一種焦?fàn)t及其應(yīng)用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種焦?fàn)t，包括炭化室、燃燒室、斜道區(qū)、蓄熱室、爐頂區(qū)和加熱系統(tǒng)管路，其特征在于：所述加熱系統(tǒng)管路包括氧氣管路、廢氣管路、回爐燃?xì)夤苈?。本發(fā)明還公開了環(huán)保焦?fàn)t的應(yīng)用方法。該環(huán)保焦?fàn)t采用氧氣和燃?xì)馊紵峁崃?，并產(chǎn)生的廢氣通過氣液分離器分別分離利用，實(shí)現(xiàn)了廢氣零排放，利于保護(hù)環(huán)境。
【專利說明】一種焦?fàn)t及其應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)保焦?fàn)t及其應(yīng)用，具體地說，涉及一種環(huán)保焦?fàn)t的加熱系統(tǒng)；屬于焦化【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]到目前為止，焦?fàn)t結(jié)構(gòu)的發(fā)展大致經(jīng)歷了四個(gè)階段:成堆干餾(即土法煉焦)、倒焰式焦?fàn)t、廢熱式焦?fàn)t和蓄熱式焦?fàn)t。成堆干餾特點(diǎn)是結(jié)焦和燃燒在一起不分開，熱量由煤干餾產(chǎn)生的煤氣和部分煤燃燒提供，造成成焦率低，且污染環(huán)境嚴(yán)重。倒焰式焦?fàn)t使炭化室產(chǎn)生的煤氣轉(zhuǎn)入燃燒室，并從燃燒室上部引人空氣，火焰由上“倒焰”而下，產(chǎn)生的廢氣經(jīng)爐底煙道排入煙囪，由于加熱用煤氣量無法控制，到結(jié)焦末期會因產(chǎn)氣不足而造成供熱不足。而廢熱式焦?fàn)t克服了上述問題，但煤氣燃燒產(chǎn)生的廢氣攜帶大量熱量而沒有被利用，直接排放。所以在廢熱式焦?fàn)t運(yùn)行三年后(1884年)，現(xiàn)代蓄熱式焦?fàn)t就投入運(yùn)行。該焦?fàn)t具有生產(chǎn)能力大，生產(chǎn)率高和設(shè)備利用率高，而且加熱系統(tǒng)阻力小、熱工效率較高、能耗較低，所以已經(jīng)有130年的使用歷史，也出現(xiàn)多種爐型，但無非是火道結(jié)構(gòu)、加熱煤氣種類及入爐方式、蓄熱室結(jié)構(gòu)及裝煤方式的不同進(jìn)行有效的排列組合。
[0003]焦?fàn)t結(jié)構(gòu)的變化和發(fā)展，主要是為了解決焦餅高向與長向的加熱均勻性，節(jié)能降耗，降低成本投資。但有所改進(jìn)的主要是增大炭化室的幾何尺寸，提高了勞動生產(chǎn)率，減少了占地面積和基建投資，降低了熱損失提高熱工效率。而環(huán)境污染的減少量僅僅是由于操作次數(shù)減少而帶來的降低，所以焦?fàn)t對環(huán)境污染的問題一直沒有得到有效的或革命性的改變。帶來環(huán)境污染的因素除了推焦、裝煤、熄焦時(shí)散發(fā)的污染物外，更大的一部分是加熱系統(tǒng)產(chǎn)生的廢氣(主要是co2、nox、so2和SO3等)，CO2排放問題已經(jīng)成為全球工業(yè)的難題，亟待解決。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]為了克服上述不足，本發(fā)明旨在提供一種環(huán)保焦?fàn)t，通過采用空分純氧與燃?xì)馊紵峁┙範(fàn)t煉焦所需的熱量。本發(fā)明還提供了該焦?fàn)t的應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種焦?fàn)t，包括炭化室、燃燒室、斜道區(qū)、蓄熱室、爐頂區(qū)和加熱系統(tǒng)管路，其特征在于:所述加熱系統(tǒng)管路包括氧氣管路、廢氣管路、燃?xì)夤苈?，所述氧氣管路包括氧氣主管、氧氣支管，氧氣主管一端與減壓器連接，另一端連通有若干平行設(shè)置的氧氣支管，氧氣支管安裝氧氣交換控制閥與小煙道連通；所述廢氣管路包括廢氣主管、廢氣支管，廢氣主管上連通有若干平行設(shè)置的廢氣支管，廢氣支管安裝廢氣交換控制閥與小煙道連通；小煙道上方設(shè)有蓄熱室，蓄熱室上方通過斜道連接燃燒室，燃燒室依次設(shè)有若干立火道，氧氣最終通往燃燒室的立火道，燃燒后的廢氣從燃燒室經(jīng)斜道、蓄熱室排入小煙道，再經(jīng)廢氣支管到廢氣主管排出；所述燃?xì)夤苈钒ㄈ細(xì)庵鞴?、燃?xì)鈾M管，燃?xì)庵鞴芤欢诉B接預(yù)熱器，另一端連接若干平行設(shè)置的燃?xì)鈾M管，燃?xì)鈾M管上垂直設(shè)有下噴管，下噴管與燃燒室的立火道相通，燃?xì)庋叵聡姽苤苯铀屯⒒鸬馈?br> [0006]所述氧氣交換控制閥和廢氣交換控制閥間隔開閉。
[0007]所述廢氣主管連接壓縮機(jī)和廢氣氣液分離器。
[0008]一種所述焦?fàn)t的應(yīng)用方法，其特征在于:包括以下步驟:
1、空氣分離器產(chǎn)生氧氣通過減壓器后進(jìn)入氧氣主管，氧氣主管上連接的氧氣支管按焦?fàn)t燃燒室燃燒制度間隔開啟交換控制閥，使氧氣進(jìn)入小煙道再經(jīng)蓄熱室換熱后進(jìn)入立火道;
I1、回爐燃?xì)饨?jīng)過預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入燃?xì)庵鞴?，燃?xì)庵鞴苓B接燃?xì)鈾M管，經(jīng)過下噴管送入燃燒室的立火道，與I中進(jìn)入立火道的氧氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)；
II1、燃燒生成的廢氣(主要含CO2和H2O)經(jīng)過斜道進(jìn)入蓄熱室換熱后進(jìn)入小煙道，按燃燒制度間隔對應(yīng)開啟廢氣交換控制閥經(jīng)廢氣支管到廢氣主管，再由廢氣主管經(jīng)壓縮機(jī)進(jìn)入廢氣氣液分離器分離后利用。
[0009]進(jìn)一步地，所述回爐燃?xì)馐墙?jīng)過除塵、脫硫凈化工序后得到的凈焦?fàn)t煤氣。
[0010]或者，所述回爐燃?xì)馐墙够瘡S制得的化學(xué)產(chǎn)品未反應(yīng)的合成氣；所述焦化廠制得的化學(xué)產(chǎn)品為甲醇、二甲醚、烯烴、丙烯、汽油中的任一種。
[0011]又或者，所述回爐燃?xì)馐荂O2與焦?fàn)t煤氣重整后的合成氣。
[0012]本發(fā)明提供的焦?fàn)t與現(xiàn)有焦?fàn)t相比，相同點(diǎn)在于:
(1)炭化室、燃燒室、斜道區(qū)、蓄熱室、爐頂區(qū)整體結(jié)構(gòu)相同；
(2)供燃?xì)庀到y(tǒng)管路與供焦?fàn)t煤氣系統(tǒng)管路相同。
[0013]本發(fā)明提供的環(huán)保焦?fàn)t與現(xiàn)有焦?fàn)t相比，區(qū)別及優(yōu)點(diǎn)在于:
(1)本焦?fàn)t采用的氧氣管路，氧氣代替現(xiàn)有焦?fàn)t的空氣，交換控制閥代替了廢氣盤，節(jié)省了基礎(chǔ)建設(shè)投資；
(2)本發(fā)明中，焦?fàn)t中設(shè)置廢氣管路，廢氣經(jīng)斜道、蓄熱室排入小煙道，再經(jīng)廢氣支管到廢氣主管排出，再經(jīng)廢氣主管通往氣液分離器回收；去掉了現(xiàn)有焦?fàn)t的分煙道、總煙道和煙囪，不僅節(jié)省了基礎(chǔ)建設(shè)投資，還去掉了污染源頭；
(3)本焦?fàn)t由于采用的是氧氣和燃?xì)馊紵?，所以產(chǎn)生的廢氣主要含CO2和H2O,通過氣液分離器將CO2分離可以與產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣重整制合成氣，而H2O可以分離回收作熄焦水、脫鹽循環(huán)水等各種用途，大大降低了能耗和物耗，也是本環(huán)保焦?fàn)t最大的創(chuàng)新之處；
(4)本焦?fàn)t新建容易，通過改造現(xiàn)有焦?fàn)t也方便，操作效率高，造價(jià)低，使該環(huán)保焦?fàn)t易于推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為焦?fàn)t中的管路示意圖。
[0015]圖2為焦?fàn)t的正面剖視示意圖。
[0016]圖3為焦?fàn)t的側(cè)面剖視示意圖。
[0017]圖中I一空分裝置；2—減壓器；3—氧氣主管；4一氧氣支管；5—交換控制閥；6—小煙道；7—回爐燃?xì)猓?8—預(yù)熱器；9一燃?xì)庵鞴埽?0—橫管；11 一下噴管；12—廢氣支管；13—廢氣主管；14一壓縮機(jī)；15—廢氣氣液分離器；16 —液封槽；17_蓄熱室；18_斜道；19-立火道；20_看火孔；21_炭化室；22_爐墻。【具體實(shí)施方式】
[0018]下面通過實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但不局限于以下實(shí)施例。
[0019]實(shí)施例1:焦?fàn)t裝置的結(jié)構(gòu)
如圖1、圖2示出了一種環(huán)保焦?fàn)t的正面剖視圖和焦?fàn)t的管路圖。
[0020]本發(fā)明裝置包括空氣分離器1、減壓器2、氧氣主管3、氧氣支管4、交換控制閥5、小煙道6、預(yù)熱器8、燃?xì)庵鞴?、橫管10、下噴管11、廢氣支管12、廢氣主管13、和壓縮機(jī)14、廢氣氣液分離器15、蓄熱室17、斜道18、立火道19、炭化室21。
[0021]焦?fàn)t包括炭化室、燃燒室、斜道區(qū)、蓄熱室、爐頂區(qū)和加熱系統(tǒng)管路，其特征在于:所述加熱系統(tǒng)管路包括氧氣管路、廢氣管路、燃?xì)夤苈罚鲅鯕夤苈钒ㄑ鯕庵鞴?、氧氣支管4，氧氣主管3 —端與減壓器2連接，另一端連通有若干平行設(shè)置的氧氣支管4，氧氣支管4安裝氧氣交換控制閥5與小煙道6連通；所述廢氣管路包括廢氣主管13、廢氣支管12，廢氣主管13上連通有若干平行設(shè)置的廢氣支管12，廢氣支管12安裝廢氣交換控制閥5與小煙道6連通；小煙道6上方設(shè)有蓄熱室17，蓄熱室17上方通過斜道18連接燃燒室，燃燒室依次設(shè)有若干立火道19，氧氣通過蓄熱室17、斜道18最終通往燃燒室的立火道19，燃燒后的廢氣從燃燒室底部的斜道18排出；所述燃?xì)夤苈钒ㄈ細(xì)庵鞴?、燃?xì)鈾M管10，燃?xì)庵鞴? 一端連接預(yù)熱器8，另一端連接若干平行設(shè)置的燃?xì)鈾M管10，燃?xì)鈾M管10上垂直設(shè)有下噴管11，下噴管11與燃燒室的立火道19相通，燃?xì)庋叵聡姽?1直接送往立火道19。
[0022]所述氧氣交換控制閥和廢氣交換控制閥間隔開閉。
[0023]所述廢氣主管13連接壓縮機(jī)14和廢氣氣液分離器15。
[0024]實(shí)施例2:環(huán)保焦?fàn)t的應(yīng)用
具體步驟為:依據(jù)所需量空氣分離`器I產(chǎn)生0.25 MPa的低壓氧氣，通過減壓器2將氧壓降到0.1MPa后進(jìn)入氧氣主管3，氧氣主管3上連接的若干氧氣支管4，氧氣支管4與對應(yīng)小煙道6相連通，通過交換控制閥5控制開閉，按焦?fàn)t燃燒室燃燒制度開啟交換控制閥5(相鄰的氧氣支管4上的交換控制閥5關(guān)閉，對應(yīng)的廢氣支管12上的交換控制閥5開啟)，使氧氣進(jìn)入小煙道6再經(jīng)蓄熱室17換熱后通過斜道18進(jìn)入燃燒室立火道19。
[0025]同時(shí)，回爐燃?xì)?經(jīng)過預(yù)熱器8預(yù)熱后進(jìn)入燃?xì)庵鞴?，燃?xì)庵鞴?連接燃?xì)鈾M管10，燃?xì)馔ㄟ^燃?xì)鈾M管10經(jīng)過下噴管11送入上述對應(yīng)的燃燒室的立火道19。燃?xì)馀c氧氣在立火道19中進(jìn)行燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量提供相鄰炭化室21用來煉焦，生成的廢氣(主要含CO2和H2O)經(jīng)過斜道18進(jìn)入蓄熱室17換熱后進(jìn)入小煙道6，連接廢氣支管12的交換控制閥5打開，使廢氣進(jìn)入到廢氣主管13，通過壓縮機(jī)14提供系統(tǒng)的動力，最后廢氣進(jìn)入廢氣氣液分離器15分離后利用。
[0026]以上實(shí)施例僅結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了說明，而并非對其保護(hù)范圍進(jìn)行限制；本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，其依然可以對前述實(shí)施例不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種焦?fàn)t，包括炭化室、燃燒室、斜道區(qū)、蓄熱室、爐頂區(qū)和加熱系統(tǒng)管路，其特征在于:所述加熱系統(tǒng)管路包括氧氣管路、廢氣管路、回爐燃?xì)夤苈?，所述氧氣管路包括氧氣主管、氧氣支管，氧氣主管一端與減壓器連接，另一端連通有若干平行設(shè)置的氧氣支管，氧氣支管安裝氧氣交換控制閥與小煙道連通；所述廢氣管路包括廢氣主管、廢氣支管，廢氣主管上連通有若干平行設(shè)置的廢氣支管，廢氣支管安裝廢氣交換控制閥與小煙道連通；小煙道上方設(shè)有蓄熱室，蓄熱室上方通過斜道連接燃燒室，燃燒室依次設(shè)有若干立火道，氧氣最終通往燃燒室的立火道，燃燒后的廢氣從燃燒室經(jīng)斜道、蓄熱室排入小煙道，再經(jīng)廢氣支管到廢氣主管排出；所述回爐燃?xì)夤苈钒ㄈ細(xì)庵鞴?、燃?xì)鈾M管，燃?xì)庵鞴芤欢诉B接預(yù)熱器，另一端連接若干平行設(shè)置的燃?xì)鈾M管，燃?xì)鈾M管上垂直設(shè)有下噴管，下噴管與燃燒室的立火道相通，燃?xì)庋叵聡姽苤苯铀屯⒒鸬馈?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t，其特征在于:所述氧氣交換控制閥和廢氣交換控制閥間隔開閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t，其特征在于:所述廢氣主管連接壓縮機(jī)和廢氣氣液分離器。
4.一種權(quán)利要求f 3所述的焦?fàn)t的應(yīng)用方法，其特征在于:包括以下步驟: I、空氣分離器產(chǎn)生氧氣通過減壓器后進(jìn)入氧氣主管，氧氣主管上連接的氧氣支管按焦?fàn)t燃燒室燃燒制度間隔開啟交換控制閥，使氧氣進(jìn)入小煙道再經(jīng)蓄熱室換熱后進(jìn)入立火道； II、回爐燃?xì)饨?jīng)過預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入燃?xì)庵鞴?，燃?xì)庵鞴苓B接燃?xì)鈾M管，經(jīng)過下噴管送入燃燒室的立火道，與1中進(jìn)入立火道的氧氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)； III、燃燒生成的廢氣經(jīng)過斜道進(jìn)入蓄熱室換熱后進(jìn)入小煙道，按燃燒制度間隔對應(yīng)開啟廢氣交換控制閥經(jīng)廢氣支管到廢氣主管，再由廢氣主管經(jīng)壓縮機(jī)進(jìn)入廢氣氣液分離器分離后利用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的焦?fàn)t的應(yīng)用方法，其特征在于:所述回爐燃?xì)馐墙?jīng)過除塵、脫硫凈化工序后得到的凈焦?fàn)t煤氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的焦?fàn)t的應(yīng)用方法，其特征在于:所述回爐燃?xì)馐墙够瘡S制得的化學(xué)產(chǎn)品未反應(yīng)的合成氣；所述焦化廠制得的化學(xué)產(chǎn)品為甲醇、二甲醚、烯烴、丙烯、汽油中的任一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的焦?fàn)t的應(yīng)用方法，其特征在于:所述回爐燃?xì)馐荂O2與焦?fàn)t煤氣重整后的合成氣。
【文檔編號】C10B21/08GK103820132SQ201410086181
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】張繼龍, 易群, 張小超, 鄭華艷, 荊潔穎, 任龍, 李剛, 任曉霞 申請人:太原理工大學(xué)