CN116083094A - 一种新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统。包括：氮气供应系统、煤气加热系统，煤气加热系统包括与燃烧室对应设置的两组煤气管道，焦炉煤气主管以及相互连通的两组立火道、两组小烟道、两组废气开闭器，氮气供应系统与两组煤气管道分别连接；煤气加热系统用于：关闭一组煤气管道的煤气输入；开启一组煤气管道的氮气输入；将与一组立火道连通的废气开闭器连接至废气口，将与另一组立火道连通的废弃开闭器连接至空气口；开启另一组煤气管道的煤气输入；关闭一组所述煤气管道的氮气输入。根据本公开，可减小设备规模和占地面积，降低设备成本和使用成本，避免煤气管道中煤气与空气混合发生爆鸣，延长焦炉使用寿命，提升焦炉的安全性。

Description

一种新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统

技术领域

本公开涉及生产工艺技术领域，尤其涉及一种新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统。

背景技术

大型焦炉的焦炉煤气经过下喷管和砖煤气道由煤气灯头喷入立火道，多个立火道组成燃烧室，焦炉运行过程中，一半立火道中空气与煤气混合燃烧，另一半立火道排出燃烧后的废气，间隔一定时间后，换向加热。焦炉煤气中含有大量的碳氢化合物，在高温下分解为石墨，容易堵塞煤气灯头，会引起燃烧系统阻力增加，影响焦炉正常加热。焦炉在换向加热后，环境中的空气经交换旋塞进入砖煤气道，达到除碳的目的，而空气与煤气主管及砖煤气道中残留的焦炉煤气混合易产生局部爆鸣，影响焦炉寿命。

目前部分焦炉采用自然进气方式除碳，在焦炉煤气交换旋塞上设有除碳孔，加热换向后，除碳孔和下喷支管连通，地下室空气在系统吸力的作用下，进入立火道。此工艺过程的缺陷是，系统吸力小，吸入的空气量小，流速慢，焦炉在换向加热后，环境中的空气经交换旋塞进入砖煤气道，空气与砖煤气道残留的焦炉煤气混合产生局部爆鸣，损坏炉体。

目前，7米以上大型焦炉设有强制除碳装置，空气经过过滤器、除碳风机、蒸汽预热器，预热至设定温度后进入除碳空气总管，然后经相应的空气支管、阀门、金属软管、孔板机构等接在交换旋塞除碳口上。此装置空气量大，流速快，除碳效果较好，能解决焦炉爆鸣问题，但是此装置设备规模大，除碳空气管道占地面积大，支管多，风机功率较大且需24小时不停运转，投资和运行成本比较高，同时地下室布置受限，使工人维护操作不便。

发明内容

本公开提出了一种新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统。

根据本公开的第一方面，提供一种新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统，包括：氮气供应系统、煤气加热系统，

所述煤气加热系统包括与燃烧室对应设置的两组煤气管道，焦炉煤气主管以及相互连通的两组立火道、两组小烟道、两组废气开闭器；

所述氮气供应系统与两组煤气管道分别连接；

所述煤气加热系统用于：

关闭一组所述煤气管道的煤气输入；

开启一组所述煤气管道的氮气输入，使得一组所述煤气管道中的煤气被吹入所述立火道燃烧；

将与一组所述立火道连通的废气开闭器连接至废气口，将与另一组所述立火道连通的废弃开闭器连接至空气口；

开启另一组所述煤气管道的煤气输入；

关闭一组所述煤气管道的氮气输入。

在一种可能的实现方式中，所述氮气供应系统包括两条氮气管道，所述两条氮气管道分别包括控制阀，所述控制阀位于所述氮气管道与所述煤气加热系统的煤气管道连接处之前。

在一种可能的实现方式中，所述煤气管道包括两组横排管，

其中，开启一组所述煤气管道的氮气输入，包括：

通过控制阀，控制所述氮气系统向一组所述煤气管道的所述横排管输入氮气。

在一种可能的实现方式中，所述煤气主管分别连接至两组所述煤气管道。

在一种可能的实现方式中，所述煤气加热系统的煤气管道包括两组煤气支管，所述煤气支管上设置有煤气交换旋塞，

其中，开启另一组所述煤气管道的煤气输入，包括：

通过另一组所述煤气管道的煤气支管上的煤气交换旋塞，控制另一组所述煤气管道的煤气支管与所述煤气主管连通。

在一种可能的实现方式中，所述煤气加热系统还用于：

通过一组所述煤气管道的煤气支管上的煤气交换旋塞，控制一组所述煤气管道的煤气支管与空气连通。

在一种可能的实现方式中，在所述氮气系统检修时，

所述煤气加热系统用于：关闭两组所述煤气管道的所述煤气交换旋塞。

在一种可能的实现方式中，所述氮气系统通过切断阀与所述煤气加热系统的煤气管道连接，所述氮气管道末端通过切断阀与空气连接，

在所述氮气系统检修时，所述氮气供应系统用于：

关闭两条氮气管道的控制阀；

关闭与所述煤气加热系统连接的切断阀；

开启所述氮气管道末端的切断阀；

开启所述两条氮气管道的控制阀。

在一种可能的实现方式中，所述氮气系统还包括所述氮气管道前端的切断阀，

所述氮气供应系统还用于：

依次关闭所述氮气管道末端的切断阀，与所述氮气管道前端的切断阀。

在一种可能的实现方式中，两组所述煤气管道分别与所述两组立火道连通；所述废弃开闭器通过小烟道与所述立火道连通。

根据本公开的实施例的新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统，可使用氮气供应系统向煤气管道中输入氮气，从而将煤气吹入立火道并燃烧，减少煤气管道中煤气与空气混合发生爆鸣的几率，延长焦炉使用寿命，且可减小设备规模和占地面积，无需风机24小时运转，降低设备成本和使用成本，提升焦炉的安全性。并可使关闭的煤气交换旋塞连接至空气，从而吸入空气，将立火道中的积碳烧掉，防止堵塞煤气灯头。进一步地，在检修时，可吹扫氮气管道中残留的煤气，提高检修时人员的安全性以及氮气供应系统和煤气加热系统的安全性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将更清楚。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。

图1示出根据本公开实施例的新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统的示意图；

图2示出根据本公开实施例的新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统的工作时序图。

附图标号：氮气主管1、切断阀2、氮气管道3、氮气管道4，切断阀5、切断阀6、控制阀7、控制阀8、氮气支管9、氮气支管10、切断阀11、切断阀12、煤气主管13、煤气支管14、煤气支管15、调节旋塞16、调节旋塞17、孔板盒18、孔板盒19、煤气交换旋塞20、煤气交换旋塞21、横排管22、横排管23、下喷支管24、下喷支管25、立火道26、立火道27、小烟道28、小烟道29、废气开闭器30、废气开闭器31、切断阀32、切断阀33、放散管34、放散管35。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。

另外，为了更好地说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

为了避免石墨堵塞煤气灯头，同时避免空气与煤气管道残留的煤气混合后产生爆鸣，延长使用寿命。本公开使用氮气供应系统向煤气管道中输入氮气，从而将煤气吹入立火道并燃烧，减少煤气管道中煤气与空气混合发生爆鸣的几率，延长焦炉使用寿命，且可减小设备规模，无需风机24小时运转，降低设备成本和使用成本，提升焦炉的安全性。

图1示出根据本公开实施例的新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统的示意图，如图1所示，所述系统包括氮气供应系统、煤气加热系统，

所述煤气加热系统包括与燃烧室对应设置的两组煤气管道，焦炉煤气主管以及相互连通的两组立火道、两组小烟道、两组废气开闭器；

所述氮气供应系统与两组煤气管道分别连接；

所述煤气加热系统用于：

关闭一组所述煤气管道的煤气输入；

开启一组所述煤气管道的氮气输入，使得一组所述煤气管道中的煤气被吹入所述立火道燃烧；

将与一组所述立火道连通的废气开闭器连接至废气口，将与另一组所述立火道连通的废弃开闭器连接至空气口；

开启另一组所述煤气管道的煤气输入；

关闭一组所述煤气管道的氮气输入。

在一种可能的实现方式中，包括与燃烧室对应设置的两组煤气管道，焦炉煤气主管以及相互连通的两组立火道、两组小烟道、两组废气开闭器。所述煤气加热系统的煤气管道包括两组煤气支管，所述煤气支管上设置有煤气交换旋塞。两组所述煤气管道分别与所述两组立火道连通，所述废弃开闭器通过小烟道与所述立火道连通，例如，废气开闭器30、废气开闭器31分别通过小烟道28、小烟道29与立火道连通。在示例中，如图1所示，所述立火道可包括立火道26和立火道27，所述废气开闭器可包括废气开闭器30、废气开闭器31。煤气管道可包括下喷支管24、下喷支管25、横排管22、横排管23，以及与煤气主管13连接的煤气支管14和煤气支管15。两条煤气支管上设置有煤气交换旋塞20、煤气交换旋塞21、孔板盒18、孔板盒19、调节旋塞16、调节旋塞17。

在一种可能的实现方式中，所述煤气加热系统包括一条煤气主管，所述煤气主管分别连接至两组煤气管道。如图1所示，所述煤气加热系统可包括煤气主管13，可通过煤气支管14和煤气支管15连接至煤气管道，从而向煤气加热系统的煤气管道中输入煤气。

在一种可能的实现方式中，所述氮气供应系统与煤气管道两侧分别连接，所述氮气供应系统包括两条氮气管道，所述两条氮气管道分别包括控制阀，所述控制阀位于所述氮气管道与所述煤气加热系统的煤气管道连接处之前。如图1所示，所述氮气供应系统可包括氮气主管1、切断阀2、两条氮气管道，即，氮气管道3和氮气管道4，切断阀5、切断阀6、控制阀7、控制阀8。煤气加热系统的管道包括两组横排管，氮气供应系统的两条氮气管道分别通过氮气支管9和氮气支管10连接至煤气加热系统的横排管22和横排管23。氮气支管9和氮气支管10上分别设置有切断阀11和切断阀12。进一步地，在两条氮气管道的末端，设置有放散管34和放散管35，两个放散管上分别设置有切断阀32和切断阀33。

在一种可能的实现方式中，在煤气加热系统使用过程中，煤气交换旋塞控制焦炉煤气的启闭，一组进煤气加热，另一组关煤气停止加热，间隔一段时间后，换向加热，一直重复此循环。

图2示出根据本公开实施例的新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统的工作时序图。在示例中，在系统正常运行时，切断阀2、切断阀5、切断阀6、切断阀11和切断阀12为开启状态，切断阀32和切断阀33为关闭状态。

在一种可能的实现方式中，煤气交换旋塞20在经过t1时间段的开启，使得煤气输入煤气管道，并进入立火道中燃烧加热后，关闭一组煤气管道的煤气输入，例如，在t2时间段内关闭煤气交换旋塞20。停止煤气通过煤气支管14进入煤气加热系统的煤气管道。

在一种可能的实现方式中，在关闭一组煤气管道的煤气输入后，去除煤气管道中的残留煤气，避免在通入空气时，使煤气与空气混合，从而引发爆鸣。可开启一组煤气管道的氮气输入，使得一组煤气管道中的煤气被吹入立火道燃烧。

在一种可能的实现方式中，如图2所示，可在t3时间段内开启控制阀7，所述控制阀可以是电磁阀。开启一组所述煤气管道的氮气输入，包括：通过控制阀，控制所述氮气系统向一组所述煤气管道的所述横排管输入氮气。如图1所示，可开启控制阀7，使得氮气通过氮气支管9输入煤气加热系统的横排管22，从而进入煤气管道，并将煤气管道(例如，横排管22、下喷支管24)中残留的煤气吹入立火道中燃烧，避免在煤气管道中残留煤气，与空气混合后引发爆鸣。

在一种可能的实现方式中，可将与一组所述立火道连通的废气开闭器连接至废气口，将与另一组所述立火道连通的废弃开闭器连接至空气口。从而使得空气从对侧废气开闭器中进入，废气从本侧空气开闭器中排出。例如，可在对侧输入煤气时，使煤气与空气在立火道中混合燃烧，并使废气从本侧的废气开闭器中排出。

在一种可能的实现方式中，如图2所示，可在t4时间段中，将废气开闭器31连接至空气口，即，开启空气口，关闭废气口，并将废气开闭器30连接至废气口，即，开启废气口，关闭空气口。

在一种可能的实现方式中，可开启另一组所述煤气管道的煤气输入。使得煤气进入另一组煤气管道，并在立火道中燃烧加热。开启另一组所述煤气管道的煤气输入，包括：通过另一组所述煤气管道的煤气支管上的煤气交换旋塞，控制另一组所述煤气管道的煤气支管与所述煤气主管连通。

在一种可能的实现方式中，如图2所示，可在t5时间段中，开启煤气交换旋塞21，使得煤气在煤气交换旋塞21开启后，可通过煤气支管15进入煤气管道，经过横排管23和下喷支管25，进入立火道27中，与通过废气开闭器31和小烟道29中进入的空气混合，并燃烧加热。在这种情况下，立火道27为上升气流，立火道26为下降气流，废气可通过小烟道28和废气开闭器30排入分烟道。

在一种可能的实现方式中，可关闭一组所述煤气管道的氮气输入，停止向煤气管道中输入氮气。

在一种可能的实现方式中，如图2所示，可在t6时间段内，关闭控制阀7，停止向煤气管道中输入氮气，并且，在关闭控制阀7后，煤气交换旋塞21持续开启t1时间段，使得煤气在立火道中燃烧加热持续t1时间段。在此过程中，煤气持续与通过废气开闭器31和小烟道29中进入的空气混合，并燃烧加热，产生的废气通过小烟道28和废气开闭器30排入分烟道。

在一种可能的实现方式中，为了去除煤气管道中的积碳，防止石墨堵塞煤气灯头，所述煤气加热系统还用于：通过一组所述煤气管道的煤气支管上的煤气交换旋塞，控制一组所述煤气管道的煤气支管与空气连通。

在一种可能的实现方式中，如图1所示，煤气交换旋塞20在关闭后，可与空气连通，使得空气在煤气加热系统的吸力作用下，经煤气交换旋塞20进入煤气管道，并通过横排管22、下喷支管24进入立火道26，将立火道26中的积碳烧掉，防止堵塞煤气灯头。

在一种可能的实现方式中，如图2所示，在t1时间段后，所述新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统可进行与以上处理相反的操作，从而可使煤气从煤气支管14进入并在立火道26中燃烧，废气从废气交换器31中排出。并通过氮气去除横排管23和下喷支管25中的残留煤气，并通过使煤气交换旋塞21连接至空气，去除立火道27中的积碳。可按照以上处理反复交替进行。

在一种可能的实现方式中，如果需要检修氮气供应系统，则需要保障氮气供应系统和检修人员的安全。例如，在正常加热时，控制阀7和控制阀8处于常关状态，但会基于控制时序开启，使得氮气管道3或氮气管道4与煤气加热系统的煤气管道连接，在这种情况下，氮气管道3或氮气管道4内可能残留部分煤气，因此，在检修时，可通过氮气吹扫氮气管道3或氮气管道4中的煤气，并将煤气排除，从而便于氮气供应系统和煤气加热系统的检修，提高安全性。

在一种可能的实现方式中，在所述氮气系统检修时，所述煤气加热系统用于：关闭两组所述煤气管道的所述煤气交换旋塞。如图1所示，可关闭煤气交换旋塞20和煤气交换旋塞21，使得煤气管道不再输入煤气。

在一种可能的实现方式中，所述氮气系统通过切断阀与所述煤气加热系统的煤气管道连接，所述氮气管道末端通过切断阀与空气连接，在所述氮气系统检修时，所述氮气供应系统用于：关闭两条氮气管道的控制阀；关闭与所述煤气加热系统连接的切断阀；开启所述氮气管道末端的切断阀；开启所述两条氮气管道的控制阀。

在一种可能的实现方式中，如图1所示，可关闭控制阀7和控制阀8，并关闭切断阀11和切断阀12，从而断开氮气管道3或氮气管道4与煤气加热系统的煤气管道的连接，避免煤气进入氮气管道。并可打开氮气管道末端的放散管34和放散管35上设置的切断阀32和切断阀33，并开启控制阀7和控制阀8，可通过氮气吹扫氮气管道3或氮气管道4。从而可排出氮气管道3或氮气管道4内残留的煤气，保障检修时检修人员以及氮气供应系统的安全。

在一种可能的实现方式中，所述氮气系统还包括所述氮气管道前端的切断阀，所述氮气供应系统还用于：依次关闭所述氮气管道末端的切断阀，与所述氮气管道前端的切断阀。

在一种可能的实现方式中，如图1所示，氮气管道前端的氮气主管1上可设置切断阀2，在吹扫完成后，可依次关闭氮气管道末端的放散管34和放散管35上设置的切断阀32和切断阀33，以及氮气管道前端的氮气主管1上设置的切断阀2。从而可开始检修，在这种情况下，可提升检修时的安全性。

根据本公开的实施例的新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统，可使用氮气供应系统向煤气管道中输入氮气，从而将煤气吹入立火道并燃烧，减少煤气管道中煤气与空气混合发生爆鸣的几率，延长焦炉使用寿命，且可减小设备规模和占地面积，无需风机24小时运转，降低设备成本和使用成本，提升焦炉的安全性。并可使关闭的煤气交换旋塞连接至空气，从而吸入空气，将立火道中的积碳烧掉，防止堵塞煤气灯头。进一步地，在检修时，可吹扫氮气管道中残留的煤气，提高检修时人员的安全性以及氮气供应系统和煤气加热系统的安全性。

可以理解，本公开提及的上述实施例，在不违背原理逻辑的情况下，均可以彼此相互结合形成结合后的实施例，限于篇幅，本公开不再赘述。本领域技术人员可以理解，在具体实施方式的上述方法中，各步骤的具体执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本公开中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本公开披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统，其特征在于，包括：氮气供应系统、煤气加热系统，

所述煤气加热系统包括与燃烧室对应设置的两组煤气管道，焦炉煤气主管以及相互连通的两组立火道、两组小烟道、两组废气开闭器；

所述氮气供应系统与两组煤气管道分别连接；

所述煤气加热系统用于：

关闭一组所述煤气管道的煤气输入；

开启一组所述煤气管道的氮气输入，使得一组所述煤气管道中的煤气被吹入所述立火道燃烧；

将与一组所述立火道连通的废气开闭器连接至废气口，将与另一组所述立火道连通的废弃开闭器连接至空气口；

开启另一组所述煤气管道的煤气输入；

关闭一组所述煤气管道的氮气输入。

2.根据权利要求1所述的新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统，其特征在于，所述氮气供应系统包括两条氮气管道，所述两条氮气管道分别包括控制阀，所述控制阀位于所述氮气管道与所述煤气加热系统的煤气管道连接处之前。

3.根据权利要求2所述的新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统，其特征在于，所述煤气管道包括横排管，

其中，开启一组所述煤气管道的氮气输入，包括：

通过控制阀，控制所述氮气系统向一组所述煤气管道的所述横排管输入氮气。

4.根据权利要求1所述的新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统，其特征在于，所述煤气主管分别连接至两组所述煤气管道。

5.根据权利要求4所述的新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统，其特征在于，所述煤气加热系统的煤气管道包括两组煤气支管，所述煤气支管上设置有煤气交换旋塞，

其中，开启另一组所述煤气管道的煤气输入，包括：

通过另一组所述煤气管道的煤气支管上的煤气交换旋塞，控制另一组所述煤气管道的煤气支管与所述煤气主管连通。

6.根据权利要求4所述的新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统，其特征在于，所述煤气加热系统还用于：

通过一组所述煤气管道的煤气支管上的煤气交换旋塞，控制一组所述煤气管道的煤气支管与空气连通。

7.根据权利要求5所述的新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统，其特征在于，在所述氮气系统检修时，

所述煤气加热系统用于：关闭两组所述煤气管道的所述煤气交换旋塞。

8.根据权利要求2所述的新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统，其特征在于，所述氮气系统通过切断阀与所述煤气加热系统的煤气管道连接，所述氮气管道末端通过切断阀与空气连接，

在所述氮气系统检修时，所述氮气供应系统用于：

关闭两条氮气管道的控制阀；

关闭与所述煤气加热系统连接的切断阀；

开启所述氮气管道末端的切断阀；

开启所述两条氮气管道的控制阀。

9.根据权利要求8所述的新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统，其特征在于，所述氮气系统还包括所述氮气管道前端的切断阀，

所述氮气供应系统还用于：

依次关闭所述氮气管道末端的切断阀，与所述氮气管道前端的切断阀。

10.根据权利要求1所述的新型焦炉防爆鸣除碳工艺系统，其特征在于，两组所述煤气管道分别与所述两组立火道连通；所述废弃开闭器通过小烟道与所述立火道连通。

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