CN112574764A - 一种捣固焦炉边炭化室高效无烟装煤技术 - Google Patents

Abstract

本发明实施例的目的在于提供一种捣固焦炉边炭化室提高无烟装煤效果的据技术，通过推焦2‑1串序、n+2及n+4 M型导烟管导烟车、炉顶导烟孔位置的布置、集气管压力调节的操作、假导烟孔的设置及连接管的布置，实现焦炉边炭化室无烟装煤，并通过以上设施的组合生产操作降低荒煤气中的氧含量，以达到提高捣固焦炉环保技术的目的。

Description

一种捣固焦炉边炭化室高效无烟装煤技术

技术领域

本发明涉及炼焦环保技术领域，特别是涉及捣固焦炉边炭化室高效无烟装煤技术。

背景技术

捣固炼焦工艺作为一种能够增加配合煤中高挥发分、弱粘结煤，降低焦炭生产成本的新型炼焦技术，已经成为一种非常成熟的炼焦工艺。现实中国内外新建了大量捣固焦炉，焦炉炭化室高度也由以前的4.3米逐步提升至6.78米，焦炉炭化室容积也由26.56m³提升至65m³，同时，捣固焦炉大型化也带来了一系列环保问题。

捣固焦炉是在炉外将入炉煤捣固成煤饼，由机侧敞开的炉口将煤饼推入炉内完成装煤作业的过程。在煤饼转入炭化室后，煤饼距炭化室两侧炉墙仅10～20㎜，距炭化室顶的空隙约200～300㎜。此时煤中的水分蒸发和挥发分的迅速产生造成炭化室内压力突然上升，形成大量的含粉尘尘烟气，烟气通过煤饼与炭化室两侧炉墙之间的缝隙从炉顶排烟口及机侧炉口冒出。

捣固焦炉装煤机侧烟尘治理主要存在如下难点：

1)装煤过程中烟尘分散；装煤过程中烟尘来源主要有：开关炉门时冒出的烟气、推焦时产生的烟气、装煤时产生的烟气。对应三个部位烟尘的产生，推焦车、装煤车要移动在不同的位置上，对推焦、装煤功能分开的测量，需要分别设置收集罩。

2)由于散发的烟尘含可燃成分，为防止爆炸，必须兑入足够量的空气，使罩子、管道和净化系统中的可燃成分在爆炸下限以下，由于烟气扩散的面大，完全收集需要很大的风量。如果为了减少机侧装煤时的烟尘，加大炉顶的抽风量，燃烧后的烟气温度升高，烟气量会变得更大。

3)由于烟尘发源于沿推焦装煤侧整个焦炉各炭化室，同时推焦装煤过程中车辆还得来回移动，所以须沿机侧设置集尘管道。

根据生产实际情况，以往的捣固炼焦装煤烟尘控制方式有如下几种：

1)消烟除尘技术：

在捣固焦炉炉顶设置消烟除尘车(水洗式或燃烧式)，在各排烟点设置吸尘装置，机侧炉口冒出的烟气由炉内负压所控制，返回炉内与焦炉内部烟气汇集，再经排烟导管排出。在实际生产过程中，这种烟尘控制方式达不到很好的烟尘控制效果。

消烟除尘技术存在的问题：

1)吸力小，机侧炉口装煤冒黄烟

消烟除尘车的除尘动力来源于车载风机(水洗式)或者除尘地面(燃烧式)，由于管道多、接口多、烟气量大等原因，导致装煤时吸力不足，机侧炉口在装煤时冒黄烟严重，达不到环保要求，目前此类装置越来越少。

2)水洗式消烟车冒黑烟

采用水洗式除尘的消烟除尘车，装煤产生的烟气在燃烧室内燃烧后，经喷淋除尘捕集燃烧烟气中产生的焦油、炭黑后，经风机排放至大气中。水泵的启停和风机的抽吸不同步，初期烟气量大，水雾化效果差，冒黑烟严重，后期烟气温度升高，消烟车冒白烟，且洗涤不完全的烟尘随着白烟飘散到周围，导致焦炉附近粉尘堆积，对钢结构等设施腐蚀严重。

3)各类冷却、喷洒用喷嘴容易堵塞，冷却器易烧坏

消烟除尘车采用水洗工艺，水未循环使用，水中含有焦炉装煤烟尘中捕集下来的粉尘颗粒，这些粉尘颗粒在遇到高温烟气时，极易堵塞喷嘴，造成燃烧室高温，烟气降温困难，高温烟气也导致冷凝器、燃烧室等金属结构部分发生变形而损坏。

4)燃烧室耐火材料内侧易脱落

为防止高温损伤燃烧室结构，燃烧室内用耐材砌筑，但是由于温度激变及烟气流的冲刷腐蚀、局部高温对耐火材料产生烧熔，导致耐材断裂、脱落，进而发生倒塌，严重影响了使用寿命。

5)燃烧式消烟车排放、燃烧后温度高

燃烧式消烟车，装煤烟气在燃烧室内与空气混合燃烧，废气经水洗除尘后外排，由于气流的不稳定及持续时间不一，导致燃烧后的废气温度不稳定，废气温度变化，也造成外排烟气温度变化，且排放指标也不合格。

2)双U型管导烟车

在焦炉炉顶上设置双U型管导烟车，同时配合导烟车设置炉顶水封导烟孔装置。U型管导烟技术是利用U型管跨接在炉顶2个炭化室的导烟孔上，利用高压氨水喷射产生的抽吸力，把装煤产生的烟尘通过本炭化室和临近炭化室收集到集气管内，减少荒煤气的逸出，达到消烟除尘的效果。

双U型管导烟车存在的问题：

1)N+2和N-1结焦时间的问题

双U型管导烟车，采用N+2和N-1导套，将装煤N号炭化室内产生省的烟气，在高压氨水喷射的作用下，将烟气导入到相邻的N+2和N-1炭化室。由于国内都是采用5-2串序或者2-1串序，N+2炭化室为下一个笺号的出焦炉号，和N号炭化室相差2个多小时，处于结焦末期，还有一定的煤气发生量。而对于N-1号炭化室，处于结焦中期，正是煤气发生量最大的时刻，此时将装煤产生的烟气导入到N-1号炭化室，加剧了该号炭化室导烟的难度。

2)煤气含氧高的安全风险

双U型管导烟车，将烟气导入到相邻N+2和N-1号炭化室内，含有大量空气的混合煤气，在流经不处于结焦后期(出焦前)的炭化室时，其中含有的可燃成分烧不掉，混合其他中还含有部分氧气，增加了煤气含氧量，为后续煤气电捕除焦油带来风险。

3)煤气热值低

由于混合气体中的氧没有完全烧掉，且高压氨水无烟装煤时，集气管压力波动较大，空气会从密封不严密的炭化室炉门处抽入到集气管内，导致荒煤气成分发生变化，煤气热值降低。

4)炉头烟搜集效果差

采用高压氨水无烟装煤工艺，炭化室的负压由高压氨水的喷射产生，装煤后煤饼受到炭化室内高温的作用，会产生大量水蒸汽和荒煤气，这些气体阻碍了炉口荒煤气向炉内流动，在炉口处形成大量黄烟。混合气体沿着煤饼高度方向产生，在热浮力的作用下向炉口外侧流动，设置在炉头上部的吸尘罩不能收集到这些气体，导致炉头烟搜集效果差。

5)导烟时集气管压力波动大

采用高压氨水无烟装煤工艺，炭化室的负压由高压氨水的喷射产生，煤饼中的水分收到高温炙烤的作用而形成水蒸汽，体积膨胀1000倍，集气管内突然吸入大量的混有水蒸汽的混合气体而不是单纯的荒煤气，大量的气体阻断了荒煤气向后的流动，造成集气管压力波动大。

6)边炭化室只能用一个导套，装煤效果差

采用双U型管导烟车，其N-1导套向前一个炭化室导烟，在焦炉起始号炭化室装煤时，由于没有前一个炉号，只能用N+2导套；在焦炉终端炭化室装煤时，N+2号导套不能使用，只能使用N-1导套将烟气导入相邻炭化室。这种模式导致了焦炉两端炭化室装煤时，只能用一个导套导烟，装煤效果差，焦炉冒烟严重。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种捣固焦炉边炭化室高效无烟装煤技术，通过推焦2-1串序、n+2及n+4M型导烟管导烟车、炉顶导烟孔位置的布置、集气管压力调节的操作、假导烟孔的设置及连接管的布置，实现焦炉边炭化室无烟装煤，并通过以上设施的组合生产操作降低荒煤气中的氧含量，以达到提高捣固焦炉环保技术的目的。具体的方案如下：

本发明提供了一种捣固焦炉边炭化室高效无烟装煤技术，包括炉顶布置的导烟孔及密封系统、连接管、n+2及n+4M型导烟管导烟车、集气管压力调节装置、优化的推焦串序等。

导烟孔包括密封导烟孔座(1)、导烟孔盖(2)、导烟孔密封进水(3)和导烟孔密封出水(4)；

连接管包括管段(5)、排水设施(6)和清扫系统(7)；

导烟车上含有n+2导烟管(8)和n+4导烟管(9)；

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1一种密封导烟孔结构示意图

图2连接管及密封导烟孔布置示意图

图3 N+2、N+4M型导烟管示意图

图4第一号炭化室及正常炉区导烟示意图

图5边-3号炭化室导烟示意图

图6边-2号炭化室导烟示意图

图7边-1号炭化室导烟示意图

图8边炭化室导烟示意图

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。

本发明提供了一种捣固焦炉边炭化室高效无烟装煤技术，如图1、2、3、4、5、6、7、8所示，具体包括炉顶布置的导烟孔及密封系统、连接管、n+2及n+4M型导烟管导烟车、集气管压力调节装置、优化的推焦串序等。

导烟孔包括密封导烟孔座(1)、导烟孔盖(2)、导烟孔密封进水(3)和导烟孔密封出水(4)；

连接管包括管段(5)、排水设施(6)和清扫系统(7)；

导烟车上含有n+2M型导烟管(8)和n+4M型导烟管(9)；

实施例1

结合附图1、2、3、4，本实施例提供一种捣固焦炉边炭化室高效无烟装煤技术，包括导烟孔包括密封导烟孔座(1)、导烟孔盖(2)、导烟孔密封进水(3)和导烟孔密封出水(4)；连接管包括管段(5)、排水设施(6)和清扫系统(7)；导烟车上含有n+2M型导烟管(8)和n+4M型导烟管(9)；

其中连接管包括管段(5)和密封导烟孔座(1#、2#)、焦炉集气管相连通。

由此，本捣固焦炉边炭化室提高无烟装煤效果的技术在使用时，焦炉采用2-1推焦串序进行推焦装煤作业。在焦炉第一个边炭化室装煤导烟时，装煤产生的荒煤气由炉墙两侧流经炉顶空间，汇集到导烟孔底部及焦侧上升管根部，在此装煤烟气被分为三个部分：第一路被抽入焦侧上升管，流经桥管、单调阀门后进入负压(或正压)操作的集气管；第二路经N+2(或N+4)M型导烟管，在负压集气管(或高压氨水喷洒产生负压)的作用下，流入N+2(或N+4)号炭化室，此时该N+2(或N+4)正处于结焦末期，装煤产生的烟气在燃烧掉可燃成分后，进入焦炉集气管；第三路经N+4(或N+2)M型导烟管，在负压集气管(或高压氨水喷洒产生负压)的作用下，流入N+4(或N+2)号炭化室，此时该N+4(或N+2)正处于结焦末期，装煤产生的烟气在燃烧掉可燃成分后，进入焦炉集气管。在该焦炉第一号炭化室装煤时，采用N+2、N+4双M型导烟管结构，将烟气同时导入到两个临近出焦的炭化室，实现了边炭化室双管导烟。

实施例2

结合附图1、2、3、5，本实施例提供一种捣固焦炉边炭化室高效无烟装煤技术，包括导烟孔包括密封导烟孔座(1)、导烟孔盖(2)、导烟孔密封进水(3)和导烟孔密封出水(4)；连接管包括管段(5)、排水设施(6)和清扫系统(7)；导烟车上含有n+2导烟管(8)和n+4导烟管(9)；

其中连接管包括管段(5)和密封导烟孔座(1#、2#)、焦炉集气管相连通。

由此，本捣固焦炉边炭化室提高无烟装煤效果的技术在使用时，焦炉采用2-1推焦串序进行推焦装煤作业。在边-3号炭化室装煤导烟时，装煤产生的荒煤气由炉墙两侧流经炉顶空间，汇集到导烟孔底部及焦侧上升管根部，在此装煤烟气被分为三个部分：第一路被抽入焦侧上升管，流经桥管、单调阀门后进入负压(或正压)操作的集气管；第二路经N+2M型导烟管，在负压集气管(或高压氨水喷洒产生负压)的作用下，流入N+2号炭化室，此时该N+2正处于结焦末期，装煤产生的烟气在燃烧掉可燃成分后，进入焦炉集气管；第三路经N+4M型导烟管和1#密封导烟孔，在连接管段及负压集气管的作用下，经连接管流入集气管。在该焦炉边-3号炭化室装煤导烟时，采用N+2、N+4双M型导烟管结构，将烟气同时导入到两个炭化室，实现了双管导烟。

实施例3

结合附图1、2、3、6，本实施例提供一种捣固焦炉边炭化室高效无烟装煤技术，包括导烟孔包括密封导烟孔座(1)、导烟孔盖(2)、导烟孔密封进水(3)和导烟孔密封出水(4)；连接管包括管段(5)、排水设施(6)和清扫系统(7)；导烟车上含有n+2导烟管(8)和n+4导烟管(9)；

其中连接管包括管段(5)和密封导烟孔座(1#、2#)、焦炉集气管相连通。

由此，本捣固焦炉边炭化室提高无烟装煤效果的技术在使用时，焦炉采用2-1推焦串序进行推焦装煤作业。在边-2号炭化室装煤导烟时，装煤产生的荒煤气由炉墙两侧流经炉顶空间，汇集到导烟孔底部及焦侧上升管根部，在此装煤烟气被分为三个部分：第一路被抽入焦侧上升管，流经桥管、单调阀门后进入负压(或正压)操作的集气管；第二路经N+2M型导烟管，在负压集气管(或高压氨水喷洒产生负压)的作用下，流入边末号炭化室，此时该N+2炭化室正处于结焦末期，装煤产生的烟气在燃烧掉可燃成分后，进入焦炉集气管；第三路经N+4M型导烟管和2#密封导烟孔，在连接管段及负压集气管的作用下，经连接管流入集气管。在该焦炉边-2号炭化室装煤导烟时，采用N+2、N+4双M型导烟管结构，将烟气同时导入到两个炭化室，实现了双管导烟。

实施例4

结合附图1、2、3、7，本实施例提供一种捣固焦炉边炭化室高效无烟装煤技术，包括导烟孔包括密封导烟孔座(1)、导烟孔盖(2)、导烟孔密封进水(3)和导烟孔密封出水(4)；连接管包括管段(5)、排水设施(6)和清扫系统(7)；导烟车上含有n+2导烟管(8)和n+4导烟管(9)；

其中连接管包括管段(5)和密封导烟孔座(1#、2#)、焦炉集气管相连通。

由此，本捣固焦炉边炭化室提高无烟装煤效果的技术在使用时，焦炉采用2-1推焦串序进行推焦装煤作业。在边-1号炭化室装煤导烟时，装煤产生的荒煤气由炉墙两侧流经炉顶空间，汇集到导烟孔底部及焦侧上升管根部，在此装煤烟气被分为三个部分：第一路被抽入焦侧上升管，流经桥管、单调阀门后进入负压(或正压)操作的集气管；第二路经N-1M型导烟管，在负压集气管(或高压氨水喷洒产生负压)的作用下，流入N-1号炭化室，装煤产生的烟气在燃烧掉可燃成分后，进入焦炉集气管；第三路经N+2M型导烟管和1#密封导烟孔，在连接管段及负压集气管的作用下，经连接管流入集气管。在该焦炉边-1号炭化室装煤导烟时，采用N-1、N+2双M型导烟管结构，将烟气同时导入到两个炭化室，实现了双管导烟。

实施例5

结合附图1、2、3、8，本实施例提供一种捣固焦炉边炭化室高效无烟装煤技术，包括导烟孔包括密封导烟孔座(1)、导烟孔盖(2)、导烟孔密封进水(3)和导烟孔密封出水(4)；连接管包括管段(5)、排水设施(6)和清扫系统(7)；导烟车上含有n+2导烟管(8)和n+4导烟管(9)；

其中连接管包括管段(5)和密封导烟孔座(1#、2#)、焦炉集气管相连通。

由此，本捣固焦炉边炭化室提高无烟装煤效果的技术在使用时，焦炉采用2-1推焦串序进行推焦装煤作业。在边炭化室装煤导烟时，装煤产生的荒煤气由炉墙两侧流经炉顶空间，汇集到导烟孔底部及焦侧上升管根部，在此装煤烟气被分为三个部分：第一路被抽入焦侧上升管，流经桥管、单调阀门后进入负压(或正压)操作的集气管；第二路经N-1M型导烟管，在负压集气管(或高压氨水喷洒产生负压)的作用下，流入边-1号炭化室，装煤产生的烟气在燃烧掉可燃成分后，进入焦炉集气管；第三路经N+2M型导烟管和2#密封导烟孔，在连接管段及负压集气管的作用下，经连接管流入集气管。在该焦炉边-1号炭化室装煤导烟时，采用N-1、N+2双M型导烟管结构，将烟气同时导入到两个炭化室，实现了双管导烟。

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。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种捣固焦炉边炭化室高效无烟装煤技术，其特征在于，包括：

位于焦炉端墙的密封导烟孔及水封机构；

连接管，与密封导烟孔装配，且另一端与上升管连接；

设于导烟车的双M型导烟管，包括N、N+1、N+2和N、N+2、N+4导管，及附属液压、机械机构。

2.根据如权利要求1所述的一种捣固焦炉边炭化室高效无烟装煤技术，其特征是，所述密封导烟孔具体包括：

导烟孔座，导入、导出边炭化室装煤产生的烟气；

导烟孔盖，密封边炭化室装煤产生的烟气；

水封进水管路，密封导烟孔水封结构补水；

水封排水管路，排出密封导烟孔水封槽内的泥浆。

3.根据如权利要求1所述的一种捣固焦炉边炭化室高效无烟装煤技术，其特征是，所述双M型导烟管具体包括：

N+2导烟管，正常炉区将N号炭化室装煤产生的烟气导如N+2号炭化室、边炭化室-2号炭化室装煤产生的烟气导入到边炭化室及边炭化室-1炭化室和边炭化室装煤产生的烟气导入到N-1号炭化室；

N+4导烟管，正常炉区将N号炭化室装煤产生的烟气导如N+4号炭化室、边炭化室-2号炭化室装煤产生的烟气导入到边炭化室及边炭化室-1炭化室导入到1号密封导烟孔，和边炭化室装煤产生的烟气导入2号密封导烟孔。

4.根据如权利要求1所述的一种捣固焦炉边炭化室高效无烟装煤技术，其特征是，所述连接管及上升管具体包括：

连接管，将1号、2号密封导烟孔导入的装煤烟气联通至焦炉上升管；

上升管，将连接管内的装煤烟气联通至焦炉集气管。

5.根据如权利要求1所述的一种捣固焦炉边炭化室高效无烟装煤技术的工作方法，其特征在于，包括以下步骤；

1)1号炭化室及炉区装煤导烟：

步骤1：1号炭化室(N号炭化室)装煤烟气，N+2导烟管将烟气导入3号或N+2号炭化室；

步骤2：1号炭化室(N号炭化室)装煤烟气，N+4导烟管将烟气导入5号或N+4号炭化室；

步骤3：开启高压氨水或单调装置，将N+2导烟管和N+4导烟管导入的装煤烟气吸入焦炉集气管。

2)边-3号炭化室装煤导烟：

步骤1：边-3炭化室装煤烟气，N+2导烟管将烟气导入边-1号炭化室；

步骤2：边-3炭化室装煤烟气，N+4导烟管将烟气导入1号密封导烟孔；

步骤3：开启高压氨水或单调装置，将N+2导烟管导入的装煤烟气吸入焦炉集气管；

步骤4：开启高压氨水或单调装置，将N+4导烟管导入的装煤烟气，经连接管、上升管吸入焦炉集气管。

3)边-2号炭化室装煤导烟：

步骤1：边-2炭化室装煤烟气，N+2导烟管将烟气导入边号炭化室；

步骤2：边-2炭化室装煤烟气，N+4导烟管将烟气导入2号密封导烟孔；

步骤3：开启高压氨水或单调装置，将N+2导烟管导入的装煤烟气吸入焦炉集气管；

步骤4：开启高压氨水或单调装置，将N+4导烟管导入的装煤烟气，经连接管、上升管吸入焦炉集气管。

4)边-1号炭化室装煤导烟：

步骤1：边-1炭化室装煤烟气，N+2导烟管将烟气导入边-2号炭化室；

步骤2：边-1炭化室装煤烟气，N+4导烟管将烟气导入1号密封导烟孔；

步骤3：开启高压氨水或单调装置，将N+2导烟管导入的装煤烟气吸入焦炉集气管；

步骤4：开启高压氨水或单调装置，将N+4导烟管导入的装煤烟气，经连接管、上升管吸入焦炉集气管。

5)边炭化室装煤导烟

步骤1：边炭化室装煤烟气，N+2导烟管将烟气导入边-1号炭化室；

步骤2：边炭化室装煤烟气，N+4导烟管将烟气导入2号密封导烟孔；

步骤3：开启高压氨水或单调装置，将N+2导烟管导入的装煤烟气吸入焦炉集气管；

步骤4：开启高压氨水或单调装置，将N+4导烟管导入的装煤烟气，经连接管、上升管吸入焦炉集气管。

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