CN107723004A - 一种炼焦工业中炼焦煤装煤方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种炼焦工业中炼焦煤装煤方法与装置，包括(1)装煤套筒伸入炭化室过程:将可伸缩的装煤套筒从炭化室装煤孔伸入到炭化室底部的装煤套筒伸入炭化室过程；(2)炼焦煤套筒装煤过程：炼焦煤通过伸入到炭化室中的装煤套筒内部空间，从其底部的装煤套筒底部煤料出口达到炭化室的炼焦煤套筒装煤过程。炭化室装煤孔设置为可伸缩的装煤套筒。可伸缩的装煤套筒实现了快速伸入炭化室和逐步提起顺畅装煤，并简单地收回收纳在装煤车下部。本发明具有投资费用少，运行动力消耗小，装置简单高效的特点，为焦化工业的低水分装煤炼焦，实现节能减排增效提供了有效的技术和装置保障。

Description

一种炼焦工业中炼焦煤装煤方法与装置

技术领域

本发明涉及一种炼焦工业中炼焦煤装煤方法与装置，特别是在装煤炼焦前将经过干燥降低了水分的炼焦煤，通过可伸缩装煤套筒伸入到焦炉炭化室内进行装煤，避免粉尘发生，实现入炉煤水分低、装煤过程粉尘产生少的方法与装置，属于炼焦及环保领域。

背景技术

在炼焦工业中，对入炉煤进行干燥降低其水分可提高焦炭的质量及产量，同时大大减少剩余氨水量，降低废水处理系统的压力及工艺整体能耗。但由于入炉炼焦煤水分的减少会导致由荒煤气带出的煤粉增加，造成煤气输送系统阻力增大，初冷器的喷淋管被煤粉与焦油形成的团状物堵塞。同时，焦油中灰分等不溶物指标升高，焦油贮槽底部的加热盘管被积渣覆盖，影响蒸汽加热脱水效率，焦油水分变高，焦油质量变差。科技工作者开发了煤干燥时将原煤中的细颗粒分离出来，经除尘回收进行造粒增大细颗粒当量直径，之后与粗颗粒混合后装煤入炉的煤干燥细粉造粒的工艺方法。该工艺虽然在保持入炉炼焦煤低水分的情况下控制了荒煤气和焦油中粉尘的增加，但同时也带来了除尘过程能耗大，除尘布袋更换频繁，造粒细粉与粗颗粒混合后的装煤容易产生偏析现象可能影响焦炭质量的问题。另外，炼焦煤即使不经过干燥也水分偏低时，用传统的从装煤孔直接装入煤料的顶装方法也会有较多的煤粉被带入荒煤气中，影响后续的系统运行。

因此，探索炼焦煤入炉水分低、装煤过程荒煤气中携带粉尘少、操作简单的炼焦煤特别是干燥炼焦煤装煤工艺，对焦化工业的节能环保增效显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低水分的炼焦煤，特别是在装煤炼焦前将经过干燥降低了水分的炼焦煤，通过伸入到炭化室底部的套筒装煤实现入炉煤水分低、粉尘发生少的炼焦煤装煤技术与装置。经过干燥将水分降低后的炼焦煤通过伸入到炭化室底部的装煤套筒内部到达炭化室底部，然后随着套筒逐步向上提起煤料装入炭化室，避免了直接从炭化室顶部装煤孔装煤造成的煤粉飞散；在装煤末期装入经水雾或水蒸气增粘的煤料，防止表面煤粉在负压下的抽吸带尘；由复数节套筒节组成的可伸缩的装煤套筒实现了快速伸入炭化室和逐步提起顺畅装煤，并简单地收回收纳在装煤车下部。本方法与装置为实现低水分炼焦，少粉尘装煤提供了有效的方法及装置保障，且具有投资费用少、设备简单、能耗低、有效控制粉尘污染的特点。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种炼焦工业中炼焦煤装煤方法，其特征是至少由如下过程组成：

(1)装煤套筒伸入炭化室过程:将可伸缩的装煤套筒从炭化室装煤孔伸入到炭化室底部的装煤套筒伸入炭化室过程；

(2)炼焦煤套筒装煤过程：炼焦煤通过伸入到炭化室中的装煤套筒内部空间，从其底部的装煤套筒底部煤料出口达到炭化室的炼焦煤套筒装煤过程。

所述方法，其特征在于装煤套筒伸入炭化室过程中向套筒壁喷水或渗水。

所述方法，其特征在于炼焦煤套筒装煤过程中装煤套筒逐步向上提起，最后离开炭化室，随着装煤套筒底部煤料出口逐步向上移动，炼焦煤逐步装入炭化室。

所述方法，其特征在于在炼焦煤套筒装煤过程末期，在炼焦煤装入炭化室前，向炼焦煤喷洒水雾或蒸汽或水雾和蒸汽的混合物。

所述方法，其特征在于在炼焦煤套筒装煤过程结束后的平煤过程中同时向煤的表层喷洒水或含有抑尘剂的水溶液。

实现所述炼焦煤装煤方法的装置，其特征是装煤套筒由复数节套筒节构成，不同节的直径不同；在伸入炭化室后，各节套筒节与相邻套筒节只在套筒节两端相接触，当套筒从炭化室撤出后小直径套筒节进入大直径套筒节内。

所述装置，其特征是套筒节的节间连接机构为上部直径小下部直径大或上部直径大下部直径小的套筒节依靠直径大小的嵌卡作用的结构；或是相邻套筒节中的一个套筒节轴向设置有滑槽，滑槽底部或两端设置有封堵，另一个套筒节设置有凸出滑头，滑头嵌卡在滑槽内移动的结构。

所述装置，其特征是装煤套筒的提升由与最下部的套筒节连接的柔性钢索或铰链通过装煤车底部的卷扬机转动实现；或装煤套筒的提升由装煤车底部设置的转轮组带动套筒节上升实现。

具体说明如下：

装有经过干燥的炼焦煤的装煤车移动到焦炉炭化室装煤孔，打开装煤孔后，立即开启装煤套筒落下开关，装煤套筒依靠自重从装煤孔伸入到炭化室底部，随即打开装煤车卸煤口闸板，炼焦煤从套筒中下落至炭化室底部；随着套筒向上提升，煤料从套筒的底部煤料出口向两侧流动进入炭化室，直至将所定煤料全部装入炭化室，完成装煤过程。同时收回套筒，回盖装煤孔顶盖。平煤杆从侧面进入炭化室推平顶部煤层；在平煤时，在平煤杆上带有的喷液机构向煤料喷洒含有抑尘剂的混合液，使表面煤料达到凝聚，防止负压抽吸的带尘。在装煤末期，向未进入炭化室的煤料喷洒水蒸气或水雾或水蒸气与水雾的混合物，使煤料细粉间的粘性增加，防止装煤后平煤和炼焦煤软化前负压抽吸引起的煤粉带出。所述水雾可以是单纯的水，也可以是含有促进颗粒润湿或凝聚，抑制扬尘的化学物质等抑尘剂的水溶液，如润湿剂，凝聚剂等，但不限于这些。

装煤套筒伸入炭化室过程中向套筒壁喷水或渗水有利于降低炭化室炉墙高温对套筒的高温辐射损害。实际工程中，在装煤套筒向上提升到炭化室外后，由于温度很高，可以向套筒适当喷水使其降温，以便于提升和收纳时固定位置的操作。

炼焦煤装煤过程中，煤料的装入是依靠套筒底部煤料出口向上移动，煤料流向炭化室实现的，而从底部套筒煤料出口流出的煤料要形成密相静静地扩散流动才不会形成扬尘，所以，套筒向上提升要尽量匀速，逐步向上移动以便很好地避免煤粉起尘。

由于焦炉炭化室高度较高，便于现场简单顺畅的操作非常重要，所以，装煤套筒采用可伸缩式结构，装煤套筒由复数节套筒节构成，不同节的直径不同；在伸入炭化室后，各节套筒节与相邻套筒节只在套筒节两端相接触，当套筒从炭化室撤出后小直径套筒节进入大直径套筒节内，大幅缩小了套筒长度，实现套筒的简单收纳。实际工程中可以是大直径套筒节在上部，小直径套筒节在下部，也可以是相反的配置；套筒节可以是圆柱型、也可以是台型或倒台型。一般而言，由于套筒节受炭化室墙壁高温辐射很容易变形，装煤车底部空间也比较狭窄，所以，套筒节的选用要满足即使轻微变形也不会对顺畅操作构成障碍的要求；套筒节形状可根据装煤车和炭化室装煤孔结构等现场情况，以操作方便为目标优选。套筒节的节间连接机构可以是依靠直径大小的嵌卡作用的结构，也可以是节间轴向设置滑槽和凸出滑头嵌卡的结构，也可采用其他有效简单操作顺畅的结构。套筒节的长度可以根据焦炉炭化室高度，装煤车尺寸优化即可。套筒可由金属制成，也可用其他耐高温又耐急冷急热及耐冲击的材料制成。套筒落下过程由相关机构控制落下速度，避免产生大的冲击，具体结构参考现行工业中应用的现成方法即可。装煤套筒的提升可由与最下部的套筒节上相连接的柔性钢索或铰链通过装煤车底部的卷扬机转动实现，也可以由装煤车底部设置的转轮组带动套筒节上升实现。转轮可用金属材料制成，将其表面加工成粗糙结构或转轮表面轴向开槽，以增加对套筒节的作用力，而又耐高温，或采用耐高温又表面摩擦力大的材料制成。装煤套筒的这些结构既能实现简单地伸入炭化室和提升收回，又保证套筒的基本密封性防止煤料从套筒中间漏料造成扬尘，还能节省空间，便于安装和操作。

本发明的有益效果是装煤炼焦前将已经干燥降低了水分的炼焦煤，经过伸入到炭化室底部的套筒装煤实现了进煤水分低、粉尘发生少的炼焦煤装煤，为达到低水分炼焦和低粉尘装煤提供了有效的技术手段；经过干燥将水分降低后的炼焦煤通过伸入到炭化室底部的套筒内部空间到达炭化室底部，然后随着装煤套筒逐步向上提起，避免了直接从炭化室装煤孔装煤的传统方法造成的煤粉飞散带来的荒煤气带尘严重的问题；在装煤末期装入经水蒸气或水雾或水雾与水蒸气混合物增粘的煤料，防止了表面煤粉在负压下的抽吸带尘；由复数节套筒节组成的可伸缩的装煤套筒实现了快速伸入炭化室和逐步提起顺畅装煤，并简单地收回收纳在装煤车下部。本发明具有投资费用少，运行动力消耗小，装置简单高效的特点，为焦化工业的低水分装煤炼焦，实现节能减排增效提供了有效的技术和装置保障。

附图说明

图1：实施例1炼焦煤套筒装煤示意图；

图2：圆柱型套筒节及柔性钢索提升的装煤套筒示意图；

图3：圆柱型套筒节的节间滑槽滑头嵌卡结构示意图；

图4：圆柱型套筒节的节间滑槽滑头嵌卡结构A向示意图；

图5：台型套筒节及转轮组带动套筒节上升的装煤套筒示意图。

其中：1-炼焦煤装煤车，2-焦炉炭化室，3-炭化室装煤孔，4-装煤套筒，5-装煤套筒底部煤料出口，6-炭化室底部，7-装煤车卸煤口闸阀，8-炼焦煤煤料，9-炼焦煤煤料进入炭化室方向，10-荒煤气，11-荒煤气导出管，12-装煤套筒圆柱型套筒节，13-装煤套筒的圆柱型套筒节节间连接机构，14-顶部圆柱型套筒节，15-底部圆柱型套筒节，16-装煤套筒提升卷扬机，17-装煤套筒提升用柔性钢索，18-套筒节滑槽，19-套筒节滑槽底部封堵，20-套筒节滑槽顶部封堵，21-套筒节凸出滑头，22--装煤套筒台型套筒节，23-装煤套筒的台型套筒节节间连接机构，24-顶部台型套筒节，25-底部台型套筒节，26--套筒提升转轮组上转轮，27-套筒提升转轮组下转轮，A-圆柱型套筒节的节间滑槽滑头嵌卡结构A向视角。

具体实施方式

实施例1

本实施例为炼焦煤装煤方法的实施方案，如图1所示。

装有经过干燥的炼焦煤煤料(水分5％)的装煤车1移动到焦炉炭化室2顶部的装煤孔3上部，打开焦炉装煤孔3后降下装煤套筒4，使装煤套筒底部煤料出口5伸入到炭化室底部6后，立即打开装煤车卸煤口闸阀7，炼焦煤煤料8从装煤套筒4的内部空间中落下，进入炭化室底部；煤料从装煤套筒底部煤料出口5，沿炼焦煤煤料进入炭化室方向9向其炭化室两侧流动；之后逐步缓慢提起装煤套筒，煤料随着套筒的提升进入炭化室，当煤料装完后，套筒收起，关闭装煤孔，完成装煤过程。

从装煤套筒底部煤料出口流出的煤料呈密相连续相流出，防止了装煤扬尘；在装煤末期向未装入的煤料喷入饱和蒸汽(图中未标示)，对其实施增粘后装入炭化室中。

装煤套筒由圆柱型套筒节构成，如图2所示。由复数节圆柱型套筒节12通过圆柱型套筒节节间连接机构13连接，顶部圆柱型套筒节14上部与装煤车卸煤口闸阀7出口相连接，最下部的底部圆柱型套筒节15的煤料出口5与炭化室底部接触或靠近。在装煤套筒向上提升到炭化室外后，向套筒适当喷水使其降温，便于提升、收纳和固定位置的操作。装煤套筒的提升由图所示的卷扬机16通过柔性钢索17带动套筒节上升实现。套筒节节间连接机构如图3和图4所示，上部套筒节沿轴向设置了滑槽18，滑槽底部和顶部分别设置了底部封堵19和顶部封堵20，下部相邻套筒节上边沿设置了凸出滑头21，滑头21嵌入滑槽18中上下滑动，实现套筒的伸缩，达到伸入至炭化室底部和从炭化室中撤出，并且没有煤料从套筒底部煤料出口以外的部位漏出，防止了煤料细粉的扬尘。套筒节长度为1米。套筒伸入炭化室之前向套筒壁喷洒溶解有润湿剂的水溶液，使其表面形成水膜，在套筒伸入炭化室过程中水汽化使套筒得到降温，防止套筒温度过高。底部圆柱型套筒节煤料出口的套筒边为圆弧状，便于煤料平滑地向两边流动散开。装煤套筒由耐高温铁合金制成。

平煤杆进入炭化室，对煤层表面进行平整，同时向煤的表层喷洒溶解有抑尘剂的水溶液，抑尘剂为润湿剂、凝聚剂的化学物质。平煤杆与现行工业应用的装置相同。

通过应用装煤套筒装入经过干燥的炼焦煤炼焦，实现了装入炭化室的煤料水分在5％左右，荒煤气中的煤粉尘夹带量低于传统的装煤方法(入炉煤水分10-11％)时的夹带量，既达到了低水分炼焦降低了能源消耗、缩短了结焦时间，在保证焦炭质量的前提下减少了优质焦煤的使用量，减少了剩余氨水的产生量，实现了高效率和高效益的炼焦，又实现了低粉尘装煤的稳定操作。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，所不同的是装入煤料水分为3％，装煤末期对未装入炭化室的煤料增粘后装入炭化室内，增粘介质为饱和蒸汽与含有润湿剂和粘聚剂的水溶液的混合物。由于煤料流动性好，形成煤料表层比较平缓，省去了平煤过程。装煤套筒如图5所示由上部直径小下部直径大的台型套筒节构成，由复数节台型套筒节22通过台型套筒节节间连接机构23连接，顶部台型套筒节24上部与装煤车卸煤口闸阀7出口相连接，最下部的底部台型套筒节25的煤料出口5与炭化室底部接触或靠近。在装煤套筒向上提升到炭化室外后，向套筒适当喷水使其降温，便于提升和收纳固定位置的操作。套筒节的节间连接机构是依靠直径大小的嵌卡作用的结构，即下层的台型套筒节上端内部直径小于上层相邻套筒节下端外部直径而做到下层套筒节不会脱落下去，由此实现有效简单顺畅的操作。从顶部沿套筒圆周均匀地分六个点向套筒壁滴水，使其形成向下流动的水膜，在套筒伸入炭化室过程中水汽化使套筒得到降温，防止套筒温度过高。装煤套筒的提升如图所示，是通过安装在装煤车底部的套筒提升转轮组转动带动套筒节上升实现的；提升转轮组由上转轮26和下转轮27组成，用此两组转轮的作用实现对套筒节充分稳定的上升作用力的衔接，达到顺畅操作和运行。转轮组可以向两侧往复移动，在套筒向下伸入到炭化室的下降过程中，转轮组向外移动，不对套筒节产生作用力；在提升套筒时，向内侧移动对套筒节施加作用力，带动套筒上升。

通过应用装煤套筒装入经过干燥的炼焦煤炼焦，实现了装入炭化室的煤料水分在3％左右，荒煤气中的煤粉尘夹带量与传统的装煤方法(入炉煤水分10-11％)时的夹带量基本相同，既达到了低水分炼焦降低了能源消耗、缩短了结焦时间，在保证焦炭质量的前提下减少了优质焦煤的使用量，减少了剩余氨水的产生量，实现了高效率和高效益的炼焦，又实现了低粉尘装煤的稳定操作。

实施例3

本实施例与实施例1基本相同，所不同的是装煤末期对煤料增粘后装入炭化室内，增粘介质为含有润湿剂和粘聚剂的水溶液。装煤套筒为上部直径大下部直径大的倒台型套筒节，套筒节间连接机构采用图3和图4所示的滑槽滑头结构。

实施例4

本实施例与实施例1基本相同，所不同的是装煤套筒的提升是由安装在装煤车底部的套筒提升转轮组(如图5所示)转动带动套筒节上升实现的。

实施例5

本实施例与实施例1基本相同，所不同的是装煤套筒的提升是由安装在装煤车底部的卷扬机16通过铰链带动套筒节上升实现的。

Claims (8)

1.一种炼焦工业中炼焦煤装煤方法，其特征是至少由如下过程组成：

(1)装煤套筒伸入炭化室过程:将可伸缩的装煤套筒从炭化室装煤孔伸入到炭化室底部的装煤套筒伸入炭化室过程；

(2)炼焦煤套筒装煤过程：炼焦煤通过伸入到炭化室中的装煤套筒内部空间，从其底部的装煤套筒底部煤料出口达到炭化室的炼焦煤套筒装煤过程。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于装煤套筒伸入炭化室过程中向套筒壁喷水或渗水。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于炼焦煤套筒装煤过程中装煤套筒逐步向上提起，最后离开炭化室，随着装煤套筒底部煤料出口逐步向上移动，炼焦煤逐步装入炭化室。

4.如权利要求1所述方法，其特征在于在炼焦煤套筒装煤过程末期，在炼焦煤装入炭化室前，向炼焦煤喷洒水雾或蒸汽或水雾和蒸汽的混合物。

5.如权利要求1所述方法，其特征在于在炼焦煤套筒装煤过程结束后的平煤过程中同时向煤的表层喷洒水或含有抑尘剂的水溶液。

6.实现权利要求1所述炼焦煤装煤方法的装置，其特征是装煤套筒由复数节套筒节构成，不同节的直径不同；在伸入炭化室后，各节套筒节与相邻套筒节只在套筒节两端相接触，当套筒从炭化室撤出后小直径套筒节进入大直径套筒节内。

7.如权利要求6所述装置，其特征是套筒节的节间连接机构为上部直径小下部直径大或上部直径大下部直径小的套筒节依靠直径大小的嵌卡作用的结构；或是相邻套筒节中的一个套筒节轴向设置有滑槽，滑槽底部或两端设置有封堵，另一个套筒节设置有凸出滑头，滑头嵌卡在滑槽内移动的结构。

8.如权利要求6所述装置，其特征是装煤套筒的提升由与最下部的套筒节连接的柔性钢索或铰链通过装煤车底部的卷扬机转动实现；或装煤套筒的提升由装煤车底部设置的转轮组带动套筒节上升实现。