CN110030795B - 一种焦炭干燥系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶金领域，涉及一种焦炭干燥系统及工艺，利用高炉主皮带带动焦槽内焦炭向高炉上料间歇，对焦炭进行干燥，包括热风炉，热风炉一端连接有烟囱，另一端并联有换热器，换热器与热风炉出气口汇总连接有废气管道，废气管道连接有筛分装置，废气管道连接至筛分装置的支路上并联有干燥装置，筛分装置与干燥装置的出气口汇总后依次连接有切断阀、冷风阀、除尘装置以及废气引风机，废气引风机连接至烟囱，本发明通过在筛分装置与主皮带之间设置干燥装置，利用废气引风机产生负压将热风炉烟气自筛分装置和干燥装置底部引入，自顶部排除，尾气排入热风炉烟囱，整个工艺全密闭负压、能有效防止烟气泄露，更加安全、环保。

Description

一种焦炭干燥系统及工艺

技术领域

本发明属于冶金领域，涉及一种焦炭干燥系统及工艺。

背景技术

随着钢铁行业技术升级，高炉炼铁对焦炭质量的要求也日益提高。高炉炼铁生产所用焦炭在炉内作为还原剂、发热剂和物料骨架，尤其是焦炭的物料骨架作用不可替代，而影响焦炭骨架作用主要是焦炭的冷态强度和热态强度。焦炭水分对于焦炭强度的影响非常大，过多水分对于高炉冶炼需要更多热量，从而导致焦比上升，炼铁成本高居不下。沿海钢铁企业冬季生产中焦炭水分非常重，焦炭表面微粉粘结严重，造成筛分质量下降，入炉<5mm焦炭粉末增加，从而影响高炉透气性，造成炉况不顺。因此如何降低入炉焦炭水分，对于高炉是否长期稳定顺行、是否能够进一步降低焦比影响很大。

目前对于降低焦炭水分的措施，主要是将热风炉废气引自矿焦槽单元，自焦槽底部鼓入，顶部引出，从实施效果来看，主要存在如下几个方面问题：

1)热风炉烟气中含有大量CO和CO2，而焦槽密闭性较差，尤其是焦槽下部阀门、槽上下料口区域，经常有大量烟气冒出，存在严重的安全隐患，甚至在生产现场出现过安全事故；

2)焦槽体积庞大，堆积焦炭量大，烟气自下而上，气流行程长，阻力损失高，很难实现气流的均匀分布，导致槽内焦炭水分不均，影响高炉生产，有些采用了分布板，虽然在焦槽出口的局部区域有所改善，很难保证槽内上部区域焦炭均匀，同时由于分布板与焦炭不断接触摩擦，上料过程焦炭冲击变形，可靠性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种安全环保、高效干燥、技术成熟可靠的高炉炼铁焦炭干燥系统及工艺。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种焦炭干燥系统，利用高炉主皮带带动焦槽内焦炭向高炉上料间歇，对焦炭进行干燥，包括热风炉，热风炉一端连接有烟囱，另一端并联有换热器，换热器与热风炉出气口汇总连接有废气管道，废气管道连接有筛分装置，废气管道连接至筛分装置的支路上并联有干燥装置，筛分装置与干燥装置的出气口汇总后依次连接有切断阀、冷风阀、除尘装置以及废气引风机，废气引风机连接至烟囱。

可选的，筛分装置上方设置有焦炭称量斗，焦炭称量斗与筛分装置之间设置有第一闸阀，筛分装置位于高炉主皮带的上方，干燥装置设置在筛分装置与高炉主皮带之间。

可选的，热换气所在支路的出气口处设置有废气调节阀，热风炉所在支路的出气口处设置有烟气调节阀，烟气调节阀与废气调节阀连接有温度传感器。

可选的，干燥装置上靠近焦槽的尾段上设置有物料探测仪，焦槽末端出口处与高炉连接中间设置有第二闸阀。

可选的，干燥装置包括干燥装置壳体，干燥装置壳体顶部开设有排气管，底部设置有进气管，进气管末端连接有若干个与进气管所匹配的分布板，分布板上方设置有网状链板，干燥装置上设置有驱动高炉主皮带用的驱动电机。

可选的，每根进气管上设置有与进气管相匹配的第三流量调节阀，第三流量调节阀的开度自干燥装置的出口方向至入口方向依次逐渐增大，用以调整废气流量均匀进入各分布板。

可选的，筛分装置包括筛分装置壳体，筛分装置壳体顶部连通有集气管组，底端设置有若干弹簧，筛分装置内部设置有分气管组，分气管组与废气管道相通，分气管组上方设置有筛板，筛分装置上设置有筛分电机。

可选的，连通至筛分装置的废气管道支路采用耐高温管道，并安装有第一流量调节阀，连通至干燥装置的废气管道支路采用耐高温管道，并安装有第二流量调节阀，第一流量调节阀、第二流量调节阀分别连接有水分检测仪，用以调节和分配进入筛分装置和干燥装置的废气流量。

一种焦炭干燥工艺，包括以下步骤：热风炉出口的高温烟气与换热器混合之后的低温废气，在废气引风机的作用下，通过废气管道分别进入筛分装置和干燥装置中与焦炭进行充分热交换，干燥焦炭，冷却后的烟气在废气引风机的作用下，自筛分装置和干燥装置排除，经除尘装置过滤粉尘后，排入烟囱。

可选的，系统设置有上料和干燥两种模式，正常生产时两种模式交替进行：

1)干燥模式：关闭焦槽出口的第二闸阀,→开启烟气调节阀和废气调节阀至设定开度→打开切断阀并关闭冷风阀→废气引风机将干燥气引入干燥装置和筛分装置中→启动筛分装置→打开第一闸阀，开始下料和筛分焦炭→当焦炭称量斗显示料空后，关闭第一闸阀，焦炭称量斗开始装料和称量，关闭筛分电机和驱动电机，完成筛分和下料→进行焦炭干燥，干燥时间持续约10min，完成干燥→系统切换至上料模式；

2)上料模式：关闭烟气调节阀和废气调节阀→延时约1min后打开冷风阀，关闭切断阀→打开第二闸阀，启动干燥装置上的驱动电机，干燥装置将焦炭匀速卸放在主皮带上，开始上料→当干燥装置上的物料探测仪检测到料空后，关闭第二闸阀，完成上料→系统切换至干燥模式。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过在筛分装置与主皮带之间设置干燥装置，利用废气引风机产生负压将热风炉烟气自筛分装置和干燥装置底部引入，自顶部排除，尾气排入热风炉烟囱，整个工艺全密闭负压、能有效防止烟气泄露，更加安全、环保；

2、本发明应用流态化干燥原理，将入炉焦炭干燥至合格标准，实现余热回收的同时，废气引风机负压作用下，高速烟气将焦炭表面微粉颗粒带出，降低入炉<5mm焦炭粉末，对于改善高炉透气性非常有利；

3、本发明利用主皮带上料间歇，对等待入炉的焦批进行强制对流干燥，当高炉要求焦炭上料时，系统切换为上料模式，当上料完成后，系统切换为干燥模式，系统安全、技术成熟可靠。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明一种焦炭干燥工艺的流程说明图；

图2为本发明一种焦炭干燥系统的筛分装置的说明图；

图3为本发明一种焦炭干燥系统的干燥装置的说明图。

附图标记：称量斗1、第一闸阀2、筛分装置3、筛分装置壳体31、集气管组32、筛板33、弹簧34、分气管组35、筛分电机36、干燥装置4、干燥装置壳体41、排气管42、网状链板43、分布板44、进气管45、驱动电机46、水分检测仪5、第一流量调节阀6、温度传感器7、热风炉8、烟气调节阀9、废气调节阀10、换热器11、烟囱12、第二流量调节阀13、物料探测14、第二闸阀15、废气引风16、除尘装置17、冷风18、切断阀19、第三流量调节阀20、高炉主皮带21、焦槽22、废气管道23、高炉24。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～图3，为一种焦炭干燥系统，利用高炉主皮带21带动焦槽22内焦炭向高炉24上料间歇，对焦炭进行干燥，包括热风炉8，热风炉8一端连接有烟囱12，另一端并联有换热器11，换热器11所在支路的出气口处设置有废气调节阀10，热风炉8所在支路的出气口处设置有烟气调节阀9，烟气调节阀9与废气调节阀10连接有温度传感器7，换热器11与热风炉8出气口汇总连接有废气管道23，废气管道23连接有筛分装置3，筛分装置3包括筛分装置壳体31，筛分装置壳体31顶部连通有集气管组32，底端设置有若干弹簧34，筛分装置3内部设置有分气管组35，分气管组35与废气管道23相通，分气管组35上方设置有筛板33，筛分装置3上设置有筛分电机36，筛分装置3上方设置有焦炭称量斗1，焦炭称量斗1与筛分装置3之间设置有第一闸阀2，筛分装置3位于高炉主皮带21的上方，干燥装置4设置在筛分装置3与高炉主皮带21之间，废气管道23连接至筛分装置3的支路上并联有干燥装置4，干燥装置4包括干燥装置壳体41，干燥装置壳体41顶部开设有排气管42，底部设置有进气管45，每根进气管45上设置有与进气管45相匹配的第三流量调节阀20，第三流量调节阀20的开度自干燥装置4的出口方向至入口方向依次逐渐增大，用以调整废气流量均匀进入各分布板44，进气管45末端连接有若干个与进气管45所匹配的分布板44，分布板44上方设置有网状链板43，干燥装置4上设置有驱动高炉主皮带21用的驱动电机46，干燥装置4上靠近焦槽22的尾段上设置有物料探测14仪，焦槽22末端出口处与高炉24连接中间设置有第二闸阀15，筛分装置3与干燥装置4的出气口汇总后依次连接有切断阀19、冷风18阀、除尘装置17以及废气引风16机，废气引风16机连接至烟囱12。

本实施例中，连通至筛分装置3的废气管道23支路采用耐高温管道，并安装有第一流量调节阀6，连通至干燥装置4的废气管道23支路采用耐高温管道，并安装有第二流量调节阀13，第一流量调节阀6、第二流量调节阀13分别连接有水分检测仪5，用以调节和分配进入筛分装置3和干燥装置4的废气流量。

一种焦炭干燥工艺，包括以下步骤：热风炉8出口的高温烟气与换热器11混合之后的低温废气，在废气引风16机的作用下，通过废气管道23分别进入筛分装置3和干燥装置4中与焦炭进行充分热交换，干燥焦炭42，冷却后的烟气在废气引风16机的作用下，自筛分装置3和干燥装置4排除，经除尘装置17过滤粉尘后，排入烟囱12。

本实施例中，系统设置有上料和干燥两种模式，正常生产时两种模式交替进行；

1)干燥模式：关闭焦槽22出口的第二闸阀15,→开启烟气调节阀9和废气调节阀10至设定开度→打开切断阀19并关闭冷风18阀→废气引风16机将干燥气引入干燥装置4和筛分装置3中→启动筛分装置3→打开第一闸阀2，开始下料和筛分焦炭→当焦炭称量斗1显示料空后，关闭第一闸阀2，焦炭称量斗1开始装料和称量，关闭筛分电机36和驱动电机，完成筛分和下料→进行焦炭干燥，干燥时间持续约10min，完成干燥→系统切换至上料模式；

2)上料模式：关闭烟气调节阀9和废气调节阀10→延时1min后打开冷风18阀，关闭切断阀19→打开第二闸阀15，启动干燥装置4上的驱动电机，干燥装置4将焦炭匀速卸放在主皮带上，开始上料→当干燥装置4上的物料探测14仪检测到料空后，关闭第二闸阀15，完成上料→系统切换至干燥模式。

本发明通过在筛分装置3与主皮带之间设置干燥装置4，利用废气引风16机产生负压将热风炉8烟气自筛分装置3和干燥装置4底部引入，自顶部排除，尾气排入热风炉8烟囱12，整个工艺全密闭负压、能有效防止烟气泄露，更加安全、环保；

本发明应用流态化干燥原理，将入炉焦炭干燥至合格标准，实现余热回收的同时，废气引风16机负压作用下，高速烟气将焦炭表面微粉颗粒带出，降低入炉<5mm焦炭粉末，对于改善高炉24透气性非常有利；

本发明利用主皮带上料间歇，对等待入炉的焦批进行强制对流干燥，当高炉24要求焦炭上料时，系统切换为上料模式，当上料完成后，系统切换为干燥模式，系统安全、技术成熟可靠。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种焦炭干燥系统，利用高炉主皮带带动焦槽内焦炭向高炉上料间歇，对焦炭进行干燥，其特征在于：包括热风炉，所述热风炉一端连接有烟囱，另一端并联有换热器，所述换热器与热风炉出气口汇总连接有废气管道，所述废气管道连接有筛分装置，所述废气管道连接至筛分装置的支路上并联有干燥装置，所述筛分装置与干燥装置的出气口汇总后依次连接有切断阀、冷风阀、除尘装置以及废气引风机，所述废气引风机连接至所述烟囱；所述干燥装置包括干燥装置壳体，所述干燥装置壳体顶部开设有排气管，底部设置有进气管，所述进气管末端连接有若干个与进气管所匹配的分布板，所述分布板上方设置有网状链板，所述干燥装置上设置有驱动高炉主皮带用的驱动电机；每根进气管上设置有与所述进气管相匹配的第三流量调节阀，所述第三流量调节阀的开度自干燥装置的出口方向至入口方向依次逐渐增大，用以调整废气流量均匀进入各分布板；所述筛分装置包括筛分装置壳体，所述筛分装置壳体顶部连通有集气管组，底端设置有若干弹簧，所述筛分装置内部设置有分气管组，所述分气管组与废气管道相通，所述分气管组上方设置有筛板，所述筛分装置上设置有筛分电机。

2.根据权利要求1所述的一种焦炭干燥系统，其特征在于：所述筛分装置上方设置有焦炭称量斗，所述焦炭称量斗与所述筛分装置之间设置有第一闸阀，所述筛分装置位于高炉主皮带的上方，所述干燥装置设置在筛分装置与高炉主皮带之间。

3.根据权利要求2所述的一种焦炭干燥系统，其特征在于：热换气所在支路的出气口处设置有废气调节阀，所述热风炉所在支路的出气口处设置有烟气调节阀，所述烟气调节阀与所述废气调节阀连接有温度传感器。

4.根据权利要求3所述的一种焦炭干燥系统，其特征在于：所述干燥装置上靠近焦槽的尾段上设置有物料探测仪，所述焦槽末端出口处与高炉连接中间设置有第二闸阀。

5.根据权利要求1所述的一种焦炭干燥系统，其特征在于：所述连通至筛分装置的废气管道支路采用耐高温管道，并安装有第一流量调节阀，连通至干燥装置的废气管道支路采用耐高温管道，并安装有第二流量调节阀，第一流量调节阀、第二流量调节阀分别连接有水分检测仪，用以调节和分配进入筛分装置和干燥装置的废气流量。

6.一种适用于权利要求1-5任一所述的一种焦炭干燥系统的焦炭干燥工艺，其特征在于，包括以下步骤：所述热风炉出口的高温烟气与换热器混合之后的低温废气，在废气引风机的作用下，通过废气管道分别进入筛分装置和干燥装置中与焦炭进行充分热交换，干燥焦炭，冷却后的烟气在废气引风机的作用下，自筛分装置和干燥装置排除，经除尘装置过滤粉尘后，排入烟囱。

7.根据权利要求6所述的一种焦炭干燥工艺，其特征在于：

系统设置有上料和干燥两种模式，正常生产时两种模式交替进行；

1）干燥模式：关闭焦槽出口的第二闸阀,→开启烟气调节阀和废气调节阀至设定开度→打开切断阀并关闭冷风阀→废气引风机将干燥气引入干燥装置和筛分装置中→启动筛分装置→打开第一闸阀，开始下料和筛分焦炭→当焦炭称量斗显示料空后，关闭第一闸阀，焦炭称量斗开始装料和称量，完成筛分和下料→进行焦炭干燥，完成干燥→系统切换至上料模式；

2）上料模式：关闭烟气调节阀和废气调节阀→打开冷风阀，关闭切断阀→打开第二闸阀，干燥装置将焦炭匀速卸放在高炉主皮带上，随高炉主皮带开始传动上料→当干燥装置上的物料探测仪检测到料空后，关闭第二闸阀，完成上料→系统切换至干燥模式。