專利名稱：一種煤熱解爐燃氣加熱器用的氣體換向方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種氣體換向方法，特別涉及一種給煤熱解爐燃氣加熱器提供燃燒所需的凈煤氣和空氣進入以及排放燃燒廢氣的氣體換向方法。
背景技術：
目前市場上的煤熱解爐(煉焦爐)大都采用間歇式煉焦，入爐煤的配比、脫水、進煤、預熱、炭化、焦改質(zhì)、干熄等各エ藝步驟相對獨立，不能進行連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低下 ’另夕卜，煤熱解過程中產(chǎn)生的荒煤氣含很多有用的成份，如H2s、HCH等等酸性氣體，NH3堿性氣體、焦油類、苯類、萘類、洗油類等有機物，沒完整對荒煤氣導出、回收凈化加以利用的完整
的エ藝。這促使本發(fā)明人探索創(chuàng)新出一套完整的連續(xù)煉焦和對荒煤氣導出、回收凈化加以循環(huán)利用的完整的エ藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種煤熱解爐燃氣加熱器用的氣體換向方法，該方法既能夠給煤熱解爐燃氣加熱器提供燃燒所需的凈煤氣和空氣進入，又能夠排放燃燒熱廢氣，提高燃氣加熱器燃燒效率，節(jié)省煉焦成本。本發(fā)明實現(xiàn)上述目的所采取的技術方案是一種煤熱解爐燃氣加熱器用的氣體換向方法，氣體換向方法所使用的設備包括上盤、下盤、旋轉(zhuǎn)換向電機、空氣風機、煤氣風機、廢氣風機，所述的下盤分別接有一個空氣主管和第一空氣分管、第二空氣分管，一個煤氣主管和第一煤氣分管、第二煤氣分管，ー個燃燒廢氣主管和第二燃燒廢氣分管、第一燃燒廢氣分管，其中，第二燃燒廢氣分管和第一燃燒廢氣分管與第一空氣分管和第二空氣分管及第一煤氣分管和第二煤氣分管的設置剛好對調(diào)；所述的上盤轉(zhuǎn)動貼合在下盤上方，上盤分別對應設置有空氣連接管、煤氣連接管、燃燒廢氣連接管，所述的旋轉(zhuǎn)換向電機與上盤傳動連接，本方法實現(xiàn)步驟是(I)、當旋轉(zhuǎn)換向電機帶動上盤在下盤上轉(zhuǎn)動，空氣主管與第一空氣分管接通吋，煤氣主管與第一煤氣分管亦相接通；與此同時，相應燃燒廢氣主管與第二燃燒廢氣分管處于相接通；空氣被空氣風機將鼓入空氣主管后依次經(jīng)過空氣連接管和第一空氣分管送出，同時，荒煤氣經(jīng)過回收凈化后得到凈煤氣被煤氣風機將鼓入煤氣主管后依次經(jīng)過煤氣連接管第一煤氣分管送出，與此同時，相應燃燒廢氣被廢氣風機吸入第二燃燒廢氣分管后依次經(jīng)過第二燃燒廢氣連接管和燃燒廢氣主管通過廢氣風機排出；(2)、當旋轉(zhuǎn)換向電機帶動上盤在下盤上反向轉(zhuǎn)動，空氣主管與第二空氣分管處于接通狀態(tài)時，煤氣主管與第二煤氣分管接通狀態(tài)，與此同時，相應燃燒廢氣主管和第一燃燒廢氣分管亦相接通；空氣被空氣風機將鼓入空氣主管后依次經(jīng)過空氣連接管和第二空氣分管送出，同時，荒煤氣經(jīng)過回收凈化后得到凈煤氣被煤氣風機將鼓入煤氣主管后依次經(jīng)過煤氣連接管第二煤氣分管送出，與此同時，相應燃燒廢氣被廢氣風機吸入第一燃燒廢氣分管后依次經(jīng)過第一燃燒廢氣連接管和燃燒廢氣主管通過廢氣風機排出。本發(fā)明通過氣體兩進ー出的工作方式可以實現(xiàn)兩組燃氣加熱器交替燃燒和兩組蓄熱換熱器的蓄熱換熱，使得燃氣加熱器燃燒更加高效，保證入爐煤在煤熱解爐中炭化所需的溫度和熱量，煉出的焦炭質(zhì)量高。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進ー步詳細說明。圖I是圖15中F-F處放大圖；圖2是圖I中x-x處截面圖；圖3是本發(fā)明的氣體換向器示意圖；圖4是本發(fā)明的氣體換向器上下盤示意圖；圖5是圖14中c-c處截面示意圖；圖5-1是本發(fā)明的氣體換向器與燃氣加熱器管網(wǎng)連接示意圖；圖6是圖11中z-z處截面示意圖；圖7是圖11中w-w處截面不意圖；圖8是圖11中y-y處截面示意圖；圖9是本發(fā)明所涉及的煤熱解爐的焦改質(zhì)裝置示意圖(圖11中U-U處截面圖)；圖10是本發(fā)明所涉及的煤熱解爐的火道弓示意圖(圖11中t_t處截面圖)；圖11是本發(fā)明煤熱解炭化裝置示意圖；圖12是本發(fā)明所涉及的煤熱解爐的干熄焦裝置示意圖(圖15中H-H放大圖)；圖13本發(fā)明所涉及的煤熱解爐的干熄焦裝置的熄焦橋弓示意圖；圖14是本發(fā)明所涉及的煤熱解爐的エ控中心的電氣連接示意圖；圖15是本發(fā)明所涉及的煤熱解爐總體示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明ー種煤熱解爐燃氣加熱器用的氣體換向方法的具體實施例主要在以下第四部分第一節(jié)中予以詳細介紹。第一部份入爐煤配比及制備如選用5種不同的煤，它們分別是氣煤、肥煤、焦煤、三分之一焦煤、瘦煤先混合然后過篩破碎，直至破碎顆粒達到5mm以下形成入爐煤，當然本發(fā)明煤熱解爐對其它配比和顆粒大小的入爐煤同樣適用，不構(gòu)成對本發(fā)明煤熱解爐所需入爐煤粉的限制。第二部份入爐煤脫水預先通過入爐煤脫水裝置對進入本煤熱解爐的入爐煤的進行脫水，起到節(jié)能降耗的作用。第三部分入爐煤進煤、預熱、調(diào)節(jié)、冷卻脫水后的入爐煤經(jīng)過輸送后溫度一般會降至常溫，溫度可能會更低，所以需要對入爐煤在進入炭化室之前進行預熱、調(diào)節(jié)、冷卻。第一節(jié)入爐煤進煤進煤裝置用來輸入脫水后的入爐煤第二節(jié)入爐煤預熱預熱裝置設置于進煤裝置的下方并位于煤熱解爐的頂部。預熱裝置用預熱對經(jīng)過輸送后溫度降低的入爐煤。第三節(jié)預熱后的入爐煤調(diào)節(jié)入爐煤調(diào)節(jié)倉設置在爐體上部位于預熱裝置下部，入爐煤調(diào)節(jié)倉用來調(diào)節(jié)向煤熱解爐的炭化室中加注入爐煤的量。第四部分入爐煤熱解(炭化加熱、焦改質(zhì)、干熄焦)第一節(jié)入爐煤熱解炭化加熱如圖15所示，煤熱解炭化裝置6設置在爐體91中部，主要包括炭化室61、外燃氣加熱裝置64、內(nèi)燃燒加熱裝置67、火道弓65構(gòu)成；如圖2所示炭化室61由耐火導熱材料內(nèi)、外環(huán)墻612、611構(gòu)成ー個環(huán)狀空間，圍繞在炭化室外墻611環(huán)外周為外燃氣加熱裝置64，其中外燃氣加熱裝置64主要為若干組(本例9組)結(jié)構(gòu)相同第一燃氣加熱器62、第二燃氣加熱器60和氣體換向裝置66構(gòu)成，另外，如圖15所示因為炭化室61高度較高，其
中外燃氣加熱裝置64主要分成上、中、下三段式加熱,姆段有9組結(jié)構(gòu)相同第一燃氣加熱器62、第二燃氣加熱器60構(gòu)成。如圖6所示炭化室內(nèi)環(huán)墻612環(huán)內(nèi)為內(nèi)燃燒加熱裝置67，內(nèi)燃燒加熱裝置67主要由若干組(本例3組)結(jié)構(gòu)相同的第三燃氣加熱器68、第四燃氣加熱器69及熄焦廢氣加熱器63。如圖I所示，所述的第一燃氣加熱器62主要包括第一燃燒室621、第一煤氣進入支管622和第一蓄熱換熱器624。如圖2所示，第一燃燒室621由耐火材料制成的爐體91外墻、和耐火導熱材料制成炭化室外環(huán)墻611和外火道隔墻625圍成ー個相對封閉的煤氣燃燒火道，如圖I所示，第一煤氣進入支管622穿過爐體91外墻通到第一燃燒室621中。如圖I、12所不第一蓄熱換熱器624包括第一蓄熱腔626、第一蓄熱體623、第一空氣進入支管627和第一燃燒廢氣排出支管628 ;第一蓄熱腔626設置在爐體91外墻中，第一蓄熱體623設置第一蓄熱腔626中，第一蓄熱腔626 —端通向第一燃燒室621底部,另一端分別接有第一空氣進入支管627和第一燃燒廢氣排出支管628。如圖2所示在第一空氣進入支管627與第一蓄熱腔626之間設置有第一單向空氣閥門629，第一單向空氣閥門629允許空氣從第一空氣進入管627和第一蓄熱腔626流入第一燃燒室621 ;在第一燃燒廢氣排出支管628與第一蓄熱腔626之間設置有第一單向廢氣閥門620，第一單向廢氣閥門620允許煤氣燃燒廢氣從第一燃燒室621流經(jīng)第一蓄熱腔626，最后從第一燃燒廢氣排出支管628排出(當然，采用如下所述的氣體換向裝置66，當空氣主管667與第一空氣分管6671接通，空氣主管667與第二空氣分管6673處于切斷；與此同時，燃燒廢氣主管669與第一燃燒廢氣分管6691亦相切斷，而相應燃燒廢氣主管669與第二燃燒廢氣分管6693處于相接通，可以起到代替第一單向空氣閥門629及第ー單向廢氣閥門620的作用)。同理，如圖2所示結(jié)構(gòu)相同第二燃氣加熱器60主要包括第二燃燒室601、第二煤氣進入支管602和第二蓄熱換熱器604,第二燃燒室601由耐火材料制成的爐體91外墻、和耐火導熱材料制成炭化室外環(huán)墻611和外火道隔墻625圍成ー個相對封閉的煤氣燃燒火道，第二煤氣進入支管602穿過爐體91外墻通到第一燃燒室601中。如圖2所示第二蓄熱換熱器604包括第二蓄熱腔606、第二蓄熱體603、第二空氣進入支管607和第二燃燒廢氣排出支管608，第二蓄熱腔606設置在爐體91外墻中，第二蓄熱體603設置第二蓄熱腔606中，第二蓄熱腔606 —端通向第二燃燒室601底部,另一端分別接有第二空氣進入支管607和第二燃燒廢氣排出支管608，在第二空氣進入支管607與第ニ蓄熱腔606之間設置有第二單向空氣閥門609，第二單向空氣閥門609允許空氣從第二空氣進入管607和第二蓄熱腔606流入第二燃燒室601 ;在第二燃燒廢氣排出支管608與第ニ蓄熱腔606之間設置有第二單向廢氣閥門600，第二單向廢氣閥門600允許煤氣燃燒廢氣從第二燃燒室601流經(jīng)第二蓄熱腔606，最后從第二燃燒廢氣排出支管608排出(當然，采用如下所述的氣體換向裝置66，當空氣主管667與第一空氣分管6671切斷，空氣主管667與第二空氣分管6673處于接通，與此同時，燃燒廢氣主管669和第一燃燒廢氣分管6691亦相接通，而相應燃燒廢氣主管669和第二燃燒廢氣分管6693亦相切斷；可以起到代替第二單向空氣閥門及第ニ單向廢氣閥門的作用)。如圖I、圖2所示，第一燃燒室621和緊鄰的第二燃燒室601之間外火道隔墻625的頂部設有燃燒室通孔6251，燃燒室通孔6251將第一燃燒室621和緊鄰的第二燃燒室601接通構(gòu)成關聯(lián)ー組，本例中，外燃氣加熱裝置64共設有18道外火道隔墻625隔墻，形成9組關聯(lián)燃燒組；另外，如圖15所示；因為炭化室61高度較高，其中外燃氣加熱裝置64主要·分成上、中、下三段式加熱，每段有9組結(jié)構(gòu)相同第一燃氣加熱器62、第二燃氣加熱器60構(gòu)成。綜上所述，燃氣加熱器及蓄熱換熱方法是；I、當?shù)谝蝗紵?21中的煤氣進行燃燒時，荒煤氣回收浄化后的凈煤氣通過第一煤氣進入支管622進到第一燃燒室621中，第一單向空氣閥門629開啟，允許空氣從第一空氣進入管627和第一蓄熱腔626流入第一燃燒室621 ;所述的第一單向廢氣閥門620關閉，產(chǎn)生的熱廢氣通過燃燒室通6251孔進入第二燃燒室601后，熱廢氣經(jīng)過第二蓄熱腔606中的第二蓄熱體603時，第二蓄熱體603對熱廢氣進行吸熱降溫，熱廢氣變?yōu)闇囟认鄬^低的低溫廢氣從第二燃燒廢氣排出支管608排出；2、當輪到第二燃燒室601中的煤氣燃燒時，荒煤氣回收浄化后的凈煤氣通過第二煤氣進入支管602進到第二燃燒室601中，第二單向空氣閥門609開啟，空氣從第二空氣進入支管607經(jīng)過第二蓄熱腔606進入到第二燃燒室601過程中，空氣被第二蓄熱體603釋放的熱量加熱變?yōu)闊峥諝庵嫉诙紵?01中的煤氣燃燒；與此同時，所述的第二單向廢氣閥門600關閉，第二燃燒室601中的煤氣燃燒后的熱廢氣通過燃燒室通孔6251進入第一燃燒室621后，熱廢氣經(jīng)過第一蓄熱腔626中的第一蓄熱體623時，第一蓄熱體623對熱廢氣進行吸熱降溫，熱廢氣變?yōu)闇囟认鄬^低的低溫廢氣從第一燃燒廢氣排出支管628排出；3、同理，第I步與第2步交替循環(huán)進行。如圖I所示在爐體91外墻上還設置有燃燒室溫度監(jiān)測孔6201和燃燒室觀測孔6202，燃燒室觀測孔6202便于技術人員直觀觀察每個燃燒室的煤氣燃燒情況，燃燒室溫度監(jiān)測孔6201中設置有燃燒室溫度表6203用于對燃燒室的溫度監(jiān)測，以便于對煤熱解進程的評估。如圖14所示燃燒室溫度表6203與エ控中心90相聯(lián)，由エ控中心90自動采集燃燒室溫度表6203的溫度數(shù)據(jù)。如圖3、圖4、圖5-1所示，氣體換向裝置66包括上盤661、下盤662、旋轉(zhuǎn)換向電機663、空氣風機664、煤氣風機665、廢氣風機666,下盤662分別接有一個空氣主管667和第一空氣分管6671、第二空氣分管6673，一個煤氣主管668和第一煤氣分管6681、第二煤氣分管6683，ー個燃燒廢氣主管669和第二燃燒廢氣分管6693、第一燃燒廢氣分管6691，其中，第二燃燒廢氣分管6693和第一燃燒廢氣分管6691與第一空氣分管6671和第二空氣分管6673及第一煤氣分管6681和第二煤氣分管6683的設置剛好對調(diào)(圖4、圖5_1所示)。如圖3、15、圖5-1所示上盤661貼合在下盤662上方，上盤661分別對應設置有空氣連接管6672、煤氣連接管6682、燃燒廢氣連接管6692，旋轉(zhuǎn)換向電機663帶動上盤661在下盤662上往復轉(zhuǎn)動從而實現(xiàn)空氣主管667不斷與第一空氣分管6671和第二空氣分管6673進行接通和切斷轉(zhuǎn)換，煤氣主管668不斷與第一煤氣分管6681和第二煤氣分管6683進行接通和切斷轉(zhuǎn)換，燃燒廢氣主管669不斷與第二燃燒廢氣分管6693和第一燃燒廢氣分管6691進行接通和切斷轉(zhuǎn)換(與第一空氣分管6671和第二空氣分管6673及第一煤氣分
管6681和第二煤氣分管6683的切換剛好相反)。如圖I、圖5-1所示，在爐體91的外周還設有兩組圍管，包括第一空氣圍管6674，第一煤氣圍管6684，第一燃燒廢氣圍管6694 ;第二空氣圍管6675、第二煤氣圍管6685，第二燃燒廢氣圍管6695。如圖5-1所示第一空氣圍管6674將第一空氣分管6671和第一空氣進入支管627聯(lián)接起來，將第一空氣分管6671、第一空氣圍管6674、第一空氣進入支管627、第一蓄熱腔626與第一燃燒室621構(gòu)成同一通路；與此同時，第一煤氣圍管6684將第一煤氣分管6681和第一煤氣進入支管622聯(lián)接起來，將第一煤氣分管6681、第一煤氣圍管6684、第一煤氣進入支管622與第一燃燒室621構(gòu)成同一通路；此時同時，第一燃燒廢氣圍管6694是將第一燃燒廢氣分管6681與第一燃燒廢氣排出支管628聯(lián)接起來，將第一燃燒廢氣分管6681、第一燃燒廢氣排出支管628、第一蓄熱腔626與燃燒室621構(gòu)成同一通路；同理，第二空氣圍管6675將第二空氣分管6673和第二空氣進入支管607聯(lián)接起來，將第二空氣分管6673、第二空氣圍管6675、第二空氣進入支管607、第二蓄熱腔606與第ニ燃燒室601構(gòu)成同一通路；與此同時,第二煤氣圍管6685將第二煤氣分管6683和第二煤氣進入支管602聯(lián)接起來，將第二煤氣分管6683、第二煤氣圍管6685將、第二煤氣進入支管602和第二燃燒室601構(gòu)成同一通路；與此同時，第二燃燒廢氣圍管6695將第二燃燒氣分管6693與第二燃燒廢氣排出支管608聯(lián)接起來，將第二燃燒廢氣分管6693、第二燃燒廢氣排出支管608、第二蓄熱腔606與第二燃燒室601構(gòu)成同一通路。另外，如圖14所示，本例還包括氣體換向裝置控制器906用于對旋轉(zhuǎn)換向電機663、空氣風機664、煤氣風機665、廢氣風機666控制，換向裝置電氣控制器906又與上位エ控中心90相聯(lián)，當然從電氣控制原理來講，本例中旋轉(zhuǎn)換向電機663、空氣風機664、煤氣風機665、廢氣風機666亦可直接受エ控中心90控制，所以此處設置氣體換向裝置控制器906并不構(gòu)成對本例保護范圍的限制。如圖I、圖5-1及圖2 圖5所示，外燃氣加熱裝置64的加熱方法是(I)氣體換向裝置66的旋轉(zhuǎn)換向電機663帶動上盤661在下盤662上轉(zhuǎn)動，空氣主管667與第一空氣分管6671接通，空氣主管667與第二空氣分管6673處于切斷狀態(tài)；同時，煤氣主管668與第一煤氣分管6681亦相接通，煤氣主管668與第二煤氣分管6683切斷狀態(tài)；與此同時，燃燒廢氣主管669與第一燃燒廢氣分管6691亦相切斷，而相應燃燒廢氣主管669與第二燃燒廢氣分管6693處于相接通狀態(tài)；(2)空氣風機664將空氣鼓入空氣主管667、空氣依次經(jīng)過空氣連接管6672、第一空氣分管6671、第一空氣圍管6674、第一空氣進入支管627進入到第一蓄熱腔626，利用第一蓄熱體623釋放的熱量對空氣進行加熱后進入第一燃燒室621中；同時,煤氣風機665將荒煤氣經(jīng)過回收凈化后得到凈煤氣鼓入煤氣主管668，煤氣依次經(jīng)過煤氣連接管6682、第一煤氣分管6681、第一煤氣圍管6684、第一煤氣進入支管622進入第一燃燒室621中進行燃燒，與此同吋，因為燃燒廢氣主管669與第一燃燒廢氣分管6691處于相切斷狀態(tài)，而相應燃燒廢氣主管669和第二燃燒廢氣分管6693處于相接通狀態(tài)，所以第一燃燒室621中煤氣燃燒后的廢氣只能通過外火道隔墻625上部的燃燒室通孔6251進入到第二燃燒室601中，再經(jīng)過第二蓄熱腔606中的第二蓄熱體603進行吸熱降溫后從第二燃燒廢氣排出支管608、第二燃燒廢氣圍管6695、第二燃燒廢氣分管6693、燃燒廢氣主管669通過廢氣風機666排出；(3)經(jīng)過一段時間的燃燒，氣體換向裝置66的旋轉(zhuǎn)換向電機663帶動上盤661在·下盤662上反向轉(zhuǎn)動，空氣主管667與第一空氣分管6671切斷，空氣主管667與第二空氣分管6673處于接通狀態(tài)，同時，煤氣主管668和第一煤氣分管6681亦相切斷，煤氣主管668與第二煤氣分管6683接通狀態(tài)，與此同時，燃燒廢氣主管669和第一燃燒廢氣分管6691亦相接通，而相應燃燒廢氣主管669和第二燃燒廢氣分管6693亦相切斷狀態(tài)；(4)空氣風機664將空氣鼓入空氣主管667、空氣依次經(jīng)過空氣連接管6672、第二空氣分管6673、第二空氣圍管6675、第二空氣進入支管607進入到第二蓄熱腔606，利用第ニ蓄熱腔606中的第二蓄熱體603釋放的熱量對空氣進行加熱后進入第二燃燒室601中；同時，煤氣風機665將荒煤氣經(jīng)過回收凈化后得到凈煤氣鼓入煤氣主管668，煤氣依次經(jīng)過煤氣連接管6682、第二煤氣分管6683、第二煤氣圍管6685、第二煤氣進入支管602進入第二燃燒室601中進行燃燒，與此同吋，因為燃燒廢氣主管669和第一燃燒廢氣分管6691相接通，而相應燃燒廢氣主管669和第二燃燒廢氣分管6693處于相切斷狀態(tài)，所以第二燃燒室601中煤氣燃燒后的廢氣只能通過外火道隔墻625上部的燃燒室通孔6251進入第一燃燒室621中，再經(jīng)過第一蓄熱腔626,中的第一蓄熱體603吸熱降溫后,最后從第一燃燒廢氣排出支管628、第一燃燒廢氣圍管6694、第一燃燒廢氣分管6691、燃燒廢氣主管669通過廢氣風機666排出。所以，外燃氣加熱裝置64燃燒原理在于當?shù)谝蝗紵?21中煤氣燃燒后生成的廢氣從燃燒室通孔6251進入第二燃燒室601，經(jīng)第二燃燒室601及第ニ蓄熱腔606中第二蓄熱體603對其余熱吸收降溫后排出。反之，當?shù)诙紵?01中煤氣燃燒后生成的廢氣從燃燒室通孔6251進入第一燃燒室621，經(jīng)第一燃燒室621及第一蓄熱腔606中第一蓄熱體603對其余熱吸收降溫后排出。綜上所述，這種通過氣體換向裝置的氣體兩進ー出的工作方式和蓄熱換熱器的蓄熱換熱的工作方式，實現(xiàn)兩組燃氣加熱器交替燃燒，即氣體換向裝置向第一燃氣加熱器的燃燒室送入空氣、凈煤氣燃燒，同時從第二燃氣加熱器的燃燒室中吸出燃燒后的熱廢氣，熱廢氣經(jīng)第二燃氣加熱器的第二蓄熱換熱器中的第二蓄熱體吸熱降溫變?yōu)闇囟认鄬^低的低溫廢氣排出；同理，氣體換向裝置向第二燃氣加熱器的燃燒室送入空氣、凈煤氣燃燒，同時從第一燃氣加熱器的燃燒室中吸出燃燒后的熱廢氣，熱廢氣經(jīng)第一燃氣加熱器的第一蓄熱換熱器中的第一蓄熱體吸熱降溫變?yōu)闇囟认鄬^低的低溫廢氣排出；這種相互利用煤氣燃燒后的廢氣余熱進行加熱空氣的方法，既起到了對煤氣燃燒后的廢氣余熱充分利用，提高燃燒室中的煤氣的燃燒效率，又能對煤氣燃燒后的廢氣進行一定程度的降溫，不用消耗外來能源，起到節(jié)能降耗的目的，節(jié)省煉焦成本。如圖6、圖15所示，內(nèi)燃燒加熱裝置67主要由若干組(本例3組)結(jié)構(gòu)相同的燃氣加熱器68、69和熄焦廢氣加熱器63。如圖11、圖8所示，熄焦廢氣加熱器63包括內(nèi)火道631、空氣補管632、一次補氣管6321、二次補氣管6322、補氣環(huán)道633、中心環(huán)墻634、內(nèi)火道隔墻635、中心通道638，內(nèi)火道631設置在火道弓65上。如圖8所示，內(nèi)火道631主要由炭化室內(nèi)環(huán)墻612和位于炭化室內(nèi)環(huán)墻612內(nèi)的中心環(huán)墻634和至少一道內(nèi)火道隔墻635隔成至少ー組以上并列的主內(nèi)火道636、副內(nèi)火道637，如圖8所示，本例6條主內(nèi)火道636和6條副內(nèi)火道637，并列形成共計6組內(nèi)火道·631。如圖11所示，副內(nèi)火道637中設置上封堵隔板6371，下封堵隔板6372，將副內(nèi)火道637分成上、中、下三段，即上段副內(nèi)火道6375、中段副內(nèi)火道6374、下段副內(nèi)火道6373 ；上段副內(nèi)火道6375與主內(nèi)火道636之間的火道隔墻635上設置有廢氣串通孔6303，上段副內(nèi)火道6375和主內(nèi)火道636頂部開設熱廢氣排出通道6306，熱廢氣排出通道6306與爐體91上部的廢氣室391相通。如圖11、圖8所示，下段副內(nèi)火道6373與主內(nèi)火道636之間的火道隔墻635上設置火道串通孔6304，火道串通孔6304靠近下封堵隔板6372下方，如圖8所示，6條火道串通孔6304分別將6條下段副內(nèi)火道6373和主內(nèi)火道636貫通在一起。如圖11所示，中心環(huán)墻634圍成中心通道638，中心通道638中與上封堵隔板6371平齊處設置一通道隔板6382，將中心通道638分隔成上、下兩部分，即下部分形成高溫可燃廢氣進入通道6383，上部分形成緩沖區(qū)6381。如圖9、圖11所示，中心環(huán)墻634下部設有貫通高溫可燃廢氣進入通道6383與主內(nèi)火道636和下段副內(nèi)火道6373的可燃廢氣進入孔639，中心環(huán)墻634上部設有貫通緩沖區(qū)6381與主內(nèi)火道636和上段副內(nèi)火道6375的廢氣進入孔6301。如圖11、圖10、圖9所示補氣環(huán)道633設置在爐體91上，空氣補管632通向補氣環(huán)道633，一次補氣管6321、二次補氣管6322與補氣環(huán)道633聯(lián)通，從火道弓65的條弓651的下面穿過向上延伸至在主、副內(nèi)火道636、637的之間的火道隔墻635的內(nèi)部。如圖11、圖2所示一次補氣管6321設置在主、副內(nèi)火道636、637的之間的火道隔墻635的內(nèi)部，一次補氣管6321的出口 6323位于下封堵隔板6372以下，分別通向主內(nèi)火道636和下段副內(nèi)火道6373 ;如圖11所示，二次補氣管6322亦設置在主、副內(nèi)火道636、637的火道隔墻635的內(nèi)部，而二次補氣管6322的二次補氣出ロ 6324位于與上封堵隔板6371平齊或稍高于上封堵隔板6371，通向主內(nèi)火道636。如圖11、圖7所示，中段副內(nèi)火道6374形成相對封閉的獨立燃氣燃燒室，上一條中段副內(nèi)火道6374與緊鄰下一條中段副內(nèi)火道6374通過燃燒室通道6305貫通成相關一組，燃燒室通道6305位于上封堵隔板6371下方并從上一條中段副內(nèi)火道6374與緊鄰下一條中段副內(nèi)火道6374之間的一條主內(nèi)火道636中穿過，如圖7所示，6條中段副內(nèi)火道6374通過3條燃燒室通道6305貫通成3組。如圖11、圖6、圖7所示，副內(nèi)火道637中的兩條中段副內(nèi)火道6374 (即上、下封堵隔板6371、6372之間)設置ー組結(jié)構(gòu)相同的關聯(lián)第三燃氣加熱器68、第四燃氣加熱器69，其結(jié)構(gòu)和燃燒原理與以上介紹的第一燃燒加熱器62、第二燃燒加熱器60幾乎完全相同，也包括第三燃氣加熱器68包括第三燃燒室681、第三煤氣進入支管682、第三蓄熱腔686、第三蓄熱體683、第三空氣進入支管687和第三燃燒廢氣排出支管688。如圖11、圖6所示，需要說明不同的是第三燃燒加熱器68的第三燃燒室681是中段副內(nèi)火道6374，即由上、下封堵隔板6371、6372之間相對密閉的煤氣燃燒火道。如圖11、圖10、圖9所示第三煤氣進入支管682從火道弓65的條弓651的下面穿過向上延伸經(jīng)過火道隔墻635內(nèi)部通向第三燃燒室681 (即中段副內(nèi)火道6374)，第三蓄
熱腔686設置在條弓651下方的爐體91上，第三蓄熱體683置于第三蓄熱腔686中，第三蓄熱腔686 —端通過延伸通道6861從火道弓65的條弓651的下面穿過，向上延伸經(jīng)過火道隔墻635內(nèi)部通向第三燃燒室681底部，第三蓄熱腔686另一端分別接有第三空氣進入支管687和第三燃燒廢氣排出支管688。同理，第四燃氣加熱器69結(jié)構(gòu)與第三燃氣加熱器68完相同，這里不再贅述，其中第四燃燒室691與第三燃燒室681通過燃燒室通道6305接通構(gòu)成關聯(lián)ー組(圖7所示)。其中，如圖5-1所示，第三燃燒加熱器68的第三燃燒室681的第三煤氣進入支管682、第三空氣進入支管687和第三燃燒廢氣排出支管688分別通過第一煤氣圍管6684、第一空氣圍管6674，第一燃燒廢氣圍管6694與第一煤氣分管6681、第一空氣分管6671、第一燃燒廢氣分管6691相通。如圖5-1所示，第四燃燒加熱器69的第四燃燒室691的第四煤氣進入支管692、第三空氣進入支管697和第三燃燒廢氣排出支管698分別通過第二煤氣圍管6685、第二空氣圍管6675、第二燃燒廢氣圍管6695與第二煤氣分管6683、第二空氣分管6673、第二燃燒廢氣分管6693相通。綜上所述，第三燃燒加熱器68、第四燃氣加熱器69，燃燒原理與以上第一燃燒加熱器62、第二燃燒加熱器60幾乎完全相同，這里不再贅述。本例的內(nèi)燃燒加熱裝置67方法原理是上段副內(nèi)火道6375和下段副內(nèi)火道6373以及主內(nèi)火道636是利用干熄焦產(chǎn)生的高溫可燃廢氣進行補氣燃燒加熱，而中段副內(nèi)火道6374是另外利用荒煤氣回收凈化后的凈煤氣燃燒加熱。本例的內(nèi)燃燒加熱裝置67方法是(I)、當高溫可燃廢氣從中心通道638下部的高溫可燃廢氣進入通道6383進入，經(jīng)過可燃廢氣進入孔639進入主內(nèi)火道636和下段副內(nèi)火道6373中，剛進入的高溫可燃廢氣溫度較高一般都在1000°C 1100°C，但是隨著廢氣在主內(nèi)火道636和下段副內(nèi)火道6373中上升對外做功散熱，溫度會降低；(2)、這時通過一次補氣管6321給主內(nèi)火道636和下段副內(nèi)火道6373中的補入空氣，使得高溫可燃廢氣得到空氣中的氧氣從而燃燒，畢竟高溫可燃氣體中的可燃氣的量是一定的，不足以提供炭化室61煤熱解所需的熱量和溫度；(3)、所以，當下段副內(nèi)火道6373的高溫可燃廢氣經(jīng)過一次補氣燃燒之后的廢氣經(jīng)過火道串通孔6304繞到到主內(nèi)火道636中，同主內(nèi)火道636中的高溫可燃氣體及燃燒后的廢氣混合在一起在主火道636中上升，隨著混合后的高溫可燃氣體及燃燒后的廢氣在上升過程中會向通過炭化室內(nèi)環(huán)墻612給炭化室61中的煤熱解提供熱量而對外做功，溫度會逐漸降低；(4)、所以在主內(nèi)火道636的中上部需要再次通過二次補氣管6322進入補空氣，使混合后的高溫可燃氣體及燃燒后的廢氣再進ー步燃燒，這不僅給炭化室61煤熱解提供所需的熱量和溫度，而且又能使高溫可燃氣體充分燃燒，提高高溫可燃氣燃燒做功效率；(5)、另タ卜，由于在主內(nèi)火道636和上段副內(nèi)火道6375中間存在緩沖區(qū)6381，中心環(huán)墻634上部設有貫通緩沖區(qū)6381與主內(nèi)火道636和上段副內(nèi)火道6375的廢氣進入孔6301，在主內(nèi)火道636和上段副內(nèi)火道6375之間的火道隔墻635上設置有廢氣串通孔6303，各條主內(nèi)火道636和上段副內(nèi)火道6375之間完全相互貫通，使得第二次補氣燃燒后的廢氣能夠完全相混合在一起，所在主內(nèi)火道636和上段副內(nèi)火道6375之間達到均溫均壓，可給整個炭化室61上部的煤熱解提供均衡的熱量和溫度；
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(6)、最后經(jīng)過二次補氣燃燒后的廢氣通過主內(nèi)火道636和上段副內(nèi)火道6375頂部的熱廢氣排出通道6306排入爐體91上部的廢氣室391 ；(7)、與此同時，為了彌補高溫可燃氣體中的可燃氣的量不足，不足以提供炭化室61煤熱解所需的熱量和溫度的缺陷，而又能對煤熱解過程中產(chǎn)生的荒煤氣的充分利用，給第三燃氣加熱器68、第四燃氣加熱器69的第三燃燒室681和第四燃燒室691提供荒煤氣經(jīng)過回收浄化后的凈煤氣燃燒，即在中段副內(nèi)火道637中進行補加熱，不僅給炭化室61煤熱解提供足夠的熱量和溫度，同時又提高了荒煤氣的利用率，減少向大氣中排放，避免空氣污染，保護了環(huán)境。第二節(jié)焦改質(zhì)由于煤在炭化室中進行熱解之后形成的焦炭，存在受熱不均，焦炭塊粒大小不勻的情況，最好給焦炭提供一定溫度和時間，使焦炭之間充分相接觸，相互進行熱傳遞，這就需要焦改質(zhì)裝置610。如圖12、圖11、圖9、圖15所示，焦改質(zhì)裝置610，設置于爐體中位于火道弓65上，焦改質(zhì)裝置610包括炭化室6的下部形成焦改質(zhì)室6100、主內(nèi)火道636下部、下段副內(nèi)火道6373，中心環(huán)墻634圍成中心通道638的高溫可燃廢氣進入通道6383的下部，中心環(huán)墻634下部設有貫通高溫可燃廢氣進入通道6383與主內(nèi)火道636、下段副內(nèi)火道6373的可燃廢氣進入孔639。另外，如圖I所示爐體91外墻設有焦改質(zhì)溫度監(jiān)測孔6101，焦改質(zhì)溫度監(jiān)測孔6101孔中設置有一焦改質(zhì)溫度表6012，如圖14所示，エ控中心90與焦改質(zhì)溫度表6012電氣連接，自動對焦改質(zhì)溫度表6012的焦改質(zhì)溫度信號進行監(jiān)測。本焦改質(zhì)裝置進行改質(zhì)的方法是外部由保溫耐火材料的爐體外墻進行保溫，而內(nèi)部則將高溫可燃廢氣從可燃廢氣進入孔639進入主內(nèi)火道636下部、下段副內(nèi)火道6373中，利用高溫可燃廢氣本身的余熱提供保溫所需熱量和溫度，特別是剛進入的高溫可燃廢氣溫度在1000°C 1100°C之間剛好適合焦改質(zhì)，使焦炭在焦改質(zhì)室中留存一定時間，焦炭塊粒之間充分接觸、相互之間進行熱傳遞，達到焦塊大小均勻目的。第三節(jié)火道弓如圖11、圖10所示，因為炭化室內(nèi)環(huán)墻612以及內(nèi)燃燒加熱裝置67的火道隔墻635、中心環(huán)墻634都設置在爐腔中，需要火道弓65為其提供支撐，同時又給內(nèi)燃燒加熱裝置67提供各種管道的鋪設，如圖11、圖10所示，火道弓65設置在炭化室61、內(nèi)燃燒加熱裝置67、焦改質(zhì)裝置610下方的爐腔中，主要包括若干條的條弓651、火弓中心環(huán)墻652，火弓中心環(huán)墻652中部形成高溫可燃廢氣通道653,條弓651 —端固定在火弓中心環(huán)墻652上，另一端固定在爐體91上，條弓651圍繞火弓中心環(huán)墻652中心以一定角度間隔福射狀散開布置，本例中的火弓651為12條弓，數(shù)量與內(nèi)燃燒加熱裝置67的主、副內(nèi)火道636、637總數(shù)一致。如圖11、圖10所示，一條火弓651的墻體中設置第三煤氣進入支管682和第三蓄熱腔686的延伸通道6861，緊相鄰的另一條火弓651的墻體中設置的一次補氣管6321、ニ次補氣管6322，給內(nèi)燃燒加熱裝置67的管道鋪設提供了便利，6條火弓651的墻體中分別并列設置6條第三煤氣進入支管682和第三蓄熱腔686的延伸通道6861，另6條火弓651的墻體中分別并列設置的6條一次補氣管6321、二次補氣管6322，使內(nèi)燃燒加熱裝置67的各種管道排列有序，不至于干渉。第四節(jié)干熄焦經(jīng)過改質(zhì)后的焦炭溫度較高，一般都在1000°C 1100°C，需要對高溫焦炭進行冷卻才能方便輸送和儲存，需要有干熄裝置7。如圖12、圖13所示，干熄裝置7設置在火道弓65下方，包括高溫熄焦室71、低溫熄焦室72、熄焦橋弓73、熄焦廢氣風機75 ;高溫熄焦室71設置在火道弓65的下方，高溫熄焦室71的頂部與高溫可燃廢氣通道653相通；熄焦橋弓73設置在高溫熄焦室71與低溫熄焦室72之間，熄焦橋弓73包括橋弓731、集風室74、干熄風環(huán)道76、干熄風管77 ;6條橋弓以高溫熄焦室71和低溫熄焦室72軸中心呈一定角度在干熄風環(huán)道76中間隔成輻形布置，橋弓731中部形成集風室74，集風室74為ー個直經(jīng)上大下小的倒錐臺形腔室，集風室74的頂部設置有半球形風帽78，集風室74的下部開ロ 79朝向低溫熄焦室72 ;干熄風管77設置在橋弓731中，干熄風管77 —端通向集風室74，另一端通向干熄風環(huán)道76，干熄風環(huán)道76通過進風管761與熄焦廢氣風機75相聯(lián)；低溫熄焦室72的底部開ロ 721處設置有出焦閥門70。如圖12所示，在爐體的外墻91上設有通向高溫熄焦室71的熄焦溫度監(jiān)測孔711，熄焦溫度監(jiān)測孔孔中設置有熄焦溫度表712。如圖14所示，熄焦溫度表712、熄焦廢氣風機75和出焦閥門70與エ控中心90電氣連接，エ控中心90對熄焦廢氣風機75和出焦閥門70進行自動控制，通過熄焦溫度表712對熄焦溫度進行監(jiān)測。熄焦溫度表712、熄焦廢氣風機75和出焦閥門70通過干熄裝置控制器907與エ控中心90電氣連接，當然從電氣控制原理來講，本例中干熄裝置控制器907并不構(gòu)成對本例保護范圍的限制。本例干熄裝置7的利用低溫燃燒廢氣進行干熄焦的方法是。(I)將外燃氣加熱裝置64的第一燃燒加熱器62、第一燃燒加熱器60和內(nèi)燃燒加熱裝置67的第三燃氣加熱器68、第四燃氣加熱器69中煤氣燃燒后的廢氣引入熄焦廢氣風機75，因為煤氣燃燒后的廢氣分別經(jīng)蓄熱體吸熱后自然變成溫度相對較低的低溫廢氣；(2)利用熄焦廢氣風機75將低溫廢氣依次通過進風管761、干熄風環(huán)道76、干熄風管77鼓入集風室74室中，低溫廢氣在集風室74室中匯聚，因為集風室74采用獨特的結(jié)構(gòu)，頂部的風帽78呈半球形，中部腔室呈倒錐臺形結(jié)構(gòu)，所以低溫廢氣會從下部開ロ 79中井噴而出，吹入低溫熄焦室72中，再向上串入高溫熄焦室71，對高溫熄焦室71中和從高溫熄焦室71落向低溫熄焦室72中的焦炭進行降溫，本例采用風冷形式對焦炭進行降溫，故稱之為干熄，(3)另外，本例干熄裝置7在干熄過程中還可產(chǎn)一定量的高溫可燃氣體，因為，其一、低溫廢氣中含有少量的水份遇到焦改質(zhì)后的高溫焦炭會發(fā)生化學反應，產(chǎn)生ー些可燃氣體；其ニ、低溫廢氣本身還存在部分未充分燃燒的可燃氣體；其三、焦改質(zhì)后的高溫焦炭本身還殘留一部分可燃氣體，這些可燃氣體向上進入火弓中心環(huán)墻652中部的高溫可燃廢氣通道653，從而給煤熱解爐的內(nèi)燃燒加熱裝置67的主、副火道636、637提供氣源。本例中所舉的低溫廢氣是指煤熱解過程中產(chǎn)生的荒煤氣回收浄化后的凈煤氣經(jīng)過煤熱解爐的外燃氣加熱裝置和內(nèi)燃燒加熱裝置中的燃氣加熱器燃燒后產(chǎn)生的廢氣，該廢氣經(jīng)蓄熱腔中的蓄熱體吸熱降溫后變?yōu)榈蜏貧怏w，本干熄裝置優(yōu)點還在于利用燃燒廢氣本
身不可燃燒性代替現(xiàn)有使用惰性氮氣進行干熄，設備簡單，成本低廉，經(jīng)濟效益顯著。本例與傳統(tǒng)的濕法熄焦相比，更不會因為大量水遇到高溫焦炭而發(fā)生大量水煤氣而向空中排放，空氣污染小，節(jié)約用水，同時又能對煤熱解過程中產(chǎn)生的荒煤氣進行充分利用。第五節(jié)連續(xù)煉焦裝置綜合上述，本煤熱解爐的一大優(yōu)點是能連續(xù)煉焦，取代傳統(tǒng)的間歇煉焦或土窩子煉焦，相比傳統(tǒng)煉焦法，具有不可比擬的優(yōu)勢。
權(quán)利要求
1.一種煤熱解爐燃氣加熱器用的氣體換向方法，其特征在于本方法所使用的設備包括上盤、下盤、旋轉(zhuǎn)換向電機、空氣風機、煤氣風機、廢氣風機，所述的下盤分別接有一個空氣主管和第一空氣分管、第二空氣分管，一個煤氣主管和第一煤氣分管、第二煤氣分管，一個燃燒廢氣主管和第二燃燒廢氣分管、第一燃燒廢氣分管，其中，第二燃燒廢氣分管和第一燃燒廢氣分管與第一空氣分管和第二空氣分管及第一煤氣分管和第二煤氣分管的設置剛好對調(diào)；所述的上盤轉(zhuǎn)動貼合在下盤上方，上盤分別對應設置有空氣連接管、煤氣連接管、燃燒廢氣連接管，所述的旋轉(zhuǎn)換向電機與上盤傳動連接，本方法實現(xiàn)步驟是 (1)、當旋轉(zhuǎn)換向電機帶動上盤在下盤上轉(zhuǎn)動，空氣主管與第一空氣分管接通時，煤氣主管與第一煤氣分管亦相接通；與此同時，相應燃燒廢氣主管與第二燃燒廢氣分管處于相接通；空氣被空氣風機將鼓入空氣主管后依次經(jīng)過空氣連接管和第一空氣分管送出，同時，荒煤氣經(jīng)過回收凈化后得到凈煤氣被煤氣風機將鼓入煤氣主管后依次經(jīng)過煤氣連接管第一煤氣分管送出，與此同時，相應燃燒廢氣被廢氣風機吸入第二燃燒廢氣分管后依次經(jīng)過第二燃燒廢氣連接管和燃燒廢氣主管通過廢氣風機排出； (2)、當旋轉(zhuǎn)換向電機帶動上盤在下盤上反向轉(zhuǎn)動，空氣主管與第二空氣分管處于接通狀態(tài)時，煤氣主管與第二煤氣分管接通狀態(tài)，與此同時，相應燃燒廢氣主管和第一燃燒廢氣分管亦相接通；空氣被空氣風機將鼓入空氣主管后依次經(jīng)過空氣連接管和第二空氣分管送出，同時，荒煤氣經(jīng)過回收凈化后得到凈煤氣被煤氣風機將鼓入煤氣主管后依次經(jīng)過煤氣連接管第二煤氣分管送出，與此同時，相應燃燒廢氣被廢氣風機吸入第一燃燒廢氣分管后依次經(jīng)過第一燃燒廢氣連接管和燃燒廢氣主管通過廢氣風機排出。
全文摘要
本發(fā)明公開一種煤熱解爐燃氣加熱器用的氣體換向方法，本方法使用的設備包括上盤、下盤、旋轉(zhuǎn)換向電機、空氣風機、煤氣風機、廢氣風機，本方法是(1)空氣被空氣風機經(jīng)過第一空氣分管送出，凈煤氣被煤氣風機經(jīng)過第一煤氣分管送出，同時，相應燃燒廢氣被廢氣風機吸入經(jīng)過燃燒廢氣主管排出；(2)當旋轉(zhuǎn)換向電機帶動上盤在下盤上反向轉(zhuǎn)動后，空氣被空氣風機經(jīng)過第二空氣分管送出，凈煤氣被煤氣風機經(jīng)過第二煤氣分管送出，同時，相應燃燒廢氣被廢氣風機吸入第一燃燒廢氣分管后經(jīng)過燃燒廢氣主管排出。本發(fā)明通過氣體兩進一出的工作方式實現(xiàn)兩組燃氣加熱器交替燃燒和兩組蓄熱換熱器的蓄熱換熱，使得燃氣加熱器燃燒高效，煉出的焦炭質(zhì)量高。
文檔編號C10B21/10GK102786942SQ20121027808
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者王文卜, 王新民 申請人:山西鑫立能源科技有限公司