CN205999323U - 焦炉加热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种焦炉加热系统，属于冶金、炼焦技术领域。该焦炉加热系统包括备煤装置，备煤装置与循环流化床气化发生装置连接，备煤装置用于为循环流化床气化发生装置提供煤炭颗粒，煤炭颗粒用于产生稳定热值的煤气；循环流化床气化发生装置与焦炉装置连接，循环流化床气化发生装置用于向焦炉装置提供稳定热值的煤气；焦炉装置用于对焦炉炭进行高温裂解。本实用新型提供的焦炉加热系统，提高了焦炉运行的稳定性和安全性，同时，还可以节约运行成本，提高了焦炉加热系统的经济性。

Description

焦炉加热系统

技术领域

本实用新型涉及冶金、炼焦技术领域，尤其涉及一种焦炉加热系统。

背景技术

炼焦工业作为国民经济中的一个重要行业，为冶金化学、医学、农业，国防工业等其他行业提供了重要的原料及资源。

在炼焦的过程中，其工作原理是焦炉中的焦炉煤在隔绝空气条件下加热到1000℃左右(高温干馏)，并通过热分解和结焦产生焦炭、焦炉煤气和其他炼焦化学产品。现有技术中，通过焦炉产生的一部分焦炉煤气将进入到下一步工艺进行使用，而另一部分焦炉煤气用于对该焦炉进行加热，以便焦炉中的焦炉煤再次通过热分解和结焦产生焦炭、焦炉煤气和其他炼焦化学产品。但是，在焦炉煤气会返回到焦炉燃烧室以对焦炉进行加热的过程中，因为焦炉煤气中含有一定量的焦油、萘等有害物质，这些有害物质会粘着在焦炉的管道中，当有害物质较多时会对焦炉的管道造成堵塞，从而影响焦炉运行的稳定性和安全性。

实用新型内容

本实用新型提供一种焦炉加热系统，以提高焦炉运行的稳定性和安全性。

本实用新型实施例提供一种焦炉加热系统，包括：

备煤装置，所述备煤装置与循环流化床气化发生装置连接，所述备煤装置用于为循环流化床气化发生装置提供煤炭颗粒，所述煤炭颗粒用于产生稳定热值的煤气；

所述循环流化床气化发生装置与焦炉装置连接，所述循环流化床气化发生装置用于向所述焦炉装置提供稳定热值的煤气；所述焦炉装置用于对焦炉炭进行高温裂解。

在本实用新型一实施例中，所述循环流化床气化发生装置通过煤气脱硫装置与所述焦炉装置连接。

在本实用新型一实施例中，所述循环流化床气化发生装置包括：

循环流化床气化炉，所述循环流化床气化炉的底部设置有排渣单元，所述循环流化床气化炉的输入口与所述备煤装置连接，所述循环流化床气化炉的输出口与高温分离单元的输入口连接，所述高温分离单元的输出口与换热单元连接，所述换热单元与低温分离单元的输入口连接，所述低温分离单元的输出口与所述煤气脱硫装置连接。

在本实施例中，焦炉加热系统包括备煤装置，备煤装置与循环流化床气化发生装置连接，备煤装置用于为循环流化床气化发生装置提供煤炭颗粒，煤炭颗粒用于产生稳定热值的煤气；循环流化床气化发生装置与焦炉装置连接，循环流化床气化发生装置用于向焦炉装置提供稳定热值的煤气；焦炉装置用于对焦炉炭进行高温裂解。在整个加热过程中，循环流化床气化发生装置中的煤炭颗粒会先与气化剂发生气化反应产生用于对焦炉进行加热的煤气，由于该煤气中不会含有焦油等有害物质，因此，在将该稳定热值的煤气输送至焦炉燃烧室以对焦炉加热的过程中，该稳定热值的煤气不会堵塞焦炉的管道，可以实现在对焦炉加热的同时，提高了焦炉运行的稳定性和安全性。同时，通过使用煤气对焦炉进行加热，还可以节约运行成本，提高了焦炉加热系统的经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型焦炉加热方法实施例一的一种方法流程图；

图2为本实用新型焦炉加热方法实施例二的一种方法流程图；

图3为本实用新型焦炉加热系统实施例一的一种结构示意图；

图4为本实用新型焦炉加热系统实施例二的一种结构示意图；

图5为本实用新型焦炉加热系统实施例二的另一种结构示意图；

图6为本实用新型循环流化床气化发生装置的一种结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”及“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

目前，在使用焦炉煤气对焦炉加热的过程中，通过焦炉产生的一部分焦炉煤气会返回到焦炉燃烧室中以对焦炉进行加热，此时，焦炉煤气中的有害物质会粘着在焦炉的管道中造成管道堵塞，从而影响焦炉运行的稳定性和安全性。本实用新型在实现对焦炉进行加热同时，还可以进一步提高焦炉运行的稳定性和安全性。下面，通过具体实施例，对本申请的技术方案进行详细说明。

需要说明的是，下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

图1为本实用新型焦炉加热方法实施例一的流程图，该焦炉加热方法可以由焦炉加热系统执行，请参见图1所示，该焦炉加热方法可以包括：

S101、从循环流化床气化发生装置中获取稳定热值的煤气。

其中，稳定热值的煤气为一定体积或质量的燃气所能放出的热量。在此，对于煤气的稳定热值的具体数值，本实用新型不做进一步限制。

示例的，循环流化床气化发生装置中的煤炭颗粒与气化剂进行气化反应时，可以产生大量的煤气，虽然该煤气中也会含有较多的焦油等有害物质，但因为煤炭颗粒与气化剂发生气化反应时的温度较高，该煤气中的焦油等有害物质在高温作用下会发生裂解，从而得到不含焦油等有害物质的稳定热值的煤气。

S102、向焦炉燃烧室输入稳定热值的煤气。

在获取到稳定热值的煤气之后，将该煤气输送至焦炉燃烧室，由于该煤气中不会含有焦油等有害物质，因此，在将煤气输送至焦炉燃烧室的过程中，不会因为该煤气中的焦油等有害物质造成管道堵塞，可以实现在对焦炉加热的同时，提高了焦炉运行的稳定性和安全性。

此外，鉴于焦炉煤气具有较高的使用价值，可以用于提取氢气、合成甲醇、制压缩天然气、液化天然气等，是极为重要的燃料及原材料。因此，现有技术中若利用该焦炉煤气的热能对焦炉进行加热，会造成资源浪费，从而使得运行成本升高，而本实用新型通过使用煤气对焦炉进行加热，可以节约运行成本，提高了焦炉加热系统的经济性。同时，也可以降低氮氧化物的排放。

在本实施例中，先从循环流化床气化发生装置中获取稳定热值的煤气；之后，再向焦炉燃烧室输入稳定热值的煤气，以对焦炉进行加热。在整个加热过程中，循环流化床气化发生装置中的煤炭颗粒会先与气化剂发生气化反应产生用于对焦炉进行加热的煤气，由于该煤气中不会含有焦油等有害物质，因此，在将该稳定热值的煤气输送至焦炉燃烧室以对焦炉加热的过程中，该稳定热值的煤气不会堵塞焦炉的管道，可以实现在对焦炉加热的同时，提高了焦炉运行的稳定性和安全性。同时，通过煤气对焦炉进行加热，还可以节约运行成本，提高了焦炉加热系统的经济性。

基于图1对应的实施例，在图1对应的实施例的基础上，进一步地，本实用新型实施例提供了另一种焦炉加热方法，请参见图2所示，图2为本实用新型焦炉加热方法实施例二的结构示意图，该焦炉加热方法还包括：

步骤S101从循环流化床气化发生装置中获取稳定热值的煤气可以包括：

S1011、获取经过气化处理、出渣处理、高温分离处理、换热处理和低温分离处理之后的第一煤气。

可选的，在煤炭颗粒进入到循环流化床气化发生装置之后，可以对这些煤炭颗粒依次进行气化处理、出渣处理、高温分离处理、换热处理和低温分离处理，从而得到第一煤气。可选的，高温分离处理和低温分离处理均可以包括一种或多种方式：旋风除尘处理；布袋除尘处理；电除尘处理；湿法除尘处理。在此，对于通过哪种方式进行除尘处理，本实用新型不做具体限制。产生第一煤气的具体过程可以如下所述：

在本实施例中，循环流化床气化发生装置中煤炭颗粒与气化剂进行气化反应产生煤气，以对焦炉进行加热。通过对煤炭颗粒进行气化处理，即与循环流化床气化炉中的气化剂进行气化反应，以生成稳定热量的煤气，且该煤气中不会含有焦油等有害物质，这样在输送煤气的过程中，该稳定热值的煤气不会堵塞焦炉的管道。可选的，气化处理包括一种或多种方式：空气气化处理；富氧气化处理；纯氧气化处理。在此，对于具体通过哪种方式对煤气进行气化处理，本实用新型不做进一步地限制。

其次，对气化后的煤炭颗粒进行出渣处理，其目的在于：将气化后的煤炭渣由循环流化床气化发生装置中排出，以避免重复使用这些不能再次进行气化反应的煤炭渣。

再次，对气化产生的煤气进行高温分离处理，其目的在于：对循环流化床气化发生装置产生的煤气进行除尘，使得产生的煤气中的较大煤炭颗粒重新进入到循环流化床气化发生装置中进行气化，以提高煤气的转化效率，同时，也可以除去煤气中的粉尘，从而得到更加纯净的煤气。

再次，对高温分离后的煤气进行换热处理，其目的在于：由于高温分离后的煤气中含有大量的热量，通过换热处理，可以吸收这些高温煤气中的热量，并将该热量输送至循环流化床气化发生装置中，以加热用于进行气化反应的气化剂，这样就可以在煤炭颗粒与气化剂进行气化反应之前，提前对气化剂进行加热，从而可以缩短气化时间，提高气化效率。

最后，对换热后的煤气进行低温分离处理，其目的在于：高温煤气经过换热处理之后，得到的煤气的温度较低，再通过对低温煤气进行分离处理，可以实现对循环流化床气化发生装置产生的煤气进行再次除尘，从而得到更加纯净的第一煤气。

S1012、将第一煤气经过煤气脱硫处理，得到稳定热值的煤气。

可选的，稳定热值为1200-2000kcal/Nm³。当然，也可以为其他值，只要煤气的稳定热值可以满足实际需要即可，在此，本实用新型不做具体限制。

在本实施例中，通过对第一煤气进行煤气脱硫处理，其目的在于：可以有效地去除第一煤气中的硫化氢等污染物，从而减少污染。可选的，煤气脱硫处理包括一种或多种方式：栲胶法处理；蒽醌二磺酸钠法处理；双核硫化酞菁钴法处理；苦味酸法处理；复合型催化剂湿式氧化法处理；萘醌法处理；氨水循环洗涤法处理。在此，对于具体通过哪种方式对第一煤气进行脱硫处理，本实用新型不做进一步地限制。

可选的，步骤S101之后还可以包括：煤气加压处理。

在本实施例中，当第一煤气被输入至焦炉燃烧室时，若该第一煤气的压力值小于焦炉燃烧室所需的压力时，则需要对第一煤气进行煤气加压处理，使其压力值增大，以满足焦炉燃烧室所需的压力值。当然，若第一煤气的压力值大于或等于焦炉燃烧室所需的压力时，不需要对第一煤气进行煤气加压处理，可以直接使用第一煤气对焦炉进行加热。

在本实施例中，循环流化床气化发生装置中煤炭颗粒先于气化剂进行气化反应产生煤气，由于该煤气中不会含有焦油等有害物质，因此，在输送该煤气的过程中，该稳定热值的煤气不会堵塞焦炉的管道。气化后的煤炭渣由循环流化床气化发生装置中排出；其次，对气化产生的煤气进行高温分离处理，可以除去煤气中的粉尘，从而得到更加纯净的煤气。再次，对高温分离后的煤气进行换热处理，可以吸收这些高温煤气中的热量，并将该热量输送至循环流化床气化发生装置中，以加热用于进行气化反应的气化剂，这样就可以在煤炭颗粒与气化剂进行气化反应之前，提前对气化剂进行加热，从而可以缩短气化时间，提高气化效率。再次，对换热后的煤气进行低温分离处理，可以实现对循环流化床气化发生装置产生的煤气进行再次除尘，从而得到更加纯净的第一煤气。此外，通过对第一煤气进行脱硫处理，以有效地去除第一煤气中的硫化氢等污染物，从而减少污染。最后，将脱硫处理之后的第一煤气输送至焦炉燃烧室对焦炉进行加热，可以实现在对焦炉加热的同时，提高了焦炉运行的稳定性和安全性。同时，通过煤气对焦炉进行加热，还可以节约运行成本，提高了焦炉加热系统的经济性。

基于图1或图2对应的实施例，在图1或者图2对应的实施例的基础上，进一步地，本实用新型实施例提供了一种焦炉加热系统30，请参见图3所示，图3为本实用新型焦炉加热系统30实施例一的结构示意图，该焦炉加热系统30包括：

备煤装置301，备煤装置301与循环流化床气化发生装置302连接，备煤装置301用于为循环流化床气化发生装置302提供煤炭颗粒，煤炭颗粒用于产生稳定热值的煤气。

其中，稳定热值的煤气为一定体积或质量的燃气所能放出的热量。可选的，稳定热值为1200-2000kcal/Nm³。当然，也可以为其他值，只要煤气的稳定热值可以满足实际需要即可，在此，本实用新型不做具体限制。

示例的，通过备煤系统向循环流化床气化发生装置302提供煤炭颗粒，循环流化床气化发生装置302中的煤炭颗粒与气化剂进行气化反应时，可以产生大量的稳定热值的煤气。

循环流化床气化发生装置302与焦炉装置303连接，循环流化床气化发生装置302用于向焦炉装置303提供稳定热值的煤气；焦炉装置303用于对焦炉炭进行高温裂解。

由于循环流化床气化发生装置302与焦炉装置303连接，因此，在循环流化床气化发生装置302产生稳定热值的煤气之后，将该煤气输送至焦炉装置303，因为该煤气中不会含有焦油等有害物质，所以，在将煤气输送至焦炉装置303的过程中，该煤气不会造成管道堵塞，可以实现在对焦炉装置303加热的同时，有效提高了焦炉的安全性和稳定性。同时，通过煤气对焦炉装置303进行加热，还可以节约运行成本，提高了焦炉加热系统的经济性。

在本实施例中，焦炉加热系统30包括备煤装置301，备煤装置301与循环流化床气化发生装置302连接，备煤装置301用于为循环流化床气化发生装置302提供煤炭颗粒，煤炭颗粒用于产生稳定热值的煤气；循环流化床气化发生装置302与焦炉装置303连接，循环流化床气化发生装置302用于向焦炉装置303提供稳定热值的煤气；焦炉装置303用于对焦炉炭进行高温裂解。这样，循环流化床气化发生装置302在获取到煤炭颗粒之后，循环流化床气化发生装置302中的煤炭颗粒会先与气化剂发生气化反应产生用于对焦炉进行加热的煤气，由于该煤气中不会含有焦油等有害物质，因此，在将煤气输送至焦炉装置303的过程中，该煤气不会造成管道堵塞，可以实现在对焦炉装置303加热的同时，提高了焦炉运行的稳定性和安全性。同时，通过煤气对焦炉装置303进行加热，还可以节约运行成本，提高了焦炉加热系统的经济性。

基于图3对应的实施例，在图3对应的实施例的基础上，本实用新型还提供了一种焦炉加热系统30，请参见图4所示，图4为本实用新型焦炉加热系统30实施例二的结构示意图，该焦炉加热系统30还包括煤气脱硫装置304。

循环流化床气化发生装置302通过煤气脱硫装置304与焦炉装置303连接。

在本实施例中，通过设置煤气脱硫装置304，其目的在于：可以有效地去除第一煤气中的硫化氢等污染物，从而减少污染。可选的，通过脱硫装置对煤气脱硫处理可以包括一种或多种方式：栲胶法处理；蒽醌二磺酸钠法处理；双核硫化酞菁钴法处理；苦味酸法处理；复合型催化剂湿式氧化法处理；萘醌处理；氨水循环洗涤法处理。在此，对于具体通过哪种方式对煤气进行脱硫处理，本实用新型不做进一步地限制。其中，第一煤气为经过循环流化床气化装置处理，且由循环气流床气化装置排出的煤气。

可选的，该加热系统还可以包括煤气加压装置305，其中，煤气脱硫装置304通过煤气加压装置305与焦炉装置303连接，具体如图5所示，通过设置煤气加压装置305，其作用在于：对经过煤气脱硫装置304的煤气进行加压处理，以使得加压后的煤气的压力满足焦炉装置303所需的压力。当然，若经过煤气脱硫装置304的煤气的压力可以满足焦炉装置303所需的压力，则可以不用设置煤气加压装置305。

进一步地，在本实施例中，循环流化床气化发生装置302具体包括循环流化床气化炉3021、排渣单元(未示出)、高温分离单元3022、换热单元3023以及低温分离单元3024，具体如图6所示：

循环流化床气化炉3021，循环流化床气化炉3021的底部设置有排渣单元，循环流化床气化炉3021的输入口与备煤装置301连接，循环流化床气化炉3021的输出口与高温分离单元3022的输入口连接，高温分离单元3022的输出口与换热单元3023连接，换热单元3023与低温分离单元3024的输入口连接，低温分离单元3024的输出口与煤气脱硫装置304连接。

其中，循环流化床气化炉3021与备煤装置301连接，在接收到备煤装置301提供的煤炭颗粒之后，对煤炭颗粒进行气化处理，即与循环流化床气化炉3021中的气化剂进行气化反应，可以产生大量的煤气，且该煤气中不会含有焦油等有害物质。通过在循环流化床气化炉3021的底部设置排渣单元，其目的在于：将气化反应后的煤炭渣由循环流化床气化发生装置302中排出，以避免重复使用这些不能再次气化的煤炭渣。可选的，气化处理包括一种或多种方式：空气气化处理；富氧气化处理；纯氧气化处理。在此，对于具体通过哪种方式对煤气进行气化处理，本实用新型不做进一步地限制。

进一步地，通过设置高温分离单元3022，且低温分离单元3024的输入口与循环流化床气化炉3021的输出口连接，这样低温分离单元3024就可以对气化反应产生的煤气进行高温分离处理，其目的在于：对循环流化床气化炉3021产生的煤气进行除尘，使得产生的煤气中的较大煤炭颗粒重新进入到循环流化床气化炉3021中进行气化，以提高煤气的转化效率，同时，也可以除去煤气中的粉尘，从而得到更加纯净的煤气。

进一步地，通过设置换热单元3023，且换热单元3023与高温分离单元3022的输出口连接，以对高温分离后的煤气进行换热处理，其目的在于：由于高温分离后的煤气中含有大量的热量，通过换热单元3023，可以吸收这些高温煤气中的热量，并将该热量输送至循环流化床气化炉3021中，以加热用于进行气化反应的气化剂，这样就可以在煤炭颗粒与气化剂进行气化反应之前，提前对气化剂进行加热，从而可以缩短气化时间，提高气化效率。

进一步地，通过设置低温分离单元3024，且低温分离单元3024的输入口与换热单元3023连接，以对换热后的煤气进行低温分离处理，其目的在于：高温煤气经过换热单元3023换热处理之后，得到的煤气的温度较低，再通过低温分离单元3024对低温煤气进行分离处理，可以实现对循环流化床气化床产生的煤气进行再次除尘，从而得到更加纯净的第一煤气。可选的，高温分离处理和低温分离处理均可以包括一种或多种方式：旋风除尘处理；布袋除尘处理；电除尘处理；湿法除尘处理。在此，对于通过哪种方式进行除尘处理，本实用新型不做具体限制。

在本实施例中，循环流化床气化炉3021在接收到备煤装置301提供的煤炭颗粒之后，与循环流化床气化炉3021中的气化剂进行气化反应产生煤气，且该煤气中不会含有焦油等有害物质，因此，在输送煤气的过程中，该煤气不会导致管道堵塞。再通过高温分离单元3022对气化产生的煤气进行高温分离处理，可以除去煤气中的粉尘，从而得到更加纯净的煤气。再通过换热单元3023对高温分离后的煤气进行换热处理，可以吸收这些高温煤气中的热量，并将该热量输送至循环流化床气化炉3021中，以加热用于进行气化反应的气化剂，这样就可以在煤炭颗粒与气化剂进行气化反应之前，提前对气化剂进行加热，从而可以缩短气化时间，提高气化效率。再通过低温分离单元3024对换热后的煤气进行低温分离处理，可以实现对循环流化床气化炉3021产生的煤气进行再次除尘，从而得到更加纯净的第一煤气。再通过煤气脱硫装置304对第一煤气进行脱硫处理，以有效地去除第一煤气中的硫化氢等污染物，从而减少污染。最后，将脱硫处理之后的第一煤气输送至焦炉装置303对焦炉进行加热，可以实现在对焦炉装置303加热的同时，提高了焦炉运行的稳定性和安全性。同时，通过煤气对焦炉装置303进行加热，还可以节约运行成本，提高了焦炉加热系统的经济性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种焦炉加热系统，其特征在于，包括：

备煤装置，所述备煤装置与循环流化床气化发生装置连接，所述备煤装置用于为循环流化床气化发生装置提供煤炭颗粒，所述煤炭颗粒用于产生稳定热值的煤气；

所述循环流化床气化发生装置与焦炉装置连接，所述循环流化床气化发生装置用于向所述焦炉装置提供稳定热值的煤气；所述焦炉装置用于对焦炉炭进行高温裂解。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述循环流化床气化发生装置通过煤气脱硫装置与所述焦炉装置连接。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述循环流化床气化发生装置包括：

循环流化床气化炉，所述循环流化床气化炉的底部设置有排渣单元，所述循环流化床气化炉的输入口与所述备煤装置连接，所述循环流化床气化炉的输出口与高温分离单元的输入口连接，所述高温分离单元的输出口与换热单元连接，所述换热单元与低温分离单元的输入口连接，所述低温分离单元的输出口与所述煤气脱硫装置连接。