一种连续分级焦化焦炉制造技术

本发明专利技术公开了一种连续分级焦化焦炉，其特征在于该焦炉是由单一炭化室—燃烧室单元或多个炭化室—燃烧室单元及底部的热交换结构组成。炭化室由常压工作的卧式和立式两部分组成：卧式部分一端为密封移动炉门，另一端为堵板结构，底部设有焦炭分散出口；炭化室立式部分位于焦炭分散出口的下部，通过焦炭分散出口把炭化室卧式和立式部分相联结。这些新颖结构的有机结合使得炭化过程可在封闭的系统中连续进行，从根本上消除了装煤孔、上升管、炉门及装煤出焦操作过程中的泄漏污染。而且还具有自动化程度高、热效率高、回收煤气和化学产品等特点。该焦炉主要应用于煤转化工业。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种由单一或多个炭化室-燃烧室单元及底部的热交换结构组成的可连续焦化的装置，特别是用于炼焦煤生产冶金焦或铸造焦并回收煤气以及其它煤化学产品的一种连续分级焦化焦炉，其焦化过程及部分设备结构也可用于现有焦炉技术改造。
技术介绍
中国专利CN1056017C开发了一种连续间直混合加热的直立炉。该焦炉基于分段加热分段管理理论，炼焦时，入炉煤料由提升机送到炉顶装煤斗，在煤料重力和炉顶压煤机的作用下，随炉体底部刮板出焦机的连续出焦而缓慢下降，当煤料进入炭化室的干燥干馏段时，来自炭化室墙的热量间接加热使煤料膨胀。为抵抗这一段的煤料膨胀，炭化室和燃烧室的隔墙采用全封闭结构。在这一全封闭段煤料完成了脱水干燥、熔融软化和固化。当干馏物料继续下降时，进入炭化室的高温段，物料脱氢收缩产生裂纹。干馏物料通过该高温段和高温废气换热使传热加强，使结焦时间缩短。焦炭成熟后继续下降时进入炭化室气化冷却段，在这一阶段高温焦炭与从液封熄焦槽产生的水蒸汽发生气化反应，使红焦温度降低。焦炭在弧形夹套水冷式出焦斗的下降过程中再次与上升的水蒸汽换热，水蒸汽温度升高而焦炭温度继续下降，直到焦炭落入液封熄焦槽，最后由刮板出焦机刮出。该工艺的优点在于炭化室顶部设计成低温储料段，加煤过程连续进行，抑制了炉顶冒烟冒火，消除了炉顶污染；炭化室高温段采用混热式方法加热，提高了热效率；炭化室下部设计有气化冷却段，熄焦蒸汽上升和红焦换热，升温后在该段进行气化反应，利用了红焦热能，消除了熄焦过程的粉尘污染；在炉体底部设计有刮板出焦机，取消了推焦车和拦焦车等大型机械设备，降低了投资，简化了操作。该焦炉存在的不足之处是出焦困难和难以满足大规模生产要求。美国专利US5607556开发了一个套筒式炭化室焦化装置。内外套筒均为钢板结构，其间设有加热火道。当液压机把煤从炭化室的一端推入炭化室时，煤料在套筒中被间接双向加热，随着煤料的下行依次被脱水、干燥、软融粘结、固化、脱氢半焦收缩最后转化成高温焦炭，并从炭化室的另一端落入熄焦室，用水蒸汽冷却。煤料转化成焦炭的全部过程都在上述的管式套筒炭化室中完成。该装置的优点在于它降低了对环境的污染，其泄漏污染指标能满足美国洁净空气法的要求。但是，在煤料转化成焦炭的全部过程都在套筒管式炭化室中完成，没有把脱氢半焦收缩的过程分离出来。而这一最后过程，需要较高的温度和较长的时间，这使得本专利技术工艺生产效率低。另外，管式套筒式炭化室结构复杂，投资大，占地面积也大。美国专利US6077399仍采用管式套筒式炭化室结构，但是，在套筒中取消了燃烧室结构，煤料炭化所需的热能来自燃烧室的高温气。该专利技术的特点是在加压下焦化，由于炭化室压力较高，所以炭化室出焦端的液封熄焦室为大U型结构，如果炭化压力达到5atm或高于5atm以上时，熄焦室被压力容器—均热炉代替，均热炉的底部联结有锁定仓，锁定仓的上下部都装有阀门，通过调节阀门排出焦炭并保持炭化室压力。其存在的问题是，(1)炭化在压力下进行，操作困难；(2)需压力设备，投资高；(3)为了保持工艺操作压力，需较多的匹配设备和部件，使操作复杂也增加了投资；(4)均热炉中是高温区，在高温区的控制翻板要求特种材料，操作难度大；(5)管式套筒式炭化室结构复杂，且难以组合成一体，其投资大，占地面积也大。
技术实现思路
本专利技术基于上述存在的问题，其目的是提供一种无泄漏污染、充分利用弱粘结性煤生产优质冶金焦炭或铸造焦炭，回收化学产品和煤气，生产效率高、热效率高和自动化程度高而投资低的一种连续分级焦化焦炉。本专利技术为实现上述目的，焦炉结构采用由单一炭化室—燃烧室单元或多个炭化室—燃烧室单元及其底部的热交换结构组成(附图说明图1～图3)。炭化室由常压工作的炭化室卧式部分和炭化室立式部分组成炭化室卧式部分一端为密封移动炉门，另一端为堵板结构，顶部设有装煤口和荒煤气出口，底部设有焦炭分散出口；炭化室立式部分位于焦炭分散出口下部，通过焦炭分散出口把炭化室卧式部分和炭化室立式部分相联结，炭化室立式部分的上部设有空气和煤气进口，气体出口，底部设有冷却气进口和排焦翻板，排焦翻板的下部浸没于熄焦液封槽中。熄焦液封槽中设有排焦传输机械。炭化室—燃烧室单元中的燃烧室位于炭化室的一侧。其中所述的炭化室卧式部分设有推压装煤密封段、隔热门、干馏段(图1)或设有干馏段(图4)；所述的炭化室另一端堵板结构是固定墙或密封移动炉门；所述的炭化室焦炭分散出口在炭化室的一端(图1)或在炭化室的中部(图6)；所述的焦炭分散出口在炭化室的一端时，炭化室的这一端为固定墙结构，而另一端为密封移动炉门；所述的焦炭分散出口在炭化室的中部时，炭化室的两端都为密封移动炉门；所述的炭化室卧式部分设有推压装煤密封段、隔热门、干馏段时，装煤口位于推压装煤密封段顶部(图1图5)；所述的炭化室卧式部分设有干馏段时，装煤口位于干馏段顶部(图4)；所述的燃烧室中的火道可采用水平火道(图3)或立火道；立火道可为双联火道或两分式火道；所述的炭化室—燃烧室隔墙为密封墙结构(图1)或留有荒煤气通道的结构(图5)，采用立火道时，荒煤气通道可位于炭化室—燃烧室的上部水平排列，采用水平火道时，荒煤气通道在焦炭分散出口上方斜立式排列(图5)。本专利技术采用上述结构的优点与积极效果是(1)和现有水平室式焦炉相比，煤料焦化过程在密封系统中进行，避免了装煤口、焦炉炉门、放散管和装煤出焦时引起的烟尘污染；(2)过程连续自动化，取消了清洁炉门等必须的人工操作，整个过程能在计算机程序控制下自动进行；(3)和专利技术专利CN1056170C及俄罗斯直立式连续型焦炉相比，本专利技术采用卧立式结构，炭化室卧式部分和立式部分的特异结构和性能，更适应于煤热解过程机理要求。炭化室卧式部分底部设计有焦炭分散出口，这一结构不仅使炭化室卧式部分和立式部分相联结，更主要的是使在炭化室卧式部分固化形成的焦炭，通过焦炭分散口顺利导入并无序堆装于炭化室的立式部分，这为顺利出焦奠定了基础，克服了直立连续炉出焦难的问题；(4)炭化室立式部分操作温度较高，可采用直接加热方式加热，所以，热效率高，生产率高，也降低了吨焦投资；(5)和Calderon专利技术专利US5607556和US6077399相比，US5607556专利只有一个环形套筒式炭化室。本专利技术设计有室式卧式部分和立式部分相联结的炭化室，这使煤料的转化过程更加合理化。专利US6077399虽也设计了第二个炭化室—均热室。但其是加压容器。而本专利技术设计为常压容器；另一重要的不同点在于，US5607556和US6077399炭化室都为管式套筒结构，其只能单独设置。而本专利技术炭化室为室式结构，可以由一个或多个炭化室-燃烧室单元组成一座焦炉。可以看出，本专利技术焦炉的特点在于①焦化过程在密闭系统中进行，消除了装煤、出焦、熄焦及炉门泄漏引起的污染；②过程连续进行，可高度机械化实现无人操作；③根据煤转化成焦的机理过程，采用炭化室卧立式结构，在炭化室卧式部分完成干燥、熔融软化、固化的过程，在炭化室立式部分在高温下完成脱氢半焦收缩，大大提高了生产效率，降低了投资；④采用蓄热室或换热式结构，热效率高；⑤回收煤气和化学产品，资源得到充分利用。具体实施例方式下面结合附图和实施例详细介绍本专利技术连续分级焦化焦炉。图1是炭化室卧式部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续分级焦化焦炉，其特征在于该焦炉是由单一炭化室－燃烧室单元或多个炭化室－燃烧室单元及其底部的热交换结构组成，炭化室由常压工作的炭化室卧式部分和炭化室立式部分两部分组成；炭化室卧式部分的一端为密封移动炉门，另一端为堵板结构，顶部设有装煤口和荒煤气出口，底部设有焦炭分散出口；炭化室立式部分位于焦炭分散出口的下部，通过焦炭分散出口把炭化室卧式部分和炭化室立式部分相联结，炭化室立式部分的上部设有空气和煤气进口，气体出口，底部设有冷却气进口和排焦翻板，排焦翻板的下部浸没于熄焦液封槽中；熄焦液封槽中设有排焦传输机械。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张永发，谢克昌，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]