專利名稱：外熱立式型焦碳化爐的制作方法
技術領域：
本實用新型是屬于煉焦爐技術領域，具體是一種用于型焦的外熱式碳化爐。
背景技術：
型焦做為傳統(tǒng)焦炭的代替從上世紀中葉先進工業(yè)國家開始研制生產，到上世紀五、六十年代達到相當的規(guī)模，如前東德、波蘭、日本等國。我國是從上世紀末葉開始試驗，并開發(fā)了幾種碳化爐型，有內熱型斜坡爐、立式內熱型爐、車載式隧道窯、網帶式隧道窯等爐型，前兩種爐型因生產成本高，生產工藝嚴重污染環(huán)境而無法生產；后兩種為中溫碳化成半焦，產品可作為造氣和民用型焦煤。我國是以煤為主要能源的國家，傳統(tǒng)焦炭發(fā)展較快，年生產各類焦炭約為2億噸，其中1/3出口到世界各地。但生產焦爐使用的煤質要求較高，山西生產焦炭的主要原料煤為主焦煤占60～70％，配煤以瘦煤和貧煤為主占20-30％。每年消耗主焦煤大約為1.5億噸，主焦煤資源日趨緊張和短缺。例如山西靈石、孝義、汾西等地主焦煤已接近開采待盡，柳林、沁源、鄉(xiāng)寧、古交等地區(qū)主焦煤也日漸緊張，因此研究新型焦炭生產工藝和煉焦設備，拓寬煉焦資源已勢在必行。

發(fā)明內容
本實用新型解決了現有機焦碳化爐型生產成本高，污染較嚴重，產品粒度不均勻和不能連續(xù)生產及靜態(tài)煉焦的技術問題，提供了一種爐型結構獨特，碳化室與燃燒室分離，分段加溫，質量穩(wěn)定的外熱立式型焦碳化爐。
本實用新型是這樣實現的，外熱立式型焦碳化爐，包括有爐體、燃燒室、碳化室、進、出料口裝置和煤氣焦油回收裝置，其特征是爐體內設有相間布置的燃燒室和碳化室，每兩個燃燒室中間設有一個碳化室，燃燒室和碳化室下部設有與型焦出口相連的斜底，進料裝置和煤氣管設在爐體的頂部，爐體的兩側對稱裝有若干組噴嘴，熱電偶測溫裝置裝在燃燒室的壁上，熱電偶測溫裝置可通入爐內各溫度段，便于隨時控制各段的溫度，保證質量穩(wěn)定。
本實用新型的燃燒室從上至下依次分為預熱段、解析段、中溫碳化段、高溫碳化段、熱悶段。噴嘴對稱裝在爐體上，熱電偶測溫裝置裝在預熱段、解析段、中溫碳化段、高溫碳化段、熱悶段的燃燒室兩側。
本實用新型所述的斜底的角度為30-45°，以達到順利出焦。
本實用新型是在研究了大量國際和國內型焦生產爐的基礎上，吸收了先進的生產工藝并結合我省煤炭資源狀況后研究開發(fā)出的新爐型和新的生產工藝。使用該爐型生產型焦具有以下優(yōu)點1、不受主焦煤的絕對限制。可利用無煙煤、瘦煤，貧煤為主占65～75％，配少量的主焦煤(15-20％)和肥煤或肥氣煤(10-15％)，煉制各類型焦。具體做法是以用戶需要的型焦各項理化指標，有害雜質指標和生產工藝參數為依據，進行科學配煤，煉制用戶所需的型焦。
2、生產工藝和設備。主要生產設備為外熱立式型焦碳化爐，其生產工藝是單爐連續(xù)式生產流程，單爐生產規(guī)模為5萬噸/年。
3、結焦時間短。因型焦的前身是烘干型煤，入爐結焦時間在8-10小時，比傳統(tǒng)工藝縮短大約1/6-1/5的時間。
4、環(huán)保型生產工藝。單爐連續(xù)生產每10分鐘進料出焦一次，每次進出料為1噸，進出料基本無污染，徹底改變了傳統(tǒng)煉焦工藝在裝煤、出焦所造成的嚴重粉塵和煙塵污染。
5、可因地制宜選擇煤種?？筛鶕a煤地煤種的不同，選擇不同的配方生產型焦。例如晉城可用無煙煤做主要對象進行配煤生產型焦；長治地區(qū)可以瘦煤為主要煤種生產型焦。
6、投資省。同等規(guī)模的傳統(tǒng)工藝生產焦炭建廠投資比建型焦廠投資多20-30％。
7、型焦生產成本低。型焦生產僅用15-25％的主焦煤，而傳統(tǒng)工藝生產焦炭用主焦煤占65-75％，型煤碳化成型焦生產成本低25-35％。
8、型焦生產分為有回收型和無回收型。
有回收型型焦高溫碳化生產的荒煤氣進行氣液分離焦油回收提煉化工產品，煤氣供燃燒使用。剩余煤氣可發(fā)電或加工甲醇。
無回收型高溫煤氣回收后直接送入燃燒室燃燒，不回收焦油及化工產品。


圖1為外熱立式型焦碳化爐的主視圖圖2為外熱立式型焦碳化爐的側視圖圖3為圖1的A-A剖視圖圖4為圖1的B-B剖視圖圖5為圖1的C-C剖視圖圖中1煤氣管 2-入料裝置 3-噴嘴 4-熱電偶測溫裝置 5-型焦出口 6-燃燒室 7-碳化室 8-預熱段 9-解析段 10-中溫碳化段 11-高溫碳化段 12-熱悶段 13-斜底 14-爐體 15-耐火磚墻具體實施方式
根據附圖對實施例做進一步的描述，本實施例是用來說明本實用新型的，而不是對本實用新型進行任何限制的。
本實施例是以單體碳化爐生產型焦為例，本實用新型是用于型焦生產中的主要設備，主要由爐體14、燃燒室6、碳化室7、進、出料口裝置2、5和煤氣回收裝置1等構成。爐體14內設有相間布置的燃燒室6和碳化室7，每兩個燃燒室6中間設有一個碳化室7，燃燒室6和碳化室7用耐火磚墻15隔開，燃燒室6和碳化室7下部設有與型焦出口5相連的斜底13，進料裝置2和煤氣管1設在爐體14的頂部，爐體14的兩側對稱裝有若干組噴嘴3，熱電偶測溫裝置4裝在燃燒室6的壁上，碳化爐高溫內襯全部為硅磚砌筑，中間內襯為粘土磚，外層為輕質粘土磚，外貼硅酸鋁纖維氈，最外層為紅磚保護層，整體爐用鋼結構件加固保護。
燃燒室6從上至下依次分為預熱段8、解析段9、中溫碳化段10、高溫碳化段11、熱悶段12。噴嘴3對稱裝在爐體14上，熱電偶測溫裝置4裝在預熱段8、解析段9、中溫碳化段10、高溫碳化段11、熱悶段12的燃燒室6兩側。
型焦的生產流程及其所需設備主設備為外熱立式型焦碳化爐。
輔助設備有上料皮帶機、布料皮帶機、出焦鏈板機、刮焦機、運焦皮帶機等。
附屬設施有熄焦水池、沉淀水池和回水池等。
煤種的選擇，生產型焦的主要煤種無煙煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤占65-75％，配煤煤種為主焦煤15～25％，肥焦煤占10-20％(或肥氣煤)，復合粘結劑占3-5％，配煤各項參數的選用，以用戶使用的冶金焦或鑄造焦等焦炭的理化指標，有害雜質指標及相關工藝參數為配煤依據指標，通過計算各項指標達到相關要求。然后按計算的各類參數先在試驗室內做試驗小樣，進行測試達到預期效果，該計算參數為配煤參數，正式投入使用。
計算方法采用重量加權法。
先用不同煤種的配比重量乘以各項指標再用總重量除所得結果為該煤種的配煤參數，以此類推分別計算各項相關指標，最后得出合理的科學配煤配方供生產使用。
參加配煤的各煤種均為洗精煤。配煤的粒度要求為3mm以下。粒級要求大致為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過3～4％，大于4％的表面含水量需進行烘干。
干精煤加復合粘結劑進行攪拌捏合混合均勻后，再經對輥成型機擠壓成型煤，型煤含水份10-11％，型煤入碳化爐前需要烘干，干型煤含水份2％左右，烘干后的型煤進入碳化爐內經高溫碳化成型焦。具體工藝如下干型煤由上料皮帶機送到爐頂布料皮帶機布料，爐頂進料口由閥門控制，進料和出焦聯(lián)鎖控制，進出料頻率為10分鐘1次。型煤進料先進焦爐預熱段，溫度在300℃，型煤在此段蒸發(fā)剩余水份并預熱；經預熱后的型煤進入解析段，該段溫度在300℃-650℃，型煤在此溫度段析放大量揮發(fā)份，型煤開始解析軟化，體積少許膨脹，有煤煙和焦油析出，此段的強度最低；此后型煤進入中溫碳化段，溫度在650～850℃膠質體分解，型煤體積縮聚，同時型煤表面形成固化外殼強度增大，成為半焦，放出煤氣及氫氣、氮氣等；半焦進入850℃～1050℃高溫段，半焦進一步縮聚碳化成型焦，并放出大量的高溫煤氣，此階段為結焦段；成型焦后進入熱悶段，型焦在熱悶段溫度有所下降，該段溫度1050℃-950℃，此時可以出焦。
型煤在碳化爐內運行是靠自重和逆向運動的煤氣自上而下運動的作用力，緩慢向爐底滑動，碳化周期為8～10小時。每小時出焦量大約為6噸。碳化室各段的控制溫度，是操作燃燒室煤氣供應量來實現的。
熄焦段出焦頻率和進料頻率相同10分鐘一次，每次出焦量為一噸。紅焦先進入鏈板輸送機，同時灑水熄焦，熄焦后的濕焦由刮板機刮入皮帶機運出。
碳化爐的主要參數碳化室數量2孔，燃燒室數量3孔，碳化室寬度430mm，碳化室長度8000mm，碳化室高度19000mm，爐底角度為34°，碳化室有效容積114m3，碳化周期8～10小時，碳化室平均溫度1050℃-1100℃，燃燒室平均溫度1200℃-1280℃，裝料頻率10分鐘1次，一次裝料量1.0噸，出焦頻率10分鐘一次，一次出焦量1.0噸，型焦容重0.9-1.05t/m3，單爐生產能力5萬噸/年，單爐生產方式為連續(xù)生產。
權利要求1.一種外熱立式型焦碳化爐，包括有爐體、燃燒室、碳化室、進、出料口裝置和煤氣焦油回收裝置，其特征是爐體(14)內設有相間布置的燃燒室(6)和碳化室(7)，每兩個燃燒室(6)中間設有一個碳化室(7)，燃燒室(6)和碳化室(7)下部設有與型焦出口(5)相連的斜底(13)，進料裝置(2)和煤氣管(1)設在爐體(14)的頂部，爐體(14)的兩側對稱裝有若干組噴嘴(3)，熱電偶測溫裝置(4)裝在燃燒室(6)的壁上。
2.根據權利要求1所述的外熱立式型焦碳化爐，其特征在于燃燒室(6)從上至下依次分為預熱段(8)、解析段(9)、中溫碳化段(10)、高溫碳化段(11)、熱悶段(12)。
3.根據權利要求1或2所述的外熱立式型焦碳化爐，其特征在于噴嘴(3)對稱裝在爐體(14)上，熱電偶測溫裝置(4)裝在預熱段(8)、解析段(9)、中溫碳化段(10)、高溫碳化段(11)、熱悶段(12)的燃燒室(6)兩側。
4.根據權利要求1所述的外熱立式型焦碳化爐，其特征在于所述的斜底(13)角度為30-45°。
專利摘要本實用新型是屬于煉焦爐技術領域，具體是一種用于型焦的外熱式碳化爐，包括有爐體、燃燒室、碳化室、進、出料口裝置和煤氣焦油回收裝置。其特征是爐體內設有相間布置的燃燒室和碳化室，每兩個燃燒室中間設有一個碳化室，燃燒室和碳化室下部設有與型焦出口相連的斜底，進料裝置和煤氣管設在爐體的頂部，爐體的兩側對稱裝有若干組噴嘴，熱電偶測溫裝置裝在燃燒室的壁上，熱電偶測溫裝置可通入爐內各溫度段，便于隨時控制各段的溫度，保證產品質量。使用該爐型生產型焦具有以下優(yōu)點1.不受主焦煤的絕對限制；2.結焦時間短，比傳統(tǒng)工藝縮短大約1/6－1/5的時間；3.環(huán)保型生產工藝，進出料基本無污染。
文檔編號C10B21/00GK2680669SQ200420015788
公開日2005年2月23日 申請日期2004年2月21日 優(yōu)先權日2004年2月21日
發(fā)明者王潤勛, 李志遠, 赫崇丁, 鄧子剛 申請人:王潤勛