基于清洁生产焦炭的焦粉配煤炼焦系统技术方案

本发明专利技术涉及炼焦技术领域，尤其涉及一种基于清洁生产焦炭的焦粉配煤炼焦系统，包括配料单元、粉碎单元、运输单元、炼焦单元、中控单元和筛选单元。本发明专利技术通过对生产所得的清洁焦炭进行数据分析，应对不同种类的配合煤，调整相应的炼焦参数，提高了炼焦效率，以达到高效清洁生产大块清洁焦炭的目的。本发明专利技术通过回收利用焦粉以清洁生产大块度的清洁焦炭，能够有效避免将焦粉排放至大气中从而导致环境污染的情况发生，同时，通过清洁生产大块度的清洁焦炭，能够在提高焦粉回用率的同时，有效增加清洁生产的焦炭的使用效率。洁生产的焦炭的使用效率。洁生产的焦炭的使用效率。

【技术实现步骤摘要】
基于清洁生产焦炭的焦粉配煤炼焦系统


[0001]本专利技术涉及炼焦
，尤其涉及一种基于清洁生产焦炭的焦粉配煤炼焦系统。

技术介绍

[0002]炼焦是在隔绝空气条件下加热到1000℃左右(高温干馏)，通过热分解和结焦产生清洁焦炭、焦炉煤气和炼焦化学产品的工艺过程。
[0003]焦粉是焦化生产中焦炭破碎过程产生的小粒子焦炭，其物化性能与大块焦炭大致相当。因其粒径小，钢铁企业用焦工序缺乏有效的成型技术而大多将焦粉废弃或低值利用，不仅污染环境，还造成巨大的资源浪费。焦粉配煤炼焦技术的研究与应用对于大型钢铁联合企业发展循环经济、实现降本增效具有重要的现实意义。
[0004]随着焦化系统的扩建，每年筛分、熄焦产生焦粉约40万t，除部分在烧结、特钢工序作为助燃剂利用外，还有相当大的一部分剩余。由于没有较好的利用途径，大量的焦粉只能作低级燃料处理。另外，产生的焦粉远低于炼焦煤价格。如果焦粉配煤炼焦技术能够成功应用，不但能实现内部有效资源经济循环，在煤资源紧张情况下还可以外购焦粉进行配煤清洁生产，降低炼焦成本，获取最大的经济收益，符合公司的生产发展需要。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术提供一种焦粉配煤炼焦系统，用以克服现有技术中制备的清洁焦炭块度过低导致的清洁焦炭制备效率低的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种粉配煤炼焦系统，包括，
[0007]配料单元，包括用以存储焦粉的焦粉储罐和用以存储配合煤的配合煤储罐，用以在单位时间内向外输出特定质量的焦粉和配合煤，所述焦粉储罐出料口处设有出料装置；
[0008]粉碎单元，设置在所述焦粉储罐的输出端，用以将焦粉储罐输出的焦粉粉碎至预设尺寸；
[0009]运输单元，其为分别设置在所述配合煤储罐输出端和所述粉碎单元输出端的传送带，用以分别将配合煤储罐输出的配合煤以及粉碎单元输出的焦粉输送至炼焦单元；
[0010]混合单元，用以混合焦粉和配合煤，所述混合单元中设有搅拌装置，用以将焦粉和配合煤混合均匀，其中，所述搅拌装置包括纵向伸缩机构以及分别设置在纵向伸缩机构两侧的横向伸缩机构，各横向伸缩机构端部均连接有搅拌桨，通过纵向伸缩机构的动作以调整搅拌桨的高度至对应值，通过两个横向伸缩机构的动作以调整搅拌桨的搅拌直径至对应值；
[0011]炼焦单元，其与所述混合单元的输出端相连，用以接收所述混合单元输送的焦粉和配合煤并对焦粉和配合煤进行高温干馏和结焦以完成对焦粉和配合煤的炼焦；
[0012]检测单元，其与所述炼焦单元的输出端相连，用以检测炼焦单元输出的清洁焦炭的对应参数，所述检测单元中设有视觉检测器，用以检测制得的各清洁焦炭的块度；
[0013]中控单元，其分别与所述粉碎单元、运输单元、混合单元、炼焦单元以及检测单元以相连，用以控制和调节各单元的工作参数，所述中控单元根据所述视觉检测器测得的清洁焦炭块度判定炼焦单元中焦粉和配合煤是否混合均匀并在判定焦粉和配合煤混合不均匀时重新调节所述搅拌装置的运行参数。
[0014]进一步地，所述纵向伸缩机构包括：
[0015]纵向外壳，其与所述主轴相连，用以与主轴一同转动以使所述搅拌桨进行一级旋转，在所述纵向外壳内设有纵向主动齿轮和纵向从动齿轮，纵向主动齿轮和纵向从动齿轮之间设有传送链条且传送链条上设有固定块；
[0016]水平支架，其套设在所述纵向外壳上且水平支架与所述固定块相连，用以与固定块在预设范围内一同纵向移动，在所述水平支架的两端均设有第一横向主动齿轮；
[0017]当所述中控单元判定需调节所述搅拌桨的高度时，所述中控单元控制所述纵向主动齿轮转动，纵向主动齿轮带动所述固定块以及水平支架一同竖直移动以将搅拌桨的高度调节至对应值。
[0018]说明书
[0019]进一步地，对于单个所述横向伸缩机构，包括：
[0020]横向外壳，其套设在所述水平支架内，在横向外壳内部远离水平支架的端部设有第二横向主动齿轮和第二横向从动齿轮组，其中，第二横向主动齿轮与二级轴电机的输出端相连，第二从动齿轮组与所述搅拌浆相连，包括多个不同尺寸、同心且纵向设置的横向从动齿轮，各横向从动齿轮均与所述搅拌桨同心设置；当横向伸缩机构运行时，所述中控单元控制所述第二横向主动齿轮与对应的横向从动齿轮啮合以调节所述搅拌桨的二级转速；
[0021]第一横向齿条，其设置在横向外壳内并位于所述第二横向主动齿轮靠近所述水平支架的一侧并与所述第一横向主动齿轮啮合；
[0022]当所述中控单元判定需调节所述搅拌桨的搅拌直径时，所述中控单元控制所述第一横向主动齿轮转动，第一横向主动齿轮与第一横向齿条配合以调节所述横向外壳与所述水平支架的水平距离以将搅拌桨的搅拌直径调节至对应值。
[0023]进一步地，当所述炼焦单元将炼焦完成的清洁焦炭输送至所述检测单元时，所述中控单元控制所述视觉检测器依次检测各清洁焦炭的块度并根据各块度计算炼焦完成的清洁焦炭的平均块度P，所述中控单元中设有预设平均块度指标常数P0，
[0024]若P≥P0，则所述中控单元判定清洁焦炭的块度合格，中控单元检测清洁焦炭中最大块度Rm和最小块度Rn以对清洁焦炭的块度是否合格进行进一步判定；
[0025]若P＜P0，则所述中控单元判定清洁焦炭的块度不合格，中控单元根据清洁焦炭中最大块度Rm和最小块度Rn以判定所述混合单元中配合煤与焦粉是否混合均匀并在判定配合煤与焦粉未混合均匀时将所述搅拌装置的对应运行参数调节至对应值。
[0026]进一步地，当所述中控单元初步判定清洁焦炭的块度合格时，中控单元计算块度极差Rk并根据Rk对清洁焦炭的块度是否合格进行进一步判定，设定Rk＝Rm
‑
Rn；所述中控单元中还设有块度极差常数Rk0，
[0027]若Rk＜Rk0，则所述中控单元二次判定制备的清洁焦炭炼焦合格；
[0028]若Rk≥Rk0，则所述中控单元二次判定制备的清洁焦炭不合格，中控单元根据对应块度合格的清洁焦炭的数量占比对搅拌桨的运行参数或焦粉的添加量进行调节；
[0029]当所述中控单元判定二次判定清洁焦炭不合格时，中控单元计算清洁焦炭中块度低于所述预设平均块度指标常数P0的清洁焦炭的数量占比B并将其与中控单元中预存的预设占比常数B0进行比对，
[0030]若B≤B0，所述中控单元判定所述炼焦单元在炼焦时其内部的焦粉和配合煤混合不均匀，中控单元在所述系统下次炼焦时调节所述搅拌装置的工作参数；
[0031]若B＞B0，所述中控单元判定所述焦粉的添加量过低，中控单元判定在所述系统下次炼焦时增加所述焦粉的添加量。
[0032]进一步地，当所述中控单元判定需在所述系统下次炼焦时调节所述搅拌桨的工作参数时，中控单元计算占比差值
△
B
’
并根据
△
B
’
将所述搅拌桨的搅拌转速调节至对应值，设定
△
B
’
＝B0
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于清洁生产焦炭的焦粉配煤炼焦系统，其特征在于，包括：配料单元，包括用以存储焦粉的焦粉储罐和用以存储配合煤的配合煤储罐，用以在单位时间内向外输出特定质量的焦粉和配合煤，所述焦粉储罐出料口处设有出料装置；粉碎单元，设置在所述焦粉储罐的输出端，用以将焦粉储罐输出的焦粉粉碎至预设尺寸；运输单元，其为分别设置在所述配合煤储罐输出端和所述粉碎单元输出端的传送带，用以分别将配合煤储罐输出的配合煤以及粉碎单元输出的焦粉输送至炼焦单元；混合单元，用以混合焦粉和配合煤，所述混合单元中设有搅拌装置，用以将焦粉和配合煤混合均匀，其中，所述搅拌装置包括纵向伸缩机构以及分别设置在纵向伸缩机构两侧的横向伸缩机构，各横向伸缩机构端部均连接有搅拌桨，通过纵向伸缩机构的动作以调整搅拌桨的高度至对应值，通过两个横向伸缩机构的动作以调整搅拌桨的搅拌直径至对应值；炼焦单元，其与所述混合单元的输出端相连，用以接收所述混合单元输送的焦粉和配合煤并对焦粉和配合煤进行高温干馏和结焦以完成对焦粉和配合煤的炼焦；检测单元，其与所述炼焦单元的输出端相连，用以检测炼焦单元输出的清洁焦炭的对应参数，所述检测单元中设有视觉检测器，用以检测制得的各清洁焦炭的块度；中控单元，其分别与所述粉碎单元、运输单元、混合单元、炼焦单元以及检测单元以相连，用以控制和调节各单元的工作参数，所述中控单元根据所述视觉检测器测得的清洁焦炭块度判定炼焦单元中焦粉和配合煤是否混合均匀并在判定焦粉和配合煤混合不均匀时重新调节所述搅拌装置的运行参数。2.根据权利要求1所述的基于清洁生产焦炭的焦粉配煤炼焦系统，其特征在于，所述纵向伸缩机构包括：纵向外壳，其与所述主轴相连，用以与主轴一同转动以使所述搅拌桨进行一级旋转，在所述纵向外壳内设有纵向主动齿轮和纵向从动齿轮，纵向主动齿轮和纵向从动齿轮之间设有传送链条且传送链条上设有固定块；水平支架，其套设在所述纵向外壳上且水平支架与所述固定块相连，用以与固定块在预设范围内一同纵向移动，在所述水平支架的两端均设有第一横向主动齿轮；当所述中控单元判定需调节所述搅拌桨的高度时，所述中控单元控制所述纵向主动齿轮转动，纵向主动齿轮带动所述固定块以及水平支架一同竖直移动以将搅拌桨的高度调节至对应值。3.根据权利要求2所述的基于清洁生产焦炭的焦粉配煤炼焦系统，其特征在于，对于单个所述横向伸缩机构，包括：横向外壳，其套设在所述水平支架内，在横向外壳内部远离水平支架的端部设有第二横向主动齿轮和第二横向从动齿轮组，其中，第二横向主动齿轮与二级轴电机的输出端相连，第二从动齿轮组与所述搅拌浆相连，包括多个不同尺寸、同心且纵向设置的横向从动齿轮，各横向从动齿轮均与所述搅拌桨同心设置；当横向伸缩机构运行时，所述中控单元控制所述第二横向主动齿轮与对应的横向从动齿轮啮合以调节所述搅拌桨的二级转速；第一横向齿条，其设置在横向外壳内并位于所述第二横向主动齿轮靠近所述水平支架的一侧并与所述第一横向主动齿轮啮合；当所述中控单元判定需调节所述搅拌桨的搅拌直径时，所述中控单元控制所述第一横
向主动齿轮转动，第一横向主动齿轮与第一横向齿条配合以调节所述横向外壳与所述水平支架的水平距离以将搅拌桨的搅拌直径调节至对应值。4.根据权利要求2所述的基于清洁生产焦炭的焦粉配煤炼焦系统，其特征在于，当所述炼焦单元将炼焦完成的清洁焦炭输送至所述检测单元时，所述中控单元控制所述视觉检测器依次检测各清洁焦炭的块度并根据各块度计算炼焦完成的清洁焦炭的平均块度P，所述中控单元中设有预设平均块度指标常数P0，若P≥P0，则所述中控单元判定清洁焦炭的块度合格，中控单元检测清洁焦炭中最大块度Rm和最小块度Rn以对清洁焦炭的块度是否合格进行进一步判定；若P＜P0，则所述中控单元判定清洁焦炭的块度不合格，中控单元根据清洁焦炭中最大块度Rm和最小块度Rn以判定所述混合单元中配合煤与焦粉是否混合均匀并在判定配合煤与焦粉未混合均匀时将所述搅拌装置的对应运行参数调节至对应值。5.根据权利要求4所述的基于清洁生产焦炭的焦粉配煤炼焦系统，其特征在于，当所述中控单元初步判定清洁焦炭的块度合格时，中控单元计算块度极差Rk并根据Rk对清洁焦炭的块度是否合格进行进一步判定，设定Rk＝Rm
‑
Rn；所述中控单元中还设有块度极差常数Rk0，若Rk＜Rk0，则所述中控单元二次判定制备的清洁焦炭炼焦合格；若Rk≥Rk0，则所述中控单元二次判定制备的清洁焦炭不合格，中控单元根据对应块度合格的清洁焦炭的数量占比对搅拌桨的运行参数或焦粉的添加量进行调节；当所述中控单元判定二次判定清洁焦炭不合格时，中控单元计算清洁焦炭中块度低于所述预设平均块度指标常数P0的清洁焦炭的数量占比B并将其与中控单元中预存的预设占比常数B0进行比对，若B≤B0，所述中控单元判定所述炼焦单元在炼焦时其内部的焦粉和配合煤混合不均匀，中控单元在所述系统下次炼焦时调节所述搅拌装置的工作参数；若B＞B0，所述中控单元判定所述焦粉的添加量过低，中控单元判定在所述系统下次炼焦时增加所述焦粉的添加量。6.根据权利要求5所述的基于清洁生产焦炭的焦粉配煤炼焦系统，其特征在于，当所述中控单元判定需在所述系统下次炼焦时调节所述搅拌桨的工作参数时，中控单元计算占比差值
△
B
’
并根据
△
B
’
将所述搅拌桨的搅拌转速调节至对应值，设定
△
B
’
＝B0
‑
B；所述中控单元中还设有第三预设占比差值常数
△
B3、第四预设占比差值常数
△
B4、第一预设搅拌桨搅拌转速调节系数α1、第二预设搅拌桨搅拌转速调节系数α2以及第三预设搅拌桨搅拌转速调节系数α3，其中，
△
B3＜
△
B4，1＜α1＜α2＜α3＜1.2；当
△
B
’
≤
△
B3时，所述中控单元使用α1对所述搅拌桨的搅拌转速进行调节；当
△
B3＜
△
B
’
≤
△
B4时，所述中控单元使用α2对所述搅拌桨的搅拌转速进行调节；当
△
B
’
＞
△
B4时，所述中控单元使用α3对所述搅拌桨的搅拌转速进行调节；当所述中控单元使用αi对所述搅拌桨的搅拌转速进行调节时，设定i＝1，2，3，调节后的搅拌桨搅拌转速记为...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖飞，武建军，薛云刚，李建新，韩跃天，
申请(专利权)人：鄂托克旗红缨煤焦化有限责任公司，
类型：发明
国别省市：