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1、(10)申请公布号 CN 102732269 A (43)申请公布日 2012.10.17 CN 102732269 A *CN102732269A* (21)申请号 201110086594.9 (22)申请日 2011.03.29 C10B 39/02(2006.01) (71)申请人 何巨堂 地址 471003 河南省洛阳市涧西区南昌路南 段申泰大厦 1503 室 (72)发明人 何巨堂 (54) 发明名称 一种煤制焦装置干熄焦方法 (57) 摘要 一种适合于兰炭装置的煤制焦装置干熄焦方 法， 通常多个炭化室共用一套熄焦系统。 来自炭化 室焦冷却段底部的热焦被推焦机 J1 推至热焦中 转。
2、仓 V1 ； V1 加料阀定期将热焦卸入仓内后关闭， 用熄焦塔 T1 气体对 V1 加压后定期将热焦卸入熄 焦塔 T1 ； T1 在加压条件下操作， 热焦在重力作用 下自上而下移动， 与自下而上流动的惰性气体如 CO2接触降低温度， 冷焦被推焦机 J2 推至冷焦中 转仓 V2 ； V2 加料阀定期将冷焦卸入仓内后关闭， V2 放气给 V3 降压后定期将冷焦卸入冷焦储存室 V3 或经皮带传输至冷焦储存室 V3。离开 T1 的热 态载热气 G2 进入喷淋塔 T2 与循环使用的冷喷淋 水 W1 逆流接触传热冷却后作为 G1 返回熄焦塔 T1 循环使用。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说。
3、明书 13 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 13 页 附图 2 页 1/2 页 2 1. 一种煤制焦装置干熄焦方法， 其特征在于包含以下步骤 ： 在炭化室的出焦段， 炭冷却段底部的热焦被推焦机 J1 推出炭化室 ； 在热焦中转仓V1， 加料程序中来自步骤的热焦进入V1， 卸料程序中V1的热焦进入 熄焦塔 T1 ； 在熄焦塔T1内， 热焦在重力作用下自上而下移动， 与自下而上流动的惰性气体G1接 触降低温度， 熄焦塔 T1 底部的冷焦被推焦机 J2 推出进入冷焦中转仓 V2， 载热气 G2 排出熄 焦塔 T1 ； 惰性气体。
4、主要组分为 CO2和或 N2； 在冷焦中转仓 V2， 加料程序中冷焦进入 V2， 卸料程序中排出 V2 的冷焦 ； 在载热气 G2 冷却步骤， 载热气 G2 经过包含除尘、 冷却的步骤后作为 G1 返回熄焦塔 T1 循环使用。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 煤制焦装置为制兰炭装置， 其原料煤为不粘结煤或弱粘结煤 ； 在炭化室 S1 的出焦 段， 炭冷却段底部的热焦被推焦机 J1 推出炭化室后进入通道 D1 ； 在热焦中转仓 V1， 加料程序中来自通道 D1 的热焦进入 V1， 卸料程序中 V1 的热焦进 入熄焦塔 T1 ； 在熄焦塔T1内， 热焦在重力作用下自上而下移动。
5、， 与自下而上流动的惰性气体G1接 触降低温度， 熄焦塔T1底部的冷焦被推焦机J2推出熄焦塔T1后进入通道D2， 载热气G2排 出熄焦塔 T1 ； 在冷焦中转仓 V2， 加料程序中来自通道 D2 的热焦进入 V2， 卸料程序中排出 V2 的冷 焦。 3. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 煤制焦装置为制兰炭装置， 其原料煤为不粘结煤或弱粘结煤 ； 在炭化室 S1 的出焦 段， 炭冷却段底部的热焦被推焦机 J1 推出炭化室后进入通道 D1 ； 热焦中转仓 V1 的加料程序中动作顺序如下 ： 第一步， 确认全部阀门关闭 ； 第二步， 打 开排气阀 K1 使 V1 压力与炭化室 S1 。
6、的出焦段压力相等 ； 第三步开通进料阀 31， 使来自通道 D1 的热焦进入 V1， 加料至预定料位后关闭加料阀 31， 关闭排气阀 K1 ； 热焦中转仓 V1 的卸料程序中动作顺序如下 ： 第一步， 确认全部阀门关闭 ； 第二步， 打开 进气阀 K2 使 V1 压力与熄焦塔 T1 顶部压力相等 ； 第三步开通卸料阀 32， 来自 V1 的热焦进 入熄焦塔 T1， 加料至预定料位后， 关闭卸料阀 32， 关闭进气阀 K2 ； 在熄焦塔 T1 内， 热焦在重力作用下自上而下移动， 与自下而上流动的惰性气体接触 降低温度， 熄焦塔 T1 底部的冷焦被推焦机 J2 推出熄焦塔 T1 后进入通道 D2。
7、 ； 冷焦中转仓 V2 的加料程序中动作顺序如下 ： 第一步， 确认全部阀门关闭 ； 第二步， 打 开进气阀 K3 使 V2 压力与熄焦塔 T1 出焦段压力相等 ； 第三步开通进料阀 61， 使来自通道 D2 的热焦进入 V2， 加料至预定料位后关闭加料阀 61， 关闭排气阀 K3 ； 冷焦中转仓 V2 的卸料程序中动作顺序如下 ： 第一步， 确认全部阀门关闭 ； 第二步， 打开 放气阀 K4 使 V2 压力与冷焦转存室 V3 压力相等 ； 第三步开通卸料阀 62， 卸出 V2 的冷焦， 然 后关闭卸料阀 62， 关闭排气阀 K4。 4. 根据权利要求 3 所述的方法， 其特征在于 ： 在载热。
8、气G2冷却步骤使用喷淋塔T2， 在喷淋塔T2内， 离开T1的载热气G2进入底部 权 利 要 求 书 CN 102732269 A 2 2/2 页 3 与自顶部喷入的冷喷淋水 W1 逆流接触传热冷却后作为载热气 G1 返回熄焦塔 T1 循环使用 ； 热喷淋水 W2 经过冷却降温后返回喷淋塔 T2 作为 W1 循环使用。 5. 根据权利要求 1 或 2 或 3 或 4 所述的方法， 其特征在于 ： 熄焦塔T1操作条件为 ： 压力为0.11.0MPa(绝压)、 入塔热焦温度为150300、 出塔冷焦温度为 60 100、 入塔载热气 G1 温度为 35 120、 出塔载热气 G2 温度为 120 2。
9、80， 载热气主要组分为 CO2； 喷淋塔 T2 操作条件为 ： 压力为 0.1 1.0MPa( 绝压 )、 入冷却塔 T1 载热气 G2 温度 为 120 280、 出塔载热气 G1 温度为 35 120、 入塔喷淋水 W1 温度为 35 60、 出塔 喷淋水 W2 温度为 100 140。 6. 根据权利要求 5 所述的方法， 其特征在于 ： 熄焦塔 T1 操作条件为 ： 压力为 0.1 0.8MPa( 绝压 ) ； 喷淋塔 T2 操作条件为 ： 压力为 0.1 0.8MPa( 绝压 )。 7. 根据权利要求 6 所述的方法， 其特征在于 ： 熄焦塔 T1 操作条件为 ： 压力为 0.2 。
10、0.5MPa( 绝压 )、 焦 / 气质量比为 0.6 3.0 ； 喷淋塔 T2 操作条件为 ： 压力为 0.2 0.5MPa( 绝压 )、 水 / 气质量比为 2.0 8.0。 8. 根据权利要求 5 所述的方法， 其特征在于 ： 熄焦塔 T1 的气固传热段分为上段和下段， 上段为第一传热段， 下段为第二传热段 ； 在载热气 G2 冷却步骤， 设置两级喷淋冷却步骤， 在喷淋塔 T2 内完成第一级喷淋冷 却， 在喷淋塔 T3 内完成第二级喷淋冷却 ； 在第一级喷淋冷却过程， 在喷淋塔T2内， 载热气G2进入底部与自顶部喷入的冷喷淋水 W1 逆流接触传热冷却后作为 GM 自顶部排出， GM 的第。
11、一部分 G1 返回熄焦塔 T1 第一传热段 底部循环使用 ； 底部排出的热喷淋水 W2 经过冷却降温后返回喷淋塔 T2 作为 W1 循环使用 ； 喷淋塔 T2 操作条件为 ： 压力略低于熄焦塔 T1 顶部压力、 载热气 G2 温度为 120 280、 出 塔载热气GM温度为80120、 入塔载热水W1温度为3560、 出塔水W2温度为100 140、 水 / 气质量比为 2.0 8.0。 在第二级喷淋冷却过程， 在喷淋塔 T3 内， GM 的第二部分 G7 进入底部与自顶部喷入的 冷喷淋水W3逆流接触传热冷却后作为G8返回熄焦塔T1第二传热段底部循环使用 ； 热喷淋 水W4经过冷却降温后返回喷。
12、淋塔T3作为W3循环使用 ； 喷淋塔T3操作条件为 ： 压力略低于 喷淋塔 T2 顶部压力、 G7 温度为 80 120、 出塔载热气 G8 温度为 35 70、 入塔载热水 W3 温度为 25 50、 出塔载热水 W4 温度为 50 80、 水 / 气质量比为 0.4 1.6。 9. 根据权利要求 1 或 2 或 3 或 4 所述的方法， 其特征在于 ： 多个炭化室共用一套熄焦 系统。 10. 根据权利要求 1 或 2 或 3 或 4 所述的方法， 其特征在于 ： 冷焦中转仓 V2 排出的冷焦卸入冷焦储存室 V3 或经皮带传输至冷焦储存室 V3。 权 利 要 求 书 CN 102732269。
13、 A 3 1/13 页 4 一种煤制焦装置干熄焦方法 技术领域 0001 本发明涉及一种煤制焦装置干熄焦方法， 特别地讲本发明涉及一种煤制半焦 ( 兰 炭 ) 装置干熄焦方法。 背景技术 0002 目前煤制兰炭行业共存的一个不完善之处是 ： 无论内热式或外热式工艺技术， 兰 炭熄焦均采用水熄焦方式快速取出热量， 然后水熄焦经过烘干脱水过程， 控制兰炭产品最 终水含量。 0003 众所周知， 中国钢铁集团鞍山热能研究院于二十世纪八十年代初开始不断研究开 发的 “以不粘煤或弱粘煤块煤为原料在直立式炭化炉炼制铁合金专用兰炭” 技术 ( 以下简 称中钢煤转化技术BT)， 采用适合煤源(比如中国大同、 。
14、神府地区的煤炭)， 在直立式炭化炉 内炼制兰炭并副产荒煤气和中低温煤焦油， 是一种兰炭产品质量优良、 煤焦油产率高、 工程 造价较低、 配套环保技术完善的成熟的内热式制兰炭技术， 业已得到大量应用。 以采用中钢 煤转化技术 BT 的产兰炭能力 60 万吨 / 年的装置为例， 水熄焦方式部分技术数据为 ： 0004 水熄焦产生的水蒸气进入炭化炉， 部分水分最终进入煤气分离系统排出的含焦 油污水中， 产生含焦油污水约 7 吨 / 时 ； 0005 水熄焦造成无水热炭成为含水冷炭， 含水量 7.5 吨 / 时， 约占兰炭产品量的 10 ； 为了降低水分， 相应增加干燥脱水步骤， 通常采用的是干燥窑间。
15、接加热或煤气燃烧烟 气直接加热烘干， 传热效率低、 能耗高、 系统投资额大 ； 0006 水熄焦过程必然发生液体水的汽化产生部分炭体的破裂， 含水焦的烘干过程必 然发生液体水的汽化产生部分炭体的破裂， 产生更多的粉焦 ； 0007 含水焦的烘干过程造成水损失和煤气消耗。 0008 上述技术方案的缺点表现在 ： 0009 “先加水、 后脱水” 的矛盾性 ： 热焦加水水熄焦后， 设置烘干脱水过程 ； 0010 “先冷却降温、 后干燥升温” 的矛盾性 ： 水熄焦为冷却降温过程， 烘干脱水为干燥 升温过程 ； 0011 烘干过程能量利用率低 ： 直接烘干时， 因为温差小、 操作压力低、 直接传热气相 。
16、介质密度低， 传热效果均很差， 设备庞大 ； 间接烘干时， 操作压力低， 直接传热气相介质密度 低， 传热效果均很差， 设备庞大， 如欲提高传热效率而提高传热温差则能级浪费严重 ； 0012 烘干过程物质回收利用率为零 ： 烟气、 水汽全部排入大气， 没有回收任何组分 ； 0013 水熄焦产生的水蒸气进入炭化炉， 最终形成含焦油污水中， 产生含焦油污水约 7 吨 / 时。 0014 实质上， 上述问题的根本结症在于 ： 一方面炭化炉底部出焦密封 ( 防止空气进入 炭化炉机制 ) 采用水封方式从而无法摆脱焦与水接触问题进而无法摆脱焦含水问题， 同时 没有找到传热效率高、 系统尺寸小、 安全性高的。
17、熄焦方法。 0015 本发明的主要技术思想是对兰炭装置采用干法熄焦， 通常多个炭化室共用一套熄 说 明 书 CN 102732269 A 4 2/13 页 5 焦系统。来自炭化室炭冷却段的热焦被推焦机 J1 推出并经通道移动至热焦中转仓 V1， V1 加料阀定期将热焦卸入后关闭， 用熄焦塔 T1 气体对 V1 加压后定期将热焦卸入熄焦塔 T1， 在 T1 内部， 热焦在重力作用下自上而下移动， 与自下而上流动的惰性气体如 CO2接触降低 温度， 冷焦被推焦机 J2 推至冷焦中转仓 V2， V2 加料阀定期将冷焦卸入后关闭， V2 放气给 V3 泄压后定期将冷焦卸入冷焦储存室 V3 或经皮带传输。
18、。离开 T1 的热载热气 G2 进入喷淋塔 T2底部与自顶部喷入的冷喷淋水W1逆流接触传热冷却后作为G1返回干燥室T1循环使用， 喷淋水 W1 与热载热气 G2 接触后成为热喷淋水 W2， W2 经过冷却降温后返回喷淋塔 T2 循环 使用。 0016 本发明的传热学特点是 ： 兰炭熄焦采用加压惰性气体如 CO2干熄焦方式加快取热 速度、 缩小设备尺寸， 干熄焦过程产生的热循环气与喷淋水接触快速放热， 热循环水的冷却 过程传热效率也较高。整个过程耗水量极低， 不消耗燃气。 0017 本发明的流体力学特点是 ： 与采用低压循环气方式相比， 采用加压循环气干熄焦 方法可以大幅度降低系统压力降， 因而。
19、降低动力消耗。 0018 一种已知的干熄焦方法是应用在高温炼焦领域的技术 ： 将高温焦炭卸出炼焦炉转 运至熄焦炉， 在密闭的系统中用惰性气体将红焦冷却， 温度约 1000的红焦在干熄炉的冷 却室内与循环风机鼓入的冷惰性气体进行热交换后温度降低至 200以下， 离炉惰性气体 温度上升至 800 900， 离炉惰性气体除尘后至热量回收部分发生蒸汽和加热冷水， 降 温至 120 150后的惰性气体加压后返回熄焦炉循环使用， 惰性气体循环回路压力为常 压， 惰性气通常为烟气其主要组分为氮气等。 该方法不能直接应用于兰炭的干熄焦过程， 因 为兰炭离开炭化炉的温度仅 200 300， 与温度为 120 1。
20、50后的惰性气体换热温差 太小、 传热系统设备尺寸庞大， 且焦炭卸出炼焦炉转运至熄焦炉的过程及设备复杂、 投资巨 大， 不适用。 0019 本发明所述方法未见报道。 0020 本发明所述方法与制焦炉一体化构成一种集成工艺技术。 0021 因此， 本发明的第一目的在于提出一种煤制焦装置干熄焦方法 ； 本发明的第二目 的在于提出一种煤制半焦 ( 兰炭 ) 装置干熄焦方法。 发明内容 0022 一种煤制焦装置干熄焦方法， 其特征在于包含以下步骤 ： 0023 在炭化室的出焦段， 炭冷却段底部的热焦被推焦机 J1 推出炭化室 ； 0024 在热焦中转仓V1， 加料程序中来自步骤的热焦进入V1， 卸料程。
21、序中V1的热焦 进入熄焦塔 T1 ； 0025 在熄焦塔 T1 内， 热焦在重力作用下自上而下移动， 与自下而上流动的惰性气体 G1 接触降低温度， 熄焦塔 T1 底部的冷焦被推焦机 J2 推出进入冷焦中转仓 V2， 载热气 G2 排 出熄焦塔 T1 ； 惰性气体主要组分为 CO2和或 N2； 0026 在冷焦中转仓 V2， 加料程序中冷焦进入 V2， 卸料程序中排出 V2 的冷焦 ； 0027 在载热气 G2 冷却步骤， 载热气 G2 经过包含除尘、 冷却的步骤后作为 G1 返回熄 焦塔 T1 循环使用。 0028 设置热焦、 冷焦转运通道时， 本发明特征在于 ： 说 明 书 CN 1027。
22、32269 A 5 3/13 页 6 0029 煤制焦装置为制兰炭装置， 其原料煤为不粘结煤或弱粘结煤 ； 在炭化室 S1 的出 焦段， 炭冷却段底部的热焦被推焦机 J1 推出炭化室后进入通道 D1 ； 0030 在热焦中转仓 V1， 加料程序中来自通道 D1 的热焦进入 V1， 卸料程序中 V1 的热 焦进入熄焦塔 T1 ； 0031 在熄焦塔 T1 内， 热焦在重力作用下自上而下移动， 与自下而上流动的惰性气体 G1 接触降低温度， 熄焦塔 T1 底部的冷焦被推焦机 J2 推出熄焦塔 T1 后进入通道 D2， 载热气 G2 排出熄焦塔 T1 ； 0032 在冷焦中转仓 V2， 加料程序中来。
23、自通道 D2 的热焦进入 V2， 卸料程序中排出 V2 的冷焦。 0033 本发明操作步骤详细特征在于 ： 0034 煤制焦装置为制兰炭装置， 其原料煤为不粘结煤或弱粘结煤 ； 在炭化室 S1 的出 焦段， 炭冷却段底部的热焦被推焦机 J1 推出炭化室后进入通道 D1 ； 0035 热焦中转仓 V1 的加料程序中动作顺序如下 ： 第一步， 确认全部阀门关闭 ； 第二 步， 打开排气阀 K1 使 V1 压力与炭化室 S1 的出焦段压力相等 ； 第三步开通进料阀 31， 使来 自通道 D1 的热焦进入 V1， 加料至预定料位后关闭加料阀 31， 关闭排气阀 K1 ； 0036 热焦中转仓 V1 的。
24、卸料程序中动作顺序如下 ： 第一步， 确认全部阀门关闭 ； 第二步， 打开进气阀 K2 使 V1 压力与熄焦塔 T1 顶部压力相等 ； 第三步开通卸料阀 32， 来自 V1 的热 焦进入熄焦塔 T1， 加料至预定料位后， 关闭卸料阀 32， 关闭进气阀 K2 ； 0037 在熄焦塔 T1 内， 热焦在重力作用下自上而下移动， 与自下而上流动的惰性气体 接触降低温度， 熄焦塔 T1 底部的冷焦被推焦机 J2 推出熄焦塔 T1 后进入通道 D2 ； 0038 冷焦中转仓 V2 的加料程序中动作顺序如下 ： 第一步， 确认全部阀门关闭 ； 第二 步， 打开进气阀 K3 使 V2 压力与熄焦塔 T1 。
25、出焦段压力相等 ； 第三步开通进料阀 61， 使来自 通道 D2 的热焦进入 V2， 加料至预定料位后关闭加料阀 61， 关闭排气阀 K3 ； 0039 冷焦中转仓 V2 的卸料程序中动作顺序如下 ： 第一步， 确认全部阀门关闭 ； 第二步， 打开放气阀 K4 使 V2 压力与冷焦转存室 V3 压力相等 ； 第三步开通卸料阀 62， 卸出 V2 的冷 焦， 然后关闭卸料阀 62， 关闭排气阀 K4。 0040 本发明载热气 G2 冷却步骤使用喷淋塔 T2 时特征在于 ： 0041 在载热气G2冷却步骤使用喷淋塔T2， 在喷淋塔T2内， 离开T1的载热气G2进入 底部与自顶部喷入的冷喷淋水 W1。
26、 逆流接触传热冷却后作为载热气 G1 返回熄焦塔 T1 循环 使用 ； 热喷淋水 W2 经过冷却降温后返回喷淋塔 T2 作为 W1 循环使用。 0042 本发明各步骤主要操作条件一般范围是 ： 0043 熄焦塔 T1 操作条件为 ： 压力为 0.1 1.0MPa( 绝压 )、 入塔热焦温度为 150 300、 出塔冷焦温度为 60 100、 入塔载热气 G1 温度为 35 120、 出塔载热气 G2 温 度为 120 280， 载热气主要组分为 CO2； 0044 喷淋塔T2操作条件为 ： 压力为0.11.0MPa(绝压)、 入冷却塔T1载热气G2温 度为 120 280、 出塔载热气 G1 。
27、温度为 35 120、 入塔喷淋水 W1 温度为 35 60、 出 塔喷淋水 W2 温度为 100 140。 0045 本发明各步骤主要操作条件通常范围是 ： 0046 熄焦塔 T1 操作条件为 ： 压力为 0.1 0.8MPa( 绝压 ) ； 说 明 书 CN 102732269 A 6 4/13 页 7 0047 喷淋塔 T2 操作条件为 ： 压力为 0.1 0.8MPa( 绝压 )。 0048 本发明各步骤主要操作条件较佳的范围是 ： 0049 熄焦塔 T1 操作条件为 ： 压力为 0.2 0.5MPa( 绝压 )、 焦 / 气质量比为 0.6 3.0 ： 0050 喷淋塔 T2 操作条。
28、件为 ： 压力为 0.2 0.5MPa( 绝压 )、 水 / 气质量比为 2.0 8.0。 0051 本发明熄焦塔 T1 的气固传热段分为上段和下段时， 其特征在于 ： 0052 熄焦塔 T1 的气固传热段分为上段和下段， 上段为第一传热段， 下段为第二传热 段 ； 0053 在载热气G2冷却步骤， 设置两级喷淋冷却步骤， 在喷淋塔T2内完成第一级喷淋 冷却， 在喷淋塔 T3 内完成第二级喷淋冷却 ； 0054 在第一级喷淋冷却过程， 在喷淋塔 T2 内， 载热气 G2 进入底部与自顶部喷入的冷 喷淋水 W1 逆流接触传热冷却后作为 GM 自顶部排出， GM 的第一部分 G1 返回熄焦塔 T1。
29、 第一 传热段底部循环使用 ； 底部排出的热喷淋水 W2 经过冷却降温后返回喷淋塔 T2 作为 W1 循 环使用 ； 喷淋塔 T2 操作条件为 ： 压力略低于熄焦塔 T1 顶部压力、 载热气 G2 温度为 120 280、 出塔载热气 GM 温度为 80 120、 入塔载热水 W1 温度为 35 60、 出塔水 W2 温 度为 100 140、 水 / 气质量比为 2.0 8.0。 0055 在第二级喷淋冷却过程， 在喷淋塔 T3 内， GM 的第二部分 G7 进入底部与自顶部喷 入的冷喷淋水W3逆流接触传热冷却后作为G8返回熄焦塔T1第二传热段底部循环使用 ； 热 喷淋水W4经过冷却降温后返。
30、回喷淋塔T3作为W3循环使用 ； 喷淋塔T3操作条件为 ： 压力略 低于喷淋塔 T2 顶部压力、 G7 温度为 80 120、 出塔载热气 G8 温度为 35 70、 入塔载 热水 W3 温度为 25 50、 出塔载热水 W4 温度为 50 80、 水 / 气质量比为 0.4 1.6。 0056 本发明通常多个炭化室共用一套熄焦系统。 0057 本发明冷焦中转仓V2排出的冷焦通常卸入冷焦储存室V3或经皮带传输至冷焦储 存室 V3。 具体实施方式 0058 以下详细描述本发明。 0059 本发明所述的压力， 指的是绝对压力。 0060 本发明所述的气体组分浓度， 未特别指明时， 均为体积浓度。 。
31、0061 本文以中钢集团鞍山热能研究院和湖北黄冈华兴冶金窑炉有限责任公司的大型 直立炉 (60 万 t/a 直立炉 ) 兰炭装置技术为例说明本发明对内热式兰炭装置的工艺改进。 然而这并不能限定本发明应用领域。本发明适用于一切内热式炭化装置或外热式炭化装 置。 0062 本发明所述热炭 F， 可以是兰炭炉炭化室冷却段排出的热炭， 还可以同时加工来自 其它装置的热炭。典型的兰炭装置热炭性质如下 ： 0063 表 1 典型的兰炭装置热炭性质 0064 说 明 书 CN 102732269 A 7 5/13 页 8 序号 项目 单位 数据 1 固定炭 84 2 灰分 (Ad) 9 3 氧化铝 (Al2。
32、O3) 2 4 磷 (P) 0.025 5 硫 (S) 0.5 6 水分 (H2O) 8 7 挥发分 (Vdaf) 4 8 电阻率 () 10-5m 3100 9 温度 180 250 10 压力 0065 兰炭 5mm 粒级， 可供国内铁合金厂、 电石厂、 化肥厂及出口 ； 0066 焦粉 5mm， 可供钢铁厂高炉喷吹用或自备电厂用。 0067 以下结合附图详细描述本发明技术方案。附图是为了说明本发明而绘制的， 但不 能限定本发明的应用范围。 0068 附图1是本发明第一种技术方案流程图， 附图2是本发明第二种技术方案流程图， 附图是结合中国钢铁集团鞍山热能研究院于二十世纪八十年代初开始不断。
33、研究开发的 “以 不粘煤或弱粘煤块煤为原料在直立式炭化炉炼制铁合金专用兰炭” 技术 ( 以下简称中钢煤 转化技术 BT) 绘制的。 0069 如附图1所示， 在兰炭装置炭化炉部分， 沿通道120而来的煤料进入炭化炉炭化室 L101 上部的煤料预热段， 沿通道 122 而来的氧化剂和沿通道 121 而来的燃料气进入炭化炉 燃烧室L102内发生燃烧反应形成高温烟气后进入炭化室L101干馏段与来自煤料预热段的 煤料接触， 离开炭化炉炭化室炭冷却段的热态兰炭被排焦机 J1 排出炭化室 L101 进入热焦 中转仓 V1， 离开炭化炉炭化室炭预热段的荒煤气 1G 沿通道 123 进入煤气分离部分 S100。
34、。 在煤气分离部分 S100， 在一定有效的操作条件下完成气液分离， 得到的产品沿 131 排出系 统， 其中， 得到的煤焦油进入后续加工程序如焦油分馏部分， 得到的离环煤气进入后续加工 程序如煤气净化、 变换、 提氢等加工步骤， 得到的含煤焦油污水进入污水处理系统 WG。在煤 气分离部分 S100， 部分来自煤气 1G 的气体 RG 作为循环载热气沿通道 130 进入炭化炉炭化 室焦冷却段。 炭化炉各部分的工作压力， 推荐采用较低的工作压力， 当然该工作压力通常应 能保证气相物流依靠自身压力最终进入后续工序。炭化室 L101 的顶部工作压力， 根据需 要确定， 通常为 0.15 0.2MPa。
35、( 绝压 )、 一般为 0.13 0.18MPa( 绝压 )、 较佳者为 0.15 0.16MPa( 绝压 )。 说 明 书 CN 102732269 A 8 6/13 页 9 0070 对外热式炭化炉， 炭化室 L101 排出的含有煤焦油、 水分、 气体组分的煤气 1G 在煤 气分离部分 S100 经过类似的冷却过程， 在煤气分离部分 S100， 在一定有效的操作条件下， 完成气液分离， 得到的煤焦油进入后续加工程序如焦油分馏部分， 得到的离环煤气进入后 续加工程序如煤气净化、 变换、 提氢等加工步骤， 得到的含煤焦油污水进入污水处理系统 WG， 典型的外热式炭化炉不需要 RG 即不使用循环。
36、载热气。内热式兰炭炭化炉、 外热式兰炭 炭化炉的操作压力基本相同。 0071 炭化炉各部分的工作温度， 依据原料煤性质、 焦产品质量指标等确定， 以兰炭炭化 炉为例， 顶部工作温度， 通常为 150 320、 一般为 180 280、 较佳者为 200 250， 干馏段热点工作温度， 通常为650950、 一般为700900、 较佳者为750850， 冷 却段排焦温度， 通常为 150 300、 一般为 180 250。内热式兰炭炭化炉、 外热式兰炭 炭化炉的操作温度基本相同。 0072 如附图 1 所示， 在热焦中转仓 V1， 定期关闭进料阀 31， 打开通气阀 K2 使熄焦塔 T1 气体进。
37、入热焦中转仓 V1 完成升压步骤， 然后打开卸料阀 32 将热焦卸入熄焦塔 T1 上部， 卸 料步骤结束后关闭卸料阀 32， 等待后续动作指令。 0073 如附图1所示， 在热焦中转仓V1， 在通气阀K2、 卸料阀32、 进料阀31均处于关闭状 态下， 打开通气阀 K1 使热焦中转仓 V1 中气体进入炭化炉炭化室 L101 完成放气降压步骤， 然后打开进料阀 31 将热焦卸入或等待加料， 加料步骤结束后关闭加料阀 31， 等待后续动作 指令。 0074 正常工作过程中， 任何时刻， 阀 K1 和阀 K2 不能同时处于开通状态。 0075 热焦中转仓 V1 操作指标包括料位、 压力、 温度等。 。
38、0076 如附图1所示， 在熄焦塔T1内， 热焦在重力作用下自上而下移动， 与自下而上流动 的惰性气体如 CO2接触降低温度， 冷焦被推焦机 J2 推至冷焦中转仓 V2。 0077 为了降低载热气在熄焦塔 T1 内的压力降， 推荐控制热炭层的高度， 同时控制冷态 载热气在熄焦塔 T1 内的分布均匀度即设置冷态载热气分布器。本发明通常多个炭化炉炭 化室共用一套息焦系统， 此时各给料管对应的熄焦塔 T1 加料点， 应使进料在整个熄焦塔 T1 内部截面上分布均匀。 0078 如附图 1 所示， 为了降低载热气冷却过程压力降， 热态载热气冷却采用喷水直接 冷却方式， 离开 T1 的热载热气 G2 进入。
39、喷淋塔 T2 底部与自上部进入的喷淋水 W1 接触传热 冷却后作为 G1 返回熄焦塔 T1 循环使用， 同时喷淋水 W1 吸热后成为热态冷却水 W2 离开载 热气冷却塔 T2。为了提高传热效率、 缩小设备尺寸、 降低气体循环过程能耗， 采用适当高的 操作压力以降低操作状态下实际体积流量， 当然该工作压力使熄焦塔 T1 对炭化室 T100 构 成相对高压且高于大气压力， 可以阻止煤气、 空气等外部气体进入熄焦塔 T1。 0079 如附图1所示， 在冷却水冷却部分HE1， 热态冷却水W2与取热介质间接换热冷却后 返回喷淋塔 T2 循环使用， 可能的换热方案有 ： 与公用工程介质循环水换热、 通过空。
40、冷器与 冷空气换热、 通过换热器与其它冷物流比如采暖水换热。 0080 如附图1所示， 离开T1的热载热气G2通常携带有炭粉尘， 对此可以在管道系统53 设置气固过滤器如布袋过滤器分离去除之， 也可以在管道系统 61 设置液固过滤器如布袋 过滤器或金属锲型网过滤器分离去除之。 0081 如附图1所示， 在冷焦中转仓V2， 在通气阀K3、 进料阀61、 卸料阀62均处于关闭状 说 明 书 CN 102732269 A 9 7/13 页 10 态下， 定期打开通气阀K4使V2气体进入低压空间如进入指定位置的大气中、 进入冷焦储仓 V3、 炭化室 100 完成降压步骤， 然后关闭通气阀 K4， 打开。
41、卸料阀 62 将冷焦卸入冷焦储仓 V3 或卸放至传输皮带上转运至冷焦储仓 V3， 卸料步骤结束后关闭卸料阀 62， 等待后续动作指 令。 0082 如附图1所示， 在冷焦中转仓V2， 在放气阀K4、 进料阀61、 卸料阀62均处于关闭状 态下， 打开进气阀 K3 使熄焦塔 T1 气体进入冷焦中转仓 V2 完成升压步骤， 然后打开进料阀 61 将冷焦加入冷焦中转仓 V2 上部， 加料步骤结束后关闭加料阀 61， 等待后续动作指令。 0083 正常工作过程中， 任何时刻， 阀 K3 和阀 K4 不能同时处于开通状态。 0084 冷焦中转仓 V2 操作指标包括料位、 压力、 温度等。 0085 惰性。
42、气体可以是 ： N2、 CO2、 加热炉烟气等易得到的与热炭之间不会发生反应的且对 炭产品质量无不良影响的气体， 同时该气体对相关其它过程及其产品质量应无不良影响。 由于CO2气体体积比热值大， 利于降低气体量、 降低气体循环压缩过程压缩功 ； 另一方面， 部 分惰性气体进入炭化室最终进入煤气中， 因 CO2气体易于与其它煤气组分 (H2、 CO、 CH4) 在变 压吸附分离过程完成分离， 本发明推荐惰性气体采用 CO2气体。 0086 本发明所用 CO2气体， 可以是来自炭化过程的外部 ( 比如煤制天然气装置产富 CO2 气体)， 也可以是来自炭化过程的内部比如煤气分离部分得到的富CO2气体。
43、(这些气体是制 焦过程燃料气中碳元素与氧气的燃烧产物 )。 0087 本发明所用 CO2气体， 当然需要控制可燃组分含量防止发生爆炸。 0088 热焦中转仓 V1、 冷焦中转仓 V2 均为疲劳容器， 通常采用法兰方式与其它设备或部 件连接， 仓内料位可以通过 射线料位计指示或采用温度指示或采用声音指示， 也可通过 计算加料量或加料时间判断， 仓上下设置液压驱动或气压驱动或电动的阀门， 完成加料阀 或卸料阀的开、 关 ( 密封 ) 动作， 阀门密封面通常采用有硬质合金堆焊层的硬密封面。正常 生产时， 热焦中转仓 V1、 冷焦中转仓 V2 的动作通常由 PLC 即程序逻辑控制器来控制。 0089 。
44、在附图 1 所示流程中， 根据需要设置用于气体增压的压缩机、 液体增压的泵、 各种 控制系统等， 这些是本行业一般技术人员均可以确定的。 0090 本发明与本发明人提出的一种以 CO2为燃烧过程控温组分的煤炭化工艺 ( 专利申 请号为 201110058345.9) 组合使用， CO2气源部分联合设置， 可以形成组合工艺。 0091 附图 2 表示的是载热气两段冷却系统， 如附图 1 相比， 第二冷却段是增加的部分。 如附图 2 所示， 熄焦塔 T1 分为第一冷却段和第二冷却段。 0092 如附图 1 所示， 离开 T2 的部分载热气 G7 进入喷淋塔 T3 底部与自上部进入的喷淋 水 W3 。
45、接触传热冷却后作为 G8 返回熄焦塔 T1 循环使用， 同时喷淋水 W3 吸热后成为热态冷 却水 W4 里开载热气冷却塔 T3。 0093 如附图1所示， 在冷却水冷却部分HE2， 热态冷却水W4与取热介质间接换热冷却后 作为 W3 返回喷淋塔 T3 循环使用， 可能的换热方案有 ： 与公用工程介质循环水换热、 通过空 冷器与冷空气换热、 通过换热器与其它冷物流比如采暖水换热。 0094 为了进一步降低冷炭温度， 可以设置喷雾冷却过程 S20， 用雾化水对移动的炭料进 行冷却， 在控制碳中水含量不超标的前提下， 进一步快速降低炭的温度。 可以采用向下喷水 雾方法， 下部设置水收集池， 收集水通。
46、过过滤等处理步骤后循环用于喷雾冷却过程 S20。该 过程可以在前述的冷焦储仓 V3 或冷焦储仓 V3 的进料转运 ( 比如皮带传输 ) 过程完成。较 说 明 书 CN 102732269 A 10 8/13 页 11 好的结果是 ： 喷雾冷却后的焦炭的水含量低于储存含水量， 焦炭在仓库中继续吸附空气中 的水分。 0095 本发明设备的布置方案， 通常依托或构建台阶地形高低布置 ： 炭化炉布置于高的 地理位置， 熄焦塔布置于低的地理位置。 0096 本发明设备的布置方案， 也可以是布置于同一高度水平的场地， 但是热焦中转仓 V1 与熄焦塔 T1 之间需要设置热炭转运系统 ： 比如机械传送带、 风。
47、动输送， 且熄焦塔 T1 顶部 需要设置布料仓， 用于控制布料仓与热炭转运系统之间的气相空间的隔断与联通， 及用于 控制布料仓与熄焦塔 T1 之间之间的气相空间的隔断与联通。 0097 以下描述本发明的特征部分。 0098 一种煤制焦装置干熄焦方法， 其特征在于包含以下步骤 ： 0099 在炭化室的出焦段， 炭冷却段底部的热焦被推焦机 J1 推出炭化室 ； 0100 在热焦中转仓V1， 加料程序中来自步骤的热焦进入V1， 卸料程序中V1的热焦 进入熄焦塔 T1 ； 0101 在熄焦塔 T1 内， 热焦在重力作用下自上而下移动， 与自下而上流动的惰性气体 G1 接触降低温度， 熄焦塔 T1 底部。
48、的冷焦被推焦机 J2 推出进入冷焦中转仓 V2， 载热气 G2 排 出熄焦塔 T1 ； 惰性气体主要组分为 CO2和或 N2； 0102 在冷焦中转仓 V2， 加料程序中冷焦进入 V2， 卸料程序中排出 V2 的冷焦 ； 0103 在载热气 G2 冷却步骤， 载热气 G2 经过包含除尘、 冷却的步骤后作为 G1 返回熄 焦塔 T1 循环使用。 0104 设置热焦、 冷焦转运通道时， 本发明特征在于 ： 0105 煤制焦装置为制兰炭装置， 其原料煤为不粘结煤或弱粘结煤 ； 在炭化室 S1 的出 焦段， 炭冷却段底部的热焦被推焦机 J1 推出炭化室后进入通道 D1 ； 0106 在热焦中转仓 V1， 加料程序中来自通道 D1 的热焦进入 V1， 卸料程序中 V1 的热 焦进入熄焦塔 T1 ； 0107 在熄焦塔 T1 内， 热焦在重力作用下自上而下移动， 与自下而上流动的惰性气体 G1 接触降低温度， 熄焦。