CN115353893A - 一种焦炉炭化室顶部结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种焦炉炭化室顶部结构，包括自下而上依次设置的顶部炉墙、跨顶砖及炉顶区；焦炉的机侧或焦侧设有上升管孔；炉顶空间的高度自上升管孔所在焦炉一侧向焦炉另一侧逐渐增大，跨顶砖与顶部炉墙之间填充炉墙垫高层。本发明能够将装煤产生的大量烟尘快速导入至上升管，减少高压氨水用量，有效控制焦炉炭化室烟尘外溢情况；同时，能够将炼焦初期生成的大量荒煤气快速导出，减少荒煤气在炉顶空间中的停留时间，防止荒煤气二次裂解，使得整个炼焦期间集气管压力波动范围更小，有利于焦炉稳定生产。
Description
技术领域
本发明涉及焦炉技术领域，尤其涉及一种焦炉炭化室顶部结构。
背景技术
当今的大型焦炉主要由蓄热室、斜道、燃烧室、炭化室和炉顶区组成，其中炉顶区指炭化室跨顶砖以上部分，顶装焦炉对应每个炭化室上方的炉顶区设置多个个装煤孔和一个上升管孔。捣固焦炉对应每个炭化室上方的炉顶区设置有多个导烟孔、多个除碳孔和一个上升管孔。焦炉装煤线与跨顶砖之间的区域称为炉顶空间，在装煤、炼焦过程中炭化室内产生的荒煤气与烟尘通过炉顶空间、经上升管后进入集气管收集。目前，装煤过程中炭化室生成的烟尘，主要依靠集气管内高压氨水喷射形成的、-400Pa至-500Pa的吸力导出。
炼焦过程中荒煤气产生的量各不相同，装煤、推焦过程中均有大量烟尘导出，尤其是焦炉大型化后，炭化室的长、宽、高方向尺寸均有较大增加，荒煤气的产生量与装煤时烟尘的导出量也相应地大幅提升。对于依靠增大高压氨水喷射形成的负压将荒煤气与烟尘导入集气管的方式，不仅氨水需求量大大提高，而且也难以达到预期效果；因此亟需探索一种通过对焦炉结构进行改进，能够促进荒煤气与烟尘顺利导出并降低炉顶空间内阻力的方法。
发明内容
本发明提供了一种焦炉炭化室顶部结构，通过对炉顶空间的结构形式进行改进，能够将装煤产生的大量烟尘快速导入至上升管，减少高压氨水用量，有效控制焦炉炭化室烟尘外溢情况；同时，能够将炼焦初期生成的大量荒煤气快速导出，减少荒煤气在炉顶空间中的停留时间，防止荒煤气二次裂解，使得整个炼焦期间集气管压力波动范围更小，有利于焦炉稳定生产。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种焦炉炭化室顶部结构，包括自下而上依次设置的顶部炉墙、跨顶砖及炉顶区；炭化室的顶部为顶部炉墙，顶部炉墙的下表面为煤线，煤线与跨顶砖之间的区域为炉顶空间；焦炉的机侧或焦侧设有上升管孔；所述炉顶空间的高度自上升管孔所在焦炉一侧向焦炉另一侧逐渐增大，跨顶砖与顶部炉墙之间填充炉墙垫高层。
所述焦炉为捣固焦炉，捣固焦炉对应炭化室上方的炉顶区沿焦侧-机侧方向依次设有上升管孔、若干导烟孔及若干除碳孔，导烟孔与除碳孔间隔设置；捣固焦炉的炉顶空间高度自焦侧向机侧呈梯级变化，并逐渐减小，即上升管孔与最靠近上升管孔的第一导烟孔之间的跨顶砖高于第一导烟孔与相邻的第一除碳孔之间的跨顶砖，以此类推。
所述焦炉为顶装焦炉，顶装焦炉对应炭化室上方的炉顶区沿机侧-焦侧方向依次设有上升管孔及若干装煤孔，装煤孔间隔设置；顶装焦炉的炉顶空间高度自机侧向焦侧呈梯级变化，并逐渐减小，即上升管孔与最靠近上升管孔的第一装煤孔之间的跨顶砖高于第一装煤孔与相邻的第二装煤孔之间的跨顶砖，以此类推。
所述炉墙垫高层由耐火砖砌筑或由耐火浇注料浇筑成型。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)炭化室的顶面炉墙高度呈梯级变化，使得焦炉沿远离上升管孔一侧至靠近上升管孔一侧的炉顶空间逐渐增大；在装煤初期，能够引导炭化室内的大量烟尘向上升管孔一侧流动，由于机焦两侧的炉顶空间存在高度差，热浮力逐渐累积，使烟尘流速加快即烟尘导出速度加快，在达到相同导烟效果的前提下能够有效减少高压氨水用量，并且有利于防止因炭化室内压力过高导致烟尘自装煤孔或炉门处外溢的情况发生。
2)在炼焦初期，荒煤气在炉顶空间内汇集并流向上升管孔一侧，由于此处的炉顶空间高度最大，且荒煤气流动空间逐渐增大，流动阻力逐渐减小，有利于荒煤气经上升管加速导出，从而加强了焦炭结焦换热效果，减少荒煤气二次裂解。
附图说明
图1为本发明实施例1所述捣固焦炉炭化室顶部结构剖视图。
图2为本发明实施例2所述顶装焦炉炭化室顶部结构剖视图。
图中：1.上升管孔 21.第一导烟孔 22.第二导烟孔 31.第一除碳孔 32.第二除碳孔 41.第一层炉墙垫高层 42.第二层炉墙垫高层 43.第三层炉墙垫高层 44.第四层炉墙垫高层 5.煤线 6.跨顶砖 71.第一装煤孔 72.第二装煤孔 73.第三装煤孔 74.第四装煤孔 8.顶部炉墙
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：
本发明所述一种焦炉炭化室顶部结构，包括自下而上依次设置的顶部炉墙8、跨顶砖6及炉顶区；炭化室的顶部为顶部炉墙8，顶部炉墙8的下表面为煤线5，煤线5与跨顶砖6之间的区域为炉顶空间；焦炉的机侧或焦侧设有上升管孔1；所述炉顶空间的高度自上升管孔1所在焦炉一侧向焦炉另一侧逐渐增大，跨顶砖6与顶部炉墙8之间填充炉墙垫高层。
如图1所示，所述焦炉为捣固焦炉，捣固焦炉对应炭化室上方的炉顶区沿焦侧-机侧方向依次设有上升管孔1、若干导烟孔及若干除碳孔，导烟孔与除碳孔间隔设置；捣固焦炉的炉顶空间高度自焦侧向机侧呈梯级变化，并逐渐减小，即上升管孔1与最靠近上升管孔1的第一导烟孔21之间的跨顶砖6高于第一导烟孔21与相邻的第一除碳孔31之间的跨顶砖6，以此类推。
如图2所示，所述焦炉为顶装焦炉，顶装焦炉对应炭化室上方的炉顶区沿机侧-焦侧方向依次设有上升管孔1及若干装煤孔，装煤孔间隔设置；顶装焦炉的炉顶空间高度自机侧向焦侧呈梯级变化，并逐渐减小，即上升管孔1与最靠近上升管孔1的第一装煤孔71之间的跨顶砖6高于第一装煤孔71与相邻的第二装煤孔72之间的跨顶砖6，以此类推。
所述炉墙垫高层由耐火砖砌筑或由耐火浇注料浇筑成型。
公开号为CN 113956890A的中国专利申请公开了“一种减少烟尘排放的焦炉炭化室结构”，炭化室的顶部设跨顶砖，跨顶砖与装煤线之间的炭化室顶部空间为炉顶空间；所述炉顶空间的两侧分别向外延伸形成凹槽结构，使炉顶空间的宽度大于炭化室的宽度。通过凹槽结构增大了炉顶空间的横截面积和体积，可以使装煤初期煤饼上方荒煤气的流通更加顺畅，从而降低荒煤气流通阻力以及炭化室的压力，达到从源头上减少荒煤气及粉尘外泄的目的。从其附图4可以看出，其跨顶砖处于同一水平面。
本发明所述一种焦炉炭化室顶部结构，以煤线5为界，将高于煤线5的炭化室炉墙部分定义为顶部炉墙8，不同层数、不同高度的炉墙垫高层设置于顶部炉墙8与跨顶砖6之间，形成沿机侧-焦侧方向呈梯级变化的炉顶空间。
所述炉墙垫高层可由耐火砖砌筑而成，或由耐火浇注料浇筑成型。耐火砖的数量或耐火浇注料的浇筑长度根据炉墙垫高层的高度进行对应增减。根据上升管孔1所在位置(机侧或焦侧)，上升管孔1一侧的炉墙垫高层高度最大，焦炉另一侧的炉墙垫高层高度最小，中间的炉墙垫高层高度呈梯级变化。
所述跨顶砖6由耐火砖制成，横担于两个相邻炭化室的顶部炉墙8上，上升管孔1、装煤孔、导烟孔、除碳孔下方不布置跨顶砖6。以上升管孔1、导烟孔、除碳孔、装煤孔为界，将对应整个炭化室的跨顶砖6分为若干段，每一段设置在不同高度的炉墙垫高层上。
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。
【实施例1】
如图1所示，本实施例中，焦炉为捣固焦炉，每个炭化室上方均沿焦炉横向设置2个导烟孔、2个除碳孔及1个上升管孔1，其中上升管孔1布置于焦侧炉头部位。
机侧焦炉的正面线与第二除碳孔32之间的跨顶砖6布置于顶部炉墙8上，其余区域的跨顶砖6与顶部炉墙8之间设置不同高度的炉墙垫高层，且每一层炉墙垫高层的铺设长度均不同。
本实施例中，第一层炉墙垫高层41从第二除碳孔32靠近机侧的内表面为起始点，铺设至上升管孔1靠近焦侧一侧；第二除碳孔32与第二导烟孔22之间的跨顶砖6布置于第一层炉墙垫高层41上，炉顶空间高差H2＞H1；
第二层炉墙垫高层42整体布置于第一炉墙垫高层41上，铺设范围为从第二导烟孔22靠近机侧的内表面至上升管孔1靠近焦侧一侧；第一除碳孔31与第二导烟孔22之间的跨顶砖布置于第二层炉墙垫高层42上,炉顶空间高差H3＞H2。
第三层炉墙垫高层43整体布置于第二层炉墙垫高层42上，铺设范围从第一除碳孔31靠近机侧内表面至上升管孔1靠近焦侧一侧；第一除碳孔31与第一导烟孔21之间的跨顶砖6布置于第三炉墙垫高层43上，炉顶空间高差H4＞H3。
第四层炉墙垫高层44整体布置于第三炉墙垫高层43上，铺设范围从第一导烟孔21机侧内表面至上升管孔1焦侧一侧；第一导烟孔21与上升管孔1之间的跨顶砖6布置于第四层炉墙垫高层44上，炉顶空间高差H5＞H4。
呈梯级布置的炉墙垫高层，使炉顶空间从机侧向焦侧逐渐增大，有利于烟尘与荒煤气等气体产物从上升管孔1快速导出。图1中的箭头为气流流动方向，箭头数量表示气流量(自机侧至焦侧逐渐增大)。
【实施例2】
如图2所示，本实施例中，焦炉为顶装焦炉，每个炭化室的上方设置4个装煤孔和1个上升管孔1。其中，上升管孔1布置于机侧炉头位置，焦侧的焦炉正面线与第四装煤孔74之间的跨顶砖6布置于顶部炉墙8上，其余区域均设置炉墙垫高层，炉墙垫高层分层布置在顶部炉墙8上，每一层炉墙垫高层的铺设长度均不同。
第一层炉墙垫高层41从第四装煤孔74紧靠焦侧的内表面为起始点，铺设至上升管孔1靠近机侧一侧,第四装煤孔74与第三装煤孔73之间的跨顶砖6设置在第一层炉墙垫高层41上；炉顶空间高差H4＞H5；
第二层炉墙垫高层42整体布置于第一层炉墙垫高层41上，铺设范围从第三装煤孔73靠近焦侧内表面至上升管孔1靠近机侧一侧；第三装煤孔73与第二装煤孔72之间的跨顶砖布置于第二层炉墙垫高层42上，炉顶空间高差H3＞H4。
第三层炉墙垫高层43整体布置于第二层炉墙垫高层42上，铺设范围从第二装煤孔72靠近焦侧内表面至上升管孔1靠近机侧一侧；第二装煤孔72与第一装煤孔71之间的跨顶砖布置于第三层炉墙垫高层43上，炉顶空间高差H2＞H3。
第四层炉墙垫高层44整体布置于第三层炉墙垫高层43上，铺设范围从第一装煤孔71焦侧内表面至上升管孔1机侧一侧；第一装煤孔71与上升管孔1之间的跨顶砖布置于第四炉墙垫高层44上，炉顶空间高差H1＞H2。
呈梯级布置的炉墙垫高层，使炉顶空间从焦侧向机侧逐渐增大，有利于烟尘与荒煤气等气体产物从上升管孔1快速导出，图2中箭头为气流流动方向，箭头数量表示气流量(自焦侧至机侧逐渐增大)。
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)
1.一种焦炉炭化室顶部结构，包括自下而上依次设置的顶部炉墙、跨顶砖及炉顶区；炭化室的顶部为顶部炉墙，顶部炉墙的下表面为煤线，煤线与跨顶砖之间的区域为炉顶空间；焦炉的机侧或焦侧设有上升管孔；其特征在于，所述炉顶空间的高度自上升管孔所在焦炉一侧向焦炉另一侧逐渐增大，跨顶砖与顶部炉墙之间填充炉墙垫高层。
2.根据权利要求1所述的一种焦炉炭化室顶部结构，其特征在于，所述焦炉为捣固焦炉，捣固焦炉对应炭化室上方的炉顶区沿焦侧-机侧方向依次设有上升管孔、若干导烟孔及若干除碳孔，导烟孔与除碳孔间隔设置；捣固焦炉的炉顶空间高度自焦侧向机侧呈梯级变化，并逐渐减小，即上升管孔与最靠近上升管孔的第一导烟孔之间的跨顶砖高于第一导烟孔与相邻的第一除碳孔之间的跨顶砖，以此类推。
3.根据权利要求1所述的一种焦炉炭化室顶部结构，其特征在于，所述焦炉为顶装焦炉，顶装焦炉对应炭化室上方的炉顶区沿机侧-焦侧方向依次设有上升管孔及若干装煤孔，装煤孔间隔设置；顶装焦炉的炉顶空间高度自机侧向焦侧呈梯级变化，并逐渐减小，即上升管孔与最靠近上升管孔的第一装煤孔之间的跨顶砖高于第一装煤孔与相邻的第二装煤孔之间的跨顶砖，以此类推。
4.根据权利要求1所述的一种焦炉炭化室顶部结构，其特征在于，所述炉墙垫高层由耐火砖砌筑或由耐火浇注料浇筑成型。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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