外壳体1两侧向布风底板倾斜，布风侧板26上布置多排沿床体纵向排列的波浪状侧风嘴18，相邻上下两排的波浪状侧风嘴18相互错列并呈阶梯状，且上排的波浪状侧风嘴18的喷口设置在下排波浪状侧风嘴18的波浪表面的波谷处以达到错列，波浪状侧风嘴18的喷口开设于阶梯状的竖向面上（参见图5、图6和图7）。布风侧板26上波浪状侧风嘴18的孔口朝向布风底板41的正上方（即指向床体的中部）。

如图1～图4所示，由于第一、二、三布风组板两侧均设有布风侧板26（组合后呈倒梯形状），且前段主要为实现旋流流化状态，因此本实施例床体的前段三个分段风室2均被分隔成位于中部的主风室20和位于两侧的侧风室21，主风室20与布风底板上开设的通气底孔连通，侧风室21与布风侧板上开设的通气侧孔连通。本实施例床体的外壳体1包括外墙板和内墙板，外墙板和内墙板包覆形成一用作流化床床体风箱的外壳腔体（内墙板内侧设置有可拆卸的防磨防腐内衬板），该风箱包括与主风室20相连通的前风箱22和与侧风室21相连通的侧风箱25，侧风箱25的数量可设置多个。前风箱22的内墙板上开设有连通至流化床容腔的前墙风嘴24，侧风箱25的内墙板上开设有连通至流化床容腔的侧墙风嘴27；前墙风嘴24位于内墙板下部的中间位置，侧墙风嘴27位于内墙板下部且在布风侧板26的上排波浪状侧风嘴18的波谷处（参见图3～图7）。侧风室21的下部设侧风室风量风压调节门37，以调节床体上旋流流化的风量风压。

本实施例中全沸腾风选干燥流化床42的工作原理为：首先，需要进行风选分级和干燥的颗粒物料从原备煤带式输送机49拦截先通过床体进料端的给料机6进入到流化床容腔的前腔体4中，并在第一个分段风室的气流作用下，在前端布风组板23上方呈现旋流流化状态，第一个分段风室的气流主要是对刚进入流化床腔体的颗粒物料进行初步干燥；随后，经初步干燥后的颗粒物料开始逐渐进入到第二个分段风室上方，并在第二布风组板38上方再次呈现旋流流化状态，第二个分段风室的气流不但对颗粒物料进行进一步的干燥，而且由于旋流流化作用把经过初步干燥后的颗粒物料向流化床容腔的中部集中，中部流化后的颗粒物料开始按粒度大小进行分级分层，而最下层的大粗颗粒物料逐步进入到第二布风组板38的倒三角形的坑状排料区内，从坑状排料区的大粗颗粒排料口29排出，因此，第二个分段风室的气流还起到对颗粒物料中的大粗颗粒进行风选分级分离的作用；而第三个分段风室的作用和功能与第二个分段风室相似，第三布风组板39的形状和结构也与第二布风组板38的形状和结构相似，由于物料中的大粗颗粒（≥13mm）经过第二个分段风室的风选分级分离作用后大部分排出床体，因此，第三个分段风室除了对颗粒物料进行再进一步的干燥，同时实现对颗粒物料中的中粗颗粒进行风选分级分离，使其由中粗颗粒（13mm～6mm）排料口31排出；第四个分段风室的作用与前述各个分段风室的作用稍有不同，其中的末端布风组板40的结构和形状与前三段布风组板的结构和形状也存在一定差异，由于末端布风组板40的两侧未设置布风侧板26，因此进入到第四个分段风室的颗粒物料开始从前部的旋流流化状态过渡到尾部的平面沸腾流化状态，此时经充分干燥后的细颗粒物料（≤3mm）可从床体尾端的细颗粒物料溢流口14随气流排向扩容沉降室11，而经充分干燥后的小粗颗粒物料（6mm～＞3mm）则向末端布风组板40的小粗颗粒排料槽口33聚集并排出；末端布风组板40的结构、形状设计正是为了更好地实现尾料的平面沸腾流化，实现其从旋流流化到平面沸腾流化的平稳过渡，而本实施例中小粗颗粒排料槽口33的结构和形状的设计则是为了更好地实现尾料向小粗颗粒排料槽口33的聚集和排料，防止出现排料死角和尾料积存，可见，第四个分段风室的气流不但起到对颗粒物料的最后干燥作用，而且还起到对颗粒物料中剩余的小粗颗粒和细颗粒的风选分级分离作用。另外，就流化床容腔内气流的走向来看，进入流化床容腔前部的废气可从前腔体4的前排气口7排出，进入到流化床容腔后腔体5中的废气则可经后墙板10上的侧管12进入到扩容沉降室11中，以进一步扩容沉降粗粉尘至底部收集斗17中，进入扩容沉降室11中的废气最后可从其顶部设置的后排气口16排出；而通过细颗粒物料溢流口14进入到扩容沉降室11中的气流，其中携带的微细颗粒和粗粉尘最后也扩容沉降至底部收集斗17中，剩余的废气同样从其顶部的后排气口16排出。

本实施例中的热废气余热利用系统包括热气闭路循环系统，热气闭路循环系统包括水气热管换热器68、从水气热管换热器68输出的热氮气进气管道69、热氮气鼓风机70、进风管道48和回流至水气热管换热器68的热氮气回收管道，热氮气进气管道69连通至上述全沸腾风选干燥流化床42的分段风室2，热氮气回收管道的进口端则连通至上述全沸腾风选干燥流化床42的废气收集处理系统。该废气收集处理系统包括与上述全沸腾风选干燥流化床42排气口依次相连的排气管道43、袋式除尘器44、净化气管道45和除湿机46，除湿机46的出气口连接至热氮气回收管道，热氮气回收管道上还设有净化除湿气引风机47；袋式除尘器44的除尘灰排料口通过除尘灰输送装置77连接至一多物料混合机78。

本实施例中的热废气余热利用系统还包括一向水气热管换热器68供热的余热回收系统。该余热回收系统包括气水热管换热器55、从气水热管换热器55输出的热水进水管道57和回流至气水热管换热器55的热水回水管道66，热水回水管道66上设有回水输送水泵67；，热水进水管道57的出口端和热水回水管道66的进口端均连通至水气热管换热器68。该余热回收系统还包括一向气水热管换热器55供热的焦炉烟道气旁路烟道54，该焦炉烟道气旁路烟道54的进气口和出气口均设置在焦炉主烟道51上，且进气口和出气口之间的焦炉主烟道51上设有烟道闸门52，焦炉烟道气旁路烟道54上设有烟道气引风机56，焦炉主烟道51则通向焦炉烟囱53。

另外，本实施例的热水进水管道57上还设有热水补热装置，该热水补热装置包括热水锅炉给水泵58、燃气低压热水锅炉59和热水锅炉尾气排放装置。燃气低压热水锅炉59的燃气源自焦炉自产煤气和热水锅炉鼓风机61送入的空气。焦炉自产煤气通过燃气管道62输送至燃气低压热水锅炉59，热水锅炉鼓风机61送入的空气通过送风管道60送至燃气低压热水锅炉59并与焦炉自产煤气配合燃烧。热水锅炉尾气排放装置包括热水锅炉引风机63和热水锅炉烟囱64，以便将热水锅炉尾气及时外排。热水补热装置加热后的出水再通过低压热水输送管道65与水气热管换热器68连接。

本实施例的全沸腾风选干燥流化床42的排料口包括粗颗粒料排料口（含大粗颗粒排料口29、中粗颗粒排料口31和小粗颗粒排料槽口33）和细颗粒料排料口，粗颗粒料排料口通过粗颗粒料排出输送机71与粉碎机72连通，粉碎机72的出料口以及细颗粒料排料口均通过细颗粒排出输送机73与混匀机74连通，混匀机74出料口连接干燥混匀煤带式输送机82至原备煤带式输送机49。入炉煤输送机75连接至多物料混合机78，多物料混合机78的进料口处还连接有生物泥输送装置76、除尘灰输送装置77和焦油渣输送装置79，多物料混合机78的出料口连接至型煤机80，型煤机80的出料口连接型煤输送机50至原备煤带式输送机49。

Claims (9)

1.一种在炼焦备煤工艺中进行余热利用的工艺系统，所述工艺系统包括全沸腾风选干燥流化床和热废气余热利用系统；其特征在于：

所述全沸腾风选干燥流化床包括外壳体和布风板，布风板呈凹槽状，所述外壳体和布风板包覆形成一流化床容腔；所述布风板主要由中间的布风底板和两侧的布风侧板组成，布风底板上开设有与所述全沸腾风选干燥流化床的分段风室相连通的通气底孔，所述布风侧板上开设有与所述全沸腾风选干燥流化床的分段风室相连通的通气侧孔，所述布风底板是由多段的布风组板前后连接而成；最靠近流化床床体进料端的前端布风组板呈齿状或其他凹凸不平状，前端布风组板的通气底孔上设有朝向出料端的风嘴；其余各段布风组板的通气底孔上设有风帽，且其余各段布风组板的尾部均设有排料口；所述布风侧板的通气侧孔处设有朝向布风底板正上方的侧风嘴；

所述热废气余热利用系统包括热气闭路循环系统，所述热气闭路循环系统包括水气热管换热器、从水气热管换热器输出的热气进气管道、热气鼓风机和回流至水气热管换热器的热气回收管道，所述热气进气管道连通至所述分段风室，所述热气回收管道的进口端则连通至所述全沸腾风选干燥流化床的废气收集处理系统。

2.根据权利要求1所述的在炼焦备煤工艺中进行余热利用的工艺系统，其特征在于：所述热废气余热利用系统还包括一向所述水气热管换热器供热的余热回收系统，所述余热回收系统包括气水热管换热器、从气水热管换热器输出的热水进水管道和回流至气水热管换热器的热水回水管道，所述热水进水管道的出口端和热水回水管道的进口端均连通至所述水气热管换热器；

所述余热回收系统还包括一向所述气水热管换热器供热的焦炉烟道气旁路烟道，该焦炉烟道气旁路烟道的进气口和出气口均设置在焦炉主烟道上，且进气口和出气口之间的焦炉主烟道上设有烟道闸门，焦炉烟道气旁路烟道上设有烟道气引风机。

3.根据权利要求2所述的在炼焦备煤工艺中进行余热利用的工艺系统，其特征在于：所述热水进水管道上还设有热水补热装置，所述热水补热装置包括热水锅炉给水泵、燃气低压热水锅炉和热水锅炉尾气排放装置，所述燃气低压热水锅炉的燃气源自焦炉自产煤气和鼓风机送入的空气。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的在炼焦备煤工艺中进行余热利用的工艺系统，其特征在于：所述布风侧板从流化床床体进料端延伸至最靠近流化床床体出料端的末端布风组板的前端；所述布风侧板从所述外壳体两侧向布风底板倾斜，所述布风侧板上布置多排沿流化床床体纵向排列的波浪状侧风嘴，且上下相邻两排的波浪状侧风嘴相互错列并呈阶梯状；

所述前端布风组板上的风嘴包括多排沿流化床床体横向布置的喷孔错列的板状风嘴。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的在炼焦备煤工艺中进行余热利用的工艺系统，其特征在于，所述布风底板为非连续平面，中部相邻两布风组板间的首尾相接处存在一高度差，设有排料口的布风组板的尾部设置成一倒三角形的排料区。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的在炼焦备煤工艺中进行余热利用的工艺系统，其特征在于，最靠近流化床床体出料端的末端布风组板呈一指向流化床床体出料端的箭头形状，末端布风组板的两侧前部呈阶梯状向中部平面逐步倾斜，末端布风组板中部及尾部的排料区呈平面状；

所述末端布风组板的尾部设置的排料口为一“>”状的小粗颗粒排料槽口，所述小粗颗粒排料槽口的“>”状两翼部设置成向中心交汇部倾斜的阶梯状溜槽，阶梯状溜槽的竖向面板上开设有喷风孔，中心交汇部的开口连通至一小粗颗粒排料管。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的在炼焦备煤工艺中进行余热利用的工艺系统，其特征在于，所述流化床容腔主要由前腔体和后腔体组成，前腔体与后腔体通过一腔体隔板分隔开，前腔体和后腔体的横截面均呈类梭形；前腔体的前端开口设给料机，前腔体的顶部开设有前排气口；所述流化床容腔还包括有一扩容沉降室，所述后腔体的后墙板将后腔体与扩容沉降室分隔开；后墙板的上部设有通向扩容沉降室的侧管，后墙板的下部开设有通向扩容沉降室的细颗粒物料溢流口，细颗粒物料溢流口处设有溢流高度调节装置；扩容沉降室的顶部开设有后排气口。

8.根据权利要求1～3中任一项所述的在炼焦备煤工艺中进行余热利用的工艺系统，其特征在于，所述全沸腾风选干燥流化床的排料口包括粗颗粒料排料口和细颗粒料排料口，所述粗颗粒料排料口通过粗颗粒料排出输送机与粉碎机连通，所述粉碎机的出料口以及细颗粒料排料口均通过输送装置与混匀机连通，所述混匀机的出料口通过干燥混匀煤带式输送机连接至原备煤带式输送机，原备煤带式输送机通过入炉煤输送机连接至一多物料混合机，多物料混合机的进料口处还连接有生物泥输送装置、除尘灰输送装置和焦油渣输送装置，多物料混合机的出料口通过型煤机连接至原备煤带式输送机。

9.根据权利要求8所述的在炼焦备煤工艺中进行余热利用的工艺系统，其特征在于，所述废气收集处理系统包括与流化床床体排气口依次相连的排气管道、袋式除尘器、净化气管道和除湿机，除湿机的出气口连接至所述的热气回收管道；所述袋式除尘器的除尘灰排料口通过所述除尘灰输送装置连接至多物料混合机。