專利名稱：連體式煉焦?fàn)t及其煉焦方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煉焦?fàn)t，以及相應(yīng)的煉焦方法。
已有的土焦?fàn)t及其改進(jìn)型煉焦?fàn)t，如萍鄉(xiāng)爐、XY型、KM型等，均屬于間歇式煉焦?fàn)t，其普遍存在的不足之處是分散焦?fàn)t占地面積大、造價(jià)高、熱損耗大、起火升溫慢、單純靠煉焦煤自身燃燒的熱量來(lái)進(jìn)行煉焦，所煉出的焦炭灰分大、質(zhì)量低，且產(chǎn)焦率低。
本發(fā)明的目的就是克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種可充分利用熱能、減少焦?fàn)t占地和造價(jià)的連體式煉焦?fàn)t，以及相應(yīng)的煉焦方法。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)較完整的連續(xù)化生產(chǎn)過(guò)程，有效提高產(chǎn)焦率及所產(chǎn)焦炭的質(zhì)量。
連體式煉焦?fàn)t包括有一組并排設(shè)置的碳化室，每?jī)蓚€(gè)相鄰的碳化室之間共用一道隔墻，在每一個(gè)碳化室前后兩端的端墻上均設(shè)有與碳化室相通的輔助燃燒室，輔助燃燒室下方設(shè)有可裝卸的爐條及爐條架，外端為罩墻。該燃燒室罩墻上設(shè)有加煤口和用于觀察爐內(nèi)火焰的觀察口。完成碳化及熄焦后，去掉爐條及爐條架，拆除該燃燒室的罩墻，該燃燒室的空間可兼用作出焦口或裝煤口。
碳化室底部設(shè)有地回火道，碳化室中部設(shè)有平面火道和縱向火道。地回火道、平面火道和縱向火道均沿碳化室縱向延伸，貫通碳化室前后兩端?？v向火道與平面火道之間通過(guò)分配火道連通。碳化室頂部為爐頂燃燒室，該燃燒室通過(guò)設(shè)在碳化室中心位置的中心上火道和緊靠碳化室兩側(cè)墻壁的側(cè)墻上火道相連通。爐頂燃燒室通過(guò)緊靠碳化室兩側(cè)墻壁的側(cè)墻下火道與地回火道連通，在側(cè)墻下火道與爐頂燃燒室連通處的碳化室兩側(cè)墻壁上設(shè)有下火道控制孔及隔擋，在側(cè)墻上端設(shè)有與隔擋相配的插板。插入該插板，可切斷爐頂燃燒室與側(cè)墻下火道之間的通路，抽出插板，爐頂燃燒室與側(cè)墻下火道連通。在爐頂上設(shè)有爐頂孔，用于煉焦時(shí)調(diào)節(jié)空氣進(jìn)入量或抽出導(dǎo)熱鋼管，添加固硫劑等。
在碳化室前后兩端的端墻底部分別設(shè)有兩條串聯(lián)火道，串聯(lián)火道沿每個(gè)碳化室的端墻延伸，并與每個(gè)碳化室底部的地回火道相互連通。在碳化室的端墻上還設(shè)有余熱引火道，與串聯(lián)火道和輔助燃燒室相互連通。在余熱引火道上設(shè)有插板，在每個(gè)煉焦?fàn)t端墻底部的串聯(lián)火道上也設(shè)有插板，用以控制火道的通斷。通過(guò)余熱引火道可將前一個(gè)煉焦?fàn)t的余熱煙氣引入下一個(gè)相鄰煉焦?fàn)t的輔助燃燒室進(jìn)一步充分燃燒，如此類推，在煉焦?fàn)t之間實(shí)現(xiàn)余熱的階梯傳遞和利用，以充分節(jié)約能耗，把有害的煙道燃燒氣轉(zhuǎn)化為熱能利用，減少煉焦煤的消耗，減少空氣污染。
下面結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳述

圖1為連體式煉焦?fàn)t的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為連體式煉焦?fàn)t底部火道布置及焦?fàn)t平面布置圖。
圖中1、護(hù)墻，2、下火道控制孔，3、插板，4、爐頂，5、爐頂孔，6、縱向火道，7、上升火道，8、短導(dǎo)熱鋼管，9、中心上火道，10、側(cè)墻上火道，11、余熱引火道，12、端墻，13、輔助燃燒室，14、觀察孔，15、加煤口，16、爐條架，17、大地，18、插板，19、爐條，20、串聯(lián)火道，21、插板，22、隔墻，23、地回火道，24、煤層，25、排水道，26、固硫燃料層，27、平面火道，28、分配火道，29、長(zhǎng)導(dǎo)熱鋼管，30、側(cè)墻下火道，31、大地，32、外側(cè)爐墻，33、爐頂燃燒室，34、端墻，35、罩墻，36、隔層，37、豎磚，38、隔擋，39、地回火道出口，40、煙道，41、小碳化室，42、煙囟，43、碳化室。
連體式煉焦?fàn)t包括有一組并排設(shè)置的碳化室43，每?jī)蓚€(gè)相鄰碳化室之間共用一道隔墻22。最外側(cè)碳化室的外側(cè)爐墻32外面加有護(hù)墻1，起加固和保溫作用。每個(gè)碳化室底部的火道通過(guò)碳化室前后兩端的串聯(lián)火道20相互連通。碳化室前后兩端的端墻上分別設(shè)有兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的輔助燃燒室13，該輔助燃燒室下方設(shè)有可拆裝的爐條19和爐條架16，輔助燃燒室的外端有罩墻35，罩墻35上設(shè)有觀察孔14和加煤口15。
碳化室43底部設(shè)有地回火道23、中部設(shè)有平面火道27和縱向火道6、頂部為爐頂燃燒室33。地回火道23、平面火道27、縱向火道6及爐頂燃燒室33相互平行布置，并沿碳化室縱向延伸，貫通碳化室前后兩端?？v向火道6與平面火道27通過(guò)分配火道28連通，爐頂燃燒室33與平面火道27之間通過(guò)中心上火道9和緊靠碳化室兩側(cè)墻壁的側(cè)墻上火道10相連通。爐頂燃燒室33和地回火道23通過(guò)側(cè)墻下火道相連通。碳化室43內(nèi)煤層24均采用耐火磚隔層36與各火道和輔助燃燒室分隔，以保證煤層24處于缺氧狀態(tài)。煤層24中還設(shè)有豎直方向的相互獨(dú)立的上升火道7，每個(gè)上升火道7均與爐頂燃燒室33相通，以使煤層24更均勻受熱。
碳化室底平面以縱向水平中心線為中心呈兩邊高中間低的形狀，坡度為3°-5°。在碳化室底平面下還設(shè)有爐底排水道25，排水道25位于底平面縱向水平中心線上，這樣就可使洗煤水和煉焦過(guò)程中產(chǎn)生的冷凝水通過(guò)爐底排水道25及時(shí)排出。
地回火道23與平面火道27的耐火磚隔層靠豎磚37支撐，豎磚37之間要留有一定的間隙，以使煤氣及洗煤水能順利通過(guò)。
串聯(lián)火道20與地回火道23基本上位于同一水平位置上，地回火道23通過(guò)地回火道出口39與串聯(lián)火道20相連通。碳化室前后兩端的端墻上設(shè)有余熱引火道11，將串聯(lián)火道20與輔助燃燒室13連通。在余熱引火道11上設(shè)有插板21，在串聯(lián)上道20上設(shè)有插板18，可分別控制兩個(gè)火道的通斷，插板18位于輔助燃燒室13下方。
較好的連體式煉焦?fàn)t應(yīng)將煙囪42設(shè)計(jì)在中心位置上，以使煙道40最短，且對(duì)兩側(cè)碳化室的吸力相同。煙囪42通過(guò)煙道40與串聯(lián)火道20相通。在煙囪的前后兩面各設(shè)置兩個(gè)小碳化室41，使各碳化室之間相互連接成一個(gè)整體，又充分利用土地。小碳化室41只有前端設(shè)一個(gè)輔助燃燒室，后端封閉，小碳化室41結(jié)構(gòu)與碳化室43相同。煙道40位于焦?fàn)t碳化室下方。為提高焦?fàn)t的穩(wěn)定性和保溫性，可將連體式煉焦?fàn)t的下部埋入地下，一般可埋至三分之一的位置。
采用連體式煉焦?fàn)t煉焦，人工用小車從輔助燃燒室13將焦煤推入，一邊裝煤一邊用耐火磚將各火道擺好，每裝半米將煤層推平、夯實(shí)，并在煤層上鋪一層草紙，有利于焦碳成型，減輕出焦時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度。
在平面火道27下方的底層煤層與平面火道27之間采用固硫燃料層使煤層與火道隔離，以減少煉焦煤的消耗。固硫燃料是采用煤矸石、煤泥、焦粉末等劣質(zhì)燃料與石灰或白云石粉配制而成，一般的配制比例可為煤矸石粉30%、煤泥30%、焦粉末25%、石灰粉(或白云石粉)15%。在裝煤的同時(shí)將導(dǎo)熱鋼管予埋好，導(dǎo)熱鋼管分長(zhǎng)、短兩種，短導(dǎo)熱鋼管8將爐頂燃燒室33和平面火道27連通，長(zhǎng)導(dǎo)熱鋼管29將爐頂燃燒室33和地回火道23連通，分別在煤層24中形成了鋼管上火孔道和鋼管下火孔道，可大大提高煉焦前期的傳熱效率。
點(diǎn)燃焦?fàn)t后，輔助燃燒室中的火焰通過(guò)碳化室43內(nèi)的各火道將熱量迅速且均勻地傳給煤層24，燃燒后的剩余煤氣經(jīng)地回火道出口39進(jìn)入串聯(lián)火道20，抽起插板21，剩余煤氣又經(jīng)余熱引火道11進(jìn)入下一個(gè)相鄰碳化室的輔助燃燒室中與輔助燃燒室中的燃料一起進(jìn)一步燃燒，依次類推，實(shí)現(xiàn)了余熱的階梯傳輸。
在起火期至500度以前，插入煤層中的導(dǎo)熱鋼管可有效提高傳熱效率。待碳化室達(dá)到500度時(shí)，通過(guò)爐頂孔5將導(dǎo)熱鋼管抽出，并采用固硫劑填滿長(zhǎng)、短導(dǎo)熱鋼管抽出后在煤層中留下的孔道以防止煉焦煤灰化。固硫劑是采用焦粉末與石灰或白云石粉配制而成，一般的配制比例為焦粉末70%、石灰粉(或白云石粉)30%。
在煉焦的最終溫度完成之后，由爐頂孔5向高溫碳化室中插入數(shù)根雙層套管，并通入水氣化熄焦，水在高溫下氣化，在碳化室中形成大于外界空氣壓力的蒸汽壓力，外界空氣無(wú)法進(jìn)入爐內(nèi)，在缺氧條件下，焦碳在蒸氣中迅速冷卻。高溫余熱夾帶部分蒸氣經(jīng)地回火道23和串聯(lián)火道20進(jìn)入下一個(gè)相鄰的碳化室進(jìn)行蒸氣脫硫。實(shí)現(xiàn)蒸氣脫硫和余熱蒸氣的重復(fù)利用。
連體式煉焦?fàn)t可通過(guò)插板18、21來(lái)控制各碳化室火道的通斷，由此來(lái)關(guān)斷某一已完成煉焦的碳化室，出焦或重新裝煤，實(shí)現(xiàn)整體的連續(xù)化煉焦過(guò)程。
本發(fā)明可有效減少占地、降低投資，充分利用余熱煙氣，實(shí)現(xiàn)階梯傳熱，減少熱能損耗，大大降低了有害煙塵的排放，減少環(huán)境污染。同時(shí)，減少了煉焦煤本身的消耗，縮短了結(jié)焦時(shí)間，而且降低了焦炭的灰分和含硫量，提高了焦碳質(zhì)量。成焦率可達(dá)所用煉焦精煤的75-80%。用同樣的煉焦煤，采用本發(fā)明連體式煉焦?fàn)t比采用萍鄉(xiāng)爐所煉的焦碳質(zhì)量可提高一個(gè)等級(jí)，產(chǎn)焦率提高10%以上。
權(quán)利要求
1.一種連體式煉焦?fàn)t，其特征是包括有一組并排設(shè)置的碳化室，每?jī)蓚€(gè)相鄰的碳化室之間共用一道隔墻，在碳化室前后兩端的端墻上均設(shè)有與碳化室相通的輔助燃燒室；輔助燃燒室下方設(shè)有可裝卸的爐條及爐條架，輔助燃燒室外端為罩墻；在碳化室前后兩端的端墻底部分別設(shè)有兩條串聯(lián)火道，該串聯(lián)火道與每個(gè)碳化室底部的地回火道相連通；在碳化室的端墻上還設(shè)有余熱引火道，與串聯(lián)火道和輔助燃燒室相互連通；在余熱引火道和串聯(lián)火道上均設(shè)有控制火道通斷的插板。
2.如權(quán)利要求1所述的連體式煉焦?fàn)t，其特征是碳化室底部設(shè)有地回火道，中部設(shè)有平面火道和縱向火道，頂部為爐頂燃燒室;地回火道、平面火道、縱向火道和爐頂燃燒室相互平行布置，并沿碳化室縱向延伸，貫通碳化室前后兩端;縱向火道和平面火道之間通過(guò)中心上火道和緊靠碳化室兩側(cè)墻壁的側(cè)墻上火道連通，爐頂燃燒室和地回火道通過(guò)緊靠碳化室兩側(cè)墻壁的側(cè)墻下火道連通;地回火道通過(guò)地回火道出口與串聯(lián)火道相連通，在地回火道下面還設(shè)有排水道;碳化室內(nèi)煤層采用耐火磚隔層與各火道及輔助燃燒室分隔。
3.如權(quán)利要求1、2所述的連體式煉焦?fàn)t，其特征是在爐頂燃燒室與側(cè)墻下火道連通處的碳化室兩側(cè)墻壁上設(shè)有下火道控制孔及隔擋，在側(cè)墻上端設(shè)有與隔擋相配用于切斷火道通路的插板。
4.如權(quán)利要求1、2所述的連體式煉焦?fàn)t，其特征是碳化室煤層中設(shè)置有與爐頂燃燒室相連通的相互獨(dú)立的上升火道。
5.如權(quán)利要求1、2所述的連體式煉焦?fàn)t，其特征是在平面火道下方的底層煤層與平面火道之間采用可防止煉焦煤自身燃耗及灰化的固硫燃料層使煤層與火道隔離;固硫燃料是采用煤矸石粉、煤泥、焦粉末等劣質(zhì)燃料與石灰或白云石粉配制而成，其配比為煤矸研石粉30%、煤泥30%、焦粉末25%、石灰粉(或白云石粉)15%。
6.如權(quán)利要求1所述的連體式煉焦?fàn)t的一種煉焦方法，其特征是在裝煤的同時(shí)將導(dǎo)熱鋼管予埋好，導(dǎo)熱鋼管分長(zhǎng)短兩種，長(zhǎng)、短導(dǎo)熱鋼管將爐頂燃燒室分別與地回火道和平面火道相連通，在煤層中形成了鋼管下、上火道;炭化室達(dá)到500度以上后，通過(guò)爐頂孔將導(dǎo)熱鋼管抽出，并采用可防止煉焦煤灰化的固硫劑將鋼管抽出后在煤層中留下的孔道填滿;在煉焦的最終溫度完成之后，通過(guò)爐頂孔插入雙層套管，并通入水氣化熄焦;固硫劑采用焦粉末與石灰石或白云石配制而成。
7.如權(quán)利要求5所述的煉焦方法，其特征是固硫劑的配比為焦粉末70%，石灰粉(或白云石粉)30%。
全文摘要
一種連體式煉焦?fàn)t，包括有一組并排設(shè)置的碳化室，每?jī)蓚€(gè)碳化室之間共用一道隔墻，在碳化室前后兩端的端墻上設(shè)有輔助燃燒室，可兼用作裝煤口或出焦口。碳化室內(nèi)設(shè)有相互連通的火道和爐頂燃燒室，碳化室前后兩端墻底部分別設(shè)有兩條串聯(lián)火道，與每個(gè)碳化室底部的火道相連通。相應(yīng)的煉焦方法是煉焦前期采用導(dǎo)熱鋼管傳熱，達(dá)到500度以后，抽出導(dǎo)熱鋼管，填入固硫劑，待達(dá)到煉焦的最終溫度后，采用插入雙層套管通水汽化熄焦。本發(fā)明占地小、投資低、熱量損耗小、充分利用余熱、減少環(huán)境污染，可明顯提高焦炭質(zhì)量和成焦率。
文檔編號(hào)C10B15/00GK1092457SQ9410097
公開(kāi)日1994年9月21日 申請(qǐng)日期1994年2月4日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月4日
發(fā)明者張勝 申請(qǐng)人:張勝