CN1039427C - 换热顶喷无回收室式炼焦炉 - Google Patents

Abstract

本发明属中小型煤高温干馏的技术设备，可使炼焦煤料消耗和环境保护达到机械化焦炉的同等水平。本发明的主要特点是：煤在炭化室中隔绝空气干馏，煤气经集气平衡管冷却，回收部分焦油后进入煤气分配管，再进入炉顶砖煤气道，经调节后可均匀分配给各立火道，空气在炉底换热室经预热后，进入立火道隔墙中的可调节的分段空气通道，再分别进入立火道与煤气燃烧。整个气体流动靠烟囱吸力。本炉型是取代土焦炉及改良焦炉的实用炉型。

Description

换热顶喷无回收室式炼焦炉

本发明是一种新型室式炼焦炉，属于煤高温干馏炼焦设备。

国内煤高温干馏炼焦工艺主要有内热及外热两种类型：

一般的土焦炉及由此而衍生的各类改良焦炉如75型、JKH-89型、91型等，均属内热式。其共同特点是媒炼焦所需热量除由煤气燃烧供给外，还有一部分由煤直接燃烧供给。这类焦炉的特点是：投资少、建设周期短、可用简易方式夯实煤料提高焦炭机械强度，因而得到小型企业普遍采用。但是，土焦炉炼焦又存在着严重的缺点：第一，煤耗高，土焦煤炭消耗比机焦高40％左右，改良焦比机焦高15-20％。第二，环境污染严重。熄焦污水渗入地下严重污染水体；煤气中分解的有害物质大面积污染大气；生产过程中产生大量残渣和废灰也对环境造成危害。第三，土焦炉炼焦还存在着占地面积多，操作环境恶劣，劳动强度大等缺点。

机械化焦炉一般均属外热式。其特征是煤在隔绝空气的炭化室中炭化，煤气由两侧燃烧室燃烧供给炼焦所需热量；燃烧室排出的高温废气之显热存入下部蓄热室中预热空气，因而能耗低，煤气可剩余一半左右。同时机械化焦炉配有煤气净化和化产品回收装置。在熄焦塔中进行熄焦，熄焦污水循环使用，环境污染小，综合利用好。但是，机械化焦炉由于结构复杂，需用设备多，投资很大，一般中型机械化焦炉吨焦投资在500-700元左右，装备较简陋的小型焦炉如66型、70型、红旗3号等吨焦投资也在250-300元左右，一般地方和乡镇小型企业难以兴建。当前国内焦炭需求迅速增长，继续维持土焦炉是不合理的，大批建设机械化焦炉又不现实。本发明就是针对土焦煤耗高、污染严重和机焦炉结构复杂的问题而设计的一种新炉型。

本发明的炉体包括炉顶、炭化室、燃烧室，斜道及换热室等。附属设备有上升管、桥管、集气平衡管、煤气分配管及煤气支管和调节阀。

换热顶喷无回收室式炼焦炉，由相间排列的炭化室、燃烧室及炉顶、斜道、换热室等组成。其特征是：炉顶侧面设有与煤气上升管和桥管连通的集气平衡管和煤气分配管，集气平衡管和煤气分配管之间用连通管连接，煤气分配管上设有带流量调节旋塞的煤气支管，焦炉炉顶内燃烧室上部设有水平砖煤气道及与之连通并通向燃烧室的直立煤气通道，水平砖煤气道与直立煤气通道相接处设有调节旋塞，水平砖煤气道入口与煤气分配管上的煤气支管连通，焦炉下部设有空气与废气换热室，由相间排列的空气道及废气道组成，最底层为空气进入通道；燃烧室由若干立火道组成，立火道隔墙内设有直立的空气通道，其顶部与中部设有若干个空气分配口，空气通道底部与空气预热通道连通，顶部空气分配口内设有调节挂砖，隔墙顶部两侧为煤气入口，经炉顶直立煤气通道与水平砖煤气道相通。

炭化室发生的煤气由上升管逸出后，在桥管用氨水将700℃的荒煤气直接冷却至80℃左右，然后进入集气平衡管。集气平衡管内的氨水流入分离池，分离出焦油后的氨水再送至炉顶循环使用。集气平衡管内的煤气进入煤气分配管，在此脱除煤气中部分水滴和焦油，脱除液亦由管道流回分离池。煤气分配管内的煤气经支管调节阀直接进入炉顶水平砖煤气道，再经直立煤气道进入立火道。冷空气由最底层的通道进入炉内，冷风通道可初步预热空气，又防止基础过热。初步预热的空气再进入换热室，换热室由相间排列的空气通道与废气通道所组成，中间用砖墙相隔，上下分为2至4层。经换热室预热后的空气再进入火道隔墙内的直立通道，进一步预热到400℃左右，然后与煤气燃烧。为了调节煤气及空气，在水平煤气道与直立煤气道相接处设有调节旋塞。旋塞顶部有一个可提圆孔，中间有可以吊挂及密封的锥台，下部为一个截面成半圆的柱体。在顶部一次空气出口内设吊挂的调节砖，通过移动位置可调节空气量。直立煤气道煤气出口及空气分配口均采用与立火道较小的夹角，使煤气与空气尽量平行燃烧，有利于拉长火焰。燃烧后的废气由立火道底部进入斜道，再进入炉底换热室的废气通道，经机侧出口转入下层通道，再由烟道弯管进入分总烟道，最后经烟囱排入大气。在换热室内，废气中的部分热量经两侧砖墙传给了上升的空气。

本发明吨焦精煤消耗指标已达到机械化焦炉的相同水平，和土焦、改良焦相比，每吨焦少耗精煤0.15-0.5吨。水、电等动力消耗少，不用蒸气。由于炼焦温度比土焦、改良焦高，而且加热均匀，焦炭的物理性能和粒度组成都较好。该焦炉的吨焦投资少，接近或低于改良焦的投资。环境污染比土焦、改良焦小。没有酚水，煤气燃烧完全，烟囱不产生黑烟。由于不回收氨笨等化工产品，亦不产生二次污染。该焦炉工序简短，主要环节均由机械操作，因而所需操作人员少。以年产四万吨规模而言，本型焦炉约45人，改良焦炉需140人，70型焦炉需90人。按年产十万吨焦规模，本型焦炉操作人员约75人，而66型焦炉需130人。

综上所述，本焦炉可用于取代土焦炉及改良焦炉，以节约煤炭资源和改善环境。

附图1换热顶喷无回收室式炼焦炉内部结构示意图。

附图2为煤气调节旋塞安装示意图。

附图3为空气调节挂砖安装示意图。

本焦炉可按生产规模进行炉孔组合。一般每座焦炉由10孔、20孔、25孔、30孔以至60孔等组成，或以不同孔数的两座组成一组。每一孔或每一座的生产能力根据焦炉炭化室的容积大小、结焦时间和孔数决定。例如炭化室全长为7308mm，高为2800mm，平均宽度为344mm，有效容积5.9m³，当入炉煤水份为8％时，结焦时间为16小时，每孔的年生产能力为2000吨，则20孔焦炉的年产量为4万吨。这种焦炉的炭化室一侧顶部有煤气上升管1，煤气由炭化室顶部进入上升管1、桥管2，再送入集气平衡管3。在桥管2中喷洒一定量的循环氨水使煤气冷却至80℃左右，煤气由集气平衡管3经连通管4送入煤气分配管5以进一步脱除煤气中所挟带的水滴及焦油，然后再经过煤气支管6进入炉顶水平砖煤气道29。支管6通往水平砖煤气道入口处设有流量调节阀7以控制煤气流量，并可抽出以清扫水平砖煤气道29，该煤气道开有若干个煤气分配孔30，将煤气送至火道顶部的煤气调节旋塞14，操作时通过炉顶煤气调节孔8用钩子钩住提环32，旋转不同角度以调控进入两侧立火道16的煤气量。煤气从调节旋塞14经煤气喷嘴31喷入相邻两火道，边炉立火道因耗热量大单设煤气喷嘴31。冷空气经空气入口25进入炉底通道23，并由侧孔20进入另一侧通道、以降低炉底温度，避免烧坏基础24。在底层通道得到初步预热，然后进入换热室。换热室一般设二至四层迂回式水平通道，图中按二层绘出：即空气道上层21和下层22。空气在此接受两侧隔墙砖之热量，使其温度提高至300℃左右。废气中的热量亦传至隔墙砖使其温度降至800℃左右。上层空气经隔墙内的直立空气道15，通过空气分配口进入立火道16，空气分配口按不同高度设置数个，如图中12、13，顶部一次空气分配口12内设有吊挂的空气调节砖11，该砖来回拨动，可改变空气分配口12的截面，调节空气流量。火道顶端有火焰观察孔9。二次空气分配口13在火道中部，喷出空气使未完全燃烧的煤气进一步燃烧，使火道上下温度均匀。燃烧后的高温废气通过火道底部的斜道17进入换热室上层的热废气通道18，然后转入下层热废气通道19。在换热室中通过隔墙砖33将部份热量传导给相邻通道内的空气。废气道废气由废气连接管26进入分烟道27，再从烟囱排入大气。这种焦炉的气体流动主要由烟囱的吸力推动，不用鼓风机等动力设备，受停电的影响较小，管理较为方便。

Claims (3)

1、换热顶喷无回收室式炼焦炉，由相间排列的炭化室、燃烧室及炉顶、斜道、换热室等组成，其特征是：炉顶侧面设有与煤气上升管和桥管连通的集气平衡管和煤气分配管，集气平衡管和煤气分配管之间用连通管连接，煤气分配管上设有带流量调节旋塞的煤气支管，焦炉炉顶内燃烧室上部设有水平砖煤气道及与之连通并通向燃烧室的直立煤气通道，水平砖煤气道与直立煤气通道相接处设有调节旋塞，水平砖煤气道入口与煤气分配管上的煤气支管连通，焦炉下部设有空气与废气换热室，换热室由相间排列的空气道及废气道组成，中间用砖墙相隔，上下分为2至4层，最底层为空气进入通道；燃烧室由若干立火道组成，立火道隔墙内设有直立的空气通道，其顶部与中部设有若干个空气分配口，空气通道底部与空气预热通道连通，顶部空气分配口内设有调节挂砖，隔墙顶部两侧为煤气入口，经炉顶直立煤气通道与水平砖煤气道相通；直立煤气道煤气出口及空气分配口均采用与立火道较小的夹角，以利拉长火焰。

2、如权利要求1所述的换热顶喷无回收室式炼焦炉，其特征在于所述的煤气流量调节旋塞装在煤气分配孔上部，调节旋塞顶部为一个可提圆孔，中间为一个可吊挂密封的锥台，下部为一个截面为半圆的柱体，用调节钩通过可提圆孔旋动旋塞，以改变进入火道的煤气量。

3、如权利要求1所述的换热顶喷无回收室式炼焦炉，其特征在于所述的顶部空气分配口为对称斜向两侧火道下部的出口，并由两块对称的吊挂在一次空气分配口内的可移动的耐火砖进行调节，挂砖顶上有园孔，可用铁钩分别向两侧移动改变空气分配口的截面，从而调节两侧火道的空气分配量。

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