專利名稱：一種焦?fàn)t加熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金煉焦領(lǐng)域，特別涉及應(yīng)用富煤氣、貧煤氣或者混合煤氣加熱焦?fàn)t， 是一種內(nèi)部多段燃燒的控制方法。
背景技術(shù)：
隨著焦化技術(shù)的發(fā)展，國家政策對(duì)焦化產(chǎn)業(yè)的環(huán)保要求也越來越高，尤其對(duì)焦化陣發(fā)性污染排放、NOx排放限制越來越嚴(yán)格。因此，焦?fàn)t設(shè)計(jì)便向著大型化與多點(diǎn)燃燒控制相結(jié)合的結(jié)構(gòu)發(fā)展，以減少推焦次數(shù)，降低NOx的生成為目標(biāo)，從而達(dá)到環(huán)保要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種焦?fàn)t加熱方法，采用復(fù)熱下調(diào)式、空氣分段供入立火道燃燒，貧煤氣、富煤氣或者混合煤氣從燃燒室底部供入的加熱方法，該方法主要目的是降低 NOx的生成，適合焦?fàn)t大型化發(fā)展，可有效提高焦?fàn)t高向加熱均勻性、減少熱損失。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種焦?fàn)t加熱方法，煉焦用煤裝入炭化室，由與炭化室相間排列的燃燒室提供熱量，將炭化室內(nèi)的煤煉成焦炭；燃燒室由若干立火道組成，每一對(duì)立火道組成一個(gè)雙聯(lián)火道，在雙聯(lián)火道兩立火道之間設(shè)有隔墻，兩立火道頂部通過跨越孔連通；其特征在于，空氣分段供入燃燒室立火道，貧煤氣、富煤氣或者混合煤氣從燃燒室底部供入；煤氣和空氣混合分段燃燒產(chǎn)生的廢氣上升至立火道頂部，經(jīng)跨越孔轉(zhuǎn)向進(jìn)入下降氣流立火道，經(jīng)立火道底部的下降氣流經(jīng)斜道進(jìn)入相鄰的蓄熱室，在蓄熱室內(nèi)與格子磚進(jìn)行熱交換，降溫后的廢氣經(jīng)可調(diào)箅子孔進(jìn)入小煙道，最后通過分煙道、總煙道至煙 排放。
所述的燃燒室立火道隔墻內(nèi)設(shè)有多段供氣的空氣供入口，第一段空氣供入口位于立火道底部，空氣供入口沿燃燒室立火道隔墻高向分布于不同高度位置，在其最上端出口處設(shè)有可滑動(dòng)調(diào)節(jié)磚，通過可滑動(dòng)調(diào)節(jié)磚改變最上段氣流出口截面積從而改變各分段出口的供氣率；所述的雙聯(lián)火道兩立火道隔墻的根部設(shè)有廢氣循環(huán)孔，通過廢氣循環(huán)孔將下降氣流立火道中的廢氣抽吸至上升氣流立火道中，與上升的燃燒氣流混合，達(dá)到稀釋燃燒混合氣、降低燃燒劇烈程度、拉長火焰、提高炭化室高向加熱均勻性的目的。
使用富煤氣燃燒加熱時(shí)，富煤氣采用下噴由立火道底部供入，空氣分段供入燃燒室立火道，燃燒產(chǎn)生的廢氣上升至立火道頂部，經(jīng)跨越孔轉(zhuǎn)向進(jìn)入下降氣流立火道，經(jīng)立火道底部的下降氣流斜道進(jìn)入相鄰的蓄熱室，在蓄熱室內(nèi)與格子磚進(jìn)行熱交換，降溫后的廢氣經(jīng)可調(diào)箅子孔磚進(jìn)入小煙道，最后通過分煙道、總煙道至煙 進(jìn)行排放；
使用貧煤氣或混合煤氣燃燒加熱時(shí)，貧煤氣或混合煤氣經(jīng)由小煙道到蓄熱室后經(jīng)過斜道區(qū)到達(dá)燃燒室立火道底部；空氣分段供入燃燒室立火道燃燒，燃燒產(chǎn)生的廢氣上升至立火道頂部，經(jīng)跨越孔轉(zhuǎn)向進(jìn)入下降氣流立火道，經(jīng)立火道底部的下降氣流斜道進(jìn)入相鄰的蓄熱室，在蓄熱室內(nèi)與格子磚進(jìn)行熱交換，降溫后的廢氣經(jīng)可調(diào)箅子孔進(jìn)入小煙道，最后通過分煙道、總煙道至煙 進(jìn)行排放。
所述的貧煤氣或混合煤氣、空氣的供入量通過改變蓄熱室下部與小煙道頂部之間的可調(diào)箅子磚的氣流流通截面積來改變氣流的供給量，采用向箅子磚孔內(nèi)加減調(diào)節(jié)磚實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。
該方法適用于炭化室高度為5-10米的焦?fàn)t，可采用貧煤氣、富煤氣或者混合煤氣三種類型燃料供熱。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
I)使用該方法可有效改善焦?fàn)t高向加熱均勻性，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t向大型化發(fā)展；使用此方法的焦?fàn)t炭化室高向尺寸可達(dá)到7m以上；隨著焦?fàn)t大型化，炭化室單孔容積增加。生產(chǎn)同樣產(chǎn)量焦炭，推焦次數(shù)減少，陣發(fā)性排放污染降低，有效提升焦?fàn)t機(jī)械的操作效率；
2)使用貧煤氣或混合煤氣供熱時(shí)，貧煤氣或混合煤氣側(cè)入，空氣分段供入立火道， 空氣供入量均可調(diào)節(jié)；此方法與廢氣循環(huán)相結(jié)合，可有效改善焦?fàn)t高向加熱均勻性、減少熱損失，提聞了焦?fàn)t的熱效率；
3)采用富煤氣供熱時(shí)，富煤氣下噴、空氣分段供入立火道，與富煤氣進(jìn)行燃燒，再結(jié)合廢氣循環(huán)技術(shù)，可有效改善焦?fàn)t高向加熱均勻性，減少熱損失，提高了焦?fàn)t的熱效率；
4)分段燃燒與廢氣循環(huán)技術(shù)有利于控制燃燒，降低富煤氣燃燒的劇烈程度，減少高溫點(diǎn)，從而降低NOx的產(chǎn)生，更利于環(huán)保。


圖I是本發(fā)明的焦?fàn)t爐體剖視圖2是本發(fā)明焦?fàn)t爐體燃燒室剖視圖。
圖中1_燃燒室2-炭化室3-上升氣流立火道4-下降氣流立火道 5-下降氣流斜道 6-煤氣上升氣流斜道 7-空氣上升氣流斜道 8-蓄熱室(本交換、廢氣) 9-小煙道(廢氣，本交換)10-煤氣小煙道11-空氣小煙道12-煤氣蓄熱室13-空氣蓄熱室14-富煤氣通道15-貧煤氣或混合煤氣供入口(煤氣斜道出口) 16-第一段空氣供入口(空氣斜道出口)17-空氣通道18-第二段空氣供入口 19-第三段空氣供入口 20-雙聯(lián)火道跨越孔21-廢氣循環(huán)孔22-富煤氣噴嘴具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的爐體結(jié)構(gòu)及加熱方法。
見圖1，焦?fàn)t結(jié)構(gòu)包括燃燒室I、炭化室2、斜道、蓄熱室，斜道包括煤氣上升氣流斜道6、空氣上升氣流斜道7、下降氣流斜道5 (圖I所示本次交換)；蓄熱室包括煤氣蓄熱室 12、空氣蓄熱室13、廢氣蓄熱室8 (圖I所示本次交換)。煉焦用煤由焦?fàn)t爐頂裝煤孔裝入炭化室2，由與炭化室2相間排列的燃燒室提供熱量將裝爐煤煉成焦炭，生成的荒煤氣由爐頂部位的上升管孔進(jìn)入煤氣回收系統(tǒng)。
見圖2，焦?fàn)t燃燒室包括燃燒室雙聯(lián)火道、空氣及煤氣(貧煤氣或混合煤氣、富煤氣)供入口、雙聯(lián)火道跨越孔20、立火道底部廢氣循環(huán)孔21。雙聯(lián)火道由上升氣流立火道3 和下降氣流立火道4組成，上升氣流立火道3和下降氣流立火道4通過立火道頂部的跨越孔20連通。
空氣及煤氣供入口包括貧煤氣或混合煤氣供入口 15 (也是煤氣斜道出口)、第一段空氣供入口 16 (也是空氣斜道出口)、第二段空氣供入口 18及第三段空氣供入口 19，貧煤氣或混合煤氣供入口 15及第一段空氣供入口 16 (煤氣斜道出口)位于立火道底部，第二段空氣供入口 18、第三段空氣供入口 19位于燃燒室立火道內(nèi)并位于不同的高度?？諝馔ǖ?17位于雙聯(lián)立火道隔墻內(nèi)。當(dāng)采用富煤氣為燃料時(shí)，空氣為多段供入立火道的方式，富煤氣由富煤氣噴嘴22噴入立火道底部。采用貧煤氣或混合煤氣供熱時(shí)，貧煤氣或混合煤氣由底部煤氣蓄熱室12進(jìn)行熱交換后，由蓄熱室頂部貧煤氣或混合煤氣供入口 15進(jìn)入立火道，空氣分段供入立火道；空氣的供入量通過改變蓄熱室下部與小煙道頂部之間的可調(diào)箅子磚的氣流流通截面積來改變氣流的供給量，采用向箅子磚孔內(nèi)加減調(diào)節(jié)磚實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。
雙聯(lián)立火道中間隔墻的根部設(shè)有廢氣循環(huán)孔21，通過廢氣循環(huán)孔21將兩個(gè)立火道底部相連，將下降氣流立火道4中的廢氣抽吸至上升氣流立火道3中，與上升的燃燒氣流混合，達(dá)到稀釋燃燒混合氣、降低燃燒劇烈程度、拉長火焰、提高炭化室高向加熱均勻性的目的。
燃燒室下部是斜道，斜道下部是蓄熱室。斜道內(nèi)有相互錯(cuò)開的氣流通道分別與空氣蓄熱室及煤氣蓄熱室相連通，如圖I、圖2所示，燃燒室雙聯(lián)火道隔墻內(nèi)的空氣通道17通過煤氣上升氣流斜道6、空氣上升氣流斜道7與煤氣蓄熱室12、空氣蓄熱室13相通，燃燒后的廢氣通過下降氣流斜道5進(jìn)入蓄熱室8。蓄熱室被小隔墻分為多個(gè)分格小蓄熱室，小蓄熱室內(nèi)有多孔格子磚，在小蓄熱室底部有可以調(diào)節(jié)面積大小的可調(diào)箅子孔；通過在地下室向箅子孔加減調(diào)節(jié)磚實(shí)現(xiàn)氣體通過截面積的調(diào)節(jié)。在小蓄熱室下部是小煙道，小煙道的外端與分煙道相連接，最后通過總煙道至煙 進(jìn)行排放。
本實(shí)施例焦?fàn)t工作方式分為兩種供熱狀態(tài)，對(duì)應(yīng)兩種燃料供熱，具體敘述如下
I.使用貧煤氣或混合煤氣作為燃料與空氣混合燃燒對(duì)焦?fàn)t進(jìn)行加熱
I)空氣與貧煤氣或混合煤氣分別經(jīng)由空氣小煙道11、煤氣小煙道10通過可調(diào)箅子孔分配氣量后進(jìn)入各自對(duì)應(yīng)的空氣蓄熱室13和煤氣蓄熱室12 ；
2)進(jìn)入空氣蓄熱室13和煤氣蓄熱室12的空氣、貧煤氣或混合煤氣與蓄熱室內(nèi)的格子磚進(jìn)行熱交換，上升至蓄熱室頂升溫至 1100°c ；
3)到達(dá)蓄熱室頂?shù)臒崦簹馀c熱空氣進(jìn)入蓄熱室上部各自對(duì)應(yīng)的斜道，預(yù)熱空氣進(jìn)入空氣上升氣流斜道7，然后空氣經(jīng)由空氣上升氣流斜道7內(nèi)分為兩路分別進(jìn)入燃燒室立火道底部空氣斜道出口 16和燃燒室立火道隔墻內(nèi)的氣流通道17，進(jìn)入氣流通道17內(nèi)的空氣由各段出口進(jìn)入立火道與煤氣混合燃燒；預(yù)熱的貧煤氣或混合煤氣進(jìn)入煤氣上升氣流斜道6，然后經(jīng)由煤氣上升氣流斜道6到達(dá)立火道底部貧煤氣或混合煤氣供入口 15 (煤氣斜道出口)。
4)燃燒產(chǎn)生的廢氣上升至立火道頂?shù)目缭娇?0，然后轉(zhuǎn)向進(jìn)入下降氣流立火道 4，從立火道底的下降氣流斜道5出口進(jìn)入相鄰的蓄熱室8，在蓄熱室8內(nèi)與格子磚進(jìn)行熱交換，熱交換后降溫至 270°C的廢氣再經(jīng)過可調(diào)箅子孔進(jìn)入小煙道、廢氣瓣和煙道彎管通過分煙道，最后通過總煙道至煙 進(jìn)行排放；
6)廢氣循環(huán)在一個(gè)雙聯(lián)火道中間隔墻的根部開有廢氣循環(huán)孔21，上升氣流的噴射力與熱浮力會(huì)在此處產(chǎn)生負(fù)壓，將下降氣流中的廢氣抽吸過來，使其與上升的燃燒氣流混合，達(dá)到稀釋燃燒混合氣，降低燃燒劇烈程度，拉長火焰的目標(biāo)，最終達(dá)到炭化室高向加熱均勻性的目的；
7)分段燃燒氣流調(diào)節(jié)在分段供氣最頂部出口設(shè)有可滑動(dòng)調(diào)節(jié)磚，通過向箅子磚孔內(nèi)加減調(diào)節(jié)磚可以改變氣體出口截面積，從而改變分段供氣高向氣流分配比率，以達(dá)到調(diào)節(jié)高向加熱均勻性目的；
至此，使用貧煤氣或混合煤氣作為燃料與空氣燃燒進(jìn)行加熱的一個(gè)燃燒過程即告完成。
2.使用富煤氣作為燃料與空氣混合燃燒對(duì)焦?fàn)t進(jìn)行加熱
I)空氣經(jīng)由煤氣小煙道10、空氣小煙道11通過可調(diào)箅子孔分配后進(jìn)入對(duì)應(yīng)的空氣蓄熱室13和煤氣蓄熱室12 ；
2)進(jìn)入空氣蓄熱室13和煤氣蓄熱室12的空氣與蓄熱室內(nèi)的格子磚進(jìn)行熱交換， 然后上升至蓄熱室頂部；
3)到達(dá)蓄熱室頂部的熱空氣進(jìn)入蓄熱室上部煤氣上升氣流斜道6和空氣上升氣流斜道7，然后煤氣蓄熱室12空氣流進(jìn)入燃燒室立火道底部貧煤氣或混合煤氣供入口 15 (煤氣斜道出口)，空氣蓄熱室13空氣流進(jìn)入燃燒室立火道底部第一段空氣供入口 16 (空氣斜道出口)和燃燒室立火道隔墻內(nèi)的氣流通道17 ；
4)富煤氣流經(jīng)地下室的工藝管道煤氣噴嘴、蓄熱室主墻內(nèi)的煤氣管磚、斜道區(qū)內(nèi)的煤氣管磚和立火道底的富煤氣噴嘴22后進(jìn)入上升氣流立火道3 ；
5)進(jìn)入燃燒室的熱空氣包括三部分由貧煤氣或混合煤氣供入口 15進(jìn)入的預(yù)熱空氣、進(jìn)入氣流通道17的由第二段空氣供入口 17、第三段空氣供入口 18出來的空氣，三部分預(yù)熱空氣與經(jīng)過富煤氣噴嘴22噴射出的富煤氣進(jìn)行混合燃燒；
6)燃燒產(chǎn)生的高溫廢氣上升至立火道頂?shù)目缭娇?0，然后轉(zhuǎn)向進(jìn)入下降氣流立火道4，從立火道底的下降氣流斜道出口 5進(jìn)入蓄熱室8，在蓄熱室8內(nèi)與格子磚進(jìn)行熱交換，熱交換后降溫至 30(TC廢氣再經(jīng)過可調(diào)箅子孔進(jìn)入小煙道、廢氣瓣和煙道彎管通過分煙道，最后通過總煙道至煙 進(jìn)行排放；
7)廢氣循環(huán)一個(gè)雙聯(lián)火道中間隔墻的根部開有廢氣循環(huán)孔21，上升氣流的噴射力與熱浮力會(huì)在此處產(chǎn)生負(fù)壓，將下降氣流中的廢氣抽吸過來，使其與上升的燃燒氣流混合，達(dá)到稀釋燃燒混合氣，降低燃燒劇烈程度，拉長火焰的目標(biāo)，最終達(dá)到炭化室高向加熱均勻性的目的。
8)分段燃燒氣流調(diào)節(jié)在分段供氣最頂部出口設(shè)有可滑動(dòng)調(diào)節(jié)磚，通過通過向箅子磚孔內(nèi)加減調(diào)節(jié)磚可以改變氣體出口截面積，從而改變分段供氣高向空氣分配比率，以達(dá)到調(diào)節(jié)高向加熱均勻性目的；
本實(shí)施例的焦?fàn)t兩種燃料加熱方式及結(jié)構(gòu)均適用用于炭化室高度為5 10米的對(duì)環(huán)保要求較高的焦?fàn)t。
權(quán)利要求
1.一種焦?fàn)t加熱方法，煉焦用煤裝入炭化室，由與炭化室相間排列的燃燒室提供熱量，將炭化室內(nèi)的煤煉成焦炭；燃燒室由若干立火道組成，每一對(duì)立火道組成一個(gè)雙聯(lián)火道，在雙聯(lián)火道兩立火道之間設(shè)有隔墻，兩立火道頂部通過跨越孔連通；其特征在于，空氣分段供入燃燒室立火道，貧煤氣、富煤氣或者混合煤氣從燃燒室底部供入；煤氣和空氣混合分段燃燒產(chǎn)生的廢氣上升至立火道頂部，經(jīng)跨越孔轉(zhuǎn)向進(jìn)入下降氣流立火道，經(jīng)立火道底部的下降氣流經(jīng)斜道進(jìn)入相鄰的蓄熱室，在蓄熱室內(nèi)與格子磚進(jìn)行熱交換，降溫后的廢氣經(jīng)可調(diào)箅子孔進(jìn)入小煙道，最后通過分煙道、總煙道至煙 排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種焦?fàn)t加熱方法，其特征在于，所述的燃燒室立火道隔墻內(nèi)設(shè)有多段供氣的空氣供入口，第一段空氣供入口位于立火道底部，空氣供入口沿燃燒室立火道隔墻高向分布于不同高度位置，在其最上端出口處設(shè)有可滑動(dòng)調(diào)節(jié)磚，通過可滑動(dòng)調(diào)節(jié)磚改變最上段氣流出口截面積從而改變各分段出口的供氣率；所述的雙聯(lián)火道兩立火道隔墻的根部設(shè)有廢氣循環(huán)孔，通過廢氣循環(huán)孔將下降氣流立火道中的廢氣抽吸至上升氣流立火道中，與上升的燃燒氣流混合，達(dá)到稀釋燃燒混合氣、降低燃燒劇烈程度、拉長火焰、提高炭化室高向加熱均勻性的目的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種焦?fàn)t加熱方法，其特征在于，使用富煤氣燃燒加熱時(shí)，富煤氣采用下噴由立火道底部供入，空氣分段供入燃燒室立火道，燃燒產(chǎn)生的廢氣上升至立火道頂部，經(jīng)跨越孔轉(zhuǎn)向進(jìn)入下降氣流立火道，經(jīng)立火道底部的下降氣流斜道進(jìn)入相鄰的蓄熱室，在蓄熱室內(nèi)與格子磚進(jìn)行熱交換，降溫后的廢氣經(jīng)可調(diào)箅子孔磚進(jìn)入小煙道，最后通過分煙道、總煙道至煙 進(jìn)行排放； 使用貧煤氣或混合煤氣燃燒加熱時(shí)，貧煤氣或混合煤氣經(jīng)由小煙道到蓄熱室后經(jīng)過斜道區(qū)到達(dá)燃燒室立火道底部；空氣分段供入燃燒室立火道燃燒，燃燒產(chǎn)生的廢氣上升至立火道頂部，經(jīng)跨越孔轉(zhuǎn)向進(jìn)入下降氣流立火道，經(jīng)立火道底部的下降氣流斜道進(jìn)入相鄰的蓄熱室，在蓄熱室內(nèi)與格子磚進(jìn)行熱交換，降溫后的廢氣經(jīng)可調(diào)箅子孔進(jìn)入小煙道，最后通過分煙道、總煙道至煙 進(jìn)行排放。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種焦?fàn)t加熱方法，其特征在于，所述的貧煤氣或混合煤氣、空氣的供入量通過改變蓄熱室下部與小煙道頂部之間的可調(diào)箅子磚的氣流流通截面積來改變氣流的供給量，采用向箅子磚孔內(nèi)加減調(diào)節(jié)磚實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種焦?fàn)t加熱方法，其特征在于，該方法適用于炭化室高度為5-10米的焦?fàn)t，可采用貧煤氣、富煤氣或者混合煤氣三種類型燃料供熱。
全文摘要
本發(fā)明涉及冶金煉焦領(lǐng)域，一種焦?fàn)t加熱方法，其特征在于，空氣分段供入燃燒室立火道，貧煤氣、富煤氣或者混合煤氣從燃燒室底部供入；煤氣和空氣混合分段燃燒產(chǎn)生的廢氣上升至立火道頂部，經(jīng)跨越孔轉(zhuǎn)向進(jìn)入下降氣流立火道，經(jīng)立火道底部的下降氣流經(jīng)斜道進(jìn)入相鄰的蓄熱室，雙聯(lián)火道兩立火道隔墻的根部設(shè)有廢氣循環(huán)孔，通過廢氣循環(huán)孔將下降氣流立火道中的廢氣抽吸至上升氣流立火道中，與上升的燃燒氣流混合，達(dá)到稀釋燃燒混合氣、降低燃燒劇烈程度、拉長火焰、提高炭化室高向加熱均勻性的目的。本發(fā)明的有益效果是可有效改善焦?fàn)t高向加熱均勻性，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t向大型化發(fā)展，減少熱損失。
文檔編號(hào)C10B21/06GK102925164SQ20121045364
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者楊俊峰, 趙殿輝, 武明華, 牛聰, 錢啟, 李振國 申請(qǐng)人:中冶焦耐工程技術(shù)有限公司