CN103881731B - 竖向排焦式炼焦炉的横向连续加热装置 - Google Patents

Abstract

竖向排焦式炼焦炉的横向连续加热装置，包括长方体状燃烧室，其内部上下由隔板砖间隔成偶数个水平火道，燃烧室一侧的最高层火道端部设有烟气出口，最下层火道端部安装有主燃烧器，一二层火道间的隔板砖与烟气出口相对的一端与燃烧室炉墙间留有气流孔，二三层火道间的隔板砖朝向烟气出口的一端与燃烧室炉墙之间留有气流孔，以此类推。本发明采用水平火道燃烧加热，使得换热室分设在炼焦炉两侧或一侧，腾出炭化室下部空间，主燃烧器连续加热，辅助燃烧器连续补热，加热均匀，调节方便，改变了现有炼焦炉蓄热室上下复杂的结构关系，取消斜道区长短斜道，减少异型砖数量，降低了投资，简化炉体结构，方便生产操作。

Description

竖向排焦式炼焦炉的横向连续加热装置

技术领域

本发明涉及一种竖向排焦式炼焦炉的横向连续加热装置，属于冶金工业焦化行业炼焦技术领域。

背景技术

现有炼焦炉加热系统沿着炉体竖向上、中、下分三个区域，在炉体上部，数十个炭化室和数十个燃烧室水平相间排布，加热气体在燃烧室中燃烧，并供给炭化室提供热量，每个燃烧室都是由30多个立火道构成的，每两个立火道组成一对双联火道，立式燃烧加热，燃烧室底部与蓄热室顶部通过长、短斜道相连，并通过出口的调节砖调节立火道加热均匀性；在炉体中部，分布着数十个蓄热室，用于回收烟气余热和预热加热气体；在炉体下部，分布着加热气体管道和换向阀、截止阀、调节阀等，同时还有小烟道、分烟道、废气盘，水平小烟道通过其顶部分布的篦子砖与蓄热室底部相连，篦子砖用于调整分配竖向变横向/横向变竖向的外排烟气或加热气体，水平小烟道通过废气盘与分烟道相通，通过交换机切换加热气体和外排烟气，通过管道的换向阀、截止阀、调节阀等切换和调节加热气体。

由此可见，现有炼焦炉竖向加热系统上、中、下分布不合理，中部蓄热区域、下部加热气体和烟气进出区域，占据着竖向排焦式炼焦炉用于重力排焦的下部区域，现有横向出焦工艺方法不得不借助于辅助焦炉机械，在开放环境出焦存在污染，设备投资高；立火道立式燃烧通过出口的调节砖调节立火道加热气体流量，燃烧室加热均匀性通过水平小烟道顶部分布的篦子砖调整分配竖向变横向/横向变竖向的外排烟气或加热气体均衡流量，通过交换机或换向阀、截止阀、调节阀等切换和调节加热气体和外排烟气，结构复杂、操作困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种竖向排焦式炼焦炉的横向连续加热装置，该加热装置燃烧室上下分布着数个水平加热火道，燃烧室与蓄热室横向相连，可以在炉体外切换和调节加热气体和外排烟气的流量，操作方便，加热均匀，该加热装置可以改变现有炼焦炉蓄热室上下分布的复杂结构关系，腾出炭化室下部重要位置，为炼焦炉竖向排焦提供必要条件，使得炼焦炉炉体结构简单，操作方便，降低投资。

竖向排焦式炼焦炉的横向连续加热装置，其特征在于包括由硅砖砌筑成长方体状的燃烧室，所述的燃烧室内部上下分别由隔板砖间隔成偶数个水平火道，燃烧室一侧的最高层双数水平火道端部设有烟气出口、最下层单数水平火道端部安装有主燃烧器；由下而上，位于第一、二层水平火道之间的隔板砖与烟气出口相对的一端与燃烧室炉墙之间留有气流孔，位于第二、三层水平火道之间的隔板砖朝向烟气出口的一端与燃烧室炉墙之间留有气流孔，以此类推，在最高层隔板砖与烟气出口相对的一端与燃烧室炉墙之间留有气流孔。

竖向排焦式炼焦炉的横向连续加热装置，其特征在于包括由硅砖砌筑成长方体状的燃烧室，所述的燃烧室内部中央设有隔墙，把燃烧室分隔成左右对称的左腔室和右腔室；每侧腔室上下分别由隔板砖间隔成偶数个水平火道；由下而上，位于第一、二层水平火道之间的隔板砖靠近中心隔墙位置，留有气流孔，位于第二、三层水平火道之间的隔板砖靠近外墙位置，留有气流孔，以此类推，在最高层隔板砖靠近中心隔墙位置，留有气流孔，在最高层的双数水平火道外端设有燃烧室烟气出口，在最下层水平火道外端安装有主燃烧器。

所述的主燃烧器连接有带调节阀的的贫煤气连接管和带调节阀的空气连接管，所述的贫煤气连接管和空气连接管之间设有带截止阀的旁通管，所述的燃烧室烟气出口连接有烟气导管。

上述横向连续加热装置还包括换热室，燃烧室的主燃烧器通过贫煤气连接管和空气连接管与换热室相通，燃烧室的烟气出口通过烟气导管与换热室相通，用于将烟气余热与加热气体在换热室内连续进行热交换。

在其余单数水平火道端墙位置都安装一个辅助燃烧器和测温元件；所述的主燃烧器和辅助燃烧器分别与换热室相连通。

在上述结构的基础上进行以下改进，可以实现利用焦炉煤气进行复式加热：上述主燃烧器和辅助燃烧器还连接有带截止阀的焦炉煤气连接管。

具有上述第一种横向连续加热装置的竖向排焦式炼焦炉，其特征在于包括多个顶部设有带孔盖的装煤孔的炭化室、多个横向连续加热装置，所述的炭化室和横向连续加热装置间隔设置，且每个炭化室前、后都设置有一个横向连续加热装置；

所述的炭化室四个侧面均由硅砖砌筑而成，该炭化室底部设有自动炉门，在炭化室与燃烧室的下方设有密闭的焦炭处理室，在焦炭处理室中，位于自动炉门下方设有两个向中心倾斜的溜焦台，在焦炭处理室的位于两个溜焦台出口下方设有焦炭输送机，在焦炭输送机的末端设有干熄炉；

所述的横向连续加热装置包括由硅砖砌筑成长方体状的燃烧室，所述的燃烧室内部上下分别由隔板砖间隔成偶数个水平火道，最高层的双数水平火道一端设有烟气出口，最下层单数水平火道一端安装有主燃烧器，所述烟气出口和主燃烧器位于燃烧室的同一侧；由下而上，位于第一、二层水平火道之间的隔板砖与烟气出口相对的一端与燃烧室炉墙之间留有气流孔，位于第二、三层水平火道之间的隔板砖朝向烟气出口的一端与燃烧室炉墙之间留有气流孔，以此类推，在最高层隔板砖与烟气出口相对的一端与燃烧室炉墙之间留有气流孔。

具有上述第二种横向连续加热装置的竖向排焦式炼焦炉，其特征在于包括多个顶部设有带孔盖的装煤孔的炭化室、多个横向连续加热装置，所述的炭化室和横向连续加热装置间隔设置，且每个炭化室前、后都设置有一个横向连续加热装置；

所述的炭化室四个侧面均由硅砖砌筑而成，该炭化室底部设有自动炉门，在炭化室与燃烧室的下方设有密闭的焦炭处理室，在焦炭处理室中，位于自动炉门下方设有两个向中心倾斜的溜焦台，在焦炭处理室的位于两个溜焦台出口下方设有焦炭输送机，在焦炭输送机的末端设有干熄炉；

包括由硅砖砌筑成长方体状的燃烧室，所述的燃烧室内部中央设有隔墙，把燃烧室分隔成左右对称的左腔室和右腔室；每侧腔室上下分别由隔板砖间隔成偶数个水平火道；由下而上，位于第一、二层水平火道之间的隔板砖靠近中心隔墙位置，留有气流孔，位于第二、三层水平火道之间的隔板砖靠近外墙位置，留有气流孔，以此类推，在最高层隔板砖靠近中心隔墙位置，留有气流孔，在最高层的双数水平火道外端设有燃烧室烟气出口，在最下层水平火道外端安装有主燃烧器。

上述竖向排焦式炼焦炉的炭化室内含竖直的硅砖隔墙而将炭化室隔离成两个腔室；且在两个腔室炭化室与其各自的燃烧室2的下方分别设有密闭的焦炭处理室，在炭化室两个腔室的底部分别设有自动炉门，

在焦炭处理室中，位于自动炉门下方设有两个向中心倾斜的溜焦台，在焦炭处理室的位于两个溜焦台出口下方设有焦炭输送机，在焦炭输送机的末端设有干熄炉。

本发明的优点：竖向排焦式炼焦炉的横向连续加热装置，加热室采用水平火道燃烧加热，使得换热室分设在炼焦炉两侧或一侧，腾出炭化室下部空间，为炼焦炉竖向排焦提供必要条件；加热室与换热室横向相连，加热室和换热室的连接通道及其调节设施外置，主燃烧器连续加热，辅助燃烧器连续补热，加热均匀，调节方便，同时改变了现有炼焦炉蓄热室上下复杂的结构关系，取消斜道区长短斜道，减少异型砖数量，取消交换机等。因此，降低了投资，简化炉体结构，方便生产操作。

附图说明

图1是本发明横向连续加热装置的总体结构示意图（侧向剖视图）。

图2是本发明的炼焦炉的侧向剖视图（C-C）。

图3是本发明的炼焦炉的横向剖视图（B-B）。

图4是本发明的炼焦炉的纵向剖视图（A-A）。

图5是本发明的具有双腔室的横向连续加热装置的总体结构示意图（侧向剖视图）。

图6是本发明的炼焦炉的侧向剖视图（具有两侧换热室）。

图7是本发明的炼焦炉的横向剖视图（具有两侧换热室）。

图8是炼焦炉的炭化室为顶装、单腔的结构示意图（侧向剖视图，右上角标有上升管等常规管路）。

图9是炼焦炉的炭化室为顶装、双腔的结构示意图（侧向剖视图，左上角、右上角标有上升管等常规管路）

图10是炼焦炉的炭化室为侧装式的结构示意图（侧向剖视图，图中含捣固装煤车）。

其中，1、炭化室，2、燃烧室，3、换热室，4、水平火道，5、隔板砖，6、气流孔，7、隔墙，8、主燃烧器，9、辅助燃烧器，10、测温元件，

11、贫煤气连接管，12、空气连接管，13、焦炉煤气连接管，14、旁通管，15、烟气导管，16、燃烧室烟气出口，

A2、装煤孔，A3、自动炉门，A4、孔盖，A5、溜焦台，A6、焦炭输送机，A12、焦炭处理室，A14、硅砖隔墙，A15、干熄炉，A16、入口，A17、出口，A18、干熄炉冷氮气入口，A19、干熄炉冷氮气出口，A20、处理室冷氮气入口，A21、处理室冷氮气出口，A24、侧炉门，D、捣固装煤车。

具体实施方式

下面结合附图通过实施例对本发明作进一步说明

实施例1

竖向排焦式炼焦炉的横向连续加热装置为单腔室的结构

如图1所示，该装置包括由硅砖砌筑成长方体状的燃烧室2，所述的燃烧室2内部上下分别由隔板砖5间隔成偶数个水平火道4，最高层的双数水平火道4一端设有烟气出口16，最下层单数水平火道4一端安装有主燃烧器8，所述烟气出口16和主燃烧器8位于燃烧室2的同一侧；由下而上，位于第一、二层水平火道4之间的隔板砖5与烟气出口16相对的一端与燃烧室炉墙之间留有气流孔6，位于第二、三层水平火道之间的隔板砖5朝向烟气出口16的一端与燃烧室炉墙之间留有气流孔6，以此类推，在最高层隔板砖5与烟气出口16相对的一端与燃烧室炉墙之间留有气流孔6。

图2所示的是上述横向交替加热装置囊括了换热室3的结构，燃烧室2的主燃烧器8通过贫煤气连接管11和空气连接管12与换热室3相通，燃烧室2的烟气出口16通过烟气导管15与换热室3相通，用于将烟气余热与加热气体在换热室3内连续进行热交换。

如图3所示，为了实现对主燃烧器8的供气，上述主燃烧器8连接有带调节阀的的贫煤气连接管11和带调节阀的空气连接管12，所述的贫煤气连接管11和空气连接管12之间设有带截止阀的旁通管14，所述的燃烧室烟气出口16连接有烟气导管15。

在上述结构的基础上进行以下改进，可以实现利用焦炉煤气进行复式加热：如图1、2所示，在其余单数水平火道4端墙位置都安装一个辅助燃烧器9和测温元件10；所述的主燃烧器8和辅助燃烧器9分别与换热室3相连通。

如图2所示，为了实现利用焦炉煤气进行加热的技术效果，上述主燃烧器8和辅助燃烧器9还连接有带截止阀的焦炉煤气连接管13。

具有上述单腔室横向连续加热装置的竖向排焦式炼焦炉结构如图1-4所示，

该竖向排焦式炼焦炉，包括多个顶部设有带孔盖A4的装煤孔A2的炭化室1、多个横向连续加热装置，所述的炭化室1和横向连续加热装置间隔设置，且每个炭化室1前、后都设置有一个横向连续加热装置；

如图8所示，所述的炭化室1四个侧面均由硅砖砌筑而成，该炭化室（1）底部设有自动炉门A3，在炭化室1与燃烧室2的下方设有密闭的焦炭处理室A12，在焦炭处理室A12中，位于自动炉门A3下方设有两个向中心倾斜的溜焦台A5，在焦炭处理室A12的位于两个溜焦台A5出口下方设有焦炭输送机A6，在焦炭输送机A6的末端设有干熄炉A15。

上述竖向排焦式炼焦炉还可以采用如图9所示的双腔炭化室1，其左右两侧腔室结构均与单腔炭化室相仿，即：

上述炭化室1内含竖直的硅砖隔墙A14而将炭化室1隔离成左右两个腔室；即：在炭化室1和燃烧室2的下方设置两个左右并排的密闭的焦炭处理室A12，且左右两个焦炭处理室A12分别位于炭化室左腔室、燃烧室左腔室以及炭化室右腔室、燃烧室右腔室的正下方；在炭化室1两个腔室的底部分别设有自动炉门A3，

在焦炭处理室A12中，位于自动炉门A3下方设有两个向中心倾斜的溜焦台5，在焦炭处理室A12的位于两个溜焦台A5出口下方设有焦炭输送机A6，在焦炭输送机A6的末端设有干熄炉A15。

上述竖向排焦式炼焦炉还可以采用如图10所示的一侧具有侧炉门A24的炭化室1，炼焦时，图8、9为上进下出，图10为侧近下出，采用焦炉一侧的捣固装煤车D装煤，如图10所示。

上述横向连续加热装置的加热过程如下：

当贫煤气加热时，首先关闭贫煤气和空气旁通管14上的截止阀，关闭焦炉煤气连接管13上的截止阀，贫煤气和空气进入换热室3，与同样进入换热室3的烟气进行间壁连续换热；换热之后，烟气从换热室3排出，贫煤气和空气通过带调节阀贫煤气连接管11和带调节阀空气连接管12，进入主燃烧器。在主燃烧器中贫煤气和空气燃烧放热，燃烧后的烟气沿着水平火道流动、通过气流孔上升进一步释放热量。为了保证加热均匀性，在单数水平加热火道端墙处，设有烟气测温元件10，当水平火道温度降低时，通过辅助燃烧器9燃烧补充热量。炼焦炉所有燃烧室、换热室都按此规律进行，从而实现炼焦炉的横向连续加热。

当采用焦炉煤气加热时，为了避免焦炉煤气预热裂解，换热室3只需对空气和烟气进行换热，之后进入燃烧器的空气入口；焦炉煤气则不经过预热，由焦炉煤气连接管13直接进入燃烧器的燃气入口，焦炉煤气和空气在水平火道4中燃烧放热，烟气在换热室3中和空气连续逆流间壁换热。炼焦炉的横向连续加热系统每个燃烧室，每个换热室都按照上述规律进行。

简而言之，炼焦炉的横向连续加热系统是在两边换热室中烟气与带有一定压力的加热气体连续逆流间壁换热，烟气走管程，连续释放余热，加热器走壳程，连续吸热预热，预热的加热气体分别由两侧进入燃烧室；加热气体在燃烧室两侧多点连续燃烧，燃烧的烟气在水平火道中折流上升，放出热量，由最顶层水平火道外侧排出进入换热器。

使用本发明进行炼焦的工艺过程如下：

竖向排焦间歇操作，采用如图8、9所示的碳化室，当一个结焦周期开始时，移动装煤车打开装煤孔盖，通过装煤孔把煤料装入炭化室1，煤料在炭化室内受热高温干馏，当焦炭成熟时，炭化室炉底炉门A3自动打开，成熟的焦炭靠自身重力下降到两个溜焦斜台A5上，并沿着溜焦斜台滑落到炉组热焦炭输送机A6上，溜焦斜台与热焦炭输送机之间有挡焦板，溜焦斜台由支架支撑，热焦炭输送机靠机座固定。

当采用图10所示的炭化室时，采用炭化室侧面的捣固装煤车A24装煤，其他流程同图8、9的情形。

如图4，热焦炭输送A6机把焦炭输送到炉间台位置干熄焦设施熄焦，热焦炭经炭输送A6而从干熄炉入口A16进入干熄炉A15，然后从干熄炉出口A17排出；焦炭处理室A12与冷却器、除尘器、氮气风机相连，焦炭处理室A12微正压氮气循环、冷却、除尘，具体是冷氮气分别通过干熄炉冷氮气入口A18、处理室冷氮气入口A20而进入处理室和干熄炉进行冷却后，从干熄炉冷氮气出口A19和处理室冷氮气出口A21排出；在干熄焦设施中，焦炭得到冷却，冷却的焦炭被输送到下一道工序。干馏出荒煤气由上升管经过桥管进入集气管，进入下一道工序。

实施例2

竖向排焦式炼焦炉的横向连续加热装置为双腔室的结构

如图5所示，该装置包括由硅砖砌筑成长方体状的燃烧室2，所述的燃烧室2内部中央设有隔墙7，把燃烧室2分隔成左右对称的左腔室和右腔室；每侧腔室上下分别由隔板砖5间隔成偶数个水平火道4；由下而上，位于第一、二层水平火道4之间的隔板砖5靠近中心隔墙7位置，留有气流孔6，位于第二、三层水平火道之间的隔板砖5靠近外墙位置，留有气流孔6，以此类推，在最高层隔板砖5靠近中心隔墙7位置，留有气流孔6，在最高层的双数水平火道4外端设有燃烧室烟气出口16，在最下层水平火道4外端安装有主燃烧器8。

同单腔室的情况，图6所示的是上述横向连续加热装置囊括了换热室3的结构。

具有上述双腔室横向连续加热装置的竖向排焦式炼焦炉结构如图5-7所示，而其纵向剖视图与图4相仿，

该竖向排焦式炼焦炉包括多个顶部设有带孔盖A4的装煤孔A2的炭化室1、多个横向连续加热装置，所述的炭化室1和横向连续加热装置间隔设置，且每个炭化室1前、后都设置有一个横向连续加热装置；

如图8，所述的炭化室1四个侧面均由硅砖砌筑而成，该炭化室A1底部设有自动炉门A3，在炭化室1与燃烧室2的下方设有密闭的焦炭处理室A12，在焦炭处理室A12中，位于自动炉门A3下方设有两个向中心倾斜的溜焦台A5，在焦炭处理室A12的位于两个溜焦台A5出口下方设有焦炭输送机A6，在焦炭输送机（A6）的末端设有干熄炉A15。

显然，同之前一样，上述竖向排焦式炼焦炉也可以采用如图9所示的双腔炭化室1；但无法采用如图10所示的一侧具有侧炉门A24的炭化室1，这是因为焦炉主体两侧都需要连接换热室而无法再一侧安装捣固装煤车D的缘故。

上述横向连续加热装置每一侧腔室的加热过程均与实施例1的单腔燃烧室的加热过程相同；进焦排焦过程也与实施例1所述的过程相同。

Claims (5)

1.一种具有横向连续加热装置的竖向排焦式炼焦炉，其特征在于包括多个顶部设有带孔盖(A4)的装煤孔(A2)的炭化室(1)、多个横向连续加热装置，所述的炭化室(1)和横向连续加热装置间隔设置，且每个炭化室(1)前、后都设置有一个横向连续加热装置；

所述的炭化室(1)四个侧面均由硅砖砌筑而成，该炭化室(1)底部设有自动炉门(A3)，在炭化室(1)与燃烧室(2)的下方设有密闭的焦炭处理室(A12)，在焦炭处理室(A12)中，位于自动炉门(A3)下方设有两个向中心倾斜的溜焦台(A5)，在焦炭处理室(A12)的位于两个溜焦台(A5)出口下方设有焦炭输送机(A6)，在焦炭输送机(A6)的末端设有干熄炉(A15)；

所述的横向连续加热装置包括由硅砖砌筑成长方体状的燃烧室(2)，所述的燃烧室(2)内部上下分别由隔板砖(5)间隔成偶数个水平火道(4)，最高层的双数水平火道(4)一端设有烟气出口(16)，最下层单数水平火道(4)一端安装有主燃烧器(8)，所述烟气出口(16)和主燃烧器(8)位于燃烧室(2)的同一侧；由下而上，位于第一、二层水平火道(4)之间的隔板砖(5)与烟气出口(16)相对的一端与燃烧室炉墙之间留有气流孔(6)，位于第二、三层水平火道之间的隔板砖(5)朝向烟气出口(16)的一端与燃烧室炉墙之间留有气流孔(6)，以此类推，在最高层隔板砖(5)与烟气出口(16)相对的一端与燃烧室炉墙之间留有气流孔(6)；所述的由硅砖砌筑成长方体状的燃烧室(2)为单腔室结构；

上述炭化室(1)内含竖直的硅砖隔墙(A14)而将炭化室(1)隔离成两个腔室；且在两个腔室炭化室(1)与其各自的燃烧室2的下方分别设有密闭的焦炭处理室(A12)，在炭化室(1)两个腔室的底部分别设有自动炉门(A3)，在焦炭处理室(A12)中，位于自动炉门(A3)下方设有两个向中心倾斜的溜焦台(A5)，在焦炭处理室(A12)的位于两个溜焦台(A5)出口下方设有焦炭输送机(A6)，在焦炭输送机(A6)的末端设有干熄炉(A15)。

2.如权利要求1所述的竖向排焦式炼焦炉，其特征在于所述的主燃烧器(8)连接有带调节阀的的贫煤气连接管(11)和带调节阀的空气 连接管(12)，所述的贫煤气连接管(11)和空气连接管(12)之间设有带截止阀的旁通管(14)，所述的燃烧室烟气出口(16)连接有烟气导管(15)。

3.如权利要求2所述的竖向排焦式炼焦炉，其特征在于还包括换热室(3)，燃烧室(2)的主燃烧器(8)通过贫煤气连接管(11)和空气连接管(12)与换热室(3)相通，燃烧室(2)的烟气出口(16)通过烟气导管(15)与换热室(3)相通,用于将烟气余热与加热气体在换热室(3)内连续进行热交换。

4.如权利要求3所述的竖向排焦式炼焦炉，其特征在于在其余单数水平火道(4)端墙位置都安装一个辅助燃烧器(9)和测温元件(10)；所述的主燃烧器(8)和辅助燃烧器(9)分别与换热室(3)相连通。

5.如权利要求4所述的竖向排焦式炼焦炉，其特征在于上述主燃烧器(8)和辅助燃烧器(9)还连接有带截止阀的焦炉煤气连接管(13)。