CN106635068A - 一种焦炉及其加热方法 - Google Patents

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徐列
姚梈
赵楠楠
王浩强
王福生
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
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    • C10B21/10—Regulating and controlling the combustion
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    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
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Abstract

本发明提供一种焦炉及其加热方法。该焦炉的加热方法包括：在立火道底部导入煤气，在立火道隔墙内的气道的顶部导入空气，通过隔墙中段的空气出口对应向立火道的中段导入30％～50％的空气；通过隔墙下段的空气出口对应向立火道的下段导入50％～70％的空气；煤气在立火道下段不完全燃烧后形成的废气和煤气混合气在立火道的中段与进入的空气混合再次燃烧，使立火道内废气的温度降低50～100℃。该焦炉的加热方法通过从隔墙的顶部导入空气，并使立火道内的煤气分两段燃烧，能使立火道内废气的温度降低50～100℃，从而大大降低了废气中氮氧化物含量，使该焦炉排放能够达到国家的环保要求。

Description

一种焦炉及其加热方法
技术领域
本发明涉及焦化技术领域，具体地，涉及一种焦炉及其加热方法。
背景技术
传统焦炉，空气经过位于立火道下方的蓄热室预热，再经过斜道区到达立火道底部；焦炉煤气经过煤气管道送到立火道底部。在立火道底部，煤气与空气混合燃烧，对焦炉进行加热，以对焦炉炭化室内的湿煤进行干馏。
煤气与空气的混合气体在立火道底部燃烧，燃烧废气在立火道内上升，经过立火道上部的跨越孔，变为下降气流；下降废气经过斜道区及蓄热室排入烟道。立火道下部设置有废气循环孔，部分废气经过废气循环孔与上升的燃烧废气混合，降低废气的温度。
但传统焦炉的燃烧废气温度普遍偏高，达到1650℃左右，导致废气中的氮氧化物(NOX)的含量较高。
近年来，随着国家对焦炉的环保要求越来越严格，传统焦炉废气中的氮氧化物(NOX)含量已经无法达到国家新的环保要求，因此，针对新的环保要求，焦炉亟需换代升级。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种焦炉及其加热方法。该焦炉的加热方法能使立火道内，煤气分一段，空气分两段，在立火道底部煤气与导入至立火道下段的空气不完全燃烧，燃烧后的废气与煤气的混合气体在立火道的中段再次进行燃烧，从而使立火道内废气的温度能够降低50～100℃，废气温度降低后，废气中氮氧化物的产量大大降低，进而大大降低了废气中氮氧化物的含量，使该焦炉能够达到国家的更加严格的环保要求。
本发明提供一种焦炉的加热方法，包括：
在立火道底部导入煤气，在所述立火道隔墙内的气道的顶部导入空气；
通过所述隔墙中段的空气出口对应向所述立火道的中段导入30％～50％的空气；通过所述隔墙下段的空气出口对应向所述立火道的下段导入50％～70％的空气；
所述煤气在所述立火道的下段燃烧后形成的废气和煤气混合气在所述立火道的中段再次燃烧，以使所述立火道内所述废气的温度降低50～100℃。
优选地，还包括：所述立火道内燃烧形成的废气从所述立火道的顶部排出；
从所述立火道的顶部排出的所述废气进入换热室，以对所述换热室内导入至所述隔墙的顶部的空气进行预热。
优选地，还包括：从所述换热室内排出的所述废气进入湿煤干燥箱，以对所述湿煤干燥箱内的湿煤进行预热干燥；
从所述湿煤干燥箱排出的所述废气排入大气。
本发明还提供一种焦炉，包括由隔墙隔设形成的立火道，所述立火道的底部开设有煤气入口，所述煤气入口用于向所述立火道内导入煤气；所述隔墙的顶部开设有空气入口，所述隔墙内部设置有空气通道，所述隔墙的中段开设有第一开口，所述隔墙的下段开设有第二开口；所述第一开口和所述第二开口均分别使所述空气通道与所述立火道贯通；所述空气入口用于向所述空气通道内导入空气；所述第一开口和所述第二开口分别用于使所述空气通道内的空气进入到所述立火道内。
优选地，所述第一开口的开口尺寸小于所述第二开口的开口尺寸，以使从所述第一开口进入到所述立火道内的空气的量小于从所述第二开口进入到所述立火道内的空气的量。
优选地，所述立火道的顶部开设有第一废气排出口，所述第一废气排出口用于排出所述立火道内燃烧后形成的废气；
还包括换热室，所述换热室设置于所述立火道的顶部，所述换热室的一端设置有第一废气入口，所述第一废气入口与所述第一废气排出口对接，以使所述立火道内形成的废气进入到所述换热室内；
所述换热室内还设置有第一管道，所述第一管道的出口与所述隔墙顶部的所述空气入口对接，所述第一管道用于将空气传输至所述隔墙内。
优选地，还包括炉顶，所述炉顶设置于所述换热室的远离所述立火道一侧的顶部；
所述炉顶内设置有第二管道和第三管道，所述第二管道的出口与所述第一管道的入口对接，所述第二管道用于将空气传输至所述第一管道内；
所述换热室的另一端还设置有第二废气出口，所述第三管道的入口与所述第二废气出口对接，所述第三管道用于使所述换热室内的废气排出。
优选地，还包括湿煤干燥箱，所述湿煤干燥箱设置于所述炉顶的远离所述换热室的一侧；所述湿煤干燥箱内用于盛放待干馏的湿煤；
所述湿煤干燥箱上设置有第二废气入口，所述第三管道的出口与所述第二废气入口对接，所述第三管道还用于将所述换热室内的废气传输至所述湿煤干燥箱内；
所述湿煤干燥箱上还设置有第三废气出口，用于将所述湿煤干燥箱内的废气排出至大气中。
优选地，所述煤气入口包括两个，两个所述煤气入口用于交替向所述立火道内导入煤气。
优选地，所述隔墙包括多个，所述立火道包括多个，所述隔墙和所述立火道相互交替排布。
优选地，在每个所述立火道内还设置有子隔墙，所述子隔墙的高度小于所述隔墙的高度，每个所述立火道在其中所述子隔墙的顶端上方相连通。
本发明的有益效果：本发明所提供的焦炉的加热方法，通过在立火道的隔墙的顶部导入空气，并使空气从立火道的中段和下段导入至其中，这样能使立火道内，煤气分一段，空气分两段，在立火道底部煤气与导入至立火道下段的空气不完全燃烧，燃烧后的废气与煤气的混合气体在立火道的中段再次进行燃烧，从而使立火道内废气的温度能够降低50～100℃，废气温度降低后，废气中氮氧化物的产量大大降低，进而大大降低了废气中氮氧化物的含量，使该焦炉能够达到国家的更加严格的环保要求。
本发明所提供的焦炉，通过在隔墙的顶部开设空气入口，并在隔墙的中段开设第一开口，且在隔墙的下段开设第二开口，能使空气通过空气入口和第二开口导入至立火道的下段，并使空气通过空气入口和第一开口导入至立火道的中段，从而能够实现立火道内，煤气分一段，空气分两段，在立火道底部煤气与导入至立火道下段的空气不完全燃烧，燃烧后的废气与煤气的混合气体在立火道的中段再次进行燃烧，从而使立火道内废气的温度能够降低50～100℃，废气温度降低后，废气中氮氧化物的产量大大降低，进而大大降低了废气中氮氧化物的含量，使该焦炉能够达到国家的更加严格的环保要求。
附图说明
图1为本发明实施例1中焦炉的加热方法的流程图；
图2为本发明实施例2中焦炉的结构示意图。
其中的附图标记说明：
1.隔墙；11.空气入口；12.第一开口；13.第二开口；2.立火道；21.第一废气排出口；3.煤气入口；4.换热室；41.第二废气出口；5.第一管道；6.炉顶；7.第二管道；8.第三管道；9.湿煤干燥箱；91.第二废气入口；92.第三废气出口；10.子隔墙。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明所提供的一种焦炉及其加热方法作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种焦炉的加热方法，如图1所示，包括：
步骤S10：在立火道底部导入煤气，在立火道隔墙内的气道的顶部导入空气。
其中，在立火道底部导入100％的煤气。立火道由隔墙隔设而形成，隔墙的顶部与立火道的顶部相对应。相比于现有技术中的空气从立火道的底部导入至其中，本实施例中空气从隔墙内的气道的顶部导入便于实现后续立火道内煤气和空气的混合两段燃烧，从而能够很好地降低立火道内废气的温度，减少废气中氮氧化物的含量。
步骤S11：通过隔墙中段的空气出口对应向立火道的中段导入30％～50％的空气；通过隔墙下段的空气出口对应向立火道的下段导入50％～70％的空气。
该步骤中，隔墙的中段对应立火道的中段，隔墙的下段对应立火道的下段。由于通过隔墙下段向立火道下段导入50％～70％的空气，所以在立火道的底部，煤气与空气的燃烧并不完全；燃烧后的废气与煤气的混合气体到达立火道的中段时，与隔墙中段导入至立火道内的30％～50％的空气再次燃烧，从而使整个立火道内的废气温度能够相对现有焦炉中废气的温度明显降低，进而使废气中氮氧化物的产量大大降低，即大大减少了对环境造成污染的氮氧化物的含量。
步骤S12：煤气在立火道的下段燃烧后形成的废气和煤气混合气在立火道的中段再次燃烧，以使立火道内废气的温度降低50～100℃。
其中，在立火道的下段不完全燃烧的煤气与废气的混合气体在立火道的中段与空气再次燃烧，能够延长立火道内火焰的长度，降低火焰温度，从而使立火道内废气的温度控制在1600℃左右，相比于现有技术中1650℃左右的废气温度，本实施例中废气的温度大大降低，从而使废气中氮氧化物的产量大大降低，进而能够大大减少氮氧化物对环境造成的污染。
该焦炉的加热方法，通过在立火道的隔墙的顶部导入空气，并使空气从立火道的中段和下段导入至其中，这样能使立火道内，煤气分一段，空气分两段，在立火道底部煤气与导入至立火道下段的空气不完全燃烧，燃烧后的废气与煤气的混合气体在立火道的中段再次进行燃烧，这使焦炉燃烧废气的温度从现有的1650℃下降至1600℃左右，从而使立火道内废气的温度能够降低50～100℃，废气温度降低后，废气中氮氧化物的产量大大降低，进而大大降低了废气中氮氧化物的含量，使该焦炉能够达到国家的更加严格的环保要求。
本实施例中，焦炉的加热方法还包括：步骤S13：立火道内燃烧形成的废气从立火道的顶部排出；从立火道的顶部排出的废气进入换热室，以对换热室内导入至隔墙的顶部的空气进行预热。
该步骤中，燃烧废气从立火道的顶部直接排出并进入换热室，并能对换热室内导入至立火道内的空气进行预热，提高空气温度，从而降低立火道内空气与煤气燃烧时的热量消耗，提高燃烧废气的热利用效率，同时还降低煤气消耗，提高该焦炉的经济效益。
本实施例中，焦炉的加热方法还包括：步骤S14：从换热室内排出的废气进入湿煤干燥箱，以对湿煤干燥箱内的湿煤进行预热干燥。从湿煤干燥箱排出的废气排入大气。
该步骤中，燃烧废气能够对湿煤干燥箱内的湿煤进行预热干燥，去除湿煤中的水分，从而不仅提高了燃烧废气的热利用效率，而且降低了对湿煤进行焦化处理的热量消耗，从而提高了该焦炉的经济效益。
实施例1的有益效果：实施例1中所提供的焦炉的加热方法，通过在立火道的隔墙的顶部导入空气，并使空气从立火道的中段和下段导入至其中，这样能使立火道内，煤气分一段，空气分两段，在立火道底部煤气与导入至立火道下段的空气不完全燃烧，燃烧后的废气与煤气的混合气体在立火道的中段再次进行燃烧，从而使立火道内废气的温度能够降低50～100℃，废气温度降低后，废气中氮氧化物的产量大大降低，进而大大降低了废气中氮氧化物的含量，使该焦炉能够达到国家的更加严格的环保要求。
实施例2：
本实施例提供一种焦炉，如图2所示，包括由隔墙1隔设形成的立火道2，立火道2的底部开设有煤气入口3，煤气入口3用于向立火道2内导入煤气；隔墙1的顶部开设有空气入口11，隔墙1内部设置有空气通道，隔墙1的中段开设有第一开口12，隔墙1的下段开设有第二开口13；第一开口12和第二开口13均分别使空气通道与立火道2贯通；空气入口11用于向空气通道内导入空气；第一开口12和第二开口13分别用于使空气通道内的空气进入到立火道2内。
该焦炉通过在隔墙1的顶部开设空气入口11，并在隔墙1的中段开设第一开口12，且在隔墙1的下段开设第二开口13，能使空气通过空气入口11和第二开口13导入至立火道2的下段，并使空气通过空气入口11和第一开口12导入至立火道2的中段，从而能够实现立火道2内，煤气分一段，空气分两段，在立火道2底部煤气与导入至立火道2下段的空气不完全燃烧，燃烧后的废气与煤气的混合气体在立火道2的中段再次进行燃烧，从而使立火道2内废气的温度能够降低50～100℃，废气温度降低后，废气中氮氧化物的产量大大降低，进而大大降低了废气中氮氧化物的含量，使该焦炉能够达到国家的更加严格的环保标准。
本实施例中，第一开口12的开口尺寸小于第二开口13的开口尺寸，以使从第一开口12进入到立火道2内的空气的量小于从第二开口13进入到立火道2内的空气的量。如此设置，才能实现通过第一开口12向立火道2的中段导入30％～50％的空气，通过第二开口13向立火道2的下段导入50％～70％的空气；从而使煤气与空气的混合气体在立火道2的下段能不完全燃烧，且使立火道2下段不完全燃烧的煤气上升至中段后再次与中段导入的空气进行燃烧，进而降低了火焰温度，最终降低了立火道2内废气的温度。
本实施例中，立火道2的顶部开设有第一废气排出口21，第一废气排出口21用于排出立火道2内燃烧后形成的废气。焦炉还包括换热室4，换热室4设置于立火道2的顶部，换热室4的一端设置有第一废气入口，第一废气入口与第一废气排出口21对接，以使立火道2内形成的废气进入到换热室4内。换热室4内还设置有第一管道5，第一管道5的出口与隔墙1顶部的空气入口11对接，第一管道5用于将空气传输至隔墙1内。如此设置，立火道2中产生的废气从其顶部的第一废气排出口21排出，并通过换热室4的第一废气入口进入到换热室4中，以对换热室4中通过第一管道5进入到隔墙1内的空气进行加热，从而提高了进入到立火道2内的空气的温度，进而降低了立火道2内空气与煤气燃烧时的热量消耗，提高了燃烧废气的热利用效率，同时还降低了煤气的消耗，提高了该焦炉的经济效益。
本实施例中，焦炉还包括炉顶6，炉顶6设置于换热室4的远离立火道2一侧的顶部。炉顶6内设置有第二管道7和第三管道8，第二管道7的出口与第一管道5的入口对接，第二管道7用于将空气传输至第一管道5内。换热室4的另一端还设置有第第二废气出口41，第三管道8的入口与第二废气出口41对接，第三管道8用于使换热室4内的废气排出。其中，由于燃烧后形成的废气温度较高，会沿立火道2的延伸方向一直向上蔓延传输，所以，炉顶6设置在换热室4的顶部，有利于废气通过换热室4后从炉顶6中顺利排出；相对于现有技术中要使废气通过立火道上部的跨越孔后变为下降气流的情况，能够避免为了改变废气的流动方向而采用额外的外部动力元件(如抽气泵等)，从而避免了额外动力能量的消耗，节约能源。
本实施例中，焦炉还包括湿煤干燥箱9，湿煤干燥箱9设置于炉顶6的远离换热室4的一侧；湿煤干燥箱9内用于盛放待干馏的湿煤。湿煤干燥箱9上设置有第二废气入口91，第三管道8的出口与第二废气入口91对接，第三管道8还用于将换热室4内的废气传输至湿煤干燥箱9内。湿煤干燥箱9上还设置有第三废气出口92，用于将湿煤干燥箱9内的废气排出至大气中。其中，由于燃烧后形成的废气温度较高，会沿立火道2的延伸方向一直向上蔓延传输，所以，湿煤干燥箱9设置在炉顶6的远离换热室4的一侧，有利于废气通过炉顶6后顺利进入湿煤干燥箱9内，从而能够对湿煤干燥箱9内的湿煤进行预热干燥，去除湿煤中的水分，从而不仅提高了燃烧废气的热利用效率，而且降低了对湿煤进行焦化处理的热量消耗，从而提高了该焦炉的经济效益。
优选的，本实施例中，煤气入口3包括两个，两个煤气入口3用于交替向立火道2内导入煤气。当其中一个煤气入口3向立火道2内导入煤气时，另一个煤气入口3不用于导入煤气，而用于与外部空气环境相通，外部环境中的空气能通过该煤气入口3进入到立火道2的底部。如此设置，能使煤气入口3向立火道2内导入煤气时，通过两个煤气入口3交替导入煤气，从而使任意一个煤气入口3都不会被遗留或沉积在其口部的煤气残渣堵塞，从而确保每个煤气入口3都能正常地向立火道2内导入煤气。
本实施例中，隔墙1包括多个，立火道2包括多个，隔墙1和立火道2相互交替排布。多个隔墙1隔设形成多个立火道2。
其中，在每个立火道2内还设置有子隔墙10，子隔墙10的高度小于隔墙1的高度，每个立火道2在其中子隔墙10的顶端上方相连通。如此设置，使一个隔墙1中的空气能同时进入位于其相对两侧的两个立火道2中，从而提高该焦炉的加热效率。
实施例2的有益效果：实施例2中所提供的焦炉，通过在隔墙的顶部开设空气入口，并在隔墙的中段开设第一开口，且在隔墙的下段开设第二开口，能使空气通过空气入口和第二开口导入至立火道的下段，并使空气通过空气入口和第一开口导入至立火道的中段，从而能够实现立火道内，煤气分一段，空气分两段，在立火道底部煤气与导入至立火道下段的空气不完全燃烧，燃烧后的废气与煤气的混合气体在立火道的中段再次进行燃烧，从而使立火道内废气的温度能够降低50～100℃，废气温度降低后，废气中氮氧化物的产量大大降低，进而大大降低了废气中氮氧化物的含量，使该焦炉能够达到国家的更加严格的环保要求。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种焦炉的加热方法，其特征在于，包括：
在立火道底部导入煤气，在所述立火道隔墙内的气道的顶部导入空气；
通过所述隔墙中段的空气出口对应向所述立火道的中段导入30％～50％的空气；通过所述隔墙下段的空气出口对应向所述立火道的下段导入50％～70％的空气；
所述煤气在所述立火道的下段燃烧后形成的废气和煤气混合气在所述立火道的中段再次燃烧，以使所述立火道内所述废气的温度降低50～100℃。
2.根据权利要求1所述的焦炉的加热方法，其特征在于，还包括：所述立火道内燃烧形成的废气从所述立火道的顶部排出；
从所述立火道的顶部排出的所述废气进入换热室，以对所述换热室内导入至所述隔墙的顶部的空气进行预热。
3.根据权利要求2所述的焦炉的加热方法，其特征在于，还包括：从所述换热室内排出的所述废气进入湿煤干燥箱，以对所述湿煤干燥箱内的湿煤进行预热干燥；
从所述湿煤干燥箱排出的所述废气排入大气。
4.一种焦炉，包括由隔墙隔设形成的立火道，所述立火道的底部开设有煤气入口，所述煤气入口用于向所述立火道内导入煤气；其特征在于，所述隔墙的顶部开设有空气入口，所述隔墙内部设置有空气通道，所述隔墙的中段开设有第一开口，所述隔墙的下段开设有第二开口；所述第一开口和所述第二开口均分别使所述空气通道与所述立火道贯通；所述空气入口用于向所述空气通道内导入空气；所述第一开口和所述第二开口分别用于使所述空气通道内的空气进入到所述立火道内。
5.根据权利要求4所述的焦炉，其特征在于，所述第一开口的开口尺寸小于所述第二开口的开口尺寸，以使从所述第一开口进入到所述立火道内的空气的量小于从所述第二开口进入到所述立火道内的空气的量。
6.根据权利要求4所述的焦炉，其特征在于，所述立火道的顶部开设有第一废气排出口，所述第一废气排出口用于排出所述立火道内燃烧后形成的废气；
还包括换热室，所述换热室设置于所述立火道的顶部，所述换热室的一端设置有第一废气入口，所述第一废气入口与所述第一废气排出口对接，以使所述立火道内形成的废气进入到所述换热室内；
所述换热室内还设置有第一管道，所述第一管道的出口与所述隔墙顶部的所述空气入口对接，所述第一管道用于将空气传输至所述隔墙内。
7.根据权利要求6所述的焦炉，其特征在于，还包括炉顶，所述炉顶设置于所述换热室的远离所述立火道一侧的顶部；
所述炉顶内设置有第二管道和第三管道，所述第二管道的出口与所述第一管道的入口对接，所述第二管道用于将空气传输至所述第一管道内；
所述换热室的另一端还设置有第二废气出口，所述第三管道的入口与所述第二废气出口对接，所述第三管道用于使所述换热室内的废气排出。
8.根据权利要求7所述的焦炉，其特征在于，还包括湿煤干燥箱，所述湿煤干燥箱设置于所述炉顶的远离所述换热室的一侧；所述湿煤干燥箱内用于盛放待干馏的湿煤；
所述湿煤干燥箱上设置有第二废气入口，所述第三管道的出口与所述第二废气入口对接，所述第三管道还用于将所述换热室内的废气传输至所述湿煤干燥箱内；
所述湿煤干燥箱上还设置有第三废气出口，用于将所述湿煤干燥箱内的废气排出至大气中。
9.根据权利要求4所述的焦炉，其特征在于，所述煤气入口包括两个，两个所述煤气入口用于交替向所述立火道内导入煤气。
10.根据权利要求4所述的焦炉，其特征在于，所述隔墙包括多个，所述立火道包括多个，所述隔墙和所述立火道相互交替排布。
11.根据权利要求10所述的焦炉，其特征在于，在每个所述立火道内还设置有子隔墙，所述子隔墙的高度小于所述隔墙的高度，每个所述立火道在其中所述子隔墙的顶端上方相连通。
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