CN220976874U - 一种燃气互平衡多段助燃的立式热回收焦炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种燃气互平衡多段助燃的立式热回收焦炉，属于焦炉技术领域。每个所述组成燃烧室的各个立火道与相邻炭化室顶部的燃气通道连通，所述燃气通道设有插板砖，相邻炭化室的结焦时间相差一半，来自相邻炭化室的燃气在燃烧室的立火道混合、均化，缩小了燃烧室的立火道的可燃气体变化范围，使每个燃烧室的立火道可燃气体基本稳定。本实用新型助燃气体从立火道上部、中部、下部供入，使立火道内可燃气体分为上中下三段燃烧，确保沿焦炉高向方向的温度均匀，改善了煤饼成熟的均匀性。由于助燃空气经过了预热，回收了部分燃烧废气的热量，缩短了结焦时间。提高了炼焦产能，降低了炼焦耗热量。
Description
技术领域
本实用新型属于焦炉技术领域，尤其涉及一种燃气互平衡多段助燃的立式热回收焦炉。
背景技术
现有立式热回收焦炉的燃烧室的立火道的燃气来源于相邻的一孔碳化室，单孔碳化室煤饼在不同炭化阶段所产生的燃气在数量、成份、温度是变化的，从而造成燃烧室立火道的燃气来源变化。而且现有立式热回收焦炉燃烧室的立火道助燃气（空气）是从立火道顶部供入或顶部和中部供入，以上两种情况导致立火道燃烧不稳定，高向加热不均匀，立火道内的温度变化比较大，燃烧室立火道局部产生高温，使燃烧后的气体氮氧化物含量高。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
为了解决现有立式热回收焦炉在燃烧室立火道燃气来源不稳定、高向加热不均匀而引起炭化室内煤饼成焦不均匀、燃烧室立火道因局部高温造成燃烧废气中氮氧化物升高的问题，提供一种燃气互平衡多段助燃的立式热回收焦炉。
本实用新型的技术方案如下：
一种燃气互平衡多段助燃的立式热回收焦炉，包括间隔排布的燃烧室、炭化室，所述燃烧室内设有若干立火道（如30个，根据炉长可增减），每个构成燃烧室的所述立火道与相邻炭化室顶部的燃气通道连通，所述燃气通道设有插板砖。
在一些实施方式中，所述回收焦炉炉顶设有煤气截断插板口，所述插板砖设置在所述煤气截断插板口处。
在一些实施方式中，所述燃烧室顶部设有看火孔，所述看火孔将所述立火道与大气连通。
在一些实施方式中，所述看火孔为一段助燃气进入所述立火道的通道。
在一些实施方式中，所述燃烧室立火道中间隔墙设置两个独立的助燃气通道。
在一些实施方式中，所述助燃气通道顶端开口设置在焦炉炉顶，所述助燃气通道顶端开口与大气相通。
在一些实施方式中，所述助燃器通道包括第一助燃气通道和第二助燃气通道，所述第一助燃气通道的长度小于所述第二助燃气通道。
在一些实施方式中，所述第一助燃气通道为二段助燃气进入所述立火道的通道；
和/或，所述第二助燃气通道为三段助燃气进入所述立火道的通道。
在一些实施方式中，所述第二助燃气通道出口比所述第一助燃气通道出口更加接近所述立火道底部。
在一些实施方式中，所述第二助燃气通道出口距离所述立火道底部1.0-1.4米。优选的，所述第二助燃气通道出口距离所述立火道底部1.2米。
相比于现有技术，本实用新型达到的技术效果如下：
（1）相邻炭化室、燃烧室的立火道互连互通，可以在相邻炭化室产生的煤气进行自平衡，确保燃烧的均匀，提高热效率，降低烧损。同时炼焦不同阶段自动调节炭化室的压力，使炭化室在整个干馏过程中，压力波动在较小范围变化，因炉门漏气所造成焦炭烧损大为减少。
（2）本实用新型燃烧室立火道高向加热均匀，燃烧室立火道内助燃气体从立火道上部、中部、下部供入，使立火道内可燃气体分为上中下三段燃烧，可以确保沿炭化室炉墙高度方向的温度均匀，立火道燃烧实现了低氮燃烧；还克服了顶部局部温度过高的缺点，大大改善看煤饼成熟均匀性。
（3）燃烧室的立火道与相邻炭化室在炭化室顶部过顶砖位置设有带截断插板的燃气通道，比以前缩小了煤饼与炭化室顶的空间，增加了煤饼高度。
（4）本实用新型通过燃气平衡，回收了部分炉体散热量。燃烧室立火道平均温度提高了100℃以上，缩短了结焦时间，提高了炼焦产能，降低了炼焦耗热量。
附图说明
图1为本实用新型的平面示意图；
图2为本实用新型的剖面图；
图3为本实用新型总剖图；
图中：1-燃气通道；2-煤气截断插板口；3-看火口；4-第一助燃气通道；5-第二助燃气通道。
具体实施方式
以下结合附图通过具体实施例说明本实用新型的技术方案。应该理解，本实用新型提到的一个或者多个步骤不排斥在组合步骤前后还存在其他方法和步骤，或者这些明确提及的步骤间还可以插入其他方法和步骤。还应理解，这些实例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的目的，而非限制每个方法的排列次序或限定本实用新型的实施范围，其相对关系的改变或调整，在无实质技术内容变更的条件下，亦可视为本实用新型可实施的范畴。
实施例中所采用的原料和仪器，对其来源没有特定限制，在市场购买或者按照本领域内技术人员熟知的常规方法制备即可。
本实施例给出一种燃气互平衡多段助燃的立式热回收焦炉，如图1-3所示，所述燃烧室内设有30个立火道，每个所述立火道与相邻炭化室顶部的燃气通道1连通，所述燃气通道设有插板砖，回收焦炉炉顶设有煤气截断插板口2，插板砖设置在煤气截断插板口处。插板砖有助于生产大块焦，检修时可截断。
燃烧室顶部设有看火孔3，所述看火孔3将所述立火道与大气连通，看火孔3也是一段助燃气进入所述立火道的通道。
在本实施例中，燃烧室立火道中间隔墙设置两个独立的助燃气通道，助燃气通道顶端开口设置在焦炉炉顶，助燃气通道顶端开口与大气相通。
助燃器通道包括第一助燃气通道4和第二助燃气通道5，所述第一助燃气通道4的长度小于所述第二助燃气通道5，第二助燃气通道5出口比所述第一助燃气通道4出口更加接近所述立火道底部，第二助燃气通道5出口距离所述立火道底部1.2米。
第一助燃气通道4为二段助燃气进入所述立火道的通道，所述第二助燃气通道5为三段助燃气进入所述立火道的通道。
热回收焦炉的燃烧主要依靠装入炭化室的煤中挥发出来的煤气与助燃空燃烧后产生热量干馏煤而产生焦炭，由于每个炭化室的煤饼所处的干馏阶段不同，所产生的燃气的量、成份、热值、温度不相同，相邻炭化室的结焦时间相差一半，通过平衡不同炭化室的煤气，来自相邻炭化室的燃气在燃烧室的立火道混合、均化，减小了燃烧室的立火道的可燃气体变化范围。提高了燃烧室的最低温度，降低了最高温度。整体提高了平均温度，缩短了结焦时间，提高了炼焦效率。
现有技术中推焦装煤时碳化室压力增大，与相邻立火道压差增加，在通道面积固定不变时，碳化室流入立火道气量增加，炉门口溢出燃气。本实用新型燃烧室立火道燃气来自相邻炭化室并互为平衡，装炉过程减少了燃气溢出。
结合图3，本实用新型的运行原理如下：
经过预热的空气从底部经过上升通道到达焦炉顶部，从顶部的进口经过看火口3进入燃烧室的立火道，此为一段助燃气，主要作用在燃烧室立火道上部，立火道入口设有调节阀，用于控制一段助燃气的量，进而控制燃烧比例；第一助燃气通道4、第二助燃气通道5分别与大气连通，大气中空气经过第一助燃气通道4进入燃烧室的为二段助燃气，经过第二助燃气通道5进入燃烧室的为三段助燃气，分别作用于燃烧室立火道的中部和底部，第一助燃气通道4、第二助燃气通道5入口处分别设有调节阀，用于控制二段助燃气和三段助燃气的量。碳化室中的煤受热后，挥发出煤气，煤气通过炭化室和燃烧室上面的燃气通道1进入燃烧室立火道内。经过预热的混合助燃气体在立火道内分2段与煤气混合，产生热量干馏炭化室的煤饼。
对改进后的焦炉建模，通过数值仿真技术，模拟和优化焦炉内部流体的温度、压力和速率场分布等，验证其结构从而确定混合气进口的高度位置和开口度。工艺设计的合理性。
以往的焦炉设计以工程经验为主，缺少必要的理论支持和验证。本专利通过数值仿真技术，建立大型数值仿真模型对整个焦炉进行模拟，获取其内部流体的温度、压力、速率场等分布，从气体分布稳定性、燃烧状态均一性等方面对焦炉进行了结构、工艺的优化设计和验证。
计算流体力学(CFD)数值仿真是一种虚拟现实的技术，是通过求解数学方程来预测流体流动、热量传递、质量传递，化学反应和相关现象的一门学科。
它通过计算机模拟获得某种流体在特定条件下的有关信息，实现了用数值计算代替实验装置完成“数值试验”，为工程技术人员提供了实际工况模拟仿真的操作平台。
CFD已广泛应用于航空航天、热能动力、土木水利、汽车工程、铁道、船舶工业、化学工程、流体机械、环境工程等领域。
前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (10)
1.一种燃气互平衡多段助燃的立式热回收焦炉，包括间隔排布的燃烧室、炭化室，所述燃烧室内设有若干立火道，其特征在于，每个构成燃烧室的所述立火道与相邻炭化室顶部的燃气通道连通，所述燃气通道设有插板砖。
2.根据权利要求1所述的立式热回收焦炉，其特征在于，所述热回收焦炉炉顶设有煤气截断插板口，所述插板砖设置在所述煤气截断插板口处。
3.根据权利要求1所述的立式热回收焦炉，其特征在于，所述燃烧室顶部设有看火孔，所述看火孔将所述立火道与大气连通。
4.根据权利要求3所述的立式热回收焦炉，其特征在于，所述看火孔为一段助燃气进入所述立火道的通道。
5.根据权利要求1所述的立式热回收焦炉，其特征在于，所述燃烧室立火道中间隔墙设置两个独立的助燃气通道。
6.根据权利要求5所述的立式热回收焦炉，其特征在于，所述助燃气通道顶端开口设置在焦炉炉顶，所述助燃气通道顶端开口与大气相通。
7.根据权利要求5所述的立式热回收焦炉，其特征在于，所述助燃气通道包括第一助燃气通道和第二助燃气通道，所述第一助燃气通道的长度小于所述第二助燃气通道。
8.根据权利要求7所述的立式热回收焦炉，其特征在于，所述第一助燃气通道为二段助燃气进入所述立火道的通道；
和/或，所述第二助燃气通道为三段助燃气进入所述立火道的通道。
9.根据权利要求7所述的立式热回收焦炉，其特征在于，所述第二助燃气通道出口比所述第一助燃气通道出口更加接近所述立火道底部。
10.根据权利要求9所述的立式热回收焦炉，其特征在于，所述第二助燃气通道出口距离所述立火道底部1.0-1.4米。
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