CN109913244A - 一种连续焦化装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连续焦化装置及工艺，其包括有连续焦化炉（18）；所述连续焦化炉（18）是在炉体内设有耐高温的传送装置（9），用于传送型煤；沿传送装置（9）的传送方向在传送表面的周围布置有若干个加热装置，以对传送表面上的型煤进行加热；在传送装置（9）运行前端上部的炉体上设有型煤储罐（6），型煤储罐（6）的上部连通有型煤缓冲罐（5），型煤缓冲罐（5）通过管路和风机连通煤气净化系统和放空管；在传送装置（9）运行后端下部的炉体上设有红焦储罐（13），红焦储罐（13）的下部连通有红焦缓冲罐（14），红焦缓冲罐（14）通过管路和风机连通煤气净化系统和放空管。本发明装置和工艺具有结焦速度快、结焦均匀、工艺可靠等特点。
Description
技术领域
本发明属于焦化技术领域，尤其是一种连续焦化装置及工艺。
背景技术
目前炼焦工业普遍采用的是传统室式炼焦设备和工艺，该设备和工艺存在结焦时间长、对强粘结性炼焦煤依赖度高、碳化室不同位置焦炭质量不均匀、间歇式生产导致焦炉装煤出焦过程中产生无组织排放且难以治理等缺点，并且焦炉生产流程复杂、四大车运行及维护困难。
在国内环保压力日益严峻的形势下，解决传统室式焦炉无法连续生产和产生无组织排放问题，同时减少结焦时间，提高焦炭质量均匀性，并降低炼焦工业对强粘结性炼焦煤的依赖度，是十分必要的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种焦炭质量均匀的连续焦化装置；本发明还提供了一种连续焦化工艺。
为解决上述技术问题，本发明装置所采取的技术方案是：其包括有连续焦化炉；所述连续焦化炉是在炉体内设有耐高温的传送装置，用于传送型煤；沿传送装置的传送方向在传送表面的周围布置有若干个加热装置，以对传送表面上的型煤进行加热；在传送装置运行前端上部的炉体上设有型煤储罐，型煤储罐的上部连通有型煤缓冲罐，型煤缓冲罐通过管路和风机连通煤气净化系统和放空管；在传送装置运行后端下部的炉体上设有红焦储罐，红焦储罐的下部连通有红焦缓冲罐，红焦缓冲罐通过管路和风机连通煤气净化系统和放空管。
本发明装置所述加热装置为燃烧火道，可燃气体在燃烧火道内燃烧来进行加热。
本发明装置所述加热装置均匀的布置在传送表面的上部和下部。
本发明装置所述连续焦化炉的炉体上设有煤气上升管，煤气上升管连通煤气净化系统。
本发明工艺采用上述的连续焦化装置，所述工艺步骤为：（1）进煤：所述型煤缓冲罐中的型煤经型煤储罐均匀布料在连续焦化炉的传送装置上，呈单层分布状态；
（2）连续焦化：传送装置将型煤沿传送方向进行传送，传送过程中加热装置对型煤进行加热，使型煤在传送过程中温度上升，实现型煤的干燥、软化、熔融、半焦固化、收缩、成熟；
（3）出焦：传送装置上的型煤在传送过程中经加热后转变为红焦，红焦经红焦储罐、红焦缓冲罐出料。
本发明工艺所述连续焦化过程中，控制连续焦化炉内的焦炉煤气压力为140±20Pa。
本发明工艺所述连续焦化过程中产生的焦炉煤气通过煤气上升管输送到煤气净化系统中进行净化处理。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明装置和工艺解决了传统室式炼焦工艺结焦时间长、对强粘结性炼焦煤依赖度高，碳化室不同位置焦炭质量不均匀、间歇式生产导致焦炉装煤出焦过程中产生无组织排放且难以治理，焦炉生产流程复杂、四大车运行及维护困难等诸多问题；具有结焦速度快、结焦均匀、可连续性生产、工艺简单、技术可靠等特点，具有推广价值。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的结构示意图。
图中：粉碎机1、压制机2、型煤3、皮带输送机4、型煤缓冲罐5、型煤储罐6、风机7、长轴布料器8、传送装置9、燃烧火道10、红焦11、煤气上升管12、红焦储罐13、红焦缓冲罐14、风机15、红焦罐16、换热器17、连续焦化炉18。
具体实施方式
本连续焦化装置包括有连续焦化炉18、进煤装置和出焦装置。所述连续焦化炉18包括有炉体，炉体沿水平方向设置，在炉体内设有耐高温的传送装置9，用于将型煤从炉体一端水平输送到炉体另一端；所述传送装置9为链条式输送机传动装置。沿传送装置9的传送方向在传送链条表面的上部和下部均布置有若干个加热装置，用于对传送链条上的型煤进行加热，使型煤焦化；加热装置在传送链条表面的上部和下部均匀布置，这样型煤上下两面受热，即可使型煤受热更均匀、升温更平稳。所述加热装置最好为燃烧火道10，加热时煤气在燃烧火道10内燃烧，将热量通过上、下燃烧火道的炉墙间接传递给传送装置9上的型煤，型煤上、下两面受热，使其在向前传送过程中温度逐渐上升，最终实现型煤的干燥、软化、熔融、半焦固化、收缩、成熟，最终转化为炙热的红焦。所述上部和下部的燃烧火道10成对布置，上下相对的燃烧火道10为一对；根据连续焦化炉18的长度，确定所需的燃烧火道对数。每对燃烧火道10均在连续焦化炉18内腔的侧面相连通，这样每对燃烧火道10就形成一个火道通路，其中的一个燃烧火道输入煤气并燃烧、燃烧产生的高温废气从另一个燃烧火道输出，从而使每对燃烧火道10形成一个完整的加热循环。所述加热装置还可采用电加热装置等加热装置。所述连续焦化炉18的炉体上设有煤气上升管12，煤气上升管12连通煤气净化系统，并通过自动化仪表控制连续焦化炉18内部型煤焦化过程中析出的焦炉煤气压力，使之略高于大气压力，防止空气渗漏到焦炉煤气中导致焦炉煤气氧含量升高引发爆炸起火。
本连续焦化装置的进煤装置包括有型煤储罐6和型煤缓冲罐5。所述型煤储罐6位于连续焦化炉传送装置9运行前端的上部，穿过并与炉体固定；在型煤储罐6的下部设有长轴布料器8，用于将型煤储罐6中的型煤均匀的布料在传送装置8运行前端的上面。所述型煤缓冲罐5位于型煤储罐6的上部，型煤缓冲罐5上端设有装料口和装料阀、下端设有卸料口和卸料阀；型煤储罐6与型煤缓冲罐5的卸料口连通。所述型煤缓冲罐5通过管路和风机7连通煤气净化系统和放空管。所述进煤装置的型煤是由配合煤压制而成，压制设备包括粉碎机1，用于将配合煤破碎到规定粒度，最好为锤式粉碎机；在粉碎机的出口下端设有压制机2，用于将配合煤冷压或热压成型煤；压制好的型煤由皮带输送机4运送至型煤缓冲罐5的装料口。
本连续焦化装置的出焦装置包括有红焦储罐13、红焦缓冲罐14和红焦罐16。所述红焦储罐13位于连续焦化炉传送装置9运行后端的下部，穿过并与炉体固定；型煤在传送装置9的传送过程中焦化为红焦，红焦储罐13用于接收传送装置9传送的红焦；在红焦储罐13的下端设有卸料口和卸料阀。所述红焦缓冲罐14位于红焦储罐13的下部，并与红焦储罐13的卸料口连通；红焦缓冲罐14的下端设有卸料口和卸料阀。所述红焦缓冲罐14通过管路和风机15连通煤气净化系统和放空管，放空管上设有换热器17。所述红焦罐16位于红焦缓冲罐14的卸料口下部，用于装载红焦缓冲罐14卸出的红焦。
本连续焦化工艺采用下述工艺过程：（1）压制：按一定比例配合好的配合煤，经粉碎机1破碎到规定粒度后，再经压制机2冷压或热压为型煤3。压制好的型煤经皮带输送机4运送至型煤缓冲罐5。
（2）进煤：型煤缓冲罐5装满型煤后，将型煤缓冲罐5密闭，同时风机7启动，抽出型煤缓冲罐5中的空气，通过放空管排放到大气中；抽负压的目的是消除型煤缓冲罐5中的空气，避免空气中的氧混入到连续焦化炉中，导致焦炉煤气氧含量升高，引发爆炸。当型煤缓冲罐5中的压力达到-50±10Pa（即-40Pa～-60Pa）后，停风机，同时打开型煤缓冲罐5的卸料阀，型煤缓冲罐5与型煤储罐6之间均压后，型煤通过自重全部装载到型煤储罐6当中。型煤缓冲罐5中的型煤全部装载到型煤储罐6中后，关闭型煤缓冲罐5的卸料阀，再次启动风机7，同时风机7的管道阀门从放空管切换到煤气净化系统的管道，将型煤缓冲罐5中均压进入的焦炉煤气输送到煤气净化系统中净化处理。型煤缓冲罐5中的压力达到-50±10Pa时，停风机，打开型煤缓冲罐5顶部的装料阀，型煤缓冲罐5与大气均压后，重新装入压制好的型煤。
（3）连续焦化：型煤储罐6中的型煤，通过长轴布料器8均匀布料在传送装置9上，呈单层分布状态并缓慢向前传送。传送过程中，在连续焦化炉18内，沿传送装置9的传送表面上下对称布置的燃烧火道10，通入煤气并在燃烧火道10内燃烧，将热量通过上下火道的炉墙间接传递给传送装置9上的型煤；型煤上下两面受热，使其在向前传送过程中逐渐升温，完成干燥、软化、熔融、半焦固化、收缩、成熟的焦化过程，最后变成红焦11。型煤焦化过程中析出的焦炉煤气，经过煤气上升管12导入到煤气净化系统中净化处理，同时通过自动化仪表，控制连续焦化炉内部的焦炉煤气压力为140±20Pa；该焦炉煤气压力略高于大气压力，能防止空气渗漏到焦炉煤气中导致焦炉煤气氧含量升高引发爆炸起火。红焦达到炼焦终温1000±50℃后，经传送装置排放到红焦储罐13当中。
（4）出焦：红焦储罐13装满后，风机15打开，抽出密闭的红焦缓冲罐14中的空气，炙热的空气经过换热器17降温至常温，通过放空管排放至大气中；抽负压的目的是消除红焦缓冲罐14中的空气，避免空气中的氧混入到连续焦化炉中，导致焦炉煤气氧含量升高，引发爆炸，因红焦缓冲罐由于存放过红焦空气温度较高，不能直接排放，因此需要换热降温。当红焦缓冲罐14的压力达到-50±10Pa后，停风机，同时打开红焦储罐13的卸料阀，红焦储罐13与红焦缓冲罐14间均压后，红焦通过自重全部装载到红焦缓冲罐14中。关闭红焦储罐13的卸料阀，再次启动风机，同时风机的管道阀门从放空管切换到煤气净化系统的管道，将红焦缓冲罐14中均压进入的焦炉煤气输送到煤气净化系统中净化处理。当红焦缓冲罐14的压力达到-50±10Pa后，停风机，打开红焦缓冲罐14的卸料阀，红焦缓冲罐14与大气均压后，红焦依靠自重装载到红焦罐16中；红焦装载完成后，将红焦罐16提升至干熄炉熄焦。
（5）煤气回收：型煤连续焦化过程中产生的焦炉煤气经过煤气上升管12集中后，输送到煤气净化系统中进行净化处理。
实施例1：本连续焦化工艺如下所述。
12%气煤+10%瘦煤+10%无烟煤+18%1/3焦煤+10%肥煤+36%焦煤+4%沥青粘结剂混匀，破碎，其中≤3mm粒级的比例大于90%，经压制机冷压成直径60mm的型煤。所述型煤经型煤储罐（6）均匀布料在连续焦化炉的传送装置（9）上，呈单层分布状态；传送装置（9）将型煤沿传送方向进行传送，传送装置的传送速度为3mm/s，传送过程中控制传送装置上下表面对称布置的燃烧火道温度为1250℃对型煤进行加热，使型煤在传送过程中逐渐升温，完成干燥、软化、熔融、半焦固化、收缩、成熟的焦化过程，最后变成红焦；型煤在传送装置上的传送焦化时间为90分钟，最终达到炼焦终温1000℃。红焦经红焦储罐（13）、红焦缓冲罐（14）出料。本实施例与传统室式炼焦比较例1的相关数据比较见下表1和2。
实施例2：本连续焦化工艺如下所述。
12%气煤+10%瘦煤+10%无烟煤+18%1/3焦煤+12%肥煤+38%焦煤混匀，破碎，其中≤3mm粒级的比例大于90%，经压制机热压成直径60mm的型煤。所述型煤经型煤储罐（6）均匀布料在连续焦化炉的传送装置（9）上，呈单层分布状态；传送装置（9）将型煤沿传送方向进行传送，传送装置的传送速度为2.25mm/s，传送过程中控制传送装置上下表面对称布置的燃烧火道温度为1150℃对型煤进行加热，使型煤在传送过程中逐渐升温，完成干燥、软化、熔融、半焦固化、收缩、成熟的焦化过程，最后变成红焦；型煤在传送装置上的传送焦化时间为120分钟，最终达到炼焦终温985℃。红焦经红焦储罐（13）、红焦缓冲罐（14）出料。本实施例与传统室式炼焦比较例1的相关数据比较见下表1和2。
表1：本连续焦化与传统焦化强粘结煤配比
表2：本连续焦化与传统焦化结焦时间及焦炭表观质量对比
Claims (9)
1.一种连续焦化装置，其特征在于：其包括有连续焦化炉（18）；所述连续焦化炉（18）是在炉体内设有耐高温的传送装置（9），用于传送型煤；沿传送装置（9）的传送方向在传送表面的周围布置有若干个加热装置，以对传送表面上的型煤进行加热；在传送装置（9）运行前端上部的炉体上设有型煤储罐（6），型煤储罐（6）的上部连通有型煤缓冲罐（5），型煤缓冲罐（5）通过管路和风机连通煤气净化系统和放空管；在传送装置（9）运行后端下部的炉体上设有红焦储罐（13），红焦储罐（13）的下部连通有红焦缓冲罐（14），红焦缓冲罐（14）通过管路和风机连通煤气净化系统和放空管。
2.根据权利要求1所述的一种连续焦化装置，其特征在于：所述加热装置为燃烧火道（10），可燃气体在燃烧火道（10）内燃烧来进行加热。
3.根据权利要求1所述的一种连续焦化装置，其特征在于：所述加热装置均匀的布置在传送表面的上部和下部。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种连续焦化装置，其特征在于：所述连续焦化炉的炉体上设有煤气上升管（12），煤气上升管（12）连通煤气净化系统。
5.一种连续焦化工艺，采用权利要求1－4任意一项所述的连续焦化装置，其特征在于，所述工艺步骤为：（1）进煤：所述型煤缓冲罐（5）中的型煤经型煤储罐（6）均匀布料在连续焦化炉的传送装置（9）上，呈单层分布状态；
（2）连续焦化：传送装置（9）将型煤沿传送方向进行传送，传送过程中加热装置对型煤进行加热，使型煤在传送过程中温度上升，实现型煤的干燥、软化、熔融、半焦固化、收缩、成熟；
（3）出焦：传送装置（9）上的型煤在传送过程中经加热后转变为红焦，红焦经红焦储罐（13）、红焦缓冲罐（14）出料。
6.根据权利要求5所述的一种连续焦化工艺，其特征在于：所述连续焦化过程中，控制连续焦化炉（18）内的焦炉煤气压力为140±20Pa。
7.根据权利要求5所述的一种连续焦化工艺，其特征在于，所述步骤（1）的进煤过程为：A、所述型煤缓冲罐（5）装满型煤后，密闭型煤缓冲罐（5），同时风机（7）启动，抽出型煤缓冲罐（5）中的空气，经放空管放空排放至大气中；当型煤缓冲罐（5）中的压力达到-50±10Pa后，停风机，同时将型煤缓（5）冲罐和型煤储罐（6）连通；型煤缓冲罐（5）与型煤储罐（6）之间均压后，型煤通过自重全部装载到型煤储罐（6）当中；
B、所述型煤缓冲罐（5）中的型煤全部装载到型煤储罐（6）中后，将型煤缓冲罐（5）与型煤储罐（6）之间的连通管路关闭，启动风机（7），同时将风机的管道从空气管道切换到连通煤气净化系统的管道，将型煤缓冲罐（5）中均压进入的焦炉煤气输送到煤气净化系统中进行净化处理；
C、所述型煤缓冲罐（5）中的压力达到-50±10Pa时，停风机（7），打开型煤缓冲罐（5），型煤缓冲罐（5）与大气均压后，重新装入型煤。
8.根据权利要求5所述的一种连续焦化工艺，其特征在于，所述步骤（3）的出焦过程为：A、红焦储罐（13）装满红焦后，风机（15）打开，抽出密闭的红焦缓冲罐（14）当中的空气，经放空管放空排放至大气中；当红焦缓冲罐（14）的压力达到-50±10Pa，停风机（15），同时将红焦储罐（13）与红焦缓冲罐（14）连通；红焦储罐（13）与红焦缓冲罐（14）之间均压后，红焦通过自重全部装载到红焦缓冲罐（14）当中；
B、将红焦储罐（13）与红焦缓冲罐（14）之间的连通管路关闭，启动风机（15），同时风机（15）的管道从空气管道切换到连通煤气净化系统的管道，将红焦缓冲罐（14）中均压进入的焦炉煤气输送到煤气净化系统中净化处理；
C、当红焦缓冲罐（14）的压力达到-50±10Pa，停风机（15），打开红焦缓冲罐（14），红焦缓冲罐（14）与大气均压后，红焦缓冲罐（14）即可出料。
9.根据权利要求5－8任意一项所述的一种连续焦化工艺，其特征在于：所述连续焦化过程中产生的焦炉煤气通过煤气上升管（12）输送到煤气净化系统中进行净化处理。
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