一种连续焦化型铁合金焦炉.pdf

本发明涉及一种两侧予热、中部回收、连续焦化型铁合金焦炉，它属于煤加工转化技术中生产铁合金焦或其它物料干馏的连续生产装置。
    现有大中型直立式炉利用弱粘结性气煤生产铁合金焦，机械化程度高，生产规模大，能够回收煤气和化工原料。但投资昂贵，建厂灵活性差，限制了乡镇企业、铁合金冶炼企业的应用。大型水平室式机焦炉生产铁合金焦，当所用煤种的粘结性太弱时，干馏后焦饼不能保持一定形状，且焦饼不产生收缩时，会使推焦阻力大大增加，甚至难以出焦。改良型窑式炉型利用弱粘性气煤生产铁合金焦时，在干馏中期挥发析出速度很快，炉温难以控制，而且炉内产品分布不均匀，尤其是炉内喷水熄灭后，炉内闷热，用人工扒焦和装煤操作环境恶劣。中国专利88207792.9给出了一种连续焦化型焦炉，它的目的是提供一种投资小，工期短的生产型焦的设备，整个炉体由若干个室式焦化室与相应的燃烧室并列组成。不足之处是该炉无回收煤气结构。从热平衡原理分析，如果用该炉干馏弱粘性气煤时，且把干馏时产生的大量煤气全部用于炉体加热，并使其完全燃烧，这会导致操作温度过高，甚至把炉体烧毁;如果要保证操作温度正常，则有部分煤气不能完全燃烧，冒出黑烟污染环境。中国专利881051314，美国专利USP3912597和美国专利4111757介绍的小焦炉，使操作和环境得到了改善，但不能回收煤气和化学产品，浪费资源。目前还没有一种投资少，易于操作的连续焦化型铁合金焦炉。

    本发明的目的在于避免上述现有技术中不足之处而提供一种能够回收煤气和化学产品、不污染环境、热效率高、结构简单、投资少、机械化程度高的、用弱粘结性气煤生产铁合金焦的两边予热中部回收的连续焦化型焦炉。

    本发明的目的可以通过以下措施来达到，在炉体的中部设置炭化室，两侧设为燃烧室，与燃烧室分成的多个立火道相对应的有小烟道、空气予热室，顶部设有焚烧室等主要结构构成，其主要措施有：（1）提高燃烧室向炭化室的传热效率，免去复杂的回炉煤气系统，改进炭化室墙为薄壁格子砖结构;（2）根据热平衡原理要求，在顶部加料，底部连续出焦，两侧具有燃烧室的炭化室墙上设置回收煤气的结构;（3）以内热方式充分供热，需要在炭化室墙上设置一种直接地通风结构;（4）为予热空气，回收高温废气的热能，提高热效率，在小烟道之间设置予热室;（5）为使挥发物充分燃烧，设计有焚烧室和二次通风结构，使排出的废气符合国家环保要求;（6）为改善炉顶操作环境，装料钟口要带有液封盖;（7）为连续生产，提高机械化程度，整个炉型设计为立式结构;（8）为保证全炉的加热温度均匀，设计有小烟道顶部调节装置，立火道底部调节装置，分烟道插板，不同高度的可调空气入口等多种调节机构。本发明焦炉还设有护炉铁件，提煤机、液封熄焦槽、刮板出焦机、分烟道、分烟道插板、烟囱等。

    本发明相比现有技术具有以下优点：（1）回收剩余煤气和部分化学产品，充分利用了资源;（2）充分利用热能，热效率高;（3）加热煤气充分燃烧，排放废气环境污染小;（4）装煤出焦机械化，操作简单，操作环境好;（5）炉体结构简单、投资少，建设快，盈利大。

    附图的图面说明如下：

    图1为本发明焦炉的主视剖视图;

    图2为本发明焦炉的俯视剖视图;

    本发明下面将结合附图实施例作进一步详述：

    如附图所示，本发明的两侧予热、中部回收、连续焦化型焦炉由炭化室（2）、两侧燃烧室（3）、圆柱形小烟道（4）、空气予热室（5）和顶部焚烧室（6）等主要结构构成。其炭化墙为薄壁格子砖（27）结构，上部设有和焚烧室（6）相通的烘炉孔道（7），炭化室顶部为带有液封的装料钟（8），下部开口于夹套水冷式出焦斗（9）相连;其燃烧室（3）被分成了多个立火道（10），立火道（10）底部有和小烟道（4）相通的跨越孔（29）和立火道（10）底部调节砖（28），在立火道的隔墙（11）上有抽出荒煤气孔道（31）结构，这些孔道和外部集气管（12）相通，抽出的剩余荒煤气送回收系统。焦炉底部立火道（10）的隔墙上有输入内热空气道（32）结构，立火道（10）顶部有立火道看火孔（13）;在圆柱形小烟道（4）之间留有空气予热室（5），且和外侧红砖炉壁（14）上的可调节空气入口（15）相通，这些空气入口也可用于观察燃烧室（3）的燃烧情况;小烟道（4）和焚烧室（6）之间有小烟道（4）顶部的调节砖（30），焚烧室（6）上面设有小烟道看火孔，并兼作二次风口（16）;炉体外侧设有保温层（17），整个炉体置于炉体支架（18）支撑的焦炉顶板（19）上。本发明焦炉还设计有护炉铁件（20）、斗式提煤机（21）、液封熄焦槽（22）、刮板出焦机（23）、分烟道（24）、分烟道插板（25）、烟囱（26）。

    图中炭化室墙采用了薄壁格子砖（27）结构，焦炉加热所需煤气通过这些格子直接进入燃烧室（3）的立火道（10），这样减去了复杂的回炉煤气系统，同时提高了燃烧室（3）向炭化室（2）的传热效率。在立火道底部跨越孔（29）的一侧有立火道底部调节砖（28），通过对该砖的调节可调节每个立火道的吸力，以保证全炉横向加热均匀。立火道隔墙（11）上直通炭化室（2）的荒煤气孔道（31）在炉体不同高度上分布，这些孔道通过调节阀和炉外集气管（12）相通，控制调节可以保证全炉吸力一致，也能保证不同高度应具有的不同吸力。炉体下部立火道隔墙（11）上直通炭化室（2）的输入内热空气道（32），其空气入口（15）由楔型塞控制（有鼓风机系统）其供入微量的空气，这样即使该处少量的煤气燃烧而不使半焦灰化，又避免在该处发生爆鸣。空气予热室（5）分布于炉体的不同高度，予热空气从不同部位供入立火道（10），这使立火道具有多段燃烧的功能，与立火道（10）相连的空气入口（15）塞有石棉绳，调节其开口度，保证了全炉高向加热的均一性。经空气予热室（5）的空气回收了小烟道（4）中高温废气的热能，提高了自身的温度，促进了燃烧室中焦炉加热煤气的充分燃烧。焚烧室（6）和小烟道（4）之间的小烟道上调节砖（30），可以进一步调节各立火道的吸力，以保证全炉横向加热均匀。焚烧室（6）的上边设有二次风口（16），可以供入适量的空气以保证高温废气中残留的化合物被充分燃烧，使排放烟气达到国家环保要求。装料钟（8）上带有液封盖，当斗式提煤机（21）的每斗煤料卸完之后，关闭液封盖，改善了炉顶操作环境。整个炉体设计为立式结构，刮板机出焦，使全炉操作机械化并连续生产，延长了炉体寿命。

    下面结合附图介绍本发明焦炉的操作原理及过程如下：

    入炉煤料由斗式提煤机（21）送到炉顶液封装料钟（8）后随刮板出焦机（23）连续转动，把经过夹套水冷式出焦斗（9）落入液封熄焦槽（22）而熄灭的半焦刮出，整个炭化室的煤料在自动重力作用下缓慢下降，装入液封装料钟（8）的煤料也缓慢进入炭化室（21）。当这些煤料降至焚烧室（6）的水平高度时，进入干燥区，逸出水分经烘炉孔道（7）进入焚烧室（6）。当煤料继续下降时，进入干馏区（温度约600℃），这时有大量荒煤气析出，部分析出的充煤气经炭化室薄壁格子砖（27）的格子，进入燃烧室（3）的立火道（10），同时，从不同立火道高度的可调节空气入口（15）进入空气予热室（5）的空气经予热后以不同的量从不同的高度供入立火道（10）与煤气进行多段燃烧，燃烧产生的热量又传递给炭化室的煤料，煤料受热继续析出挥发分，剩余煤气和部分化学产品从荒煤气孔道（31）抽出，经集气管（12）送回收系统。当煤料下降到炭化室（2）下部时，通过内热空气道（32）输入微量空气，使干馏终温提高，炉料经过干馏终温高温区后，转变成半焦产品进入夹套水冷式出焦斗（9）冷却，相继进入液封熄焦槽（22）熄焦，熄灭的半焦由刮板出焦机（23）连续刮出送往焦仓。在立火道（10）多段燃烧后的高温废气经立火道底部跨越孔（29）进入圆柱形小烟道（4）上升，这些高温废气在小烟道（4）的上升过程中与其两侧将进入立火道（10）的空气换热，使空气予热。高温废气和空气换热后，经过小烟道（4）顶部的上调节砖（30）进入焚烧室（6），同时从二次风口（16）供入焚烧室（6）的适量空气，这样使高温废气中的残留物被充分燃烧，充分燃烧后的废气经分烟道（24），分烟道插板（25）进入烟囱（26）。