CN110408412A - 一种空气预热式热回收焦炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空气预热式热回收焦炉。包括燃烧室、炭化室、斜道、压力平衡室、纵横废气烟道和助燃空气分配道，斜道连接在燃烧室和压力平衡室之间；纵横废气烟道设置在压力平衡室的下部，与压力平衡室相连通；助燃空气分配道设置于纵横废气烟道的下部；空气预热直立通道设置在燃烧室下方的主墙内，且与助燃空气分配道相连通；立火道隔墙助燃空气通道设置在立火道隔墙内，且与空气预热直立通道相连通；立火道隔墙助燃空气通道的出口与燃烧室立火道相连通。本发明使助燃空气均匀地分配和供入燃烧室立火道并使其与高温废气充分换热升温后在立火道内与荒煤气汇合燃烧，以此提高燃烧温度缩短结焦时间，实现提高生产效率的目的。

Description

一种空气预热式热回收焦炉

技术领域

本发明涉及炼焦设备技术领域，特别是涉及一种空气预热式热回收焦炉。

背景技术

炼焦工业是高污染、高排放和高耗能的基础工业，为钢铁工业生产并提供重要的原料-焦炭。常规焦炉是重要的污染源，主要污染物包括废气、废水和粉尘等。随着国内钢铁行业产能趋于饱和以及环境保护日趋严格，炼焦工业势必逐步淘汰落后产能和转型升级。常规焦炉在生产过程中，炭化室始终处于正压状态，因此不可避免地存在着阵发性的烟尘外溢等情况，特别是在装煤和推焦的过程中，大量烟尘外溢给环境造成了严重的污染。另外，在生产过程中，化产品回收和净化等生产工艺单元产生了大量地焦化污水和挥发性有机物(VOCs)，不仅给周边环境带来严重的污染，而且也给企业带来治理环境污染的沉重经济负担。

热回收焦炉炼焦工艺没有化产品的回收和煤气净化工序单元，高温干馏过程中发生的荒煤气全部在焦炉内部和废气排放沿程中完全燃烧并产生高温废气，高温废气经废热锅炉回收显热并经脱硫脱硝后排放。另外，热回收焦炉在生产过程中整个系统完全处于负压状态下，因此，不存在烟尘和挥发性有机物(VOCs)外溢的问题。热回收炼焦工艺只生产焦炭和回收热能，具备工艺流程简单、煤种的适应能力强和环境友好等技术优势，是实现节能减排和建设绿色焦化企业的可选技术之一。

目前国际上热回收焦炉炼焦技术主要分为卧式热回收焦炉和立式热回收焦炉两种炼焦工艺。其中，立式热回收焦炉炉体结构和形式与常规焦炉接近，特别是其焦炉机械与常规焦炉机械基本一致。因此，立式热回收焦炉适合于常规焦化企业的更新改造，充分利用焦化企业已有的焦炉基础构筑物和焦炉机械，将常规焦炉改造、升级和建设为立式热回收焦炉，可以为常规焦化企业实现转型升级建设绿色焦化企业提供技术支持。

目前立式热回收焦炉生产过程中，燃烧荒煤气的助燃空气以常温常压状态(自然状态)靠焦炉炉体负压吸入并没有空气充分预热的过程，所以荒煤气在立火道内的燃烧温度(标准温度～1200℃)偏低，致使结焦时间(36～40小时)比常规焦炉(15～26小时)长，生产效率不高。因此，上述因素给立式热回收焦炉炼焦工艺的推广和发展带来了一定的限制和困难。

发明内容

本发明提供一种空气预热式回收焦炉，以实现立式热回收焦炉的应用拓展。具体技术方案如下：一种空气预热式热回收焦炉，包括燃烧室、炭化室、斜道、压力平衡室、纵横废气烟道和助燃空气分配道，其中：

所述燃烧室由立火道组成，各立火道之间设立火道隔墙；

所述炭化室的顶部和所述燃烧室的顶部设有荒煤气通道；

所述斜道连接在所述燃烧室和压力平衡室之间，并使所述燃烧室和压力平衡室相连通；所述压力平衡室由位于燃烧室下方的主墙分隔形成；

纵横废气烟道设置在所述压力平衡室的下部，与所述压力平衡室相连通；

助燃空气分配道设置于所述纵横废气烟道的下部；

还包括：

空气预热直立通道，设置在所述燃烧室下方的主墙内，且与所述助燃空气分配道相连通；

立火道隔墙助燃空气通道，设置在所述立火道隔墙内，且与所述空气预热直立通道相连通；所述立火道隔墙助燃空气通道的出口与燃烧室立火道相连通。

本发明所述的空气预热式热回收焦炉，优选地，还包括焦炉基础，所述焦炉基础设置在所述助燃空气分配道的下部；

所述焦炉基础设置有第一助燃空气入口，所述第一助燃空气入口与助燃空气分配道相通，所述助燃空气分配道的上部可拆卸地设有第一空气流量调节装置，所述第一空气流量调节装置用于调节助燃空气供入立火道的空气量。

本发明所述的空气预热式热回收焦炉，优选地，所述立火道隔墙助燃空气通道在高度方向上设有第二空气流量调节装置，用于调节助燃空气供入立火道的空气量。

本发明所述的空气预热式热回收焦炉，优选地，还包括第二助燃空气入口，所述第二助燃空气入口设置在焦炉的焦侧，且所述第二助燃空气入口与助燃空气分配道相连通。

本发明所述的空气预热式热回收焦炉，优选地，所述第三助燃空气入口设置在所述空气预热式热回收焦炉的机侧，且所述第三助燃空气入口与助燃空气分配道相连通。

本发明所述的空气预热式热回收焦炉，优选地，所述压力平衡室的内部设有压力调节装置，用于调节焦炉横向和纵向的压力。

本发明所述的空气预热式热回收焦炉，优选地，还包括空气导入孔，所述空气导入孔设置在所述压力平衡室和所述纵横废气烟道，用于导入空气。

本发明所述的空气预热式热回收焦炉，优选地，焦炉的机侧和焦侧各自独立地设有灌浆孔、测温孔、测压孔和清扫孔中的一种或至少两种。

本发明所述的空气预热式热回收焦炉，优选地，还包括直立汇合烟道，所述直立汇合烟道与所述纵横废气烟道相连；

和/或，还包括直立放散烟道，所述直立放散烟道与所述纵横废气烟道相连。

本发明所述的空气预热式热回收焦炉，优选地，还包括炉顶；

所述炉顶设有放散出口，所述放散出口与所述直立放散烟道相连通；

和/或，所述炉顶设有汇合出口，所述汇合出口与所述直立汇合烟道相连通。

本发明中所述的“焦侧”、“机侧”即为本领域的一般理解。

本发明提供一种焦炉炉体使助燃空气均匀地分配和供入燃烧室立火道并使其与高温废气充分换热升温后在立火道内与荒煤气汇合燃烧，以此提高燃烧温度缩短结焦时间，实现提高生产效率的目的。采用本发明所提供的焦炉，结焦时间可以根据需求控制在18～30小时之间。本发明充分利用焦炉基础和纵横废气烟道之间的助燃空气分配道和位于燃烧室下方的主墙内部的助燃空气预热直立通道中空气的流动，不仅可以有效降低基础温度，而且高效地实现了空气预热。

本发明采用设计焦炉基础和纵横废气烟道之间的助燃空气分配道和燃烧室下方的主墙内部设计空气预热直立通道的方法，实现了下部供入的助燃空气的预热，根据实际需要可以实现空气达到设计的预热温度，以此提高立火道内的燃烧温度和缩短结焦时间。另外，助燃空气分配道的上部和入口设有空气流量调节装置且其可以由焦炉的机侧或者焦侧取出，调节完成后送回，实现对空气的精确调节。

本发明采用设计了在炭化室下方的由位于燃烧室下方的主墙分隔成的压力平衡室，其内部设有调节焦炉纵向和横向压力的调节装置，在机侧和焦侧正面设有空气导入孔与压力平衡室相通用于导入空气燃烧可燃气体和压力平衡校正。

当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种空气预热式回收焦炉的内部结构正面视图；

图2为本发明所提供的一种空气预热式回收焦炉的内部结构侧面视图；

附图标记如下：

X:机侧；Y：焦侧；

101：燃烧室；

102：炭化室；

103：斜道；

104：压力平衡室；

105：纵横废气烟道；

106：助燃空气分配道；

107：荒煤气通道；

108：空气预热直立通道；

109：立火道隔墙助燃空气通道；

110：焦炉基础；

111：第一助燃空气入口；

112：第一空气流量调节装置；

113：第二助燃空气入口；

114：第三助燃空气入口；

115：压力调节装置；

116：空气导入孔；

117：灌浆孔；

118：测温孔；

119：测压孔；

120：清扫孔；

121：直立汇合烟道；

122：直立放散烟道

123：炉顶；

124：放散出口；

125：汇合出口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例1

结合附图1、2，本实施例提供一种空气预热式热回收焦炉，包括燃烧室101、炭化室102、斜道103、压力平衡室104、纵横废气烟道105和助燃空气分配道106，其中：

所述燃烧室101由立火道组成，各立火道之间设立火道隔墙；

所述炭化室102的顶部和所述燃烧室101的顶部设有荒煤气通道107；

所述斜道103连接在所述燃烧室101和压力平衡室104之间，并使所述燃烧室101和压力平衡室104相连通；所述压力平衡室104由位于燃烧室101下方的主墙分隔形成；

纵横废气烟道105设置在所述压力平衡室104的下部，与所述压力平衡室104相连通；

助燃空气分配道106设置于所述纵横废气烟道105的下部；

还包括：

空气预热直立通道108，设置在所述燃烧室101下方的主墙内，且与所述助燃空气分配道106相连通；

立火道隔墙助燃空气通道109，设置在所述立火道隔墙内，且与所述空气预热直立通道108相连通；所述立火道隔墙助燃空气通道109的出口与燃烧室101立火道相连通。

作为解释，附图1为本实施例所提供的空气预热式热回收焦炉的机侧视图。

由此，本空气预热式热回收焦炉在使用时，助燃空气经鼓风机正压鼓入或者靠焦炉的负压吸入到助燃空气分配道106；后经助燃空气分配道106上部的空气预热直立通道108，再流向立火道隔墙助燃空气通道109，在此边流动边预热，并最终供入燃烧室101立火道内与荒煤气汇合燃烧。

煤在炭化室102内高温干馏过程中发生的荒煤气经炭化室102顶部空间和燃烧室101立火道顶部的荒煤气通道107进入立火道，在此与空气汇合燃烧；燃烧后的高温废气经斜道103进入炭化室102下方的压力平衡室104，经压力平衡后再进入下部的纵横废气烟道105；每个燃烧室101立火道燃烧后的高温废气汇集于纵横废气烟道105，以向空气预热直立通道108持续供热。

本实施例所述的空气预热式热回收焦炉，优选地，还包括焦炉基础110，所述焦炉基础110设置在所述助燃空气分配道106的下部；

所述焦炉基础110设置有第一助燃空气入口111，所述第一助燃空气入口111与助燃空气分配道106相通，所述助燃空气分配道106的上部可拆卸地设有第一空气流量调节装置112，所述第一空气流量调节装置112用于调节助燃空气供入立火道的空气量。

由此，使用第一空气流量调节可使助燃空气由助燃空气分配道106中均匀地流向并分布到多个不同的立火道。且第一空气流量调节装置112可拆卸安装在所述助燃空气分配道106的上部，其可以由焦炉的机侧或者焦侧安装或取出，以满足调节空气量的需求。所述助燃空气分配道106的位置设置既可以分配和调节助燃空气流量又可降低焦炉基础110温度。本实施例所述的空气预热式热回收焦炉，优选地，所述立火道隔墙助燃空气通道109在高度方向上设有第二空气流量调节装置，用于调节助燃空气供入立火道的空气量。由此，使用第二空气流量调节装置可使助燃空气由空气预热直立通道108流向立火道隔墙助燃空气通道109的量可控。

本实施例所述的空气预热式热回收焦炉，优选地，还包括第二助燃空气入口113，所述第二助燃空气入口113设置在焦炉的焦侧，且所述第二助燃空气入口113与助燃空气分配道106相连通。

本实施例中所述的“焦侧”、“机侧”即为本领域的一般理解。

本实施例所述的空气预热式热回收焦炉，优选地，还包括第三助燃空气入口114，所述第三助燃空气入口114设置在所述空气预热式热回收焦炉的机侧，且所述第三助燃空气入口114与助燃空气分配道106相连通。

由此，多个不同的助燃空气入口可持续向助燃空气分配道106通气。

本实施例所述的空气预热式热回收焦炉，优选地，所述压力平衡室104的内部设有压力调节装置115，用于调节焦炉横向和纵向的压力。由此，在燃烧室101立火道燃烧后的气体经斜道103流入压力平衡室104，在此可将高温废气的气体压力进行稳定。

本实施例所述的空气预热式热回收焦炉，优选地，还包括空气导入孔116，所述空气导入孔116设置在所述压力平衡室104和所述纵横废气烟道105，用于导入空气。由此，使压力平衡室104和纵横废气烟道105存在空气，可使在燃烧室101立火道未经充分燃烧的可燃气体在压力平衡室104和纵横废气烟道105进一步燃烧，以保证原料的充分利用以及避免气体污染。不仅如此，所述空气导入孔116还可通入空气以协助压力的平衡校正。

本实施例所述的空气预热式热回收焦炉，优选地，所述空气导入孔116还可设置在焦炉的焦侧和/或机侧。

本实施例所述的空气预热式热回收焦炉，优选地，焦炉的机侧和焦侧各自独立地设有灌浆孔117、测温孔118、测压孔119和清扫孔120中的一种或至少两种。

由此，可便捷地实现焦炉的灌浆、测温、测压和清扫。

本实施例所述的空气预热式热回收焦炉，优选地，还包括直立汇合烟道121，所述直立汇合烟道121与所述纵横废气烟道105相连；

和/或，还包括直立放散烟道122，所述直立放散烟道122与所述纵横废气烟道105相连。

本实施例所述的空气预热式热回收焦炉，优选地，还包括炉顶123；

所述炉顶123设有放散出口124，所述放散出口124与所述直立放散烟道122相连通；

和/或，所述炉顶123设有汇合出口125，所述汇合出口125与所述直立汇合烟道121相连通。

由此，废气由纵横废气烟道105汇集于焦炉两端墙内的直立汇合烟道121或直立放散烟道122并由焦炉的炉顶123引出至废热锅炉或者直接放散。

本实施例提供了一种焦炉炉体使助燃空气均匀地分配和供入燃烧室101立火道并使其与高温废气充分换热升温后在立火道内与荒煤气汇合燃烧，以此提高燃烧温度缩短结焦时间，实现提高生产效率的目的。采用本发明所提供的焦炉，结焦时间可以根据需求控制在18～30小时之间。本发明充分利用焦炉基础110和纵横废气烟道105之间的助燃空气分配道106和位于燃烧室101下方的主墙内部的助燃空气预热直立通道108中空气的流动，不仅可以有效降低基础温度，而且高效地实现了空气预热。

本发明采用设计焦炉基础110和纵横废气烟道105之间的助燃空气分配道106和燃烧室101下方的主墙内部设计空气预热直立通道108的方法，实现了下部供入的助燃空气的预热，根据实际需要可以实现空气达到设计的预热温度，以此提高立火道内的燃烧温度和缩短结焦时间。另外，助燃空气分配道106的上部和入口设有空气流量调节装置且其可以由焦炉的机侧或者焦侧取出，调节完成后送回，实现对空气的精确调节。

本发明采用设计了在炭化室102下方的由位于燃烧室101下方的主墙分隔成的压力平衡室104，其内部设有调节焦炉纵向和横向压力的调节装置，在机侧和焦侧正面设有空气导入孔116与压力平衡室104相通用于导入空气燃烧可燃气体和压力平衡校正。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种空气预热式热回收焦炉，其特征在于，包括燃烧室、炭化室、斜道、压力平衡室、纵横废气烟道和助燃空气分配道，其中：

所述燃烧室由立火道组成，各立火道之间设立火道隔墙；

所述炭化室的顶部和所述燃烧室的顶部设有荒煤气通道；

所述斜道连接在所述燃烧室和压力平衡室之间，并使所述燃烧室和压力平衡室相连通；所述压力平衡室由位于燃烧室下方的主墙分隔形成；

纵横废气烟道设置在所述压力平衡室的下部，与所述压力平衡室相连通；

助燃空气分配道设置于所述纵横废气烟道的下部；

还包括：

空气预热直立通道，设置在所述燃烧室下方的主墙内，且与所述助燃空气分配道相连通；

立火道隔墙助燃空气通道，设置在所述立火道隔墙内，且与所述空气预热直立通道相连通；所述立火道隔墙助燃空气通道的出口与燃烧室立火道相连通。

2.根据权利要求1所述的空气预热式热回收焦炉，其特征在于，还包括焦炉基础，所述焦炉基础设置在所述助燃空气分配道的下部；

所述焦炉基础设置有第一助燃空气入口，所述第一助燃空气入口与助燃空气分配道相通，所述助燃空气分配道的上部可拆卸地设有第一空气流量调节装置，所述第一空气流量调节装置用于调节助燃空气供入立火道的空气量。

3.根据权利要求1或2所述的空气预热式热回收焦炉，其特征在于，所述立火道隔墙助燃空气通道在高度方向上设有第二空气流量调节装置，用于调节助燃空气供入立火道的空气量。

4.根据权利要求1-3任一项所述的空气预热式热回收焦炉，其特征在于，还包括第二助燃空气入口，所述第二助燃空气入口设置在所述空气预热式热回收焦炉的焦侧，且所述第二助燃空气入口与助燃空气分配道相连通。

5.根据权利要求1-4任一项所述的空气预热式热回收焦炉，其特征在于，还包括第三助燃空气入口，所述第三助燃空气入口设置在所述空气预热式热回收焦炉的机侧，且所述第三助燃空气入口与助燃空气分配道相连通。

6.根据权利要求1-5任一项所述的空气预热式热回收焦炉，其特征在于，所述压力平衡室的内部设有压力调节装置，用于调节横向和纵向的压力。

7.根据权利要求1-6任一项所述的空气预热式热回收焦炉，其特征在于，还包括空气导入孔，所述空气导入孔设置在所述压力平衡室和所述纵横废气烟道，用于导入空气。

8.根据权利要求1-7任一项所述的空气预热式热回收焦炉，其特征在于，所述空气预热式热回收焦炉的机侧和焦侧各自独立地设有灌浆孔、测温孔、测压孔和清扫孔中的一种或至少两种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的空气预热式热回收焦炉，其特征在于，还包括直立汇合烟道，所述直立汇合烟道与所述纵横废气烟道相连；

和/或，还包括直立放散烟道，所述直立放散烟道与所述纵横废气烟道相连。

10.根据权利要求8所述的空气预热式热回收焦炉，其特征在于，还包括炉顶；

所述炉顶设有放散出口，所述放散出口与所述直立放散烟道相连通；

和/或，所述炉顶设有汇合出口，所述汇合出口与所述直立汇合烟道相连通。