CN110846051A - 一种焦炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种焦炉,每个蓄热室沿焦炉纵向按照空气蓄热室‑煤气蓄热室，煤气蓄热室‑空气蓄热室的序列布置；空气蓄热室又分隔为第一空气蓄热室和第二空气蓄热室；燃烧室中相邻双联立火道连通构成四联立火道；每个燃烧室中的单数立火道通过斜道，与和燃烧室编号相同的蓄热室的蓄热室分格相连通；双数立火道与后一编号的蓄热室的蓄热室分格相连通。采用本发明提供的焦炉，两个空气蓄热室分别在立火道不同位置供入空气，实现空气流量分段调节；双联立火道和蓄热室分格的连接方式，有利于各立火道内气流分布均匀；四联立火道有利于增加废气循环量，减少污染物产生。

Description

一种焦炉

技术领域

本发明涉及焦炉设计技术领域，特别是涉及一种新型焦炉。

背景技术

现代工业生产对焦炉的要求越来越高，例如要求生产的焦炭的强度和块均度高；要求焦炉废气中污染物的含量低；要求萘、羟基苯酚等的产率高等，这些要求均与焦炉的温度控制和燃烧状态有关。现代焦炉在总体结构基本不变的情况下，不断探索对炉体构造的改进，以适应现代工业生产的要求。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种焦炉，通过对炉体构造的改进，实现焦炉的燃烧状态和温度控制的优化。具体技术方案如下：

本发明提供了一种焦炉，包括炭化室、燃烧室和蓄热室，所述燃烧室与炭化室位于焦炉的上部，所述燃烧室与炭化室沿焦炉纵向交替排列，其中所述燃烧室、蓄热室分别自焦炉机侧的左侧起按自然数顺序编号；蓄热室位于炭化室及燃烧室的下方，沿焦炉纵向排布；

燃烧室的数量比炭化室多一个，蓄热室的数量比燃烧室多一个；

相邻两个蓄热室相对于两者之间上方的燃烧室的中心线对称排布；

相邻蓄热室由主墙分隔；每个蓄热室沿焦炉纵向由单墙分隔为空气蓄热室和煤气蓄热室，所述空气蓄热室由空气蓄热室隔墙分隔为第一空气蓄热室和第二空气蓄热室；相邻两个蓄热室中的空气蓄热室和煤气蓄热室相对于主墙中心线镜像对称布置；每个蓄热室沿机侧-焦侧方向由蓄热室分格隔墙分隔为多个蓄热室分格；

所述燃烧室沿机侧-焦侧方向包括多个由四联立火道隔墙分隔的四联立火道；所述四联立火道由相邻的两个双联立火道构成，所述相邻两个双联立火道通过双联立火道隔墙底部的循环孔连通；

每个双联立火道通过立火道隔墙分隔为两个立火道，所述两个立火道通过立火道隔墙底部的循环孔和顶部的跨越孔连通；其中，各燃烧室中的立火道按机侧至焦侧方向按自然数顺序编号；

每个立火道的底部均设置有一个空气入口和一个煤气入口，每个立火道隔墙内设置有两条竖直方向的空气通道，每个立火道对应一条空气通道，每条空气通道和与其对应的立火道通过空气出口相连通；

每个燃烧室中的单数立火道通过斜道，与和燃烧室编号相同的蓄热室的蓄热室分格相连通；每个燃烧室中的双数立火道通过斜道，与后一编号的蓄热室的蓄热室分格相连通；其中立火道的空气入口、煤气入口和空气通道分别通过斜道与蓄热室分格的第二空气蓄热室、煤气蓄热室和第一空气蓄热室相连通。

在本发明的一些实施方式中，与同一个双联立火道相连的斜道，相对于立火道隔墙空间旋转对称分布。

在本发明的一些实施方式中，每个主墙内沿机侧-焦侧方向设置有多个砖煤气道，所述多个砖煤气道分别与各立火道相连通；各砖煤气道分别设置于双联立火道隔墙和四联立火道隔墙下方的两侧。

在本发明的一些实施方式中，每个蓄热室的第一空气蓄热室、第二空气蓄热室和煤气蓄热室的下方分别与小烟道连通；各小烟道的顶部分别设置有气体流量双向调节装置，所述气体流量双向调节装置包括与蓄热室分格数量相同的多组双层多孔板；所述多组双层多孔板分别覆盖蓄热室分格与小烟道的连通处；

每组双层多孔板包括平行设置的两块矩形多孔板，且两块多孔板的板面在同一平面上的投影重合；

两块多孔板的板间距离0＜d≤400mm；

两块多孔板至少一个开孔参数不同；所述开孔参数包括孔位置、孔形状、孔大小及孔数量；

每组双层多孔板的两端分别固定于一个固定轴上，相邻两组双层多孔板固定于同一个固定轴上；

所述固定轴两端设置有滚动轮，使所述气体流量双向调节装置能够沿小烟道的长向移动。

在本发明的一些实施方式中，相邻两组双层多孔板的连接处上方设置有密封挡板，所述密封挡板与所述蓄热室分格隔墙底部紧密接触，以隔离双层多孔板上方的空间。

在本发明的一些实施方式中，所述两块多孔板的板间距离10≤d≤100mm。

在本发明的一些实施方式中，所述多孔板为金属多孔板。

在本发明的一些实施方式中，所述焦炉的焦侧设置有供所述气体流量双向调节装置进出小烟道的出入口。

本发明实施例提供的焦炉，蓄热室中设置了两个空气蓄热室，分别独立在立火道的不同位置供入空气，可实现空气流量的分段调节；从而使本发明的焦炉能够更好地控制燃烧状态和燃烧温度，以提高焦炭的生产质量和化学产品的产率；

焦炉中各燃烧室立火道和蓄热室分格的连接方式，使双联立火道两侧的蓄热室分格与双联立火道距离相等，从而使连接双联立火道和蓄热室分格的斜道可以相对于立火道隔墙旋转对称分布，有利于各立火道内气流分布均匀；

两个双联立火道通过循环孔连通构成四联立火道，使四联立火道中废气循环量增加，有利于降级废气中氮氧化物的含量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种焦炉的机侧剖面的结构示意图；

图2为一种焦炉机侧-焦侧剖面的结构示意图图；

图3为立火道与蓄热室分格连接关系的结构示意图；

图4为一种气体流量双向调节装置的结构示意图；

图5为一种气体流量双向调节装置的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种焦炉，如图1、图2所示，包括炭化室18、燃烧室17和蓄热室2，所述燃烧室17与炭化室18位于焦炉的上部，所述燃烧室17与炭化室18沿焦炉纵向交替排列，蓄热室2位于炭化室18及燃烧室17的下方，沿焦炉纵向排布；

燃烧室17的数量比炭化室18多一个，蓄热室2的数量比燃烧室17多一个；

相邻两个蓄热室2相对于两者之间上方的燃烧室17的中心线对称排布；

在本发明的一些实施方式中，除了两端的蓄热室，其他蓄热室均位于炭化室的正下方；所述“正下方”是指蓄热室2沿焦炉纵向的中心线与炭化室18沿焦炉纵向的中心线重合。

本发明中所说的“焦炉机侧的左侧”是指人站在焦炉机侧并面对焦炉时，人的左侧所对应的位置。

本发明中所说“机侧-焦侧”方向是指焦炉从机侧至焦侧方向；所说的“焦炉纵向”是指焦炉垂直于机侧-焦侧的方向；焦炉的机侧-焦侧方向以及焦炉纵向均为本领域公知的描述，本发明在此不做赘述。

所述炭化室18为本领域常规结构，本发明在此不做赘述。

相邻蓄热室2由主墙4分隔；每个蓄热室2沿焦炉纵向由单墙6分隔为空气蓄热室2-1和煤气蓄热室2-2，所述空气蓄热室2-1由空气蓄热室隔墙7分隔为第一空气蓄热室2-1-1和第二空气蓄热室2-1-2；相邻两个蓄热室2中的空气蓄热室2-1和煤气蓄热室2-2相对于主墙4中心线镜像对称布置；每个蓄热室2沿机侧-焦侧方向由蓄热室分格隔墙20分隔为多个蓄热室分格3；

在本发明的一些实施方式中，同一个蓄热室2中各蓄热室分格3结构相同。

所述燃烧室17沿机侧-焦侧方向包括多个由四联立火道隔墙24分隔的四联立火道5；所述四联立火道5由相邻的两个双联立火道15构成，所述相邻两个双联立火道15通过双联立火道隔墙14底部的循环孔11连通；

每个双联立火道15通过立火道隔墙23分隔为两个立火道22，所述两个立火道22通过立火道隔墙23底部的循环孔19和顶部的跨越孔13连通；

发明人在研究中发现，将相邻两个双联立火道15通过循环孔11连通，从而形成四联立火道5，有利于增加废气的循环量，双联立火道的废气循环量一般小于40％，而形成四联立火道后，废气循环量能够达到50％以上；废气循环量的增加一方面能够有效降低废气中氮氧化物等污染物的含量，另一方面，废气循环量的增加有利于火焰长度的增加，从而改善焦炉高向加热，进一步地，焦炉高向加热均匀有利于提高焦炭质量和缩短结焦时间。

另外，将两个双联立火道15连通形成四联立火道5的结构，使每个四联立火道5能够根据立火道温度自适应地调节废气循环量，有利于燃烧室温度均匀。

每个立火道22的底部均设置有一个空气入口21和一个煤气入口26，每个立火道隔墙23内设置有两条竖直方向的空气通道16，每个立火道对应一条空气通道16，每条空气通道16和与其对应的立火道22通过空气出口12相连通；

在本发明的一些实施方式中，空气出口12贯穿所述空气通道16和与其对应的立火道之间的立火道隔墙；在本发明的一些实施方式中，在空气通道16的不同高度设置有多个空气出口12。

在本发明的一些实施方式中，如图1、图3所示，相邻两个燃烧室17相对其之间的炭化室18的中心线对称分布，可以理解为，相邻两个燃烧室17中的各个双联立火道15内的空气入口21和煤气入口26，相对燃烧室之间的炭化室18的中心线对称分布。

所述燃烧室17和蓄热室2分别自焦炉机侧的左侧起按自然数顺序编号；

各燃烧室17中的立火道按机侧至焦侧方向按自然数顺序编号；

每个燃烧室中的单数立火道通过斜道10，与和燃烧室编号相同的蓄热室的蓄热室分格相连通；每个燃烧室中的双数立火道通过斜道，与后一编号的蓄热室的蓄热室分格相连通；其中立火道的空气入口21、煤气入口26和空气通道16分别通过斜道10与蓄热室分格的第二空气蓄热室2-1-2、煤气蓄热室2-2和第一空气蓄热室2-1-1相连通。

在本发明的一些实施方式中，蓄热室2中蓄热室分格3的数量与燃烧室17中双联立火道15的数量相同；在本发明的一些实施方式中，在机侧方向上，每一个双联立火道15的下方均与左右两个蓄热室分格3相邻。

示例性地，如图3所示，在本发明的一些实施方式中，对任一个双联立火道15而言，其靠近机侧的立火道为单数立火道，靠近焦侧的立火道为双数立火道；该双联立火道沿焦炉纵向，左右各与一个蓄热室分格相连通；其中，单数立火道的空气入口21、煤气入口26和空气通道16分别与左侧的蓄热室分格中的第二空气蓄热室2-1-2、煤气蓄热室2-2和第一空气蓄热室2-1-1相连通，双数立火道的空气入口21、煤气入口26和空气通道16分别与其右侧的蓄热室分格中的第二空气蓄热室2-1-2、煤气蓄热室2-2和第一空气蓄热室2-1-1相连通。

本发明中的“左侧”、“右侧”分别是指人面对焦炉的机侧时，人的左侧和右侧对应的方位。

在设定的时间内，空气和贫煤气分别通过左侧的蓄热室分格的第一空气蓄热室2-1-1、第二空气蓄热室2-1-2以及煤气蓄热室2-2进入单数立火道，燃烧后产生的废气经立火道隔墙上方的跨越孔13进入双数立火道，并经过右侧蓄热室分格的第一空气蓄热室2-1-1、第二空气蓄热室2-1-2以及煤气蓄热室2-2热回收后排出。在另一个时间段，空气和煤气的流动方向发生变换，即空气和贫煤气分别通过右侧的蓄热室分格的第一空气蓄热室2-1-1、第二空气蓄热室2-1-2以及煤气蓄热室2-2进入双数立火道，燃烧后产生的废气经立火道隔墙上方的跨越孔13进入单数立火道，并经过左侧蓄热室分格的第一空气蓄热室2-1-1、第二空气蓄热室2-1-2以及煤气蓄热室2-2热回收后排出。

本发明中，蓄热室2比燃烧室17多一个，在焦炉纵向上相邻的两个双联立火道15(之间有炭化室18相隔)共同与位于两者之间的炭化室18下方的蓄热室分格3连通，一段时间内，该蓄热室分格同时为沿焦炉纵向相邻的两个双联立火道提供空气和贫煤气，另一时间段内，机侧方向上相邻的两个双联立火道中的废气同时经过此蓄热室分格排出。此时，相邻的两个燃烧室中，各双联立火道中的气流方向是相反的。

在本发明的一些实施方式中，与同一个双联立火道15相连的斜道10，相对于立火道隔墙23空间旋转对称分布。在本发明的一些实施方式中，如图3所示，当双联立火道15中两个立火道底部的空气入口21和煤气入口26相对于立火道隔墙23旋转对称时，与其相连的斜道为空间旋转对称，空气入口21和煤气入口26的位置决定斜道的走向，此为本领域惯用技术手段，本发明在此不做赘述。

此时，各立火道中气体(空气和贫煤气)的流通通道(各斜道)的沿程和局部阻力系数相同，有利于焦炉中的气流分布均匀和热工调节。

在本发明的一些实施方式中，每个主墙4内沿机侧-焦侧方向设置有多个砖煤气道8，所述多个砖煤气道8分别与各立火道22相连通；各砖煤气道8分别设置于双联立火道隔墙14和四联立火道隔墙24下方的两侧。

本发明中的贫煤气为热值低的煤气，富煤气为热值高的煤气，此为本领域公知术语，本发明在此不做赘述。

在本发明的一些实施方式中，贫煤气和富煤气分别于不同时间通入立火道内，当采用富煤气时，蓄热室中空气蓄热室和煤气蓄热室均用于向立火道内供入空气，此为本领域公知操作，本发明在此不做赘述。

在本发明的一些实施方式中，如图1、图2、图4及图5所示，每个蓄热室的第一空气蓄热室2-1-1、第二空气蓄热室2-1-2和煤气蓄热室2-2的下方分别与小烟道1连通；因此，通过第一空气蓄热室2-1-1通入空气通道16，进而进入立火道中部的空气量，和通过第二空气蓄热室2-1-2通入立火道底部的空气量可以在小烟道入口处分别独立调节；且小烟道入口处温度较低，方便调节操作的进行。

在本发明的一些实施方式中，各小烟道1的顶部分别设置有气体流量双向调节装置9，所述气体流量双向调节装置9包括与蓄热室分格数量相同的多组双层多孔板9-3；所述多组双层多孔板9-3分别覆盖蓄热室分格3与小烟道1的连通处；

每组双层多孔板9-3包括平行设置的两块矩形多孔板，且两块多孔板的板面在同一平面上的投影重合；

两块多孔板的板间距离0＜d≤400mm；

两块多孔板至少一个开孔参数不同；所述开孔参数包括孔位置、孔形状、孔大小及孔数量；

每组双层多孔板9-3的两端分别固定于一个固定轴9-2上，相邻两组双层多孔板9-3固定于同一个固定轴9-2上；

所述固定轴9-2两端设置有滚动轮9-1，使所述气体流量双向调节装置9能够沿小烟道1的长向(机侧-焦侧方向)移动。

本发明的气体流量双向调节装置，通过设置上下两块开孔参数不同的多孔板，为流经此装置的上升气流和下降气流提供不同的阻力参数，以使焦炉中的气流均匀分布。本领域技术人员可根据实际需要，具体计算气体流量双向调节装置中上下两块多孔板的阻力系数，并根据阻力系数确定两块多孔板上开孔的位置、孔形状、孔大小、孔数量以及两块多孔板的板间距离，计算方法为本领域常用技术手段，本发明在此不做限定。

在本发明的一些实施方式中，相邻两组双层多孔板的连接处上方设置有密封挡板，所述密封挡板与所述蓄热室分格隔墙20底部紧密接触，以隔离双层多孔板上方的空间。

在本发明的一些实施方式中，所述两块多孔板的板间距离10≤d≤100mm。

在本发明的一些实施方式中，所述多孔板为金属多孔板。

在本发明的一些实施方式中，所述焦炉的焦侧设置有供所述气体流量双向调节装置进出小烟道的出入口。

现有焦炉的小烟道1与蓄热室2之间通过篦子砖和调节砖调节气流的均匀性，调节精度低，且在建成后，不能进行人工调节；而采用本发明中的气体流量双向调节装置，不但调节的精度提高了，而且该气体流量双向调节装置9可以通过设置于焦侧的出入口25取出和推入，因此在生产过程中可以根据实际情况调节阻力系数，使气流分布更均匀。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种焦炉，包括炭化室、燃烧室和蓄热室，所述燃烧室与炭化室位于焦炉的上部，所述燃烧室与炭化室沿焦炉纵向交替排列，其中所述燃烧室、蓄热室分别自焦炉机侧的左侧起按自然数顺序编号；蓄热室位于炭化室及燃烧室的下方，沿焦炉纵向排布；其特征在于，

燃烧室的数量比炭化室多一个，蓄热室的数量比燃烧室多一个；

相邻两个蓄热室相对于两者之间上方的燃烧室的中心线对称排布；

相邻蓄热室由主墙分隔；每个蓄热室沿焦炉纵向由单墙分隔为空气蓄热室和煤气蓄热室，所述空气蓄热室由空气蓄热室隔墙分隔为第一空气蓄热室和第二空气蓄热室；相邻两个蓄热室中的空气蓄热室和煤气蓄热室相对于主墙中心线镜像对称布置；每个蓄热室沿机侧-焦侧方向由蓄热室分格隔墙分隔为多个蓄热室分格；

所述燃烧室沿机侧-焦侧方向包括多个由四联立火道隔墙分隔的四联立火道；所述四联立火道由相邻的两个双联立火道构成，所述相邻两个双联立火道通过双联立火道隔墙底部的循环孔连通；

每个双联立火道通过立火道隔墙分隔为两个立火道，所述两个立火道通过立火道隔墙底部的循环孔和顶部的跨越孔连通；其中，各燃烧室中的立火道按机侧至焦侧方向按自然数顺序编号；

每个立火道的底部均设置有一个空气入口和一个煤气入口，每个立火道隔墙内设置有两条竖直方向的空气通道，每个立火道对应一条空气通道，每条空气通道和与其对应的立火道通过空气出口相连通；

每个燃烧室中的单数立火道通过斜道，与和燃烧室编号相同的蓄热室的蓄热室分格相连通；每个燃烧室中的双数立火道通过斜道，与后一编号的蓄热室的蓄热室分格相连通；其中立火道的空气入口、煤气入口和空气通道分别通过斜道与蓄热室分格的第二空气蓄热室、煤气蓄热室和第一空气蓄热室相连通。

2.如权利要求1所述的焦炉，其特征在于，与同一个双联立火道相连的斜道，相对于立火道隔墙空间旋转对称分布。

3.如权利要求1所述的焦炉，其特征在于，每个主墙内沿机侧-焦侧方向设置有多个砖煤气道，所述多个砖煤气道分别与各立火道相连通；各砖煤气道分别设置于双联立火道隔墙和四联立火道隔墙下方的两侧。

4.如权利要求1-3中任一项所述的焦炉，其特征在于，每个蓄热室的第一空气蓄热室、第二空气蓄热室和煤气蓄热室的下方分别与小烟道连通；各小烟道的顶部分别设置有气体流量双向调节装置，所述气体流量双向调节装置包括与蓄热室分格数量相同的多组双层多孔板；所述多组双层多孔板分别覆盖蓄热室分格与小烟道的连通处；

每组双层多孔板包括平行设置的两块矩形多孔板，且两块多孔板的板面在同一平面上的投影重合；

两块多孔板的板间距离0＜d≤400mm；

两块多孔板至少一个开孔参数不同；所述开孔参数包括孔位置、孔形状、孔大小及孔数量；

每组双层多孔板的两端分别固定于一个固定轴上，相邻两组双层多孔板固定于同一个固定轴上；

所述固定轴两端设置有滚动轮，使所述气体流量双向调节装置能够沿小烟道的长向移动。

5.如权利要求4所述的焦炉，其特征在于，相邻两组双层多孔板的连接处上方设置有密封挡板，所述密封挡板与所述蓄热室分格隔墙底部紧密接触，以隔离双层多孔板上方的空间。

6.如权利要求4所述的焦炉，其特征在于，所述两块多孔板的板间距离10≤d≤100mm。

7.如权利要求4所述的焦炉，其特征在于，所述多孔板为金属多孔板。

8.如权利要求4所述的焦炉，其特征在于，所述焦炉的焦侧设置有供所述气体流量双向调节装置进出小烟道的出入口。

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