CN114989839B - 一种焦炉蓄热室清灰方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种焦炉蓄热室清灰方法及装置，其特征在于：在蓄热室顶部设有第一开孔，在蓄热室中部设有第二开孔；根据蓄热室顶部的温度和小烟道的温度确定第二开孔的高度；从第一开孔处通入工业氧气，从第二开孔处通入焦炉煤气。本发明利用进入蓄热室废气的高温，在蓄热室顶部仅补充氧气达到燃烧可燃性积灰，中部上下位置通焦炉煤气燃烧补充热量。通过蓄热室分段控制喷入不同气体，实现蓄热室内部自动清灰。在清除蓄热室积灰的同时提高了蓄热室格子砖的热量，为交换后上升气流提供更高的换热热量。

Description

一种焦炉蓄热室清灰方法及装置
技术领域
本发明属于焦化技术领域，具体是一种焦炉蓄热室清灰方法及装置。
背景技术
焦炉作为最复杂的工业炉窑之一，其数量众多的燃烧室和炭化室相互间隔排布，燃烧室内的煤气通过燃烧将热量传递给两边的炭化室，炭化室内的湿煤经脱水干馏成为焦炭，送至高炉高炉炼铁。
焦炉蓄热室内放置格子砖，对燃烧后废气余热吸收，将吸收的热量交换给新进入的煤气和空气对其预热，实现炼焦能量的有效利用。蓄热室格子砖的通畅直接关系到炼焦耗热量的高低。
然而，实际工业生产过程中，尤其是当焦炉炉龄达到一定年限之后，焦炉炭化室炉墙出现裂缝，荒煤气由炭化室串漏到燃烧室，与燃烧室内的混合煤气、空气不完全燃烧形成积灰，造成蓄热室内格子砖不同程度的堵塞，影响了焦炉的热利用效率。
文献“焦炉蓄热室阻力减小的措施及效果，煤化工，2010(5)”报道，利用下降气流，从地下室打开煤气小烟道底部的清扫管管堵，用特制工具清除管内泥块和灰尘，然后将长度、巾的钢管插人清扫管内，钢管末端连接高压胶管，将压力为的压缩空气经高压胶管通人钢管，对小烟道和蓄热室内的格子砖进行由上而下的有序吹扫。
中国专利“一种用于焦炉蓄热室吸尘的装置”，公开号CN207016713U，授权公告日2018.02.16，公开了一种由吸尘管、风管以及积灰盒组成的蓄热室吸尘装置，风管一端为进风口，风管的另一端与积灰盒的进口相连，积灰盒的出口形成出风口，所述吸尘管的一端为吸尘口，吸尘管的另一端与风管相连，吸尘管的另一端和风管的进风口位于积灰盒的进口同一侧。通过在蓄热室顶部形成负压吸尘和小烟道部位的高压吹扫，将蓄热室格子砖内的灰尘收集起来，达到去除格子砖内积灰的目的。同样该专利针对设有小烟道有吹扫孔的焦炉。
现有技术中的方法均是针对小烟道底部有清扫管的焦炉，对于7.63m等超大型焦炉，其结构设计与国内等中小型焦炉有较大的区别。7.63m焦炉每次清理积灰需要打开蓄热室内喷射板封门，浪费人力和时间。
发明内容
针对背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用蓄热室内高温废气热量，自动清理焦炉蓄热室格子砖内沉积的游离碳等可燃性积灰的焦炉蓄热室清灰方法及装置。
为达到上述目的，本发明设计的焦炉蓄热室清灰方法，其特征在于：
在蓄热室顶部设有第一开孔，在蓄热室中部设有第二开孔；根据蓄热室顶部的温度和小烟道的温度确定第二开孔的高度；从第一开孔处通入工业氧气，从第二开孔处通入焦炉煤气。
优选的，通过第一管道将工业氧气送入蓄热室内，通过第二管道将焦炉煤气送入蓄热室内；所述第一管道和第二管道都能沿蓄热室径向伸缩往复运动。
进一步优选的，所述第一管道和第二管道深入蓄热室内的长度相等，且同步伸缩往复运动。
再进一步优选的，所述第一管道和第二管道的速度为10～30mm/s。
优选的，在蓄热室产生下降气流后的一段时间后再测量蓄热室顶部的温度和小烟道的温度，并根据上述测量的结果确定第二开孔的高度。
进一步优选的，在蓄热室产生下降气流后再等至少5min后再测量蓄热室顶部的温度和小烟道的温度。
进一步优选的，第二开孔的高度h，h＝(T0－T2)*H/(T1－T2)，T0为燃烧控制温度，T1为第一开孔处的温度，T2为废气盘侧小烟道的温度，H为蓄热室的高度。
优选的，通入工业氧气的流量V1，V1＝k*(1.8V高煤+5.8V焦煤)*(16％－C1)/n/(C2－16％)，其中，k为修正系数，V高煤、V焦煤分别为高炉煤气和焦炉煤气的消耗量，n为蓄热室双联火道对数，C1为废气盘侧小烟道的废气氧浓度，C2为通入的工业氧气的浓度。
优选的，通入焦炉煤气的流量V2，V2＝[(0.4V高煤+0.388V焦煤)*CCO2+(0.027V高煤+1.138V焦煤)*CH2O+(0.69V高煤+0.74V焦煤)*CN2]/4200，其中，V高煤、V焦煤分别为高炉煤气和焦炉煤气的消耗量，CCO2、CH2O、CN2分别为CO2、H2O、N2的平均比热容。
为达到上述目的，本发明设计的应用上述焦炉蓄热室清灰方法的焦炉蓄热室清灰装置，其特征在于：从蓄热室顶部伸入蓄热室内的第一管道和从蓄热室中部伸入蓄热室内的第二管道；所述第一管道连接工业氧气源，第二管道连接焦炉煤气源；所述第一管道和第二管道通过支架承载在蓄热室旁；所述第一管道和第二管道的一端都是垂直插入蓄热室内。
优选的，第二管道的高度h，h＝(T0－T2)*H/(T1－T2)，T0为燃烧控制温度，T1为第一开孔处的温度，T2为废气盘侧小烟道的温度，H为蓄热室的高度。
本发明的有益效果是：利用进入蓄热室废气的高温，在蓄热室顶部仅补充氧气达到燃烧可燃性积灰，中部上下位置通焦炉煤气燃烧补充热量。通过蓄热室分段控制喷入不同气体，实现蓄热室内部自动清灰。在清除蓄热室积灰的同时提高了蓄热室格子砖的热量，为交换后上升气流提供更高的换热热量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
具体实施方式
下面通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
如图1所示，本发明设计的焦炉蓄热室清灰方法，在蓄热室顶部设有第一开孔，一般的第一开口的直径为15～20mm，本实施例中，直径为20mm，从第一开孔内插入热电偶，从废气盘处插入热电偶，在蓄热室产生下降气流后的一段时间后再测量蓄热室顶部的温度和小烟道的温度，并根据上述测量的结果确定第二开孔的高度。具体的，当蓄热室产生下降气流且经过5min后读数，测得蓄热室顶部温度T1＝1250℃，小烟道11温度T2＝300℃，取废气测得氧浓度C1＝2.1％。通过蓄热室顶部温度和小烟道温度，燃烧控制温度T0取700℃，蓄热室高H为2250mm，估算确定蓄热室中部通入管道位置，也即是第二开孔的位置h＝(T0－T2)*H/(T1－T2)＝1300mm。在蓄热室1300m处开一直径为20mm圆孔，即第二开孔。一般的，第二开孔的直径为15～20mm。
通过插入第一开孔内的第一管道将工业氧气送入蓄热室内，通过插入第二开口的第二管道将焦炉煤气送入蓄热室内；所述第一管道和第二管道都能沿蓄热室径向伸缩往复运动。
蓄热室顶部开孔和中间开孔位置均放入管道，待下降气流开始后分别通90％工业氧气和焦炉煤气，工业氧气的流量V1＝＝k*(1.8V高煤+5.8V焦煤)*(16％－C1)/n/(C2－16％)≈61m3/h，其中，k为修正系数，V高煤、V焦煤分别为高炉煤气和焦炉煤气的消耗量，n为蓄热室双联火道对数，C1为废气盘侧小烟道的废气氧浓度，C2为通入的工业氧气的浓度；焦炉煤气的流量V2＝[(0.4V高煤+0.388V焦煤)*CCO2+(0.027V高煤+1.138V焦煤)*CH2O+(0.69V高煤+0.74V焦煤)*CN2]/4200≈18m3/h，其中，V高煤、V焦煤分别为高炉煤气和焦炉煤气的消耗量，CCO2、CH2O、CN2分别为CO2、H2O、N2的平均比热容。
优选的，所述第一管道和第二管道深入蓄热室内的长度相等，且同步伸缩往复运动。所述第一管道和第二管道的速度为10～30mm/s。
本发明设计的应用上述焦炉蓄热室清灰方法的焦炉蓄热室清灰装置，从蓄热室1顶部伸入蓄热室内的第一管道2和从蓄热室1中部伸入蓄热室1内的第二管道3；所述第一管道2通过接头4连接工业氧气源，第二管道3通过接头4连接焦炉煤气源；所述第一管道2和第二管道3通过上支架5和下支架6承载在蓄热室1旁；所述第一管道2和第二管道3的一端都是垂直插入蓄热室1内。第一管道2与上支架5滑动连接，第二管道3与下支架6滑动连接。
通入的过程中，通过第一管道2和第二管道3通过链条7、滑轮8、电机9实现同步往复运动，对同一高度不同位置的蓄热室格子砖10吹扫，有效清理了蓄热室格子砖内的积灰。
本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种焦炉蓄热室清灰方法，其特征在于：在蓄热室顶部设有第一开孔，在蓄热室中部设有第二开孔；根据蓄热室顶部的温度和小烟道的温度确定第二开孔的高度；从第一开孔处通入工业氧气，从第二开孔处通入焦炉煤气；在蓄热室产生下降气流后的一段时间后再测量蓄热室顶部的温度和小烟道的温度，并根据上述测量的结果确定第二开孔的高度；第二开孔的高度h，h=(T0－T2)*H/(T1－T2)，T0为燃烧控制温度，T1为第一开孔处的温度，T2为废气盘侧小烟道的温度，H为蓄热室的高度。
2.根据权利要求1所述的焦炉蓄热室清灰方法，其特征在于：通过第一管道将工业氧气送入蓄热室内，通过第二管道将焦炉煤气送入蓄热室内；所述第一管道和第二管道都能沿蓄热室径向伸缩往复运动。
3.根据权利要求2所述的焦炉蓄热室清灰方法，其特征在于：所述第一管道和第二管道深入蓄热室内的长度相等，且同步伸缩往复运动。
4.根据权利要求3所述的焦炉蓄热室清灰方法，其特征在于：所述第一管道和第二管道的速度为10～30mm/s。
5.根据权利要求1所述的焦炉蓄热室清灰方法，其特征在于：在蓄热室产生下降气流后再等至少5min后再测量蓄热室顶部的温度和小烟道的温度。
6.根据权利要求1或2或5所述的焦炉蓄热室清灰方法，其特征在于：通入工业氧气的流量V1，V1=k*(1.8V高煤+5.8V焦煤)*(16%－C1)/n/(C2－16%)，其中，k为修正系数，V高煤、V焦煤分别为高炉煤气和焦炉煤气的消耗量，n为蓄热室双联火道对数，C1为废气盘侧小烟道的废气氧浓度，C2为通入的工业氧气的浓度。
7.根据权利要求6所述的焦炉蓄热室清灰方法，其特征在于：通入焦炉煤气的流量V2，V2=[(0.4V高煤+0.388V焦煤)*CCO2+(0.027V高煤+1.138V焦煤)*CH2O+(0.69V高煤+0.74V焦煤)*CN2]/4200，其中，V高煤、V焦煤分别为高炉煤气和焦炉煤气的消耗量，CCO2、CH2O、CN2分别为CO2、H2O、N2的平均比热容。
8.应用权利要求1至7任一项所述的焦炉蓄热室清灰方法的焦炉蓄热室清灰装置，其特征在于：从蓄热室顶部伸入蓄热室内的第一管道和从蓄热室中部伸入蓄热室内的第二管道；所述第一管道连接工业氧气源，第二管道连接焦炉煤气源；所述第一管道和第二管道通过支架承载在蓄热室旁；所述第一管道和第二管道的一端都是水平插入蓄热室内；第二管道的高度h，h=(T0－T2)*H/(T1－T2)，T0为燃烧控制温度，T1为第一开孔处的温度，T2为废气盘侧小烟道的温度，H为蓄热室的高度。
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