本发明专利技术公开了一种烟气再循环制焦炉及其系统和方法，其中烟气再循环制焦炉包括炉体；炉体内自上而下依次设有相互连通的碳化段、活化段和冷却段；炉体位于碳化段和活化段的部分设有若干料道；若干料道间隔设置，且若干料道的外围为烟气通道；料道内设有烟气再循环通道，烟气再循环通道连通烟气再循环管线；烟气再循环通道的顶部、中间和底部均设有密封段，且相邻两个密封段之间均设有若干烟气子通道；烟气子通道连通烟气再循环通道和料层；料道上设有若干热解气体通道和若干活化气体通道，若干热解气体通道位于碳化段，若干活化气体通道位于活化段。本发明专利技术所述烟气再循环制焦炉，可显著降低焦油与细粉料混合结焦结垢的风险。显著降低焦油与细粉料混合结焦结垢的风险。显著降低焦油与细粉料混合结焦结垢的风险。
【技术实现步骤摘要】
一种烟气再循环制焦炉及其系统和方法
[0001]本专利技术属于材料制备
，尤其涉及一种烟气再循环制焦炉及其系统和方法。
技术介绍
[0002]煤既是一种燃料，也是制备碳材料低廉易得的原料，目前脱硫脱硝用的活性焦均是以煤为原料制备。现有制备活性焦的碳化活化设备是卧式回转炉和立式斯列普炉。其中：
[0003]卧式回转炉通过炉体按照一定的角度回转实现物料翻转，从而实现物料碳化和与活化剂接触活化，但是卧式回转炉存在占地面积大、投资成本高、温度控制精度低等问题。
[0004]立式斯列普炉的物料通道和烟道交错布置，炉体呈方形布置，烟道和物料通道均为薄层长方体通道，物料通道采用耐热砖砌成，物料通道宽度较小，耐热砖截面占比较大，导致炉体尺寸偏大，且耐热砖的传热性能差，导致制焦炉启动和调节速率慢，无法实现灵活性调整和原料适应性。立式斯列普炉活化蒸汽的产生是通过切换左右燃烧室蓄热砖产生，工艺复杂，蒸汽温度不可控；立式斯列普炉仅能活化碳化后物料，这是因为碳化后原料升温过程中焦油、挥发分、细小的破碎粉料较少，不容易出现炉壁结焦结垢、析出气体通道堵塞、物料黏结成团等问题，所以立式斯列普炉仅仅是活化炉，不能作为原煤一步法制焦的碳化活化炉，针对固定颗粒和特定运行参数生产，原料的适应性较差；立式斯列普炉的活化水蒸气沿着活性焦料层两侧平行掠过，通过水蒸气前进过程中慢慢渗透进入活性焦料层，活化速度慢，活化剂与活性焦接触不充分，活化效果较差。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提出一种烟气再循环制焦炉，通过设置碳化段高温烟气再循环，提高烟气携带焦油温度，使得焦油原位气化，显著降低了焦油与细粉料混合结焦结垢的风险。
[0006]本专利技术的另一个目的在于提出一种制焦系统。
[0007]本专利技术的又一个目的在于提出一种活性焦的制备方法。
[0008]为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种烟气再循环制焦炉，包括炉体；所述炉体内自上而下依次设有相互连通的碳化段、活化段和冷却段；所述炉体位于所述碳化段和所述活化段的部分设有若干料道；若干料道间隔设置，且若干料道的外围为烟气通道；
[0009]所述料道内设有烟气再循环通道，所述烟气再循环通道连通烟气再循环管线；所述烟气再循环通道的顶部、中间和底部均设有密封段，且相邻两个密封段之间均设有若干烟气子通道；所述烟气子通道连通所述烟气再循环通道和料层；所述料道上设有若干热解气体通道和若干活化气体通道，若干热解气体通道位于碳化段，若干活化气体通道位于活化段；所述热解气体通道和所述活化气体通道均连通所述料道与所述烟气通道；
[0010]所述烟气通道内设有空气补燃管。
[0011]在本专利技术的一些实施例中，所述烟气再循环通道位于碳化段的部分连通所述烟气再循环管线，所述烟气再循环通道位于活化段的部分连通所述烟气再循环管线和水蒸气管线。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，所述烟气再循环通道顶部的密封段为上密封段，中间的密封段为中密封段，底部的密封段为下密封段；所述上密封段位于所述碳化段的顶部，所述中密封段位于所述碳化段和所述活化段之间，所述下密封段位于所述活化段的底部；所述上密封段、中密封段和下密封段的高度均为所述料道内部宽度的2
‑
5倍。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，若干烟气子通道自上而下间隔布设在所述烟气再循环通道的侧壁上。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，所述烟气子通道为与水平面夹锐角的环状耐热转结构。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，若干热解气体通道和若干活化气体通道均自上而下间隔且交错设置在所述料层的侧壁上。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，所述烟气再循环管线连通所述第一烟气出口；所述第一烟气出口设在所述炉体侧壁上，且所述第一烟气出口位于所述碳化段。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，所述料层顶部连通所述炉体顶部的进料口，所述料层底部连通所述冷却段，所述冷却段连通所述炉体底部的活性焦出口；所述冷却段内设有冷却管路。
[0018]为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种制焦系统，包括本专利技术实施例所述的烟气再循环制焦炉、燃烧炉和蒸汽发生器；
[0019]所述烟气再循环制焦炉的第一烟气出口连通烟道，所述烟道连通第一管路、第二管路和燃烧炉的气体入口，所述第一管路连通烟气再循环通道位于碳化段的部分，所述第二管路连通烟气再循环通道位于活化段的部分；
[0020]所述燃烧炉内设有空气补燃管束，所述燃烧炉的烟气出口连通所述蒸汽发生器的烟气入口；
[0021]所述蒸汽发生器的蒸汽出口连通所述第二管路，所述蒸汽发生器的烟气出口连通烟囱，所述蒸汽发生器的冷媒入口连通给水泵。
[0022]为达到上述目的，本专利技术第三方面实施例提出了一种活性焦的制备方法，包括：
[0023]原煤颗粒进入制焦炉内发生碳化，同时来自第一管路的烟气在碳化段与原煤颗粒换热后依次穿过碳化段的烟气子通道、料道内的料层和热解气体通道，携带碳化产生的焦油、挥发分进入烟气通道，在烟气通道内与补充的空气燃烧，为碳化过程补充热量；
[0024]工艺水经过给水泵加压后进入蒸汽发生器气化，再与来自第二管路的烟气混合进入活化段与来自碳化段的物料发生活化反应，随后烟气和水蒸气的混合气体依次穿过活化段的烟气子通道、料道内的料层和活化气体通道，携带活化产生的水煤气进入烟气通道，在烟气通道中水煤气与补充的空气燃烧为活化过程提供补充热量；
[0025]活化段产生的烟气沿烟气通道自下而上与碳化段的烟气混合后从制焦炉排出，依次进入燃烧炉、蒸汽发生器和烟囱；
[0026]活化段获得的活性焦经冷却，排出制焦炉。
[0027]在本专利技术的一些实施例中，进入活化段的烟气与水蒸气的混合气体的初始温度为
750
‑
900℃。
[0028]本专利技术实施例的烟气再循环制焦炉可带来的有益效果为：
[0029](1)碳化活化一体炉，设备占地面积小，产量大。
[0030]本专利技术制焦炉，炉体内立式布置碳化段和活化段，碳化后的物料需要经过冷却直接进入活化段，可实现原煤颗粒一步经过碳化、活化得到孔隙发达的活性焦；同时，将碳化和活化两步工艺过程结合，系统工艺简单，有效减少了系统占地面积，碳化活化一体炉制焦效率高，产量大，设备投资成本低。
[0031](2)避免碳化段焦油堵塞的问题。
[0032]碳化段采用高温烟气再循环，使得高温烟气从逐渐升温的料道内活性焦层穿过，碳化升温产生的焦油被原位气化，在高温和气化状态下直接进入烟气通道中补氧燃烧，从源头解决碳化过程中焦油的问题，不会出现炉壁结焦结垢、析出气体通道堵塞、物料黏结成团的问题。
[0033](3)活化水蒸气穿透料道内的料层，活化时间短、效果好。
[0034]每个料层中，活化水蒸气从料道中间的烟气再循环通道进入，从烟气再循环通道两侧的烟气子通道排出，从紧邻烟气再循环通道本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种烟气再循环制焦炉，其特征在于，包括炉体；所述炉体内自上而下依次设有相互连通的碳化段、活化段和冷却段；所述炉体位于所述碳化段和所述活化段的部分设有若干料道；若干料道间隔设置，且若干料道的外围为烟气通道；所述料道内设有烟气再循环通道，所述烟气再循环通道连通烟气再循环管线；所述烟气再循环通道的顶部、中间和底部均设有密封段，且相邻两个密封段之间均设有若干烟气子通道；所述烟气子通道连通所述烟气再循环通道和料层；所述料道上设有若干热解气体通道和若干活化气体通道，若干热解气体通道位于碳化段，若干活化气体通道位于活化段；所述热解气体通道和所述活化气体通道均连通所述料道与所述烟气通道；所述烟气通道内设有空气补燃管。2.根据权利要求1所述的烟气再循环制焦炉，其特征在于，所述烟气再循环通道位于碳化段的部分连通所述烟气再循环管线，所述烟气再循环通道位于活化段的部分连通所述烟气再循环管线和水蒸气管线。3.根据权利要求1所述的烟气再循环制焦炉，其特征在于，所述烟气再循环通道顶部的密封段为上密封段，中间的密封段为中密封段，底部的密封段为下密封段；所述上密封段位于所述碳化段的顶部，所述中密封段位于所述碳化段和所述活化段之间，所述下密封段位于所述活化段的底部；所述上密封段、中密封段和下密封段的高度均为所述料道内部宽度的2
‑
5倍。4.根据权利要求1所述的烟气再循环制焦炉，其特征在于，若干烟气子通道自上而下间隔布设在所述烟气再循环通道的侧壁上。5.根据权利要求1所述的烟气再循环制焦炉，其特征在于，所述烟气子通道为与水平面夹锐角的环状耐热转结构。6.根据权利要求1所述的烟气再循环制焦炉，其特征在于，若干热解气体通道和若干活化气体通道均自上而下间隔且交错设置在所述料层的侧壁上。7.根据权利要求1所述的烟气再循环制焦炉，其特征在于，所述烟气再循环管线连通所述第一烟气出口...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨成龙，李阳，黄斌，陈亮，姚明宇，于在松，梁法光，赵瀚辰，蔡铭，王明先，张计节，楚良，郭洁，崔义，贾兆鹏，丹慧杰，贾晨光，
申请(专利权)人：华能嘉祥发电有限公司扎赉诺尔煤业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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