CN2680669Y

CN2680669Y - 外热立式型焦碳化炉

Info

Publication number: CN2680669Y
Application number: CN 200420015788
Authority: CN
Inventors: 王润勋; 李志远; 赫崇丁; 邓子刚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-02-21
Filing date: 2004-02-21
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2014-02-21

Abstract

本实用新型是属于炼焦炉技术领域，具体是一种用于型焦的外热式碳化炉，包括有炉体、燃烧室、碳化室、进、出料口装置和煤气焦油回收装置。其特征是炉体内设有相间布置的燃烧室和碳化室，每两个燃烧室中间设有一个碳化室，燃烧室和碳化室下部设有与型焦出口相连的斜底，进料装置和煤气管设在炉体的顶部，炉体的两侧对称装有若干组喷嘴，热电偶测温装置装在燃烧室的壁上，热电偶测温装置可通入炉内各温度段，便于随时控制各段的温度，保证产品质量。使用该炉型生产型焦具有以下优点：1.不受主焦煤的绝对限制；2.结焦时间短，比传统工艺缩短大约1/6－1/5的时间；3.环保型生产工艺，进出料基本无污染。

Description

外热立式型焦碳化炉

技术领域

本实用新型是属于炼焦炉技术领域，具体是一种用于型焦的外热式碳化炉。

背景技术

型焦做为传统焦炭的代替从上世纪中叶先进工业国家开始研制生产，到上世纪五、六十年代达到相当的规模，如前东德、波兰、日本等国。我国是从上世纪末叶开始试验，并开发了几种碳化炉型，有内热型斜坡炉、立式内热型炉、车载式隧道窑、网带式隧道窑等炉型，前两种炉型因生产成本高，生产工艺严重污染环境而无法生产；后两种为中温碳化成半焦，产品可作为造气和民用型焦煤。我国是以煤为主要能源的国家，传统焦炭发展较快，年生产各类焦炭约为2亿吨，其中1/3出口到世界各地。但生产焦炉使用的煤质要求较高，山西生产焦炭的主要原料煤为主焦煤占60～70％，配煤以瘦煤和贫煤为主占20-30％。每年消耗主焦煤大约为1.5亿吨，主焦煤资源日趋紧张和短缺。例如山西灵石、孝义、汾西等地主焦煤已接近开采待尽，柳林、沁源、乡宁、古交等地区主焦煤也日渐紧张，因此研究新型焦炭生产工艺和炼焦设备，拓宽炼焦资源已势在必行。

发明内容

本实用新型解决了现有机焦碳化炉型生产成本高，污染较严重，产品粒度不均匀和不能连续生产及静态炼焦的技术问题，提供了一种炉型结构独特，碳化室与燃烧室分离，分段加温，质量稳定的外热立式型焦碳化炉。

本实用新型是这样实现的，外热立式型焦碳化炉，包括有炉体、燃烧室、碳化室、进、出料口装置和煤气焦油回收装置，其特征是炉体内设有相间布置的燃烧室和碳化室，每两个燃烧室中间设有一个碳化室，燃烧室和碳化室下部设有与型焦出口相连的斜底，进料装置和煤气管设在炉体的顶部，炉体的两侧对称装有若干组喷嘴，热电偶测温装置装在燃烧室的壁上，热电偶测温装置可通入炉内各温度段，便于随时控制各段的温度，保证质量稳定。

本实用新型的燃烧室从上至下依次分为预热段、解析段、中温碳化段、高温碳化段、热闷段。喷嘴对称装在炉体上，热电偶测温装置装在预热段、解析段、中温碳化段、高温碳化段、热闷段的燃烧室两侧。

本实用新型所述的斜底的角度为30-45°，以达到顺利出焦。

本实用新型是在研究了大量国际和国内型焦生产炉的基础上，吸收了先进的生产工艺并结合我省煤炭资源状况后研究开发出的新炉型和新的生产工艺。使用该炉型生产型焦具有以下优点：

1、不受主焦煤的绝对限制。可利用无烟煤、瘦煤，贫煤为主占65～75％，配少量的主焦煤(15-20％)和肥煤或肥气煤(10-15％)，炼制各类型焦。具体做法是以用户需要的型焦各项理化指标，有害杂质指标和生产工艺参数为依据，进行科学配煤，炼制用户所需的型焦。

2、生产工艺和设备。主要生产设备为外热立式型焦碳化炉，其生产工艺是单炉连续式生产流程，单炉生产规模为5万吨/年。

3、结焦时间短。因型焦的前身是烘干型煤，入炉结焦时间在8-10小时，比传统工艺缩短大约1/6-1/5的时间。

4、环保型生产工艺。单炉连续生产每10分钟进料出焦一次，每次进出料为1吨，进出料基本无污染，彻底改变了传统炼焦工艺在装煤、出焦所造成的严重粉尘和烟尘污染。

5、可因地制宜选择煤种。可根据产煤地煤种的不同，选择不同的配方生产型焦。例如晋城可用无烟煤做主要对象进行配煤生产型焦；长治地区可以瘦煤为主要煤种生产型焦。

6、投资省。同等规模的传统工艺生产焦炭建厂投资比建型焦厂投资多20-30％。

7、型焦生产成本低。型焦生产仅用15-25％的主焦煤，而传统工艺生产焦炭用主焦煤占65-75％，型煤碳化成型焦生产成本低25-35％。

8、型焦生产分为有回收型和无回收型。

有回收型：型焦高温碳化生产的荒煤气进行气液分离焦油回收提炼化工产品，煤气供燃烧使用。剩余煤气可发电或加工甲醇。

无回收型：高温煤气回收后直接送入燃烧室燃烧，不回收焦油及化工产品。

附图说明

图1为外热立式型焦碳化炉的主视图

图2为外热立式型焦碳化炉的侧视图

图3为图1的A-A剖视图

图4为图1的B-B剖视图

图5为图1的C-C剖视图

图中：1煤气管 2-入料装置 3-喷嘴 4-热电偶测温装置 5-型焦出口 6-燃烧室 7-碳化室 8-预热段 9-解析段 10-中温碳化段 11-高温碳化段 12-热闷段 13-斜底 14-炉体 15-耐火砖墙

具体实施方式

根据附图对实施例做进一步的描述，本实施例是用来说明本实用新型的，而不是对本实用新型进行任何限制的。

本实施例是以单体碳化炉生产型焦为例，本实用新型是用于型焦生产中的主要设备，主要由炉体14、燃烧室6、碳化室7、进、出料口装置2、5和煤气回收装置1等构成。炉体14内设有相间布置的燃烧室6和碳化室7，每两个燃烧室6中间设有一个碳化室7，燃烧室6和碳化室7用耐火砖墙15隔开，燃烧室6和碳化室7下部设有与型焦出口5相连的斜底13，进料装置2和煤气管1设在炉体14的顶部，炉体14的两侧对称装有若干组喷嘴3，热电偶测温装置4装在燃烧室6的壁上，碳化炉高温内衬全部为硅砖砌筑，中间内衬为粘土砖，外层为轻质粘土砖，外贴硅酸铝纤维毡，最外层为红砖保护层，整体炉用钢结构件加固保护。

燃烧室6从上至下依次分为预热段8、解析段9、中温碳化段10、高温碳化段11、热闷段12。喷嘴3对称装在炉体14上，热电偶测温装置4装在预热段8、解析段9、中温碳化段10、高温碳化段11、热闷段12的燃烧室6两侧。

型焦的生产流程及其所需设备：

主设备：为外热立式型焦碳化炉。

辅助设备有上料皮带机、布料皮带机、出焦链板机、刮焦机、运焦皮带机等。

附属设施有熄焦水池、沉淀水池和回水池等。

煤种的选择，生产型焦的主要煤种：无烟煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤占65-75％，配煤煤种为：主焦煤15～25％，肥焦煤占10-20％(或肥气煤)，复合粘结剂占3-5％，配煤各项参数的选用，以用户使用的冶金焦或铸造焦等焦炭的理化指标，有害杂质指标及相关工艺参数为配煤依据指标，通过计算各项指标达到相关要求。然后按计算的各类参数先在试验室内做试验小样，进行测试达到预期效果，该计算参数为配煤参数，正式投入使用。

计算方法：采用重量加权法。

先用不同煤种的配比重量乘以各项指标再用总重量除所得结果为该煤种的配煤参数，以此类推分别计算各项相关指标，最后得出合理的科学配煤配方供生产使用。

参加配煤的各煤种均为洗精煤。配煤的粒度要求为3mm以下。粒级要求大致为：3-2mm占10％；2-1mm占10％，1-0.5mm占60％，0.45mm以下占20％。配好后的原料煤含水不超过3～4％，大于4％的表面含水量需进行烘干。

干精煤加复合粘结剂进行搅拌捏合混合均匀后，再经对辊成型机挤压成型煤，型煤含水份10-11％，型煤入碳化炉前需要烘干，干型煤含水份2％左右，烘干后的型煤进入碳化炉内经高温碳化成型焦。具体工艺如下：

干型煤由上料皮带机送到炉顶布料皮带机布料，炉顶进料口由阀门控制，进料和出焦联锁控制，进出料频率为10分钟1次。型煤进料先进焦炉预热段，温度在300℃，型煤在此段蒸发剩余水份并预热；经预热后的型煤进入解析段，该段温度在300℃-650℃，型煤在此温度段析放大量挥发份，型煤开始解析软化，体积少许膨胀，有煤烟和焦油析出，此段的强度最低；此后型煤进入中温碳化段，温度在650～850℃胶质体分解，型煤体积缩聚，同时型煤表面形成固化外壳强度增大，成为半焦，放出煤气及氢气、氮气等；半焦进入850℃～1050℃高温段，半焦进一步缩聚碳化成型焦，并放出大量的高温煤气，此阶段为结焦段；成型焦后进入热闷段，型焦在热闷段温度有所下降，该段温度1050℃-950℃，此时可以出焦。

型煤在碳化炉内运行是靠自重和逆向运动的煤气自上而下运动的作用力，缓慢向炉底滑动，碳化周期为8～10小时。每小时出焦量大约为6吨。碳化室各段的控制温度，是操作燃烧室煤气供应量来实现的。

熄焦段：出焦频率和进料频率相同10分钟一次，每次出焦量为一吨。红焦先进入链板输送机，同时洒水熄焦，熄焦后的湿焦由刮板机刮入皮带机运出。

碳化炉的主要参数：

碳化室数量2孔，燃烧室数量3孔，碳化室宽度430mm，碳化室长度8000mm，碳化室高度19000mm，炉底角度为34°，碳化室有效容积114m³，碳化周期8～10小时，碳化室平均温度1050℃-1100℃，燃烧室平均温度1200℃-1280℃，装料频率10分钟1次，一次装料量1.0吨，出焦频率10分钟一次，一次出焦量1.0吨，型焦容重0.9-1.05t/m³，单炉生产能力5万吨/年，单炉生产方式为连续生产。

Claims

1、一种外热立式型焦碳化炉，包括有炉体、燃烧室、碳化室、进、出料口装置和煤气焦油回收装置，其特征是炉体(14)内设有相间布置的燃烧室(6)和碳化室(7)，每两个燃烧室(6)中间设有一个碳化室(7)，燃烧室(6)和碳化室(7)下部设有与型焦出口(5)相连的斜底(13)，进料装置(2)和煤气管(1)设在炉体(14)的顶部，炉体(14)的两侧对称装有若干组喷嘴(3)，热电偶测温装置(4)装在燃烧室(6)的壁上。

2、根据权利要求1所述的外热立式型焦碳化炉，其特征在于燃烧室(6)从上至下依次分为预热段(8)、解析段(9)、中温碳化段(10)、高温碳化段(11)、热闷段(12)。

3、根据权利要求1或2所述的外热立式型焦碳化炉，其特征在于喷嘴(3)对称装在炉体(14)上，热电偶测温装置(4)装在预热段(8)、解析段(9)、中温碳化段(10)、高温碳化段(11)、热闷段(12)的燃烧室(6)两侧。

4、根据权利要求1所述的外热立式型焦碳化炉，其特征在于所述的斜底(13)角度为30-45°。