CN112574761A - 一种实现无烟装煤的焦炉炉顶结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实现无烟装煤的焦炉炉顶结构，焦炉炉顶设有装煤孔/导烟孔及上升管孔；装煤孔/导烟孔自上至下由圆孔段一、上锥孔段及下锥孔段依次相连组成；并且下锥孔段的锥度大于上锥孔段的锥度；上升管孔自上至下由圆孔段二、上半锥孔段及下半锥孔段依次相连组成；上半锥孔段和下半锥孔段均是朝向炭化室内的一侧为半锥孔，另一侧为半圆柱孔；并且下半锥孔段的锥度大于上半锥孔段的锥度。本发明通过增大装煤孔/导烟孔、上升管孔处的气流流通面积，减小气体流通的系统阻力，有效提高上升管和装煤孔/导烟孔对荒煤气和烟尘的收集效率，减少污染源并降低有害气体排放，使焦化生产实现绿色节能运行。

Description

一种实现无烟装煤的焦炉炉顶结构

技术领域

本发明涉及焦炉技术领域，尤其涉及一种实现无烟装煤的焦炉炉顶结构。

背景技术

大型焦炉中，焦炉本体由蓄热室、斜道、燃烧室/炭化室和炉顶组成，炉顶在燃烧室/炭化室的上部。焦炉炉顶一般设有4个装煤孔(捣固焦炉为导烟孔、除石墨孔)和1个上升管孔。炭化室中由装煤高度决定的装煤线与炉顶下部的跨顶砖之间的区域为炉顶空间，炼焦过程中产生的荒煤气和烟尘经过炉顶空间及装煤孔流通空间，导入到上升管，然后由上升管导出焦炉外。目前，装煤孔大多采用平脚喇叭口式的“八”字结构，这种结构可以对正常生产的焦炉在装煤过程中产生的焦炉荒煤气和烟尘、以及出焦过程中产生的烟尘，进行集中收集再处理。

但是实际生产过程中，为增加焦炭产量，焦炉超额生产已成为常态；装煤量多，使焦炉产生大量荒煤气和烟尘，炉顶装煤孔流通空间不能满足生产时炉顶的压力要求，使烟尘外逸现象严重；有时在生产过程中炉顶会冒烟冒火，造成环境污染和安全隐患，同时也严重恶化了炉顶操作区的环境。

随着我国环境保护要求的日益严格，在焦炉生产过程中，如何从改善炉体结构上降低荒煤气和烟尘的排放，从源头上治理污染，始终是焦炉装备工艺设计人员需要面对的课题。

发明内容

本发明提供了一种实现无烟装煤的焦炉炉顶结构，通过增大装煤孔/导烟孔、上升管孔处的气流流通面积，减小气体流通的系统阻力，有效提高上升管和装煤孔/导烟孔对荒煤气和烟尘的收集效率，减少污染源并降低有害气体排放，使焦化生产实现绿色节能运行。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种实现无烟装煤的焦炉炉顶结构，焦炉炉顶在对应炭化室的上方设装煤孔/导烟孔，在靠近机侧或焦侧的炭化室上方设上升管孔；所述装煤孔/导烟孔自上至下由圆孔段一、上锥孔段及下锥孔段依次相连组成；并且下锥孔段的锥度大于上锥孔段的锥度；所述上升管孔自上至下由圆孔段二、上半锥孔段及下半锥孔段依次相连组成；上半锥孔段和下半锥孔段均是朝向炭化室内的一侧为半锥孔，另一侧为半圆柱孔；并且下半锥孔段的锥度大于上半锥孔段的锥度。

所述装煤孔/导烟孔的竖直中心截面上，上锥孔段的轮廓线为直线，下锥孔段的轮廓线为直线或弧线。

所述上升管孔的竖直中心截面上，上半锥孔段的轮廓线为直线，下半锥孔段的轮廓线为直线或弧线。

所述上锥孔段、上半锥孔段中，孔壁与水平面的夹角大于45°，小于75°；所述下锥孔段、下半锥孔段的半锥孔中，孔壁与水平面的夹角大于15°，小于等于45°。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过增大装煤孔/导烟孔、上升管孔处的气流流通面积，减小气体流通的系统阻力，有效提高上升管和装煤孔/导烟孔对荒煤气和烟尘的收集效率，减少污染源并降低有害气体排放，使焦化生产实现绿色节能运行。

附图说明

图1是本发明实施例1的焦炉炉顶结构示意图。

图2是本发明实施例2的焦炉炉顶结构示意图。

图3是本发明实施例3的焦炉炉顶结构示意图。

图4是本发明实施例4的焦炉炉顶结构示意图。

图中：1.炭化室 2.炉顶 3.装煤孔 4.导烟孔 5.上升管孔 6.装煤线一 7.装煤线二 8.气流流通方向 9.圆孔段一 10.上锥孔段 11.下锥孔段 12.圆孔段二 13.上半锥孔段 14.下半锥孔段 15.半圆柱孔 A1.上锥孔段孔壁与水平面的夹角 A2.下锥孔段孔壁与水平面的夹角 A3.上半锥孔段的半锥孔孔壁与水平面的夹角 A4.下半锥孔段二的半锥孔孔壁与水平面的夹角

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1-图4所示，本发明所述一种实现无烟装煤的焦炉炉顶结构，焦炉炉顶2在对应炭化室1的上方设装煤孔3/导烟孔4，在靠近机侧或焦侧的炭化室1上方设上升管孔5；所述装煤孔3/导烟孔4自上至下由圆孔段一9、上锥孔段10及下锥孔段11依次相连组成；并且下锥孔段11的锥度大于上锥孔段10的锥度；所述上升管孔5自上至下由圆孔段二12、上半锥孔段13及下半锥孔段14依次相连组成；上半锥孔段13和下半锥孔段14均是朝向炭化室1内的一侧为半锥孔，另一侧为半圆柱孔；并且下半锥孔段14的锥度大于上半锥孔段13的锥度。

所述装煤孔3/导烟孔4的竖直中心截面上，上锥孔段10的轮廓线为直线，下锥孔段11的轮廓线为直线或弧线。

所述上升管孔5的竖直中心截面上，上半锥孔段13的轮廓线为直线，下半锥孔段14的轮廓线为直线或弧线。

所述上锥孔段10、上半锥孔段13中，孔壁与水平面的夹角大于45°，小于75°；所述下锥孔段11、下半锥孔段14的半锥孔中，孔壁与水平面的夹角大于15°，小于等于45°。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例1】

如图1所示，本实施例中，焦炉为顶装焦炉，炉顶2沿炭化室1长向设有4个装煤孔3，在靠近机侧处设1个上升管孔5。

本实施例中，装煤孔3自上至下由圆孔段一9、上锥孔段10及下锥孔段11依次相连组成；并且下锥孔段11的锥度大于上锥孔段10的锥度；上升管孔5自上至下由圆孔段二12、上半锥孔段13及下半锥孔段14依次相连组成；上半锥孔段13和下半锥孔段14均是朝向炭化室1内的一侧为半锥孔，另一侧为半圆柱孔；并且下半锥孔段14的锥度大于上半锥孔段13的锥度。

装煤孔3的竖直中心截面上，上锥孔段10的轮廓线为直线，下锥孔段11的轮廓线为直线。与目前常用的下部为平脚八字形结构的装煤孔相比，相当于在装煤孔的底部又增加了一个倒角结构。上升管孔5的竖直中心截面上，上半锥孔段13的轮廓线为直线，下半锥孔段14的轮廓线为直线。与目前常用的下部为平脚八字形结构的上升管孔相比，相当于在上升管孔的底部又增加了一个倒角结构。

本实施例中，装煤孔3的上锥孔段10孔壁与水平面的夹角为60°；下锥孔段11的孔壁与水平面的夹角为35°。上升管孔5的上半锥孔段13孔壁与水平面的夹角为60°；下半锥孔段14的半锥孔孔壁与水平面的夹角为35°。

顶装焦炉生产过程中，通过装煤孔3装煤至装煤线一6时，装煤线一6与炉顶2底部形成炉顶空间，装煤、结焦期间产生的荒煤气和烟尘在炉顶空间内按气流流通方向8经过装煤孔3，由于下锥孔段11的存在，装煤孔3的底部开口度增加，气流的流通截面增大，可以有效减低系统阻力，引导荒煤气和烟尘到达上升管孔5处。

在上升管孔5处，由于下半锥孔段14的存在，上升管孔5的底部开口度增加，气流的流通截面增大，可以有效减低系统阻力，顺利将荒煤气和烟尘自上升管孔5导出焦炉外。

【实施例2】

如图2所示，本实施例中，焦炉为顶装焦炉，炉顶2沿炭化室1长向设有4个装煤孔3，在靠近机侧处设1个上升管孔5。

本实施例中，装煤孔3自上至下由圆孔段一9、上锥孔段10及下锥孔段11依次相连组成；并且下锥孔段11的锥度大于上锥孔段10的锥度；上升管孔5自上至下由圆孔段二12、上半锥孔段13及下半锥孔段14依次相连组成；上半锥孔段13和下半锥孔段14均是朝向炭化室1内的一侧为半锥孔，另一侧为半圆柱孔；并且下半锥孔段14的锥度大于上半锥孔段13的锥度。

装煤孔3的竖直中心截面上，上锥孔段10的轮廓线为直线，下锥孔段11的轮廓线为弧线。与目前常用的下部为平脚八字形结构的装煤孔相比，相当于在装煤孔的底部又增加了一个倒圆结构。上升管孔5的竖直中心截面上，上半锥孔段13的轮廓线为直线，下半锥孔段14的轮廓线为弧线。与目前常用的下部为平脚八字形结构的上升管孔相比，相当于在上升管孔的底部又增加了一个倒圆结构。

本实施例中，装煤孔3的上锥孔段10孔壁与水平面的夹角为70°；下锥孔段11的孔壁与水平面的夹角为40°。上升管孔5的上半锥孔段13孔壁与水平面的夹角为70°；下半锥孔段14的半锥孔孔壁与水平面的夹角为40°。

【实施例3】

如图3所示，本实施例中，焦炉为捣固焦炉，炉顶2沿炭化室1长向设有2个导烟孔3，在靠近焦侧处设1个上升管孔5。

本实施例中，导烟孔4自上至下由圆孔段一9、上锥孔段10及下锥孔段11依次相连组成；并且下锥孔段11的锥度大于上锥孔段10的锥度；上升管孔5自上至下由圆孔段二12、上半锥孔段13及下半锥孔段14依次相连组成；上半锥孔段13和下半锥孔段14均是朝向炭化室1内的一侧为半锥孔，另一侧为半圆柱孔；并且下半锥孔段14的锥度大于上半锥孔段13的锥度。

导烟孔4的竖直中心截面上，上锥孔段10的轮廓线为直线，下锥孔段11的轮廓线为直线。与目前常用的下部为平脚八字形结构的导烟孔相比，相当于在导烟孔的底部又增加了一个倒角结构。上升管孔5的竖直中心截面上，上半锥孔段13的轮廓线为直线，下半锥孔段14的轮廓线为直线。与目前常用的下部为平脚八字形结构的上升管孔相比，相当于在上升管孔的底部又增加了一个倒角结构。

本实施例中，导烟孔4的上锥孔段10孔壁与水平面的夹角为55°；下锥孔段11的孔壁与水平面的夹角为30°。上升管孔5的上半锥孔段13孔壁与水平面的夹角为55°；下半锥孔段14的半锥孔孔壁与水平面的夹角为30°。

捣固焦炉生产过程中，装入的煤饼达到装煤线二7，装煤线二7与炉顶2底部形成炉顶空间，装煤期间产生的荒煤气和烟尘经导烟孔按气流流通方向8进入导烟车套筒中，由于下锥孔段11的存在，导烟孔4的底部开口度增加，气流的流通截面增大，可以有效减低系统阻力，引导荒煤气和烟尘到达导烟车套筒中。结焦期间产生的荒煤气和烟尘，按气流流通方向8经过导烟孔4，同样因导烟孔4底部的开口度增加，气流的流通截面增大，可以减低系统阻力，有效引导荒煤气和烟尘到达上升管孔5处。在上升管孔处，由于下半锥孔段14的存在，上升管孔5的底部开口度增加，气流的流通截面增大，可以有效减低系统阻力，顺利将荒煤气和烟尘自上升管孔5导出焦炉外。

【实施例4】

如图4所示，本实施例中，焦炉为捣固焦炉，炉顶2沿炭化室1长向设有2个导烟孔4，在靠近焦侧处设1个上升管孔5。

本实施例中，导烟孔4自上至下由圆孔段一9、上锥孔段10及下锥孔段11依次相连组成；并且下锥孔段11的锥度大于上锥孔段10的锥度；上升管孔5自上至下由圆孔段二12、上半锥孔段13及下半锥孔段14依次相连组成；上半锥孔段13和下半锥孔段14均是朝向炭化室1内的一侧为半锥孔，另一侧为半圆柱孔；并且下半锥孔段14的锥度大于上半锥孔段13的锥度。

导烟孔4的竖直中心截面上，上锥孔段10的轮廓线为直线，下锥孔段11的轮廓线为弧线。与目前常用的下部为平脚八字形结构的导烟孔相比，相当于在导烟孔的底部又增加了一个倒圆结构。上升管孔5的竖直中心截面上，上半锥孔段13的轮廓线为直线，下半锥孔段14的轮廓线为弧线。与目前常用的下部为平脚八字形结构的上升管孔相比，相当于在上升管孔的底部又增加了一个倒圆结构。

本实施例中，导烟孔4的上锥孔段10孔壁与水平面的夹角为65°；下锥孔段11孔壁与水平面的夹角为45°。上升管孔5的上半锥孔段13孔壁与水平面的夹角为65°；下半锥孔段14的半锥孔孔壁与水平面的夹角为45°。

捣固焦炉生产过程中，装入的煤饼达到装煤线二7，装煤线二7与炉顶2底部形成炉顶空间，装煤期间产生的荒煤气和烟尘经导烟孔4按气流流通方向8进入导烟车套筒中，由于下锥孔段11的存在，导烟孔4的底部开口度增加，气流的流通截面增大，可以有效减低系统阻力，引导荒煤气和烟尘到达导烟车套筒中。结焦期间产生的荒煤气和烟尘，按气流流通方向8经过导烟孔4，同样因导烟孔4底部的开口度增加，气流的流通截面增大，可以减低系统阻力，有效引导荒煤气和烟尘到达上升管孔5处。在上升管孔5处，由于下半锥孔段14的存在，上升管孔5的底部开口度增加，气流的流通截面增大，可以有效减低系统阻力，顺利将荒煤气和烟尘自上升管孔5导出焦炉外。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种实现无烟装煤的焦炉炉顶结构，焦炉炉顶在对应炭化室的上方设装煤孔/导烟孔，在靠近机侧或焦侧的炭化室上方设上升管孔；其特征在于，所述装煤孔/导烟孔自上至下由圆孔段一、上锥孔段及下锥孔段依次相连组成；并且下锥孔段的锥度大于上锥孔段的锥度；所述上升管孔自上至下由圆孔段二、上半锥孔段及下半锥孔段依次相连组成；上半锥孔段和下半锥孔段均是朝向炭化室内的一侧为半锥孔，另一侧为半圆柱孔；并且下半锥孔段的锥度大于上半锥孔段的锥度。

2.根据权利要求1所述的一种实现无烟装煤的焦炉炉顶结构，其特征在于，所述装煤孔/导烟孔的竖直中心截面上，上锥孔段的轮廓线为直线，下锥孔段的轮廓线为直线或弧线。

3.根据权利要求1所述的一种实现无烟装煤的焦炉炉顶结构，其特征在于，所述上升管孔的竖直中心截面上，上半锥孔段的轮廓线为直线，下半锥孔段的轮廓线为直线或弧线。

4.根据权利要求1所述的一种实现无烟装煤的焦炉炉顶结构，其特征在于，所述上锥孔段、上半锥孔段中，孔壁与水平面的夹角大于45°，小于75°；所述下锥孔段、下半锥孔段的半锥孔中，孔壁与水平面的夹角大于15°，小于等于45°。

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