CN110055089A - 一种隧道车式干法熄焦装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种隧道车式干法熄焦装置，包括接焦车、隧道、冷却夹套和气液换热器；隧道由导热材料制成，隧道供接焦车穿行，沿接焦车的行驶方向，隧道被隔断门分隔为辐射冷却段和对流冷却段，隧道的对流冷却段设置有与该段内部空间连通的进气口和出气口；冷却夹套设置在隧道的外围，隧道的外壁与冷却夹套的内壁间注有制冷剂，冷却夹套上设置有进液口和蒸汽出口；气液换热器设置在冷却夹套的外部，气液换热器包括气相换热管路和液相换热管路，气相换热管路的进口端和出口端与隧道的对流冷却段上的出气口和进气口连通，液相换热管路的出液口与冷却夹套的进液口连通。本发明的隧道车式干法熄焦装置具有较高的换热效率，且维护和投资成本低。

Description

一种隧道车式干法熄焦装置
技术领域
本发明涉及一种隧道车式干法熄焦装置，属于熄焦装置技术领域。
背景技术
目前，熄焦方法分为湿法和干法两种。作者潘立慧等编著的《干熄焦技术》公开了一种干法熄焦技术：由推焦车把高温焦炭从炭化室经拦焦车推进接焦罐，将接焦罐运止熄焦炉处，经提升等把高温焦炭装入熄焦炉，在熄焦炉内与循环氮气进行换热，冷却的焦炭由熄焦炉底排出。
循环氮气吸收的热量在干熄焦锅炉换热后，干熄焦锅炉产生高压蒸汽，高压蒸汽驱动汽轮发电机产生电能。
此熄焦技术的缺点是：焦炭在熄焦过程中有约为2％的烧损；熄焦炉磨损大，须定期修理，维护成本较高。
发明内容
为解决现有熄焦技术焦炭烧损大、熄焦炉磨损大的问题，本发明提供一种隧道车式干法熄焦装置。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种隧道车式干法熄焦装置，其包括接焦车、隧道、冷却夹套和气液换热器；
隧道由导热材料制成，隧道供接焦车穿行，沿接焦车的行驶方向，隧道被隔断门分隔为辐射冷却段和对流冷却段，隧道的对流冷却段设置有与该段内部空间连通的进气口和出气口；
冷却夹套设置在隧道的外围，隧道的外壁与冷却夹套的内壁间注有制冷剂，冷却夹套上设置有进液口和蒸汽出口；
气液换热器设置在冷却夹套的外部，气液换热器包括气相换热管路和液相换热管路，气相换热管路的进口端和出口端与隧道的对流冷却段上的出气口和进气口连通，气相换热管路与对流冷却段所对应的空腔形成气体循环路径，液相换热管路的出液口与冷却夹套的进液口连通。
优选的，隧道车式干法熄焦装置还包括发电机，冷却夹套的蒸汽出口流出的介质驱动发电机发电。
优选的，发电机为螺杆膨胀发电机，螺杆膨胀发电机的工作腔进口端与冷却夹套的蒸汽出口连通。
优选的，隧道车式干法熄焦装置还包括螺旋板换热器，螺旋板换热器包括换热侧与受热侧；
换热侧的进口端与螺杆膨胀发电机的工作腔出口端连通，换热侧的出口端与液相换热管路的进口端连通；
受热侧一端与供热循环水连通，另一端与供暖装置连通。
优选的，冷却夹套的外侧设置有保温层，隧道的辐射冷却段的内壁设置有耐高温吸热层。
优选的，耐高温吸热层为由碳黑与水玻璃或磷酸混合得到的混合物。
优选的，隧道内设置有钢轨，接焦车沿钢轨移动。
优选的，在辐射冷却段中接焦车内焦炭的温度大于600℃、在对流冷却段中接焦车内焦炭的温度小于600℃。
优选的，隧道车式干法熄焦装置还包括液压推杆，接焦车在液压推杆的带动下移动。
优选的，所述冷却夹套为水冷夹套，隧道的外壁与水冷夹套的内壁间注有冷却水。
优选的，隧道车式干法熄焦装置还包括依次对接的接焦钢斗、焦炭给料器、运焦皮带和焦炭筛，所述接焦钢斗用于承接接焦车在放焦位排出的焦炭。
本发明提供了一种隧道车式干法熄焦装置，接焦车在隧道的辐射冷却段内时，接焦车内的焦炭主要与隧道壁进行辐射换热，然后隧道壁将吸收的热量传递给冷却夹套内的制冷剂，使之变成气液两相混合介质；接焦车在隧道的对流冷却段内时，接焦车内的焦炭主要与由气液换热器的气相换热管路进入隧道的循环气体进行对流换热，循环气体为氮气或惰性气体，从气相换热管路中排出的冷的气体进入隧道后与焦炭进行换热变成热的气体，热的气体返回气相换热管路与液相换热管路中的制冷剂进行热量交换，使液相换热管路中的制冷剂升温，然后液相换热管路中被加热的制冷剂进入隧道的辐射冷却段对应的冷却夹套内，接着吸收了焦炭辐射热量的隧道壁对该部分制冷剂进行二次加热，使该部分制冷剂变成气液两相混合介质。与现有技术相比，本发明中的焦炭的换热效率更高，熄焦过程中焦炭烧损较小，并且此装置结构简单，在使用过程中不会发生较大的磨损，维护成本低。
附图说明
图1为本发明一实施例的隧道车式干法熄焦装置的结构示意图。
图中：1、隧道；2、接焦车；3、气液换热器；4、辐射冷却段；5、对流冷却段；6、螺杆膨胀发电机；7、螺旋板换热器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步说明。
如图1所示，本实施例的隧道车式干法熄焦装置包括隧道1、接焦车2、水冷夹套和气液换热器3。
隧道由导热材料制成，隧道供接焦车穿行，沿接焦车2的行驶方向，隧道被隔断门分隔为辐射冷却段4和对流冷却段5，隧道的对流冷却段设置有与该段内部空间连通的进气口和出气口。
水冷夹套设置在隧道的外围，隧道的外壁与水冷夹套的内壁间注有冷却水，水冷夹套上设置有进液口和蒸汽出口；
气液换热器3设置在水冷夹套的外部，气液换热器3包括气相换热管路和液相换热管路，气相换热管路的进口端和出口端与隧道的对流冷却段上的出气口和进气口连通，气相换热管路与对流冷却段所对应的空腔形成气体循环路径，该气体循环路径上设置有风机，风机为气体的循环提供动力，液相换热管路的出液口与水冷夹套的进液口连通。
隧道车式干法熄焦装置还包括发电机，水冷夹套的蒸汽出口流出的介质驱动发电机发电。
具体的，发电机为螺杆膨胀发电机6，螺杆膨胀发电机6的工作腔进口端与水冷夹套的蒸汽出口连通。
隧道车式干法熄焦装置还包括螺旋板换热器7，螺旋板换热器7包括换热侧与受热侧。换热侧的进口端与螺杆膨胀发电机的工作腔出口端连通，换热侧的出口端与液相换热管路的进口端连通。受热侧一端与供热循环水连通，另一端与供暖装置连通。
由水冷夹套的蒸汽出口流出的介质在驱动发电机工作之后，还具有较高的温度，将此介质通过螺旋板换热器7能够对余热进行利用，来实现为生活热水加热。进一步的提高了能源的利用率。
为了提高水循环的效率，在螺旋板换热器7的入口端还设置有循环泵。
水冷夹套的外侧设置有保温层，隧道的辐射冷却段的内壁设置有耐高温吸热层。耐高温吸热层为由碳黑与水玻璃或磷酸混合得到的混合物。
隧道1内设置有钢轨，接焦车2沿钢轨移动。具体的，隧道1还包括液压推杆，接焦车2在液压推杆的带动下移动。
在辐射冷却段中接焦车2内焦炭的温度大于600℃、在对流冷却段中接焦车2内焦炭的温度小于600℃。
隧道车式干法熄焦装置还包括依次对接的接焦钢斗、焦炭给料器、运焦皮带和焦炭筛，所述接焦钢斗用于承接接焦车在放焦位排出的焦炭。
为了对上述隧道车式干法熄焦装置进行进一步的说明，本实施方式还提供了上述隧道车式干法熄焦装置的工作过程：
炼焦炉将煤饼炼成焦饼后，通过推焦车把焦饼推出炼焦炉，经拦焦车进入熄焦车。装有高温焦炭的熄焦车将高温焦炭运至卸焦点，然后把高温焦炭卸入接焦车。
装有高温焦炭的接焦车在牵引车驱动下，由卸焦点运行到推车处，经转向、提门、液压推动杆推动等动作，将接焦车推进隧道，并将隧道门关闭。
接焦车在液压推杆作用下逐渐向前运动，经过大约4小时左右，运动到隧道门出口处车位，此时，接焦车上的焦炭温度已降到300℃以下，打开隧道的接焦车出口门，将该接焦车拉出隧道，并关好隧道的接焦车出口门。
拉出装有冷却了的焦炭的接焦车，接焦车在牵引车的带动下，运动到放焦位，打开接焦车两侧放焦门，焦炭从接焦车进入接焦钢斗，通过焦炭给料器、运焦皮带，把焦炭运至焦炭筛分处，焦炭在筛分处进行分级，分级好的焦炭分别经过运焦皮带运送到各自焦仓，等待外运。接焦车卸完焦炭后，回到回车线上，等待下一次装高温焦炭。
隧道的底部铺有两根钢轨，焦炭接焦车在钢轨上行驶。
接焦车在隧道的辐射冷却段内时，接焦车内焦炭的温度大于600℃，此时焦炭主要与隧道壁进行辐射换热，然后隧道壁将吸收的热量传递给水冷夹套内的水，使之变成120℃的气液两相蒸汽；接焦车在隧道的对流冷却段内时，接焦车内焦炭的温度小于600℃，此时焦炭主要与由气液换热器的气相换热管路进入隧道的循环气体进行对流换热，循环气体为氮气或惰性气体，从气相换热管路中排出的冷的气体进入隧道后与焦炭进行换热变成热的气体，热的气体返回气相换热管路与液相换热管路中的水进行热量交换，使液相换热管路中的水由50℃加热到70℃，然后液相换热管路中被加热的水进入隧道的辐射冷却段对应的水冷夹套内，接着吸收了焦炭辐射热量的隧道壁对该部分水进行二次加热，使该部分水变成120℃的气液两相蒸汽。
而后，气液两相蒸汽进入螺杆膨胀发电机，驱动螺杆膨胀发电机发电，经螺杆膨胀发电机后出来的介质还具有较高的温度，为进一步对其余热进行利用，接着再将此介质通过螺旋板换热器与锅炉补充水或供热水换热，实现为生活热水加热，同时其自身变成低温的水，而后再回到气液换热器的液相换热管路中。
与现有技术相比，本发明中的焦炭的换热效率更高，熄焦过程中焦炭烧损更小，并且此装置结构简单，在使用过程中不会发生较大的磨损，维护成本低。
显然地，上述实施例并非本发明的唯一实施方式，在不脱离其技术本质的前提下，还可以做很多简单的改变，如用采用其他制冷剂的冷却夹套替代水冷夹套等，此处不再赘述。
上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出得各种变化，也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种隧道车式干法熄焦装置，其特征在于：包括接焦车、隧道、冷却夹套和气液换热器；
隧道由导热材料制成，隧道供接焦车穿行，沿接焦车的行驶方向，隧道被隔断门分隔为辐射冷却段和对流冷却段，隧道的对流冷却段设置有与该段内部空间连通的进气口和出气口；
冷却夹套设置在隧道的外围，隧道的外壁与冷却夹套的内壁间注有制冷剂，冷却夹套上设置有进液口和蒸汽出口；
气液换热器设置在冷却夹套的外部，气液换热器包括气相换热管路和液相换热管路，气相换热管路的进口端和出口端与隧道的对流冷却段上的出气口和进气口连通，气相换热管路与对流冷却段所对应的空腔形成气体循环路径，液相换热管路的出液口与冷却夹套的进液口连通。
2.根据权利要求1所述的隧道车式干法熄焦装置，其特征在于：还包括发电机，冷却夹套的蒸汽出口流出的介质驱动发电机发电。
3.根据权利要求2所述的隧道车式干法熄焦装置，其特征在于：发电机为螺杆膨胀发电机，螺杆膨胀发电机的工作腔进口端与冷却夹套的蒸汽出口连通。
4.根据权利要求3所述的隧道车式干法熄焦装置，其特征在于：还包括螺旋板换热器，螺旋板换热器包括换热侧与受热侧；
换热侧的进口端与螺杆膨胀发电机的工作腔出口端连通，换热侧的出口端与液相换热管路的进口端连通；
受热侧一端与供热循环水连通，另一端与供暖装置连通。
5.根据权利要求1所述的隧道车式干法熄焦装置，其特征在于，冷却夹套的外侧设置有保温层，隧道的辐射冷却段的内壁设置有耐高温吸热层。
6.根据权利要求5所述的隧道车式干法熄焦装置，其特征在于，耐高温吸热层为由碳黑与水玻璃或磷酸混合得到的混合物。
7.根据权利要求1所述的隧道车式干法熄焦装置，其特征在于，隧道内设置有钢轨，接焦车沿钢轨移动。
8.根据权利要求1所述的隧道车式干法熄焦装置，其特征在于，在辐射冷却段中接焦车内焦炭的温度大于600℃、在对流冷却段中接焦车内焦炭的温度小于600℃。
9.根据权利要求1所述的隧道车式干法熄焦装置，其特征在于，还包括液压推杆，接焦车在液压推杆的带动下移动。
10.根据权利要求1所述的隧道车式干法熄焦装置，其特征在于，所述冷却夹套为水冷夹套，隧道的外壁与水冷夹套的内壁间注有冷却水。
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