CN220485610U - 一种高效的焦炉加热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高效的焦炉加热系统，焦炉燃烧室由2个立火道组成双联火道，2个立火道的底部均设有煤气出口和底部空气出口；2个立火道的隔墙上分别设隔墙空气出口；所述蓄热室包括煤气蓄热室、底部空气蓄热室和隔墙空气蓄热室；2个立火道的煤气出口通过斜道与煤气蓄热室连通，2个立火道的底部空气出口通过斜道与底部空气蓄热室连通，2个立火道的隔墙空气出口通过斜道与隔墙空气蓄热室连通；通过使燃烧室双联火道的加热煤气在上升立火道和下降立火道同时燃烧加热，大幅增加了焦炉燃烧室的加热效率，可以缩短结焦时间，均化双联火道温度，减少煤气用量，降低氮氧化物生成，增加煤饼的长向成熟均匀性。

Description

一种高效的焦炉加热系统

技术领域

本实用新型涉及炼焦技术领域，尤其涉及一种适用于可燃气体下喷式焦炉的高效的焦炉加热系统。

背景技术

焦化工业是中国钢铁工业中的重要一环，而焦炉是焦化领域中最重要的热工设备。焦炉中燃烧室和炭化室相间排列，燃气在燃烧室立火道内燃烧为炭化室提供热量实现炼焦过程。现有的焦炉燃烧室一般采用双联火道结构，加热煤气在上升立火道燃烧完全，燃烧后的废气通过顶部跨越孔进入下降立火道，继续对炭化室供热。

立火道内气体温度高，传热方式是90％热量以高温辐射为主，而高温辐射的效率与温度呈指数型关系，即温度越高则高温辐射效率越高。由于上升立火道内的气体温度可达1700℃以上，而下降立火道内气体温度一般为1400℃左右，因此上升立火道对炭化室的高温辐射能量远大于下降立火道。有研究表明，炼焦生产过程双联火道对炭化室的热量传递中，上升立火道的热量传递可以占到70％以上。因此，燃烧室虽然对炭化室持续供热，但只有其中一半的上升立火道起主要作用，严重影响了燃烧室的加热效率。此外，燃烧室需要经过加热系统的持续换向加热，才能保证焦炭成熟的均匀性。

发明内容

本实用新型提供了一种高效的焦炉加热系统，能够使燃烧室双联火道里的加热煤气在上升立火道和下降立火道同时燃烧加热，大幅增加了焦炉燃烧室的加热效率，可以缩短结焦时间，均化双联火道温度，减少煤气用量，降低氮氧化物生成，增加煤饼的长向成熟均匀性。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种高效的焦炉加热系统，所述焦炉包括蓄热室、斜道和燃烧室，其中燃烧室由若干个双联立火道组成，每个双联立火道由2个相邻的立火道组成，2个立火道的顶部通过跨越孔连通，底部通过循环孔连通；2个立火道的底部均设有煤气出口和底部空气出口；2个立火道的隔墙上分别设隔墙空气出口；所述蓄热室包括煤气蓄热室、底部空气蓄热室和隔墙空气蓄热室；2个立火道的煤气出口通过斜道与煤气蓄热室连通，2个立火道的底部空气出口通过斜道与底部空气蓄热室连通，2个立火道的隔墙空气出口通过斜道与隔墙空气蓄热室连通。

进一步的，所述2个立火道的隔墙空气出口沿高向至少设置1个，且对应位置的隔墙空气出口高度不同。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)通过使燃烧室双联立火道里的加热煤气在上升立火道和下降立火道同时燃烧加热，与常规燃烧室只通过上升立火道加热的方式相比，可以大幅增加燃烧室的加热效率，有效缩短结焦时间；在焦炭产能相同的情况下，可以减少炭化室孔数，进而减少设备投资；

(2)通过燃烧室的上升立火道和下降立火道同时加热，可以均化上升立火道和下降立火道的温度，使得焦饼长向成熟更加均匀；均化后的上升立火道温度与现有上升立火道的温度有所降低，同时上升立火道为贫氧燃烧，有效降低了氮氧化物的生成；

(3)立火道底部和隔墙上的气体流量均可以通过对应的蓄热室进气量单独控制，可以方便的调节自立火道底部、上升立火道隔墙以及下降立火道隔墙进入的空气量，能够根据生产需要快捷方便的调节高向加热均匀性，进一步降低氮氧化物的生成。

附图说明

图1是本实用新型所述一种高效的焦炉加热系统的结构示意图。

图2是图1中的A-A剖视图。

图3是图1中的B-B剖视图。

图中：1.蓄热室 2.斜道 3.燃烧室 4.上升气流煤气蓄热室 5.上升气流底部空气蓄热室 6.上升气流隔墙空气蓄热室 7.下降气流煤气蓄热室 8.下降气流底部空气蓄热室9.下降气流隔墙空气蓄热室 10.上升立火道 11.下降立火道 12.煤气管砖13.上升立火道隔墙空气出口 14.上升立火道底部空气出口 15.上升立火道煤气出口16.下降立火道隔墙空气出口 17.下降立火道底部空气出口 18.下降立火道煤气出口19.立火道隔墙气道 20.跨越孔 21.循环孔

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1-图3所示，本实用新型所述一种高效的焦炉加热系统，所述焦炉包括蓄热室1、斜道2和燃烧室3，其中燃烧室3由若干个双联立火道组成，每个双联立火道由2个相邻的立火道组成，2个立火道的顶部通过跨越孔20连通，底部通过循环孔21连通；2个立火道的底部均设有煤气出口和底部空气出口；2个立火道的隔墙上分别设隔墙空气出口；所述蓄热室1包括煤气蓄热室、底部空气蓄热室和隔墙空气蓄热室；2个立火道的煤气出口通过斜道2与煤气蓄热室连通，2个立火道的底部空气出口通过斜道2与底部空气蓄热室连通，2个立火道的隔墙空气出口通过斜道2与隔墙空气蓄热室连通。

进一步的，所述2个立火道的隔墙空气出口沿高向至少设置1个，且对应位置的隔墙空气出口高度不同。

本实用新型所述一种高效的焦炉加热系统的调节方法如下：

焦炉生产过程中，上升立火道煤气出口15与上升气流煤气蓄热室4连通，下降立火道煤气出口18与下降气流煤气蓄热室7连通；上升立火道底部空气出口14与上升气流底部空气蓄热室5连通，下降立火道底部空气出口17与下降气流底部空气蓄热室8连通；上升立火道隔墙空气出口13与上升气流隔墙空气蓄热室6连通，下降立火道隔墙空气出口16与下降气流隔墙空气蓄热室9连通；加热煤气在上升立火道10内进行贫氧燃烧，然后自顶部的跨越孔20进入下降立火道11继续燃烧，上升立火道10和下降立火道11中的可燃气体同时燃烧加热；上升立火道10底部、上升立火道10隔墙以及下降立火道11隔墙均有空气流入；加热煤气在下降立火道11隔墙最下面一个隔墙空气出口处燃烧完全，燃烧后的废气从下降立火道11的底部流出，进入下降气流煤气蓄热室7和下降气流底部空气蓄热室8换热。

当焦炉为复热式焦炉时，本实用新型所述一种高效的焦炉加热系统的调节方法如下：

1)当采用焦炉煤气加热时，焦炉煤气自煤气管砖12流入上升立火道10底部燃烧；空气分别自上升气流煤气蓄热室4、上升气流底部空气蓄热室5、上升气流隔墙空气蓄热室6以及下降气流隔墙空气蓄热室9引入，通过对应的上升立火道煤气出口15、上升立火道底部空气出口14、上升立火道隔墙空气出口13以及下降立火道隔墙空气出口16进入对应立火道进行燃烧加热；焦炉煤气在上升立火道10内进行贫氧燃烧，然后从顶部的跨越孔20进入下降立火道11内继续燃烧；

燃烧后的废气从下降立火道底部空气出口17和下降立火道煤气出口18分别进入对应的下降气流底部空气蓄热室8和下降气流煤气蓄热室7换热，之后经分烟道送至烟囱排放；

焦炉换向后，上升气流蓄热室和下降气流蓄热室的功能互换，并重复上述过程；其中，上升气流隔墙空气蓄热室6和下降气流隔墙空气蓄热室9在焦炉生产过程中一直有空气进入，确保上升立火道10和下降立火道11内同时进行燃烧加热；

2)当采用贫煤气加热时，贫煤气经上升气流煤气蓄热室4换热后进入上升立火道10底部燃烧；空气分别从上升气流底部空气蓄热室5、上升气流隔墙空气蓄热室6以及下降气流隔墙空气蓄热室9引入，经上升立火道底部空气出口14、上升立火道隔墙空气出口13以及下降立火道隔墙空气出口16进入对应立火道进行燃烧加热；贫煤气在上升立火道10内进行贫氧燃烧，然后从顶部的跨越孔20进入下降立火道11内继续燃烧；

燃烧后的废气从下降立火道底部空气出口17和下降立火道煤气出口18分别进入对应的下降气流底部空气蓄热室8和下降气流煤气蓄热室7换热，然后经分烟道送至烟囱排放；

焦炉换向后，上升气流蓄热室和下降气流蓄热室的功能互换，并重复上述过程；其中，上升气流隔墙空气蓄热室6和下降气流隔墙空气蓄热室9在焦炉生产过程中一直有空气进入，确保上升立火道10和下降立火道11内同时进行燃烧加热。

进一步的，进入上升气流隔墙空气蓄热室6和下降气流隔墙空气蓄热室9的空气先在炉外进行换热，然后再进入对应立火道。

本实用新型中，上升气流隔墙空气蓄热室6和下降气流隔墙空气蓄热室9中一直有空气流入，即其不参与焦炉加热系统的换向，因此这两个蓄热室没有预热功能。为了提高加热效率，可采用焦炉废气对进入这两个蓄热室的空气进行炉外换热，再将预热后的空气送入上升气流隔墙空气蓄热室6和下降气流隔墙空气蓄热室9中，之后再进入立火道加热。

本实用新型中，立火道底部的煤气出口和空气出口、上升立火道隔墙以及下降立火道隔墙上的空气出口均分别对应设置一个单独的蓄热室，因此可以从废气开闭器的风门处，快速调节立火道底部空气出口、上升立火道隔墙空气出口以及下降立火道隔墙空气出口的空气比以及空气量，进而调整立火道高向加热均匀性，优化焦饼高向加热均匀性，改善炉顶空间结石墨情况，进一步降低废气中氮氧化物的生成量。

本实用新型采用双联火道中上升立火道和下降立火道同时加热的方式，大幅增加了焦炉燃烧室的加热效率，可以缩短结焦时间，均化双联火道温度，减少煤气用量，降低氮氧化物生成，增加煤饼的长向成熟均匀性。

以下实施例在以本实用新型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，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

【实施例】

如图1-图3所示，本实施例中，焦炉加热系统包括蓄热室1、斜道2和燃烧室3，燃烧室3为双联火道、多段加热结构，其中空气从立火道底部和隔墙上分三段供入，贫煤气不分段、只从立火道底部供入。

上升立火道煤气出口15和上升气流煤气蓄热室4连通，下降立火道煤气出口18与下降气流煤气蓄热室7连通；上升立火道底部空气出口14与上升气流底部空气蓄热室5连通，下降立火道底部空气出口17与下降气流底部空气蓄热室8连通；上升立火道隔墙空气出口13与上升气流隔墙空气蓄热室6连通，下降立火道隔墙空气出口16与下降气流隔墙空气蓄热室9连通。

本实施例所述焦炉加热系统的工作原理为：焦炉生产过程中，加热煤气在上升立火道10内进行贫氧燃烧，然后从顶部的跨越孔20进入下降立火道11继续燃烧，上升立火道10和下降立火道11中可燃气体同时燃烧加热，上升立火道10的底部、上升立火道隔墙上的两个空气出口以及下降立火道11隔墙上的两个空气出口处均有空气流入；加热煤气在下降立火道11最下面一个下降立火道隔墙空气出口16处燃烧完全，燃烧后的废气从下降立火道11的底部流出，进入下降气流煤气蓄热室7和底部空气蓄热室8换热。

本实施例中，上升立火道隔墙上的空气出口和下降立火道隔墙上的空气出口一一对应设置，且水平高度不同。上升立火道隔墙空气出口13与下降立火道隔墙空气出口16在高向错开的目的，是避免立火道局部高温以及焦炭局部过火现象。

本实施例中，焦炉为复热式焦炉，既可以采用焦炉煤气加热，又可以采用贫煤气加热，焦炉加热系统的调节过程如下：

1、采用焦炉煤气加热时，焦炉煤气从煤气管砖12流入上升立火道10底部燃烧，空气从上升气流煤气蓄热室4和上升气流底部空气蓄热室5进入上升立火道10底部，同时空气从上升气流隔墙空气蓄热室6流经上升立火道隔墙空气出口13进入上升立火道10，空气从下降气流隔墙空气蓄热室9流经下降立火道隔墙空气出口16进入下降立火道11。

焦炉煤气进入上升立火道10后与底部及隔墙进入的空气进行贫氧燃烧，产生的废气和剩余的煤气从顶部的跨越孔20进入下降立火道11，与下降立火道隔墙空气出口16出来的空气混合后燃烧完全，完全燃烧后的废气从下降立火道底部空气出口17和下降立火道煤气出口18分别进入下降气流底部空气蓄热室8和下降气流煤气蓄热室7换热，之后进入分烟道，经净化处理后从烟囱排出。

焦炉换向后，立火道内的气流随之换向，即原来的上升立火道变为下降立火道，原来的下降立火道变为上升立火道；改变后的上升立火道10和下降立火道11重复上述过程。如此反复，实现焦炉加热系统的运行。

在焦炉生产过程中，上升气流隔墙空气蓄热室6和下降气流隔墙空气蓄热室9一直有空气进入，确保上升立火道10和下降立火道11同时加热。

2、当采用贫煤气加热时，贫煤气经上升气流煤气蓄热室4换热后，自上升立火道底部煤气出口15进入上升立火道10底部燃烧。空气经上升气流底部空气蓄热室5后由上升立火道底部空气出口14进入上升立火道10，同时空气经上升气流隔墙空气蓄热室6后由上升立火道隔墙空气出口13进入上升立火道10，另外空气还经下降气流隔墙空气蓄热室9后由下降立火道隔墙空气出口16进入下降立火道11。

贫煤气在上升立火道10与自底部及隔墙2个空气出口进入的空气进行贫氧燃烧，产生的废气和剩余的贫煤气从顶部的跨越孔20进入下降立火道11，与下降立火道隔墙空气出口16出来的空气混合后燃烧完全，完全燃烧后的废气从下降立火道底部空气出口17和下降立火道煤气出口18分别进入下降气流底部空气蓄热室8和下降气流煤气蓄热室7换热，之后进入分烟道，经净化处理后从烟囱排出。

焦炉换向后，立火道内的气流随之换向，即原来的上升立火道变为下降立火道，原来的下降立火道变为上升立火道；改变后的上升立火道10和下降立火道11重复上述过程。如此反复，实现焦炉加热系统的运行。

焦炉生产过程中，上升气流隔墙空气蓄热室6和下降气流隔墙空气蓄热室9一直有空气进入，确保上升立火道10和下降立火道11同时加热。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种高效的焦炉加热系统，所述焦炉包括蓄热室、斜道和燃烧室，其中燃烧室由若干个双联立火道组成，每个双联立火道由2个相邻的立火道组成，2个立火道的顶部通过跨越孔连通，底部通过循环孔连通；其特征在于，2个立火道的底部均设有煤气出口和底部空气出口；2个立火道的隔墙上分别设隔墙空气出口；所述蓄热室包括煤气蓄热室、底部空气蓄热室和隔墙空气蓄热室；2个立火道的煤气出口通过斜道与煤气蓄热室连通，2个立火道的底部空气出口通过斜道与底部空气蓄热室连通，2个立火道的隔墙空气出口通过斜道与隔墙空气蓄热室连通。

2.根据权利要求1所述的一种高效的焦炉加热系统，其特征在于，所述2个立火道的隔墙空气出口沿高向至少设置1个，且对应位置的隔墙空气出口高度不同。