CN117535063A - 一种可单独调节的热回收焦炉下部火道结构及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可单独调节的热回收焦炉下部火道结构及工作方法，下部火道由上层水平火道和下层水平火道组成；下层水平火道与下降立火道相连，上层水平火道与上升立火道相连；下层水平火道中的各条火道与上层水平火道中对应火道之间通过上下层火道连通孔连通，且上下层火道连通孔处分别设调节砖；在上层水平火道的各条火道端部分别设有二次空气入口和测温孔，测温孔处设自动测温装置。通过调节进入上层水平火道的烟气量及二次空气进入量，提高了热回收焦炉下部每一个水平火道的温度可控性和均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及热回收焦炉技术领域，尤其涉及一种可单独调节的热回收焦炉下部火道结构及工作方法。
背景技术
热回收焦炉是指焦炉炭化室微负压操作、机械化捣固、装煤、出焦、回收利用炼焦燃烧废气余热的焦炭生产装置。热回收焦炉通常由炉底、多联火道、主墙、炭化室和炉顶组成。热回收焦炉的炼焦过程分为直接加热和间接加热，煤料在炭化室内热解后产生可燃气体(高温富燃气体)，部分可燃气体与从炭化室顶部进入的空气混合后燃烧，直接加热煤料，不充分燃烧剩余的可燃气体经过主墙上部的孔洞进入主墙内部的下降通道，从上向下流动后，经主墙下部的孔洞流出下降通道，流入炭化室下方的多联火道内。在多联火道内，可燃气体与自封墙进入的空气混合后充分燃烧，热量经炭化室底部传给煤料，燃烧后的废气再经过主墙下部的孔洞进入主墙内部的上升通道，最后流出热回收焦炉本体，经顶部的上升管进入烟气管道。
热回收焦炉生产时为全负压控温操作，无化产回收系统，没有剩余氨水，不产生大量的粗笨分离水等有害物质，相对于常规焦炉具有明显的环保优势。
目前的热回收焦炉下部火道结构主要为四联火道和六联火道，具有四联火道的热回收焦炉水平火道多采用C字形火道结构，具有六联火道的热回收焦炉水平火道多采用S型水平火道结构，这两种火道结构都是将下部水平火道串联起来，无法调节每个下部水平火道的烟气流量；同时只在个别下部水平火道设置二次空气入口，因此也无法调节每个下部水平火道的二次空气量。导致热回收焦炉下部火道的温度可控性差，炭化室底部温度不均匀，最终导致煤饼加热不均匀，生产效率降低。
申请公布号为CN 108795449 A的中国专利申请公开了“一种加热均匀的热回收焦炉四联火道结构及其工作方法，炭化室通过下降火道连通1#火道、2#火道、上升火道及焦炉的烟气出口形成第一气流通道；炭化室通过下降火道连通4#火道、3#火道、上升火道及焦炉的烟气出口形成第二气流通道；炭化室同时通过下降火道及横向通道直接连通2#火道及3#火道；二次进风口设于机侧或焦侧的封墙处，分别对应1#火道～4#火道设置。本发明将二次进风口设置在四联火道的封墙处，同时将炭化室中的可燃物质分别引入到四联火道的每个火道中，根据需要分别调节4个火道的二次进风口风量，从而实现对热回收焦炉四联火道底部温度的有效调节，避免出现四联火道内气流通道末端温度偏低的情况。该技术方案主要通过在每个火道设置二次进风口解决四联火道温度均匀性差的问题，但其无法调节每个下部水平火道的烟气流量。
发明内容
本发明提供了一种可单独调节的热回收焦炉下部火道结构及工作方法，下部火道分为两层，对应的上层水平火道与下层水平火道之间连通，并可通过调节砖调节进入上层水平火道的烟气量；每个上层水平火道均设置有二次空气入口和自动测温装置，能够单独调节二次空气进入量，以此提高热回收焦炉下部每一个水平火道的温度可控性和均匀性，缩短结焦时间，降低能耗，提高生产效率，更加适应热回收焦炉大型化的发展方向。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种可单独调节的热回收焦炉下部火道结构，热回收焦炉包括炭化室和下部火道，炭化室两侧的炭化室主墙内设有上升立火道和下降立火道；所述下部火道由上层水平火道和下层水平火道组成；下层水平火道与下降立火道相连，上层水平火道与上升立火道相连；上层水平火道和下层水平火道均通过纵向中心隔墙分隔为2个独立空间，2个独立空间镜像对角布置；每个独立空间均通过隔墙分隔成若干条火道，同一独立空间内的各条火道之间相互连通；下层水平火道中的各条火道与上层水平火道中对应火道之间通过上下层火道连通孔连通，且上下层火道连通孔处分别设调节砖；在上层水平火道的各条火道端部分别设有二次空气入口和测温孔，测温孔处设自动测温装置。
进一步的，所述下部火道为四联火道、六联火道或八联火道。
进一步的，所述同一独立空间内的各条火道之间通过设于隔墙上的若干隔墙连通孔相互连通。
进一步的，所述上层水平火道与下层水平火道之间通过过顶砖分隔；过顶砖由2层以上耐火砖组成，且相邻2层耐火砖之间错缝砌筑。
进一步的，所述上下层火道连通孔设于对应位置的过顶砖上，对应过顶砖的顶部设有与调节砖相配合的卡槽。
进一步的，所述上下层火道连通孔设于远离上升立火道的独立空间一端。
进一步的，所述下层水平火道在对应上升立火道的一端设横向隔墙；横向隔墙外端的各条火道之间互不连通。
进一步的，所述上层水平火道的各条火道在靠近调节砖一端的封墙处设二次空气入口，在另一端的封墙上设测温孔；二次空气入口处设自动调节装置，测温孔处设自动测温装置，自动测温装置与二次空气入口处的自动调节装置通过控制系统联锁控制。
一种可单独调节的热回收焦炉下部火道结构的工作方法，回收焦炉炼焦过程中，炭化室生成的荒煤气在炉顶空间部分燃烧，形成的高温富燃气体经炭化室两侧的下降立火道进入下层水平火道，并通过下层隔墙连通孔分配到下层水平火道对应独立空间内的各条火道中，下层水平火道各条火道中的高温富燃气体通过上下层火道连通孔进入到上层水平火道的对应火道中；调节砖调节工具从二次空气入口伸入，通过改变调节砖的位置改变上下层火道连通孔的开口度，进而调节进入上层水平火道各条火道的烟气量；通过自动测温装置监测上层水平火道各火道的温度，并根据测温结果自动调节二次空气入口的开度，进而调节进入上层水平火道各火道的二次空气量；自二次空气入口进入的二次空气与高温富燃气体混合燃烧，生成的热烟气通过上层隔墙连通孔汇集后，自上升立火道流出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)将热回收焦炉的下部火道分成相对独立的两层水平火道，通过调节砖调节进入每一个上层水平火道的烟气量，每个上层水平火道均设置有二次空气入口和自动测温装置，能够单独调节二次空气进入量，以此提高热回收焦炉下部每一个水平火道的温度可控性和均匀性；
2)每个水平火道的自动测温装置与二次空气入口的自动调节装置均联锁控制，根据温度自动调节二次空气入口的开度，提高了热回收焦炉的自动化水平；
3)将热回收焦炉的下部火道分成多个可单独调节的水平火道，更加适应热回收焦炉向大型化发展的需求。
附图说明
图1是本发明所述热回收焦炉的结构示意图一(图4中的A-A视图，上升气流截面)。
图2是本发明所述热回收焦炉的结构示意图二(图3中的B-B视图，下降气流截面)。
图3是图1中的C-C视图。.
图4是图1中的D-D视图。
图中：1.炭化室 2.上升立火道 3.下降立火道 4.过顶砖 5.横向隔墙 6.纵向中心隔墙 7.下层水平火道隔墙 8.上层水平火道隔墙 9.下层隔墙连通孔 10.下层水平1#火道 11.下层水平2#火道 12.下层水平3#火道 13.下层水平4#火道 14.上层水平1#火道15.上层水平2#火道 16.上层水平3#火道 17.上层水平4#火道 18.上下层火道连通孔 19.卡槽 20.调节砖 21.二次空气入口 22.测温孔 23.上层隔墙连通孔
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，本发明所述一种可单独调节的热回收焦炉下部火道结构，热回收焦炉包括炭化室1和下部火道，炭化室1两侧的炭化室主墙内设有上升立火道2和下降立火道3；所述下部火道由上层水平火道和下层水平火道组成；下层水平火道与下降立火道3相连，上层水平火道与上升立火道2相连；上层水平火道和下层水平火道均通过纵向中心隔墙6分隔为2个独立空间，2个独立空间镜像对角布置；每个独立空间均通过隔墙分隔成若干条火道，同一独立空间内的各条火道之间相互连通；下层水平火道中的各条火道与上层水平火道中对应火道之间通过上下层火道连通孔18连通，且上下层火道连通孔18处分别设调节砖20；在上层水平火道的各条火道端部分别设有二次空气入口21和测温孔22，测温孔22处设自动测温装置。
进一步的，所述下部火道为四联火道、六联火道或八联火道。
进一步的，所述同一独立空间内的各条火道之间通过设于隔墙上的若干隔墙连通孔相互连通。
进一步的，所述上层水平火道与下层水平火道之间通过过顶砖4分隔；过顶砖4由2层以上耐火砖组成，且相邻2层耐火砖之间错缝砌筑。
进一步的，所述上下层火道连通孔18设于对应位置的过顶砖4上，对应过顶砖4的顶部设有与调节砖20相配合的卡槽。
进一步的，所述上下层火道连通孔18设于远离上升立火道2的独立空间一端。
进一步的，所述下层水平火道在对应上升立火道2的一端设横向隔墙5；横向隔墙5外端的各条火道之间互不连通。
进一步的，所述上层水平火道的各条火道在靠近调节砖20一端的封墙处设二次空气入口21，在另一端的封墙上设测温孔22；二次空气入口21处设自动调节装置，测温孔22处设自动测温装置，自动测温装置与二次空气入口21处的自动调节装置通过控制系统联锁控制。
一种可单独调节的热回收焦炉下部火道结构的工作方法，热回收焦炉炼焦过程中，炭化室1生成的荒煤气在炉顶空间部分燃烧，形成的高温富燃气体经炭化室1两侧的下降立火道3进入下层水平火道，并通过下层隔墙连通孔9分配到下层水平火道对应独立空间内的各条火道中，下层水平火道各条火道中的高温富燃气体通过上下层火道连通孔18进入到上层水平火道的对应火道中；调节砖调节工具从二次空气入口21伸入，通过改变调节砖20的位置改变上下层火道连通孔18的开口度，进而调节进入上层水平火道各条火道的烟气量；通过自动测温装置监测上层水平火道各火道的温度，并根据测温结果自动调节二次空气入口21的开度，进而调节进入上层水平火道各火道的二次空气量；自二次空气入口21进入的二次空气与高温富燃气体混合燃烧，生成的热烟气通过上层隔墙连通孔23汇集后，自上升立火道2流出。
本发明所述一种可单独调节的热回收焦炉下部火道结构，以八联火道为例具体说明如下：
如图1-图4所示，热回收焦炉的炭化室1两侧的炉墙内均设有上升立火道2和下降立火道3，下部火道采用过顶砖4分隔为上层水平火道和下层水平火道。上层水平火道和下层水平火道均通过纵向中心隔墙6分隔为2个独立空间。
如图1所示，下层水平火道中纵向中心隔墙6的一侧设有3条纵向设置的下层水平火道隔墙7，将对应独立空间分隔为下层水平1#火道10、下层水平2#火道11、下层水平3#火道12和下层水平4#火道13，其中下层水平1#火道10与下降立火道3相连。如图3所示，在对应独立空间的气流始端设有横向隔墙5，每一条下层水平火道隔墙7上均设有下层隔墙连通孔9；下层水平火道的纵向中心隔墙6另一侧呈镜像对角布置。
下层水平火道各条火道在气流末端的过顶砖4上设有上下层火道连通孔18，并且过顶砖4上放置有调节砖20。为了防止调节砖20移动调节时从上下层火道连通孔18处掉落，对应的过顶砖4上设有卡槽19。
如图1、图2及图4所示，上层水平火道的纵向中心隔墙6一侧设有3条纵向设置的上层水平火道隔墙8，将对应独立空间分隔为上层水平1#火道14、上层水平2#火道15、上层水平3#火道16和上层水平4#火道17，这4条火道在靠近调节砖20一端的封墙处分别设有二次空气入口21，且二次空气入口21处分别设自动调节装置；4条火道另一端的封墙处分别设置测温孔22，用于安装自动测温装置。
上层水平火道各火道在远离调节砖20一端的上层水平火道隔墙8上设有多个上层隔墙连通孔23，上层水平1#火道14与上升立火道2相连；同样，上层水平火道的纵向中心隔墙6另一侧呈镜像对角布置。
热回收焦炉炼焦过程中，炭化室1生成的荒煤气在炉顶空间部分燃烧，形成的高温富燃气体从炭化室1两侧的下降立火道3进入下层水平1#火道10，再通过下层隔墙连通孔9分配到下层水平2#火道11、下层水平3#火道12和下层水平4#火道13中；下层水平1#火道10里的高温富燃气体通过上下层火道连通孔18进入到上层水平1#火道14中，相对应的，下层水平2#火道11里的高温富燃气体进入到上层水平2#火道15中，下层水平3#火道12里的高温富燃气体进入到上层水平3#火道16中，下层水平4#火道13里的高温富燃气体进入到上层水平4#火道17中。
使用调节砖调节工具从二次空气入口21伸入，通过改变调节砖20的位置来改变上下层火道连通孔18的开口度，进而调节进入上层水平火道各火道的烟气量。
利用自动测温装置测量上层水平火道每一条火道的温度，通过联锁控制的二次空气入口21处的自动调节装置调节进入对应火道的二次空气量，进入的二次空气和高温富燃气体混合燃烧，生成的热烟气通过上层隔墙连通孔23汇入到上层水平1#火道14，并通过与上层水平1#火道14相连的上升立火道2流出热回收焦炉。
所述下层水平火道隔墙7上的下层隔墙连通孔9、上层水平火道隔墙8上的上层隔墙连通孔23的数量和形状均不做限定。
热回收焦炉的下部水平火道可为四联火道、六联火道、八联火道，或者具有更多火道的结构。
所述上层水平火道与下层水平火道之间的过顶砖4由两层或者更多层的耐火砖组成，并且相邻两层耐火砖之间错缝砌筑。
所述上下层火道连通孔18的开孔尺寸根据实际烟气流量计算得到。所述调节砖20的尺寸根据上下层火道连通孔18的尺寸配合设计，调节砖20的中部设有调节孔，调节孔的大小及形状与调节砖调节工具相匹配。
所述二次空气入口21的尺寸根据烟气流量计算得出，其截面形状不限。
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】
本实施例中，热回收焦炉的下部火道采用过顶砖4分隔为上层水平火道和下层水平火道，为了减少气流串漏，过顶砖4由两层耐火砖组成并错缝砌筑。
炭化室1生成的荒煤气在炉顶空间部分燃烧，形成的富燃气体从炭化室1两侧的4个下降立火道3进入下层水平1#火道10，下层水平火道的纵向中心隔墙6一侧设3条下层水平火道隔墙7，将对应的独立空间分隔成下层水平1#火道10、下层水平2#火道11、下层水平3#火道12和下层水平4#火道13。下层水平火道的气流始端设横向隔墙5，每条下层水平火道隔墙7上间隔开设4个长350mm、高270mm的矩形的下层隔墙连通孔9。从下层水平1#火道10进来的高温富燃气体通过下层隔墙连通孔9均匀分配到其它3条火道中。下层水平火道的纵向中心隔墙6另一侧呈镜像对角布置。
下层水平火道的气流末端的过顶砖4上设有上下层火道连通孔18，上下层火道连通孔18是长540mm、宽450mm的矩形孔，并且过顶砖4上还设有卡槽19。上下层火道连通孔18一侧的过顶砖4顶部放置长500mm、宽430mm、高90mm的调节砖20，调节砖20的中间部设有圆形的调节孔。
上层水平火道的纵向中心隔墙6一侧设3条上层水平火道隔墙8，将对应的独立空间分隔成上层水平1#火道14、上层水平2#火道15、上层水平3#火道16和上层水平4#火道17。这4条火道在靠近调节砖20一端的封墙处分别设有直径为190mm的圆形的二次空气入口21，且二次空气入口21处设自动调节装置。4条火道在另一端的封墙处分别设置直径为45mm的圆形的测温孔22，每个测温孔22处分别设自动测温装置。上层水平火道每条火道在远离调节砖20一端的上层水平火道隔墙8上分别设有3个长430mm、高270mm的上层隔墙连通孔23。上层水平火道的纵向中心隔墙6另一侧呈镜像对角布置。
下层水平1#火道10中的高温富燃气体通过上下层火道连通孔18向上进入到上层水平1#火道14，相对应的，下层水平2#火道11中的高温富燃气体向上进入到上层水平2#火道15中，下层水平3#火道12中的高温富燃气体向上进入到上层水平3#火道16中，下层水平4#火道13中的高温富燃气体向上进入到上层水平4#火道17中。使用调节砖调节工具从二次空气入口21伸入，通过改变调节砖20的位置来改变上下层火道连通孔18的开口度，进而调节进入上层水平火道4条火道的烟气量。
进入到上层水平火道各条火道内的高温富燃气体与对应二次空气入口21进入的空气混合燃烧，生成的热烟气流动到对应火道另一端时由自动测温装置监测烟气温度，然后通过上层隔墙连通孔23汇入到上层水平1#火道14，经过与上层水平1#火道14相连的3个上升立火道2流出。
自动测温装置和二次空气入口21处的自动调节装置联锁控制，根据自动测温装置监测到的上层水平火道各火道的实时温度，自动调整对应火道二次空气入口21的开口度。当调节效果不理想时，通过人工用调节砖调节工具改变调节砖20的位置以调节进入上层水平火道各火道的烟气量。
通过上层水平火道中各条火道内二次空气量和烟气量的调节，保证上层水平火道中各条火道的温度均匀性，缩短结焦时间，降低能耗，提高生产效率。
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 (9)
1.一种可单独调节的热回收焦炉下部火道结构，热回收焦炉包括炭化室和下部火道，炭化室两侧的炭化室主墙内设有上升立火道和下降立火道；其特征在于，所述下部火道由上层水平火道和下层水平火道组成；下层水平火道与下降立火道相连，上层水平火道与上升立火道相连；上层水平火道和下层水平火道均通过纵向中心隔墙分隔为2个独立空间，2个独立空间镜像对角布置；每个独立空间均通过隔墙分隔成若干条火道，同一独立空间内的各条火道之间相互连通；下层水平火道中的各条火道与上层水平火道中对应火道之间通过上下层火道连通孔连通，且上下层火道连通孔处分别设调节砖；在上层水平火道的各条火道端部分别设有二次空气入口和测温孔，测温孔处设自动测温装置。
2.根据权利要求1所述的一种可单独调节的热回收焦炉下部火道结构，其特征在于，所述下部火道为四联火道、六联火道或八联火道。
3.根据权利要求1所述的一种可单独调节的热回收焦炉下部火道结构，其特征在于，所述同一独立空间内的各条火道之间通过设于隔墙上的若干隔墙连通孔相互连通。
4.根据权利要求1所述的一种可单独调节的热回收焦炉下部火道结构，其特征在于，所述上层水平火道与下层水平火道之间通过过顶砖分隔；过顶砖由2层以上耐火砖组成，且相邻2层耐火砖之间错缝砌筑。
5.根据权利要求1所述的一种可单独调节的热回收焦炉下部火道结构，其特征在于，所述上下层火道连通孔设于对应位置的过顶砖上，对应过顶砖的顶部设有与调节砖相配合的卡槽。
6.根据权利要求1所述的一种可单独调节的热回收焦炉下部火道结构，其特征在于，所述上下层火道连通孔设于远离上升立火道的独立空间一端。
7.根据权利要求1所述的一种可单独调节的热回收焦炉下部火道结构，其特征在于，所述下层水平火道在对应上升立火道的一端设横向隔墙；横向隔墙外端的各条火道之间互不连通。
8.根据权利要求1所述的一种可单独调节的热回收焦炉下部火道结构，其特征在于，所述上层水平火道的各条火道在靠近调节砖一端的封墙处设二次空气入口，在另一端的封墙上设测温孔；二次空气入口处设自动调节装置，测温孔处设自动测温装置，自动测温装置与二次空气入口处的自动调节装置通过控制系统联锁控制。
9.如权利要求1～8任意一种所述可单独调节的热回收焦炉下部火道结构的工作方法，其特征在于，热回收焦炉炼焦过程中，炭化室生成的荒煤气在炉顶空间部分燃烧，形成的高温富燃气体经炭化室两侧的下降立火道进入下层水平火道，并通过下层隔墙连通孔分配到下层水平火道对应独立空间内的各条火道中，下层水平火道各条火道中的高温富燃气体通过上下层火道连通孔进入到上层水平火道的对应火道中；调节砖调节工具从二次空气入口伸入，通过改变调节砖的位置改变上下层火道连通孔的开口度，进而调节进入上层水平火道各条火道的烟气量；通过自动测温装置监测上层水平火道各火道的温度，并根据测温结果自动调节二次空气入口的开度，进而调节进入上层水平火道各火道的二次空气量；自二次空气入口进入的二次空气与高温富燃气体混合燃烧，生成的热烟气通过上层隔墙连通孔汇集后，自上升立火道流出。
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