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Title:
COAL PYROLYSIS FURNACE FOR LOW METAMORPHIC BITUMINOUS COAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/044084
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a coal pyrolysis furnace for low metamorphic bituminous coal, including a furnace body, a coal-charging device, a coal pyrolysis carbonization device, a coke modification device, a coke dry quenching device, and a raw gas export device; the coal charging device, the coal pyrolysis carbonization device, the coke modification device, the coke dry quenching device, and the raw gas export device are formed integrally on the furnace body from top to bottom; the coal-charging device includes a coal-charging bunker, a vapour-discharging device and a preheating device; the coal pyrolysis carbonization device mainly includes a carbonization chamber, an external fuel gas heating device, an inner fuel gas heating device and a flame path bow. Using the pyrolysis furnace, continuous high-temperature pyrolysis of low metamorphic bituminous coal can be achieved and meanwhile, a clean gas produced by purifying and recovering from the waste gas during the high temperature pyrolysis is burnt, and a low-temperature waste gas produced by the incompletely combusted waste gas via regenerative heat exchange is used for dry quenching and cooling the "anthracite" formed by the high temperature pyrolysis, and then again the high-temperature combustible waste gas produced during the dry quenching is supplemented with gas for combustion and the hot high-temperature waste gas after combustion by gas supplementation is used to preheat and dry the low metamorphic bituminous coal before entering the furnace, which substantially does not need to consume external energy, thus saving production costs.

Inventors:
WANG XINMIN (CN)
WANG FUSHENG (CN)
Application Number:
PCT/CN2013/080806
Publication Date:
March 27, 2014
Filing Date:
August 05, 2013
Export Citation:
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Assignee:
SHANXI XINLI ENERGY TECHNOLOGY (CN)
International Classes:
C10B15/00; C10B21/10; C10B21/12; C10B27/00; C10B31/00; C10B39/00; C10B57/00
Foreign References:
CN102827616A2012-12-19
CN202808699U2013-03-20
CN102250629A2011-11-23
CN202072660U2011-12-14
CN102492431A2012-06-13
Attorney, Agent or Firm:
GXIPO PATENT AGENCY OFFICE (GENERAL PARTNER) (CN)
太原高欣科创专利代理事务所(普通合伙) (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1、 一种低变质烟煤的煤热解炉, 其特征在于: 包括炉体、 加煤装置、 煤热解炭化装置、 焦改质装置、 干熄焦装置、 荒煤气导出装置; 所述的加煤装置、 煤热解炭化装置、 焦改质装 置以及干熄焦装置在炉体上自上而下一体成形; 所述的加煤装置包括炉体、 加煤仓、 水汽排 出装置、 预热装置; 所述的炉体的上部内部形成加煤仓; 所述的水汽排出装置包括水汽排出 孔、 水汽孔串通管道、 水汽收集管道、 冷凝水聚集管道, 所述的水汽排出孔设置在加煤仓的 四周的炉体壁上, 水汽孔串通管道在纵向将水汽排出孔成列串接在一起, 水汽收集管道设置 在水汽孔串通管道的上部, 将数列的水汽孔串通管道上部汇集在一起利于水汽排放, 冷凝水 聚集管道设置在水汽孔串通管道的下部, 将数列的水汽孔串通管道下部汇集在一起利于冷凝 水排放; 所述的预热装置设于加煤仓下方, 预热装置包括炉体、 废气室、 至少一条以上废气 预热通道、 至少一个以上预热器, 至少一个以上预热室、 废气聚集环道, 所述的炉体在此处 分为内、 中、 外三层墙体, 内层墙体形成废气室, 废气室的底部设有热废气进入通道, 中层 墙体与外层墙体之间形成废气聚集环道, 在废气聚集环道上设有废气主出口, 废气预热通道 穿过内、 中层墙体将废气室与废气聚集环道连通, 并将内层墙体与中层墙体之间分隔成若干 个预热室, 所述的预热器分别置于两个相邻预热室中, 预热器中间形成过煤预热通道, 过煤 预热通道上部与加煤仓底部相通; 所述的煤热解炭化装置设置在炉体中部, 主要包括炭化室、 外燃气加热装置、 内燃烧加热装置、 火道弓; 炭化室位于火道弓上方由耐火导热材料内、 外 环墙构成一个环状空间, 围绕在炭化室外墙环外周为外燃气加热装置, 其中外燃气加热装置 主要由一组以上结构相同的第一燃气加热器和第二燃气加热器及气体换向装置构成, 炭化室 内环墙环内为内燃烧加热装置, 内燃烧加热装置主要由一组以上结构相同的第三燃气加热器 和第四燃气加热器及熄焦废气加热器构成; 所述的预热器的过煤预热通道下部与煤热解炉的 炭化室相通; 所述的焦改质装置设置于炉体炉腔中位于火道弓上, 包括炭化室的下部形成焦 改质室、 内燃烧加热装置的主内火道下部、 下段副内火道, 内燃烧加热装置的中心环墙围成 中心通道的高温可燃废气进入通道的下部, 中心环墙下部设有贯通高温可燃废气进入通道与 主内火道、 下段副内火道的可燃废气进入孔, 所述的干熄焦装置设置煤热解炉腔中位于炭化 室、 焦改质装置、 内燃烧加热装置以及火道弓下方, 包括高温熄焦室、 低温熄焦室、 熄焦桥 弓、 熄焦废气风机; 所述的高温熄焦室设置在火道弓的下方, 高温熄焦室的顶部与高温可燃 废气通道相通; 所述的熄焦桥弓设置在高温熄焦室与低温熄焦室之间包括桥弓、 集风室、 干 熄风环道、干熄风管, 至少一条以上的桥弓以高温熄焦室和低温熄焦室轴中心呈一定角度在 干熄风环道中间隔成辐形布置, 桥弓中部形成集风室, 集风室为一个直经上大下小的倒锥台 形腔室, 集风室的顶部设置有半球形风帽, 集风室的下部开口朝向低温熄焦室; 干熄风管设 置在桥弓中, 干熄风管一端通向集风室, 另一端通向干熄风环道, 干熄风环道通过进风管与 熄焦废气风机相联; 所述的低温熄焦室的底部开口处设置有出焦阀门; 所述的荒煤气导出装 置, 包括荒煤气集中室、 内导出通道, 外导出通道、 导出主通道, 导出环道; 所述的荒煤气 集中室设置在煤热解炉的炭化室的顶部与炭化室一体成形; 所述的内导出通道设置火道隔墙 中, 内导出通道入口穿过炭化室的内环墙通向炭化室, 内导出通道出口穿过内环墙通向炭化 室顶部的荒煤气集中室; 所述的外导出通道设置炉体的外墙中, 包括下外导出通道入口、 上 外导出通道入口, 所述的下外导出通道入口、 上外导出通道入口穿过炭化室的外环墙通向炭 化室, 外导出通道出口穿过外环墙通向炭化室顶部的荒煤气集中室; 所述的导出主通道设置 在煤热解炉的炉体的外墙中, 导出主通道入口与荒煤气集中室相通再向上延伸到设置炉体的 外墙上部导出环道中, 所述的导出环道设置一荒煤气导出口。

2、 如权利要求 1所述的一种低变质烟煤的煤热解炉, 其特征在于: 所述的预热器的过煤 预热通道下部的炉体上设有中间调节煤仓, 过煤预热通道下部与中间调节煤仓相通, 中间调 节煤仓通过下料煤道与煤热解炉的炭化室相通。

3、 如权利要求 1所述的一种低变质烟煤的煤热解炉, 其特征在于: 所述的外燃气加热装 置的第一燃气加热器包括第一燃烧室、 第一煤气进入支管和第一蓄热换热器, 第一燃烧室成 相对封闭的煤气燃烧火道, 第一煤气进入支管通到第一燃烧室底部, 第一蓄热换热器包括第 一蓄热腔、 第一蓄热体、 第一空气进入支管和第一燃烧废气排出支管, 第一蓄热腔设置在炉 体外墙中, 第一蓄热体设置第一蓄热腔中, 第一蓄热腔一端通向第一燃烧室底部, 另一端分 别接有第一空气进入支管和第一燃烧废气排出支管;所述的第二燃气加热器包括第二燃烧室、 第二煤气进入支管和第二蓄热换热器, 第二煤气进入支管通到第二燃烧室底部, 第二蓄热换 热器包括第二蓄热腔、 第二蓄热体、 第二空气进入支管和第二燃烧废气排出支管, 第二蓄热 腔亦设置在炉体外墙中, 第二蓄热体设置第二蓄热腔中, 第二蓄热腔一端通向第二燃烧室底 部, 另一端分别接有第二空气进入支管和第二燃烧废气排出支管; 所述的第一燃烧室和第二 燃烧室之间设有燃烧室通孔; 所述的气体换向装置包括上盘、 下盘、 旋转换向电机、 空气风 机、 煤气风机、 废气风机, 所述的下盘分别接有一个空气主管和第一空气分管、 第二空气分 管, 一个煤气主管和第一煤气分管、第二煤气分管, 一个燃烧废气主管和第二燃烧废气分管、 第一燃烧废气分管, 其中, 第二燃烧废气分管和第一燃烧废气分管与第一空气分管和第二空 气分管及第一煤气分管和第二煤气分管的设置刚好对调; 所述的上盘转动贴合在下盘上方, 上盘分别对应设置有空气连接管、 煤气连接管、 燃烧废气连接管, 所述的旋转换向电机与上 盘传动连接, 带动上盘在下盘上往复转动; 其中, 所述的第一空气分管和第一空气进入支管 联接, 同时, 所述的第一煤气分管和第一煤气进入支管联接, 与此同时, 所述的第一燃烧废 气分管与第一燃烧废气排出支管联接; 同理, 第二空气分管和第二空气进入支管联接, 同时, 第二煤气围管将第二煤气分管和第二煤气进入支管联接, 与此同时, 第二燃烧废气分管与第 二燃烧废气排出支管联接。

4、 如权利要求 1所述的一种低变质烟煤的煤热解炉, 其特征在于: 所述的内燃烧加热装 置的熄焦废气加热器包括内火道、 空气补管、 一次补气管、 二次补气管、 补气环道、 中心环 墙、 内火道隔墙、 中心通道, 所述的内火道主要由炭化室内环墙和位于炭化室内环墙内的中 心环墙和至少一道内火道隔墙隔成至少一组以上并列的主内火道、 副内火道; 所述的副内火 道中设置上封堵隔板、 下封堵隔板, 将副内火道分成上、 中、 下三段, 即上段副内火道、 中 段副内火道、 下段副内火道, 所述的上段副内火道与主内火道之间的火道隔墙上设置有废气 串通孔, 上段副内火道和主内火道顶部开设热废气排出通道, 所述的下段副内火道与主内火 道之间的火道隔墙上设置火道串通孔; 所述的中心环墙围成中心通道, 中心通道中与上封堵 隔板平齐处设置一通道隔板, 将中心通道分隔成上、 下两部分, 即上部分形成缓冲区、 下部 分形成高温可燃废气进入通道, 中心环墙上部设有贯通缓冲区与主内火道和上段副内火道的 废气进入孔, 中心环墙下部设有贯通高温可燃废气进入通道与主内火道和下段副内火道的可 燃废气进入孔, 所述的补气环道设置在炉体外墙上, 所述的空气补管与补气环道联通, 所述 的一次补气管、 二次补气管与补气环道联通, 从火道弓的条弓的下面穿过向上延伸至在主、 副内火道的之间的火道隔墙内部, 一次补气管的出口位于下封堵隔板以下, 分别通向主内火 道和下段副内火道, 二次补气管的二次补气出口通向主内火道; 所述的中段副内火道形成相 对封闭的独立燃气燃烧室, 上一条中段副内火道与紧邻下一条中段副内火道通过燃烧室通道 贯通成相关一组, 燃烧室通道位于上封堵隔板下方并从上一条中段副内火道与紧邻下一条中 段副内火道之间的一条主内火道中穿过, 所述的第三燃气加热器包括第三燃烧室、 第三空气 进入支管、 第三煤气进入支管、 第三蓄热腔、 第三蓄热体、 第三空气进入支管和第三燃烧废 气排出支管, 所述的第三燃烧室为中段副内火道, 所述的第三煤气进入支管从火道弓的条弓 下方穿过向上延伸经过火道隔墙内部通向第三燃烧室, 即中段副内火道, 第三蓄热腔设置在 条弓下方的炉体上, 第三蓄热体置于第三蓄热腔中, 第三蓄热腔一端通过延伸通道从火道弓 的条弓的下方穿过向上延伸经过火道隔墙内部通向第三燃烧室底部, 第三蓄热腔另一端分别 接有第三空气进入支管和第三燃烧废气排出支管; 同理, 第四燃烧加热器结构与第三燃烧器 相同, 其中第四燃烧室与第三燃烧室通过燃烧室通道接通构成关联一组。 5、 如权利要求 1所述的一种低变质烟煤的煤热解炉, 其特征在于: 所述的外燃气加热装 置主要分成上、 中、 下三段式加热, 每段由多组结构相同的第一燃气加热器和第二燃气加热 器构成。

Description:
一种低变质烟煤的煤热解炉 技术领域

本发明涉及一种煤热解炉, 特别是一种对低变质烟煤的加煤、 炭化、 改质、 干熄一体的 煤热解炉。

背景技术

研究表明, 我国的煤从形成年代看, 以侏罗纪煤储量最大, 约占我国已探明的煤储存量 的 45 %, 由于这一时代形成的煤除了极少数无烟煤之外 , 其余大多数是褐煤、 长焰煤、 不黏 煤、 弱黏煤等低变质烟煤, 低变质烟煤的物理特性是含水量高、 挥发成分高, 特别是褐煤, 一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、 无光泽的低级煤, 含水量更是高达到 40 %以上, 并含 游离腐植酸, 化学反应性强, 在空气中容易风化, 不易储存和远运, 即时储存也不能超过两 个月, 否则就易发火自燃, 堆放高度也不应超过两米, 占地面积大, 这些煤开采率往往很低。

然而低变质烟煤、 褐煤又广泛用于炼焦、 炼油、 气化、 液化、 动力和化工等方面, 为了 更好利用低变质烟煤、 褐煤, 行业内对低变质烟煤、 褐煤的煤化工艺普遍采取先对低变质烟 煤、 褐煤进行脱水干燥, 再低温热解干馏方法, 由于对变质烟煤、 褐煤进行脱水干燥需要消 耗大量的能源, 生产成本高, 而且低温热解干馏获得的煤化附产品如荒煤气 、 焦油也相对较 低, 现阶段人们逐步研究对低变质烟煤、 褐煤进行高温热解工艺。

本发明人长期对低变质烟煤、 褐煤的物理特性和高温煤热解工艺的研究, 创新一套全新 的对低变质烟煤、 褐煤进行脱水干燥和高温热解工艺及装置。

发明内容

本发明提供了一种低变质烟煤的煤热解炉, 该煤热解炉将煤热解炭化、 改质、 干熄工艺 整合在同一个煤热炉体中, 使得炭化、 改质、 干熄得以连续实现。

实现上述目的所采取的技术方案是:

一种低变质烟煤的煤热解炉, 包括炉体、 加煤装置、 煤热解炭化装置、 焦改质装置、 干 熄焦装置、 荒煤气导出装置; 所述的加煤装置、 煤热解炭化装置、 焦改质装置以及干熄焦装 置在炉体上自上而下一体成形; 所述的加煤装置包括炉体、 加煤仓、 水汽排出装置、 预热装 置; 所述的炉体的上部内部形成加煤仓; 所述的水汽排出装置包括水汽排出孔、 水汽孔串通 管道、 水汽收集管道、冷凝水聚集管道, 所述的水汽排出孔设置在加煤仓的四周的炉体 壁上, 水汽孔串通管道在纵向将水汽排出孔成列串接 在一起, 水汽收集管道设置在水汽孔串通管道 的上部, 将数列的水汽孔串通管道上部汇集在一起利于 水汽排放, 冷凝水聚集管道设置在水 汽孔串通管道的下部, 将数列的水汽孔串通管道下部汇集在一起利于 冷凝水排放; 所述的预 热装置设于加煤仓下方, 预热装置包括炉体、 废气室、 至少一条以上废气预热通道、 至少一 个以上预热器, 至少一个以上预热室、 废气聚集环道, 所述的炉体此处分为内、 中、 外三层 墙体, 内层墙体形成废气室, 废气室的底部设有热废气进入通道, 中层墙体与外层墙体之间 形成废气聚集环道, 在废气聚集环道上设有废气主出口, 废气预热通道穿过内、 中层墙体将 废气室与废气聚集环道连通, 并将内层墙体与中层墙体之间分隔成若干个预 热室, 所述的预 热器分别置于两个相邻预热室中, 预热器中间形成过煤预热通道, 过煤预热通道上部与加煤 仓底部相通; 所述的煤热解炭化装置设置在炉体中部, 主要包括炭化室、 外燃气加热装置、 内燃烧加热装置、 火道弓; 炭化室位于火道弓上方由耐火导热材料内、 外环墙构成一个环状 空间, 围绕在炭化室外墙环外周为外燃气加热装置, 其中外燃气加热装置主要由一组以上结 构相同第一燃气加热器和第二燃气加热器及气 体换向装置构成, 炭化室内环墙环内为内燃烧 加热装置, 内燃烧加热装置主要由一组以上结构相同的第 三燃气加热器和第四燃气加热器及 熄焦废气加热器构成; 所述的预热器的过煤预热通道下部与煤热解炉 的炭化室相通; 所述的 焦改质装置设置于炉体炉腔中位于火道弓上, 包括炭化室的下部形成焦改质室、 内燃烧加热 装置的主内火道下部、 下段副内火道, 内燃烧加热装置的中心环墙围成中心通道的高 温可燃 废气进入通道的下部, 中心环墙下部设有贯通高温可燃废气进入通道 与主内火道、 下段副内 火道的可燃废气进入孔, 所述的干熄焦装置设置煤热解炉腔中位于炭化 室、 焦改质装置、 内 燃烧加热装置以及火道弓下方, 包括高温熄焦室、 低温熄焦室、 熄焦桥弓、 熄焦废气风机; 所述的高温熄焦室设置在火道弓的下方, 高温熄焦室的顶部与高温可燃废气通道相通; 所述 的熄焦桥弓设置在高温熄焦室与低温熄焦室之 间包括桥弓、集风室、干熄风环道、干熄风管 , 至少一条以上的桥弓以高温熄焦室和低温熄焦 室轴中心呈一定角度在干熄风环道中间隔成辐 形布置, 桥弓中部形成集风室, 集风室为一个直经上大下小的倒锥台形腔室, 集风室的顶部 设置有半球形风帽, 集风室的下部开口朝向低温熄焦室; 干熄风管设置在桥弓中, 干熄风管 一端通向集风室, 另一端通向干熄风环道, 干熄风环道通过进风管与熄焦废气风机相联; 所 述的低温熄焦室的底部开口处设置有出焦阀门 ; 所述的荒煤气导出装置, 包括荒煤气集中室、 内导出通道, 外导出通道、 导出主通道, 导出环道; 所述的荒煤气集中室设置在煤热解炉的 炭化室的顶部与炭化室一体成形; 所述的内导出通道设置火道隔墙中, 内导出通道入口穿过 炭化室的内环墙通向炭化室, 内导出通道出口穿过内环墙通向炭化室顶部的 荒煤气集中室; 所述的外导出通道设置炉体的外墙中, 包括下外导出通道入口、 上外导出通道入口, 所述的 下外导出通道入口、 上外导出通道入口穿过炭化室的外环墙通向炭 化室, 外导出通道出口穿 过外环墙通向炭化室顶部的荒煤气集中室; 所述的导出主通道设置在煤热解炉的炉体的外 墙 中, 导出主通道入口与荒煤气集中室相通再向上延 伸到设置炉体的外墙上部导出环道中, 所 述的导出环道设置一荒煤气导出口。

优选的, 所述的预热器的过煤预热通道下部的炉体上设 有中间调节煤仓, 过煤预热通道 下部与中间调节煤仓相通, 中间调节煤仓通过下料煤道与煤热解炉的炭化 室相通。

优选的, 所述的外燃气加热装置的第一燃气加热器包括 第一燃烧室、 第一煤气进入支管 和第一蓄热换热器, 第一燃烧室成相对封闭的煤气燃烧火道, 第一煤气进入支管通到第一燃 烧室底部, 第一蓄热换热器包括第一蓄热腔、 第一蓄热体、 第一空气进入支管和第一烧废气 排出支管, 第一蓄热腔设置在炉体外墙中, 第一蓄热体设置第一蓄热腔中, 第一蓄热腔一端 通向第一燃烧室底部, 另一端分别接有第一空气进入支管和第一燃烧 废气排出支管; 所述的 第二燃气加热器包括第二燃烧室、 第二煤气进入支管和第二蓄热换热器, 第二煤气进入支管 通到第二燃烧室底部, 第二蓄热换热器包括第二蓄热腔、 第二蓄热体、 第二空气进入支管和 第二燃烧废气排出支管, 第二蓄热腔亦设置在炉体外墙中, 第二蓄热体设置第二蓄热腔中, 第二蓄热腔一端通向第二燃烧室底部, 另一端分别接有第二空气进入支管和第二燃烧 废气排 出支管; 所述的第一燃烧室和第二燃烧室之间设有燃烧 室通孔; 所述的气体换向装置包括上 盘、 下盘、 旋转换向电机、 空气风机、 煤气风机、 废气风机, 所述的下盘分别接有一个空气 主管和第一空气分管、 第二空气分管, 一个煤气主管和第一煤气分管、 第二煤气分管, 一个 燃烧废气主管和第二燃烧废气分管、 第一燃烧废气分管, 其中, 第二燃烧废气分管和第一燃 烧废气分管与第一空气分管和第二空气分管及 第一煤气分管和第二煤气分管的设置刚好对 调; 所述的上盘转动贴合在下盘上方, 上盘分别对应设置有空气连接管、 煤气连接管、 燃烧 废气连接管, 所述的旋转换向电机与上盘传动连接, 带动上盘在下盘上往复转动; 其中, 所 述的第一空气分管和第一空气进入支管联接, 同时, 所述的第一煤气分管和第一煤气进入支 管联接, 与此同时, 所述的第一燃烧废气分管与第一燃烧废气排出 支管联接; 同理, 第二空 气分管和第二空气进入支管联接, 同时, 第二煤气围管将第二煤气分管和第二煤气进入 支管 联接, 与此同时, 第二燃烧废气分管与第二燃烧废气排出支管联 接。

优选的, 所述的内燃烧加热装置的熄焦废气加热器包括 内火道、 空气补管、 一次补气管、 二次补气管、 补气环道、 中心环墙、 内火道隔墙、 中心通道, 所述的内火道主要由炭化室内 环墙和位于炭化室内环墙内的中心环墙和至少 一道内火道隔墙隔成至少一组以上并列的主内 火道、 副内火道; 所述的副内火道中设置上封堵隔板、 下封堵隔板, 将副内火道分成上、 中、 下三段, 即上段副内火道、 中段副内火道、 下段副内火道, 所述的上段副内火道与主内火道 之间的火道隔墙上设置有废气串通孔, 上段副内火道和主内火道顶部开设热废气排出 通道, 所述的下段副内火道与主内火道之间的火道隔 墙上设置火道串通孔; 所述的中心环墙围成中 心通道, 中心通道中与上封堵隔板平齐处设置一通道隔 板, 将中心通道分隔成上、 下两部分, 即上部分形成缓冲区、 下部分形成高温可燃废气进入通道, 中心环墙上部设有贯通缓冲区与 主内火道和上段副内火道的废气进入孔, 中心环墙下部设有贯通高温可燃废气进入通道 与主 内火道和下段副内火道的可燃废气进入孔, 所述的补气环道设置在炉体外墙上, 所述的空气 补管与补气环道联通, 所述的一次补气管、 二次补气管与补气环道联通, 从火道弓的条弓的 下面穿过向上延伸至在主、 副内火道的之间的火道隔墙内部, 一次补气管的出口位于下封堵 隔板以下, 分别通向主内火道和下段副内火道, 二次补气管的二次补气出口通向主内火道; 所述的中段副内火道形成相对封闭的独立燃气 燃烧室, 上一条中段副内火道与紧邻下一条中 段副内火道通过燃烧室通道贯通成相关一组, 燃烧室通道位于上封堵隔板下方并从上一条中 段副内火道与紧邻下一条中段副内火道之间的 一条主内火道中穿过, 所述的第三燃气加热器 包括第三燃烧室、 第三空气进入支管、 第三煤气进入支管、 第三蓄热腔、 第三蓄热体、 第三 空气进入支管和第三燃烧废气排出支管, 所述的第三燃烧室为中段副内火道, 所述的第三煤 气进入支管从火道弓的条弓下方穿过向上延伸 经过火道隔墙内部通向第三燃烧室, 即中段副 内火道, 第三蓄热腔设置在条弓下方的炉体上, 第三蓄热体置于第三蓄热腔中, 第三蓄热腔 一端通过延伸通道从火道弓的条弓的下方穿过 向上延伸经过火道隔墙内部通向第三燃烧室底 部, 第三蓄热腔另一端分别接有第三空气进入支管 和第三燃烧废气排出支管; 同理, 第四燃 烧加热器结构与第三燃烧器相同, 其中第四燃烧室与第三燃烧室通过燃烧室通道 接通构成关 联一组。

优选的, 所述的外燃气加热装置主要分成上、 中、 下三段式加热, 每段由多组结构相同 的第一燃气加热器和第二燃气加热器构成。

本发明将煤热解加煤、 炭化、 改质、 干熄工艺整合在同一个煤热炉体中, 可以实现连续 不间断地对低变质烟煤进行高温热解, 同时利用高温热解过程中产生的荒煤气经过化 产回收 净化后的净煤气进行燃烧, 利用未充分完全燃烧后的废气经过蓄热换热后 变成的低温废气, 利用燃烧废气本身不可燃烧性代替现有使用惰 性氮气对已经高温热解完成的变成的 "无烟炭" 进行干熄降温, 再对干熄过程中产生的高温可燃废气进行再次 补气燃烧, 补气燃烧后的高温 热废气用来对入炉前的低变质烟煤进行预热干 燥, 所以本发明在煤热解加煤、 炭化、 改质、 干熄工艺基本不需要消耗外来能源, 生产成本得以节省。 附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一 步详细说明。

图 1是本发明所涉及的热废气脱水装置剖视示意 一;

图 2是本发明所涉及的热废气脱水装置剖视示意 二;

图 3是图 1中 k-k处截面示意图;

图 4是图 1中 p-p处截面示意图;

图 5是图 1中 j-j处截面示意图;

图 6是本发明的加煤装置的剖视图;

图 7是图 6中 a -a处截面示意图;

图 8是图 6中 b-b处截面图;

图 9是图 6中 d-d处截面图;

图 10是本发明的加煤装置与热废气脱水装置组成 意图;

图 11是图 25中 F处放大图;

图 12是图 11中 X— X处截面图;

图 13是本发明的气体换向器示意图;

图 14是本发明的气体换向器上下盘示意图;

图 15是图 14中 c— c处剖视示意图;

图 15— 1是本发明的气体换向器与燃气加热器管网连 示意图;

图 16是图 21中 z-z处截面示意图;

图 17是图 21中 w-w处截面示意图; 图 18是图 21中 y-y处截面示意图; 图 19是本发明的煤热解炉的焦改质装置示意图 (图 21中 u—u处截面图); 图 20是本发明火道弓示意图 (图 21中 t一 t处截面图);

图 21是本发明的煤热解炭化装置示意图 (图 25中 E处放大图); 图 22是本发明的干熄焦装置示意图 (图 25中 H处放大图);

图 23本发明的熄焦桥弓示意图;

图 24是本发明的工控中心电气连接示意图;

图 25是本发明的煤热解炉总体示意图;

图 26是本发明的荒煤气导出装置示意图 (图 25中 G处放大图)。

具体实施方式

本发明一种低变质烟煤的煤热解炉的具体实施 例主要在以下予以详细介绍。 第一部分 低变质烟煤的粒度控制

在低变质烟煤、 褐煤脱水干燥之前可以通过粒度控制器选取 0〜60mm之间的混合煤料, 研究表明, 在这个粒度范围内对低变质烟煤、 褐煤进行脱水干燥, 干燥充分, 脱水效率高, 但这不构成对本发明对所需要的低变质烟煤、 褐煤的限制, 本发明对粒度大于 60mm 的低变 质烟煤、 褐煤同样适用。

第二部分 低变质烟煤脱水

如图 1、 图 2所示: 低变质烟煤的热废气脱水装置 1, 包括壳体 11、 水汽蒸发排出装置 12, 废气换热脱水器 13、 下煤仓 14; 壳体 11 内形成用于煤干燥的空腔 111, 空腔 111顶部 相对封闭只设有进煤口 112, 下煤仓 14设置在壳体 11底部与空腔 111相通。

如图 1、 图 2、 图 3所示: 水汽蒸发排出装置 12包括水蒸汽排出孔 121、 水蒸汽孔串通 管道 122、 水蒸汽连接管道 123、 冷凝水收集管道 124, 数个水蒸汽排出孔 121按规则纵横设 置设置在壳体 11上部的壁面上,其中水蒸汽孔串通管道 122在纵向将水蒸汽排出孔 121成列 串接在一起, 水蒸汽连接管道 123设置在水蒸汽孔串通管道 122的上部, 将数列的水蒸汽孔 串通管道 122上部汇集在一起利于水蒸汽排放, 冷凝水收集管道 124设置在水蒸汽孔串通管 道 122的下部, 将数列的水蒸汽孔串通管道 122下部汇集在一起利于冷凝水排放。

如图 1、 图 2、 图 4所示, 废气换热脱水器 13包括热废气进入通道 131、 热废气缓冲室 132、 散热管 133、 散热管串接通道 134、 废气过渡通道 135、 低温废气排出通道 136; 热废气 进入通道 131设置在壳体 11的中上部壁面上, 以便在壳体 11的空腔 111上部留出低变质烟 煤的进煤和水蒸汽释放空间, 热废气缓冲室 132亦设置在热废气进入通道 131的入口处壁面 上, 主要来避免高温热废气直接进来冲击散热管 133和散热管串接通道 134, 同时也可让热 废气均匀进入散热管串接通道 134和散热管 133中, 散热管串接通道 134采用金属材料制成 横穿过壳体 11的内部空腔 111, 将热废气缓冲室 132与废气过渡通道 135连通在一起, 数条 散热管 133亦采用金属材料制成间隔连接在散热管串接 通道 134上并与散热管串接通道 134 贯通, 低温废气排出通道 136设置在壳体 11的下部壁面上与废气过渡通道 135相通。

如图 1、 图 2、 图 3、 图 4所示, 壳体 11成方形, 水汽蒸发排出装置 12还包括水蒸汽收 集管道 125和冷凝水连接管道 126, 水蒸汽排出孔 121成列设置在壳体 11上部的两个相对的 壁面内, 如前壁面 113, 后壁面 114, 水蒸汽收集管道 125将前壁面 113, 后壁面 114中的水 蒸汽收集管道 125串接在一起,以利于水蒸汽的集中排放,冷 凝水连接管道 126将前壁面 113, 后壁面 114中的冷凝水收集管道 124串接在一起, 以利于冷凝水的集中排放。

如图 1、 图 2、 图 4、 图 5所示, 为了让低变质烟煤在壳体 11的空腔 111中充分脱水干 燥, 特别是对于含水量大的褐煤, 需要让褐煤对壳体 11的空腔 111停留较长时间, 才能充分 脱水, 所以壳体的高度设计很高, 这就要对低变质烟煤进行多组多级长时间脱水 , 故废气过 渡通道 135至少一个以上, 散热管串接通道 134亦至少一条以上, 热废气缓冲室 132与第一 个废气过渡通道 1351 分别设置在壳体两个相对的壁面上, 如图 1、 图 4所示, 热废气缓冲室 132设置在左壁面 115上, 第一废气过渡通道 1351设置在右壁面 116上, 多条散热管串接通 道 134将热废气缓冲室 132与第一个废气过渡通道 1351连通在一起, 如图 1、 图 5所示, 第 二废气过渡通道 1352设置在与热废气缓冲室 132同侧下方的左壁面 115上与第一个废气过渡 通道 1351相对, 多条散热管串接通道 134将第一个废气过渡通道 1351与第二个废气过渡通 道 1352连通在一起,第三废气过渡通道设置 1353在第一个废气过渡通道 1351同侧下方的右 壁面 116上与第二个废气过渡通道 1352相对,多条散热管串接通道 134将第二个废气过渡通 道 1352与第三个废气过渡通道 1353连通在一起, 依此类推, 低温废气排出通道 136与最后 一个废气过渡通道 1354相通。

如图 1、 图 2、 图 3、 图 4、 图 5所示, 散热管 133呈 "U"型, 散热管串接通道 134至少 一条以上, 数条 U型散热管 133其中的一端与上一条散热管串接通道 134相贯通, U型散热 管 133的另一端与相邻的下一条散热管串接通道 134贯通, 上一条散热管串接通道 134的一 端 1341与热废气缓冲室 132相通而另一端 1342封闭,下一条散热管串接通道 134的一端 1341 封闭而另一端 1342与第一废气过渡通道 1351相通, 同理, 在第一废气过渡通道 1351与第二 废气过渡通道 1352之间, 亦是上一条散热管串接通道 134的一端 1342与第一废气过渡通道 1351相通而另一端 1341封闭, 下一条散热管串接通道 134的一端 1342封闭而另一端 1341 与第二废气过渡通道 1352相通, 依此类推。

如图 1、图 2所示, U型散热管 133之呈上下两排排列,上一排 U型散热管 133呈倒 U型, 上一排 U型散热管 133的 U型口与下一排 U型散热管 133的 U型口相对, 为了利于低变质烟 煤落煤, 所述的上一排 U型散热管 133呈倒 U型的顶部呈锲形 1331, 上一排 U型散热管 133 与散热管串接通道 134连接处的外侧亦设置成斜面 1333, 与下一排 U型散热管 133连接的散 热管串接通道 134上表面亦设置成斜面,下一排 U型散热管 133的 U型的内湾处呈锲形 1332。

本低变质烟煤的热废气脱水装置的脱水方法是 :

( 1 )、 使用一个封闭皮带输送机 10 (是指用一个两端开口其四面封闭的桶形壳体 皮带 罩住的输送机, 防止低变质烟煤散落, 保持工作环境干净整洁) 将低变质烟煤从进煤口 112 中进入到壳体 11的空腔 111中;

( 2 )、 同时从将低变质烟煤高温热解后的荒煤气化产 回收净化后的净煤气燃烧干熄再燃 烧后产生的热废气从热废气进入通道 131通入热废气缓冲室 132中, 再通过散热管串接通道 134流入散热管 133 中对含水量大的低变质烟煤进行脱水烘干, 同时热废气经过换热温度降 低, 最后低温热废气通过废气过渡通道 135从低温废气排出通道 136排出;

( 3 )、低变质烟煤在壳体 11的空腔中经过散热管 133加热烘烤时, 低变质烟煤中的水就 会大量蒸发, 水蒸汽就会从壳体 11的空腔 111的上部进入水蒸汽排出孔 121中, 再流入水蒸 汽孔串通管道 122中, 高温的水蒸汽从水蒸汽孔串通管道 122向上串入水蒸汽连接管道 123 中汇集在一起排放, 一部分被冷却降温的水蒸汽变成冷凝水后从水 蒸汽孔串通管道 122向下 流入冷凝水收集管道 124中汇集在一起排放。

( 4)、 脱水干燥后的低变质烟煤最后落入壳体 11下部的下煤仓 14中, 通过输送机不断 地将下煤仓 14中脱水干燥的低变质烟煤送至下一个高温热 工序,从而又通过封闭皮带输送 机 10不断向壳体 11的空腔中加煤, 实现连续对低变质烟煤的连续脱水干燥。

其中, 第 (2 )步更细化为, 同时从将低变质烟煤高温热解后的荒煤气化产 回收净化后的 净煤气燃烧干熄再燃烧后产生的热废气从热废 气进入通道 131通入热废气缓冲室 132中, 再 从与热废气缓冲室 132接通的散热管串接通道 134流入 U型散热管 133中对含水量大的低变 质烟煤进行脱水烘干, 同时热废气经过换热温度降低, 再从与 U型散热管 133接通的另一条 散热管串接通道 134流入第一个废气过渡通道 1351 中, 依此再从第一个废气过渡通道 1351 进入第二废气过渡通道 1352中、第三废气过渡通道 1353中,从与最后一个废气过渡通道 1354 接通低温废气排出通道 136中排出。

为了保持环境的干净整洁从低温废气排出通道 136排出的尾气通过现有的尾气排放装置 16 (如 "水烟袋"及 "水雾") 处理后达标排放。

其中第 (3 ) 更细化为, 低变质烟煤在壳体 11的空腔中经过散热管 133加热烘烤时, 低 变质烟煤中的水就会大量蒸发, 水蒸汽就会从壳体 11 的空腔 111 的上部进入水蒸汽排出孔 121中, 再流入水蒸汽孔串通管道 122中, 高温的水蒸汽从水蒸汽孔串通管道 122向上串入 水蒸汽连接管道 123中, 水蒸汽收集管道 125将两条水蒸汽连接管道 123中的水蒸汽汇集一 起排放, 一部分被冷却降温的水蒸汽变成冷凝水后从水 蒸汽孔串通管道 122向下流入冷凝水 收集管道 124中, 冷凝水连接管道 126将两条冷凝水收集管道 124中的冷凝水汇集统一起排 放。

本低变质烟煤的热废气脱水装置的原理是利用 低变质烟煤高温热解产生的荒煤气, 该荒 煤气经过化产回收净化回收后成净煤气, 先对净煤气燃烧, 再利用净煤气燃烧后的废气对低 变质烟煤高温热解后形成的无烟炭进行干熄降 温, 再对干熄降温后的高温热废气再进一步补 气燃烧, 再利用补气燃烧后的热废气对脱水后、 入炉进行高温热解前的低变质烟煤进行预热 后, 利用于预热后的热废气来对含水量大的低变质 烟煤进行初脱水干燥, 所以不需要增加额 外的能耗, 达到节能降耗, 节省成本的目的, 而脱水效果又好, 能够使脱水后的低变质烟煤 的含水量控制在 5 %左右。

第三部分 脱水后的低变质烟煤加煤

脱水后的低变质烟煤经过输送后温度一般会降 至常温, 特别是冬季温度较低, 温度可能 会更低,但是高温热解炼焦时却又希望入炉的 低变质烟煤温度保持在 200°C至 30CTC之间比较 适宜, 所以需要对入炉的低变质烟煤在进入煤热解炉 的炭化室之前进行预热。

如图 6、 图 9、 图 10所示, 低变质烟煤的加煤装置 3, 设置在低变质烟煤的煤热解炉 9 顶部, 包括炉体 91、 加煤仓 31、 水汽排出装置 32、 预热装置 39; 所述的炉体 91的上部内部 形成加煤仓 31 ; 所述的水汽排出装置 32包括水汽排出孔 321、 水汽孔串通管道 322、 水汽收 集管道 323、 冷凝水聚集管道 324, 所述的水汽排出孔 321设置在加煤仓 31的四周的炉体 91 上, 水汽孔串通管道 322在纵向将水汽排出孔 321成列串接在一起, 水汽收集管道 323设置 在水汽孔串通管道 322的上部,将数列的水汽孔串通管道 322上部汇集在一起利于水汽排放, 冷凝水聚集管道 324设置在水汽孔串通管道 322的下部, 将数列的水汽孔串通管道 322下部 汇集在一起利于冷凝水排放。

如图 6、 图 10所示: 预热装置 39置于进煤装置 3的加煤仓 31下方, 预热装置 39位于 煤热解炉 9的顶部。

如图 6、 图 7、 图 8所示, 预热装置 39主要包括有炉体 91、 废气室 391、 至少一条以上 废气预热通道 392、 至少一个以上预热器 393, 至少一个以上预热室 394、废气聚集环道 395。

如图 6、 图 7、 图 8所示, 炉体 91采用耐火材料砌成, 其外形呈圆形利于空间优先化, 炉体 91的上部形成一个圆形的加煤仓 31, 水汽排出装置 32的水汽排出孔 321设置在加煤仓 31的环形四周的炉体 91壁上, 水汽收集管道 323和冷凝水聚集管道 324亦成相应的环形管 道。 炉体 91在预热装置 39处分为内层墙体 913、 中层墙体 912、 外层墙体 911 (如图 7、 图 8所示), 内层墙体 913形成废气室 391, 废气室 391的底部设有热废气进入通道 3911, 中层 墙体 912与外层墙体之 911间形成废气聚集环道 395, 在废气聚集环道 395上设有废气主出 口 3951, 废气预热通道 392穿过内层墙体 913、 中层墙体 912将废气室 391与废气聚集环道 395连通, 并将内层墙体 913与中层墙体 912之间分隔成若干个预热室 394 (如图 7、 图 8所 示, 本例有 8条废气预热通道 392将分隔出 8个预热室 394), 预热器 393分别置于两个相邻 预热室 394中; 如图 6、 图 7所示, 废气预热通道 392的入口 3921位于废气室 391的底部将 废气室 391底部与预热室 394的底部连通, 而废气预热通道 392的出口 3922位于预热室 394 的上部将预热室 394的上部与置于该处废气聚集环道 395相通, 这样热废气就从废气室 391 底部进入预热室 394的底部, 再在预热室 394中向上串到预热室 394上部进入废气聚集环道 395中, 可以更有效地向预热器 393传递热量。

如图 6、 图 7、 图 8、 图 10、 图 11所示: 预热器 393呈柱形, 包括预热外层 3933、 预热 内层 3932、 过煤预热通道 3931, 预热内层 3932中间形成过煤预热通道 3931, 过煤预热通道 3931上部与加煤仓 31底部相通,过煤预热通道 3931下部的炉体 91上设有中间调节煤仓 33, 过煤预热通道 3931下部与中间调节煤仓 33相通, 中间调节煤仓 33通过下料煤道 34与煤热 解炉 9的炭化室 61相通,这样脱水后的低变质烟煤从加煤仓 31中落入过煤预热通道 3931中 再次被加热预热, 达到一定的温度后进入煤热解炉 9的炭化室 61中进行高温热解炭化, 而过 煤预热通道 3931中被加热预热的低变质烟煤会产少量的水 , 水汽向上进入加煤仓 31中, 再从加煤仓 31四周的水汽排出孔 321中排出; 另外在中间调节煤仓 33中也可能会存在少量 的水汽散出, 在中间调节煤仓 33的炉体 91壁上亦开设有调节煤仓水汽出孔 331用于排放中 间调节煤仓 33中的少量水汽。

如图 6、 图 7、 图 8、 图 10所示: 预热外层 3933采用耐火导热材料, 预热内层 3932采 用导热蓄热性能较佳的碳化硅材制成, 过煤预热通道 3931位于预热内层 3932中, 这样预热 外层 3933采用耐火材料利于通过废气室 391的高温热废气向预热内层 3932传递热量, 预热 内层 3932采用导热蓄热性能较佳的碳化硅材料制成 以将从预热外层 3933传来的热量进行 蓄热储存, 以此达到对过煤预热通道 3931中的低变质烟煤进行均匀预热。

如图 6、 图 10所示, 另外, 在废气室 391的顶部设置上观察孔 3912, 在废气室 391的底 部设置下观察孔以便于技术人员观察废气室 391、 煤热解炉 9下部的工作情况。

本低变质烟煤的加煤装置 3的工作原理是:

( 1)、将热废气脱水装置 1的煤仓 14中的脱水后的低变质烟煤通过现有的输送机 15 (封 闭皮带输送机或斗提输送机) 加入到加煤装置 3的加煤仓 31中;

( 2 )、将燃烧后的热废气从热废气进入通道 3911进入, 通过废气预热通道 392进入废气 聚集环道 395中, 会对两预热室 394之间的预热装置 39的外层进行热传递, 从而对落入过煤 预热通道 3931中的低变质烟煤加热预热,加热预热的低 质烟煤散发出的水汽向上进入加煤 仓 31中, 再从加煤仓 31四周的水汽排出孔 321中排出, 同时对低变质烟煤加热预热、 水汽 蒸发又能对从废气室 391中排出燃烧后的热废气进行降温, 最后从废气聚集环道 395的废气 主出口 3951排出; ( 3)、 第 (2 ) 中经加热预热的低变质烟煤作为入炉煤, 通过中间仓调节煤仓 33和下料 道 34进入煤热解炉 9的炭化室 61中进行高温热解炭化; 第 (2 ) 中从废气主出口 3951排出 热废气通过相应的热废气连接管道 17与热废气脱水装置 1的热废气进入通道 131相通,给热 废气脱水装置 1的提供工作的所需的热废气。

其中更优化一步, 第 (2 ) 中从废气主出口 3951排出热废气先通过现有的管式换热器换 热后降温再通过相应的热废气连接管道 17与热废气脱水装置 1的热废气进入通道 131相通, 给热废气脱水装置 1的提供工作的所需的热废气。

第四部分 低变质烟煤的高温热解 (炭化加热、 焦改质、 干熄焦)

第一节 低变质烟煤的高温热解炭化加热

如图 25所示, 煤热解炭化装置 6设置在炉体 91中部, 主要包括炭化室 61、 外燃气加热 装置 64、 内燃烧加热装置 67、 火道弓 65构成; 如图 12所示: 炭化室 61由耐火导热材料内 环墙 612、 外环墙 611构成一个环状空间, 围绕在炭化室外墙 611环外周为外燃气加热装置 64, 其中外燃气加热装置 64主要为若干组 (本例 9组) 结构相同第一燃气加热器 62、 第二 燃气加热器 60和气体换向装置 66构成 (见图 25), 另外, 如图 25所示: 因为炭化室 61高 度较高, 其中外燃气加热装置 64主要分成上、 中、 下三段式加热, 每段有 9组结构相同第一 燃气加热器 62、 第二燃气加热器 60构成。

如图 16所示: 炭化室内环墙 612环内为内燃烧加热装置 67, 内燃烧加热装置 67主要由 若干组 (本例 3组) 结构相同的第三燃气加热器 68、 第四燃气加热器 69及熄焦废气加热器 63。

如图 11、 图 12所示, 所述的第一燃气加热器 62主要包括第一燃烧室 621、 第一煤气进 入支管 622和第一蓄热换热器 624, 第一煤气进入支管 622穿过炉体 91外墙通到第一燃烧室 621中。

如图 12所示: 第一燃烧室 621由耐火材料制成的炉体 91外墙、 和耐火导热材料制成炭 化室外环墙 611和外火道隔墙 625围成一个相对封闭的煤气燃烧火道。

如图 11、 12所示: 第一蓄热换热器 624包括第一蓄热腔 626、 第一蓄热体 623、 第一空 气进入支管 627和第一燃烧废气排出支管 628; 第一蓄热腔 626设置在炉体 91外墙中, 第一 蓄热体 623设置第一蓄热腔 626中, 第一蓄热腔 626—端通向第一燃烧室 621底部, 另一端 分别接有第一空气进入支管 627和第一燃烧废气排出支管 628。

如图 12所示:在第一空气进入支管 627与第一蓄热腔 626之间设置有第一单向空气阀门 629,第一单向空气阀门 629允许空气从第一空气进入支管 627和第一蓄热腔 626流入第一燃 烧室 621 ;在第一燃烧废气排出支管 628与第一蓄热腔 626之间设置有第一单向废气阀门 620, 第一单向废气阀门 620允许煤气燃烧废气从第一燃烧室 621流经第一蓄热腔 626, 最后从第 一燃烧废气排出支管 628排出 (当然, 采用如下所述的气体换向装置 66, 当空气主管 667与 第一空气分管 6671接通, 空气主管 667与第二空气分管 6673处于切断; 与此同时, 燃烧废 气主管 669与第一燃烧废气分管 6691亦相切断,而相应燃烧废气主管 669与第二燃烧废气分 管 6693处于相接通,可以起到代替第一单向空气 门 629及第一单向废气阀门 620的作用)。

同理, 如图 12所示: 结构相同第二燃气加热器 60主要包括第二燃烧室 601、 第二煤气 进入支管 602和第二蓄热换热器 604。

如图 12所示: 第二燃烧室 601由耐火材料制成的炉体 91外墙、 和耐火导热材料制成炭 化室外环墙 611和外火道隔墙 625围成一个相对封闭的煤气燃烧火道。

如图 12所示: 第二煤气进入支管 602穿过炉体 91外墙通到第一燃烧室 601中。

如图 12所示: 第二蓄热换热器 604包括第二蓄热腔 606、 第二蓄热体 603、 第二空气进 入支管 607和第二燃烧废气排出支管 608, 第二蓄热腔 606设置在炉体 91外墙中, 第二蓄热 体 603设置第二蓄热腔 606中, 第二蓄热腔 606—端通向第二燃烧室 601底部, 另一端分别 接有第二空气进入支管 607和第二燃烧废气排出支管 608, 在第二空气进入支管 607与第二 蓄热腔 606之间设置有第二单向空气阀门 609, 第二单向空气阀门 609允许空气从第二空气 进入管 607和第二蓄热腔 606流入第二燃烧室 601 ; 在第二燃烧废气排出支管 608与第二蓄 热腔 606之间设置有第二单向废气阀门 600, 第二单向废气阀门 600允许煤气燃烧废气从第 二燃烧室 601流经第二蓄热腔 606, 最后从第二燃烧废气排出支管 608排出 (当然, 采用如 下所述的气体换向装置 66, 当空气主管 667与第一空气分管 6671切断, 空气主管 667与第 二空气分管 6673处于接通, 与此同时, 燃烧废气主管 669和第一燃烧废气分管 6691亦相接 通, 而相应燃烧废气主管 669和第二燃烧废气分管 6693亦相切断; 可以起到代替第二单向空 气阀门 609及第二单向废气阀门 600的作用)。

如图 11、 图 12所示, 第一燃烧室 621和紧邻的第二燃烧室 601之间外火道隔墙 625的 顶部设有燃烧室通孔 6251, 燃烧室通孔 6251将第一燃烧室 621和紧邻的第二燃烧室 601接 通构成关联一组, 本例中, 外燃气加热装置 64共设有 18道外火道隔墙 625, 形成 9组关联 燃烧组; 另外, 如图 25所示; 因为炭化室 61高度较高, 其中外燃气加热装置 64主要分成上、 中、 下三段式加热, 每段有 9组结构相同第一燃气加热器 62、 第二燃气加热器 60构成。

综上所述, 燃气加热器及蓄热换热方法是;

1、 当第一燃烧室 621中的煤气进行燃烧时, 荒煤气经过化产回收净化后的净煤气通过第 一煤气进入支管 622进到第一燃烧室 621中, 第一单向空气阀门 629开启, 允许空气从第一 空气进入管 627和第一蓄热腔 626流入第一燃烧室 621 ; 所述的第一单向废气阀门 620关闭, 产生的热废气通过燃烧室通孔 6251进入第二燃烧室 601后,热废气经过第二蓄热腔 606中的 第二蓄热体 603时, 第二蓄热体 603对热废气进行吸热降温, 热废气变为温度相对较低的低 温废气从第二燃烧废气排出支管 608排出;

2、 当轮到第二燃烧室 601中的煤气燃烧时, 荒煤气经过化产回收净化后的净煤气通过第 二煤气进入支管 602进到第二燃烧室 601中, 第二单向空气阀门 609开启, 空气从第二空气 进入支管 607经过第二蓄热腔 606进入到第二燃烧室 601过程中, 空气被第二蓄热体 603释 放的热量加热变为热空气助燃第二燃烧室 601中的煤气燃烧; 与此同时, 所述的第二单向废 气阀门 600关闭,第二燃烧室 601中的煤气燃烧后的热废气通过燃烧室通孔 6251进入第一燃 烧室 621后, 热废气经过第一蓄热腔 626中的第一蓄热体 623时, 第一蓄热体 623对热废气 进行吸热降温, 热废气变为温度相对较低的低温废气从第一燃 烧废气排出支管 628排出;

3、 同理, 第 1步与第 2步交替循环进行。

如图 11所示: 在炉体 91外墙上每个还设置有燃烧室温度监测孔 6201和燃烧室观测孔 6202, 燃烧室观测孔 6202便于技术人员直观观察每个燃烧室的煤气 烧情况, 燃烧室温度监 测孔 6201中设置有燃烧室温度表 6203用于对燃烧室的温度监测, 以便于对煤热解进程的评 估。

如图 24所示: 燃烧室温度表 6203与工控中心 90相联, 由工控中心 90自动采集燃烧室 温度表 6203的温度数据。

如图 13、 图 14、 图 15— 1所示, 气体换向装置 66包括上盘 661、 下盘 662、 旋转换向电 机 663、 空气风机 664、 煤气风机 665、 废气风机 666, 下盘 662分别接有一个空气主管 667 和第一空气分管 6671、 第二空气分管 6673, 一个煤气主管 668和第一煤气分管 6681、 第二 煤气分管 6683, 一个燃烧废气主管 669和第二燃烧废气分管 6693、 第一燃烧废气分管 6691, 其中,第二燃烧废气分管 6693和第一燃烧废气分管 6691与第一空气分管 6671和第二空气分 管 6673及第一煤气分管 6681和第二煤气分管 6683的设置刚好对调(图 14、图 15— 1所示)。

如图 13、 15、 图 15— 1所示: 上盘 661贴合在下盘 662上方, 上盘 661分别对应设置有 空气连接管 6672、煤气连接管 6682、燃烧废气连接管 6692, 旋转换向电机 663带动上盘 661 在下盘 662上往复转动从而实现空气主管 667不断与第一空气分管 6671和第二空气分管 6673 进行接通和切断转换, 煤气主管 668不断与第一煤气分管 6681和第二煤气分管 6683进行接 通和切断转换, 燃烧废气主管 669不断与第二燃烧废气分管 6693和第一燃烧废气分管 6691 进行接通和切断转换(与第一空气分管 6671和第二空气分管 6673及第一煤气分管 6681和第 二煤气分管 6683的切换刚好相反)。

如图 11、 图 15— 1所示, 在炉体 91的外周还设有两组围管, 包括第一空气围管 6674, 第一煤气围管 6684, 第一燃烧废气围管 6694; 第二空气围管 6675、 第二煤气围管 6685, 第 二燃烧废气围管 6695。

如图 15— 1所示: 第一空气围管 6674将第一空气分管 6671和第一空气进入支管 627联 接起来,将第一空气分管 6671、第一空气围管 6674、第一空气进入支管 627、第一蓄热腔 626 与第一燃烧室 621构成同一通路;

与此同时,第一煤气围管 6684将第一煤气分管 6681和第一煤气进入支管 622联接起来, 将第一煤气分管 6681、第一煤气围管 6684、第一煤气进入支管 622与第一燃烧室 621构成同 一通路;

此时同时,第一燃烧废气围管 6694是将第一煤气分管 6681与第一燃烧废气排出支管 628 联接起来, 将第一燃烧废气分管 6681、 第一燃烧废气排出支管 628、 第一蓄热腔 626与燃烧 室 621构成同一通路。

同理, 第二空气围管 6675将第二空气分管 6673和第二空气进入支管 607联接起来, 将 第二空气分管 6673、 第二空气围管 6675、 第二空气进入支管 607、 第二蓄热腔 606与第二燃 烧室 601构成同一通路;

与此同时,第二煤气围管 6685将第二煤气分管 6683和第二煤气进入支管 602联接起来, 将第二煤气分管 6683、 第二煤气围管 6685将、 第二煤气进入支管 602和第二燃烧室 601构 成同一通路;

与此同时,第二燃烧废气围管 6695将第二燃烧气分管 6693与第二燃烧废气排出支管 608 联接起来, 将第二燃烧废气分管 6693、 第二燃烧废气排出支管 608、 第二蓄热腔 606与第二 燃烧室 601构成同一通路。

另外, 如图 24所示, 本例还包括气体换向装置控制器 906用于对旋转换向电机 663、 空 气风机 664、 煤气风机 665、 废气风机 666控制, 气体换向装置控制器 906又与工控中心 90 相联, 当然从电气控制原理来讲, 本例中旋转换向电机 663、 空气风机 664、 煤气风机 665、 废气风机 666亦可直接受工控中心 90控制,所以此处设置气体换向装置控制器 906并不构成 对本例保护范围的限制。

如图 11、 图 15— 1及图 12〜图 15、 图 24所示: 本外燃气加热装置 64的加热控制方法 是: ( 1 )工控中心 90启动旋转换向电机 663带动上盘 661在下盘 662上转动,空气主管 667 与第一空气分管 6671接通, 空气主管 667与第二空气分管 6673处于切断状态; 同时, 煤气 主管 668与第一煤气分管 6681亦相接通,煤气主管 668与第二煤气分管 6683处于切断状态; 与此同时, 燃烧废气主管 669与第一燃烧废气分管 6691亦相切断, 而相应燃烧废气主管 669 与第二燃烧废气分管 6693处于相接通状态。

( 2 ) 工控中心 90启动空气风机 664、 煤气风机 665、 废气风机 666; 空气风机 664将空 气鼓入空气主管 667、 空气依次进入经过空气连接管 6672、 第一空气分管 6671、 第一空气围 管 6674、 第一空气进入支管 627进入到第一蓄热腔 626, 利用第一蓄热体 623释放的热量对 空气进行加热后进入第一燃烧室 621中; 同时, 煤气风机 665将荒煤气经过化产回收净化后 得到净煤气鼓入煤气主管 668, 煤气依次进入煤气连接管 6682、 第一煤气分管 6681、 第一煤 气围管 6684、 第一煤气进入支管 622进入第一燃烧室 621中进行燃烧, 与此同时, 因为燃烧 废气主管 669与第一燃烧废气分管 6691处于相切断状态,而相应燃烧废气主管 669和第二燃 烧废气分管 6693处于相接通状态,所以第一燃烧室 621中煤气燃烧后的废气只能通过外火道 隔墙 625上部的燃烧室通孔 6251进入到第二燃烧室 601中, 再经过第二蓄热腔 606中, 经第 二蓄热腔 606中的第二蓄热体 603进行吸热降温后从第二燃烧废气排出支管 608、 第二燃烧 废气围管 6695、 第二燃烧废气分管 6693、 燃烧废气主管 669通过废气风机 666排出;

( 3 )达到设定燃烧时间, 工控中心 90启动旋转换向电机 663带动上盘 661在下盘 662上 反向转动, 空气主管 667与第一空气分管 6671切断, 空气主管 667与第二空气分管 6673处 于接通状态, 同时, 煤气主管 668和第一煤气分管 6681亦相切断, 煤气主管 668与第二煤气 分管 6683接通状态, 与此同时, 燃烧废气主管 669和第一燃烧废气分管 6691亦相接通, 而 相应燃烧废气主管 669和第二燃烧废气分管 6693亦相切断状态;

(4) 空气风机 664将空气鼓入空气主管 667、 空气依次进入经过空气连接管 6672、 第二 空气分管 6673、 第二空气围管 6675、 第二空气进入支管 607进入到第二蓄热腔 606, 利用第 二蓄热腔 606中的第二蓄热体 603释放的热量对空气进行加热后进入第二燃烧 室 601中; 同 时, 煤气风机 665将荒煤气经过 回收净后后得到净煤气鼓入煤气主管 668, 煤气依次进入煤 气连接管 6682、 第二煤气分管 6683、 第二煤气围管 6685、 第二煤气进入支管 602进入第二 燃烧室 601中进行燃烧,与此同时,因为燃烧废气主管 669和第一燃烧废气分管 6691相接通, 而相应燃烧废气主管 669和第二燃烧废气分管 6693处于相切断状态,所以第二燃烧室 601中 煤气燃烧后的废气只能通过外火道隔墙 625上部的燃烧室通孔 6251进入第一燃烧室 621中, 再经过第一蓄热腔 626, 经第一蓄热腔 626中的第一蓄热体 603进行吸热降温后, 最后从第 一燃烧废气排出支管 628、 第一燃烧废气围管 6694、 第一燃烧废气分管 6691、 燃烧废气主管 669通过废气风机 666排出, 所以外燃气加热装置 64燃烧原理在于当第一燃烧室 621中煤气 燃烧后生成的废气从燃烧室通孔 6251进入第二燃烧室 601, 经第二燃烧室 601及第二蓄热腔 606中第二蓄热体 603对其余热吸收降温后排出。

反之, 当第二燃烧室 601 中煤气燃烧后生成的废气从燃烧室通孔 6251进入第一燃烧室 621, 经第一燃烧室 621及第蓄热腔 626中第一蓄热体 623对其余热吸收降温后排出。

综上所述, 这种通过气体换向装置的气体两进一出的工作 方式和蓄热换热器的蓄热换热 的工作方式, 实现两组燃气加热器交替燃烧, 即气体换向装置 906向第一燃气加热器 62的燃 烧室送入空气、 净煤气燃烧, 同时从第二燃气加热器 60的燃烧室中吸出燃烧后的热废气, 热 废气经第二燃气加热器 60的第二蓄热换热器 604中的第二蓄热体 603吸热降温变为温度相对 较低的低温废气排出; 同理, 气体换向装置 906向第二燃气加热器 60的燃烧室送入空气、 净 煤气燃烧, 同时从第一燃气加热器 62的燃烧室中吸出燃烧后的热废气, 热废气经第一燃气加 热器 62的第一蓄热换热器 624中的第一蓄热体 623吸热降温变为温度相对较低的低温废气排 出; 这种相互利用煤气燃烧后的废气余热进行加热 空气的方法, 既起到了对煤气燃烧后的废 气余热充分利用, 提高燃烧室中的煤气的燃烧效率, 又能对煤气燃烧后的废气进行一定程度 的降温, 不用消耗外来能源, 起到节能降耗的目的, 节省炼焦成本。

通过对外燃气加热装置 64的加热自动控制, 降低人力成本, 提高了对煤热解过程的控制 精度, 实现自动化。

如图 16、 图 25所示, 内燃烧加热装置 67主要由若干组 (本例 3组) 结构相同的燃气加 热器 68、 69和熄焦废气加热器 63。

如图 21、 图 18所示, 熄焦废气加热器 63包括内火道 631、 空气补管 632、 一次补气管 6321、 二次补气管 6322、 补气环道 633、 中心环墙 634、 内火道隔墙 635、 中心通道 638, 内 火道 631设置在火道弓 65上。

如图 18所示,内火道 631主要由炭化室内环墙 612和位于炭化室内环墙 612内的中心环 墙 634和至少一道内火道隔墙 635隔成至少一组以上并列的主内火道 636、副内火道 637, 如 图 18所示, 本例 6条主内火道 636和 6条副内火道 637, 并列形成共计 6组内火道 631。

如图 21所示, 副内火道 637中设置上封堵隔板 6371, 下封堵隔板 6372,将副内火道 637 分成上、 中、 下三段, 即上段副内火道 6375、 中段副内火道 6374、 下段副内火道 6373; 上 段副内火道 6375与主内火道 636之间的火道隔墙 635上设置有废气串通孔 6303, 上段副内 火道 6375和主内火道 636顶部开设热废气排出通道 6306, 热废气排出通道 6306与炉体 91 上部的废气室 391相通。

如图 21、 图 18所示, 下段副内火道 6373与主内火道 636之间的火道隔墙 635上设置火 道串通孔 6304, 火道串通孔 6304靠近下封堵隔板 6372下方, 如图 18所示, 6条火道串通孔 6304分别将 6条下段副内火道 6373和主内火道 636贯通在一起。

如图 21所示, 中心环墙 634围成中心通道 638, 中心通道 638中与上封堵隔板 6371平 齐处设置一通道隔板 6382, 将中心通道 638分隔成上、 下两部分, 即下部分形成高温可燃废 气进入通道 6383, 上部分形成缓冲区 6381。

如图 19、 图 21所示, 中心环墙 634下部设有贯通高温可燃废气进入通道 6383与主内火 道 636和下段副内火道 6373的可燃废气进入孔 639,中心环墙 634上部设有贯通缓冲区 6381 与主内火道 636和上段副内火道 6375的废气进入孔 6301。

如图 21、 图 20、 图 19所示: 补气环道 633设置在炉体 91上, 空气补管 632通向补气环 道 633, 一次补气管 6321、 二次补气管 6322与补气环道 633联通, 从火道弓 65的条弓 651 的下面穿过向上延伸至在主、 副内火道 636、 637的之间的火道隔墙 635的内部。

如图 21、 图 12所示: 一次补气管 6321设置在主、 副内火道 636、 637的之间的火道隔 墙 635的内部, 一次补气管 6321的出口 6323位于下封堵隔板 6372以下, 分别通向主内火道 636和下段副内火道 6373;

如图 21所示,二次补气管 6322亦设置在主、副内火道 636、 637的火道隔墙 635的内部, 而二次补气管 6322的二次补气出口 6324位于与上封堵隔板 6371平齐或稍高于上封堵隔板 6371, 通向主内火道 636。

如图 21、 图 17所示, 中段副内火道 6374形成相对封闭的独立燃气燃烧室, 上一条中段 副内火道 6374与紧邻下一条中段副内火道 6374通过燃烧室通道 6305贯通成相关一组,燃烧 室通道 6305位于上封堵隔板 6371下方并从上一条中段副内火道 6374与紧邻下一条中段副内 火道 6374之间的一条主内火道 636中穿过, 如图 17所示, 6条中段副内火道 6374通过 3条 燃烧室通道 6305贯通成 3组。

如图 21、 图 16、 图 20所示, 副内火道 637中的两条中段副内火道 6374 (即上、 下封堵 隔板 6371、 6372之间) 设置一组结构相同的关联第三燃气加热器 68、 第四燃气加热器 69, 其结构和燃烧原理与以上介绍的第一燃烧加热 器 62、 第二燃烧加热器 60几乎完全相同, 也 包括第三燃气加热器 68包括第三燃烧室 681、 第三煤气进入支管 682、 第三蓄热腔 686、 第 三蓄热体 683、 第三空气进入支管 687和第三燃烧废气排出支管 688。

如图 21、 图 16所示, 需要说明不同的是第三燃烧加热器 68的第三燃烧室 681是中段副 内火道 6374, 即由上、 下封堵隔板 6371、 6372之间相对密闭的煤气燃烧火道。 如图 21、 图 20、 图 19、 图 17所示: 第三煤气进入支管 682从火道弓 65的条弓 651的 下面穿过向上延伸经过火道隔墙 635内部通向第三燃烧室 681 (即中段副内火道 6374), 第三 蓄热腔 686设置在条弓 651下方的炉体 91上, 第三蓄热体 683置于第三蓄热腔 686中, 第三 蓄热腔 686—端通过延伸通道 6861从火道弓 65的条弓 651的下面穿过, 向上延伸经过火道 隔墙 635内部通向第三燃烧室 681底部, 第三蓄热腔 686另一端分别接有第三空气进入支管 687和第三燃烧废气排出支管 688。

同理, 第四燃气加热器 69结构与第三燃气加热器 68完相同, 这里不再赘述, 其中第四 燃烧室 691与第三燃烧室 681通过燃烧室通道 6305接通构成关联一组。

其中, 如图 15-1所示, 第三燃烧加热器 68的第三燃烧室 681的第三煤气进入支管 682、 第三空气进入支管 687和第三燃烧废气排出支管 688分别通过第一煤气围管 6684、 第一空气 围管 6674, 第一燃烧废气围管 6694与第一煤气分管 6681、 第一空气分管 6671、 第一燃烧废 气分管 6691相通。

如图 15-1所示, 第四燃烧加热器 69的第四燃烧室 691的第四煤气进入支管 692、 第三 空气进入支管 697和第三燃烧废气排出支管 698分别通过第二煤气围管 6685、 第二空气围管 6675、 第二燃烧废气围管 6695与第二煤气分管 6683、 第二空气分管 6673、 第二燃烧废气分 管 6693相通。

综上所述, 第三燃烧加热器 68、 第四燃气加热器 69, 燃烧原理与以上第一燃烧加热器 62、 第二燃烧加热器 60几乎完全相同, 这里不再赘述。

本例的内燃烧加热装置 67方法原理是上段副内火道 6375和下段副内火道 6373以及主内 火道 636是利用干熄焦产生的高温可燃废气进行补气 燃烧加热,而中段副内火道 6374是另外 利用荒煤气经过化产回收净化后的净煤气燃烧 加热。

本例的内燃烧加热装置 67方法是:

( 1 )、 当高温可燃废气从中心通道 638下部的高温可燃废气进入通道 6383进入, 经过可 燃废气进入孔 639进入主内火道 636和下段副内火道 6373中,刚进入的高温可燃废气温度较 高一般都在 1000°C〜1100°C, 但是随着废气在主内火道 636和下段副内火道 6373中上升对 外做功散热, 温度会降低;

( 2 )、 这时通过一次补气管 6321给主内火道 636和下段副内火道 6373中的补入空气, 使得高温可燃废气得到空气中的氧气从而燃烧 ,毕竟高温可燃气体中的可燃气的量是一定的 , 不足以提供炭化室 61煤热解所需的热量和温度; ( 3 )、所以, 当下段副内火道 6373的高温可燃废气经过一次补气燃烧之后的 气经过火 道串通孔 6304绕到到主内火道 636中,同主内火道 636中的高温可燃气体及燃烧后的废气混 合在一起在主火道 636中上升, 随着混合后的高温可燃气体及燃烧后的废气在 上升过程中会 向通过炭化室内环墙 612给炭化室 61中的煤热解提供热量而对外做功, 温度会逐渐降低;

( 4)、所以在主内火道 636的中上部需要再次通过二次补气管 6322进入补空气, 使混合 后的高温可燃气体及燃烧后的废气再进一步燃 烧,这不仅给炭化室 61煤热解提供所需的热量 和温度, 而且又能使高温可燃气体充分燃烧, 提高高温可燃气燃烧做功效率;

( 5 )、 另外, 由于在主内火道 636和上段副内火道 6375中间存在缓冲区 6381, 中心环 墙 634上部设有贯通缓冲区 6381与主内火道 636和上段副内火道 6375的废气进入孔 6301, 在主内火道 636和上段副内火道 6375之间的火道隔墙 635上设置有废气串通孔 6303, 各条 主内火道 636和上段副内火道 6375之间完全相互贯通,使得第二次补气燃烧 的废气能够完 全相混合在一起, 所在主内火道 636和上段副内火道 6375之间达到均温均压, 可给整个炭化 室 61上部的煤热解提供均衡的热量和温度;

( 6 )、最后经过二次补气燃烧后的废气通过主内 道 636和上段副内火道 6375顶部的热 废气排出通道 6306排入炉体 91上部的废气室 391 ;

( 7 )、 与此同时, 为了弥补高温可燃气体中的可燃气的量不足, 不足以提供炭化室 61煤 热解所需的热量和温度的缺陷, 而又能对煤热解过程中产生的荒煤气的充分利 用, 给第三燃 气加热器 68、 第四燃气加热器 69的第三燃烧室 681和第四燃烧室 691提供荒煤气经过化产 回收净化后的净煤气燃烧, 即在中段副内火道 637中进行补加热, 不仅给炭化室 61煤热解提 供足够的热量和温度, 同时又提高了荒煤气的利用率, 减少向大气中排放, 避免空气污染, 保护了环境。

第二节 焦改质

由于低变质烟煤在炭化室中进行高温热解之后 形成的焦炭或称之为 "无烟炭", 存在受热 不均, "无烟炭"块粒大小不匀的情况, 最好给 "无烟炭"提供一定温度和时间, 使"无烟炭" 之间充分相接触, 相互进行热传递, 这就需要焦改质装置 610。

如图 22、 图 21、 图 19、 图 25所示, 焦改质装置 610, 设置于炉体中位于火道弓 65上, 焦改质装置 610包括炭化室 61的下部形成焦改质室 6100、 主内火道 636下部、 下段副内火 道 6373, 中心环墙 634围成中心通道 638的高温可燃废气进入通道 6383的下部, 中心环墙 634下部设有贯通高温可燃废气进入通道 6383与主内火道 636、下段副内火道 6373的可燃废 气进入孔 639。 另外, 如图 11所示: 炉体 91外墙设有焦改质温度监测孔 6101, 焦改质温度监测孔 6101 孔中设置有一焦改质温度表 6102。

如图 24所示: 工控中心 90与焦改质温度表 6102电气连接, 自动对焦改质温度表 6102 的焦改质温度信号进行监测。

本焦改质装置进行改质的方法是: 外部由保温耐火材料的炉体 91外墙进行保温, 而内部 则将高温可燃废气从可燃废气进入孔 639进入主内火道 636下部、下段副内火道 6373中, 利 用高温可燃废气本身的余热提供保温所需热量 和温度, 特别是刚进入的高温可燃废气温度在 1000°C〜1100°C之间刚好适合焦改质, 使 "无烟炭"在焦改质室 6100中留存一定时间, "无 烟炭"块粒之间充分接触、 相互之间进行热传递, 达到焦块大小均匀目的。

第三节 火道弓

如图 21、 图 20、 图 18所示, 因为炭化室内环墙 612以及内燃烧加热装置 67的火道隔墙 635、 中心环墙 634都设置在炉腔中, 需要火道弓 65为其提供支撑, 同时又给内燃烧加热装 置 67提供各种管道的铺设。

如图 21、 图 20、 图 19所示, 火道弓 65设置在炭化室 61、 内燃烧加热装置 67、 焦改质 装置 610下方的炉腔中, 主要包括若干条的条弓 651、 火弓中心环墙 652, 火弓中心环墙 652 中部形成高温可燃废气通道 653, 条弓 651—端固定在火弓中心环墙 652上, 另一端固定在 炉体 91上, 条弓 651围绕火弓中心环墙 652中心以一定角度间隔辐射状散开布置, 本例中的 火弓 651为 12条弓, 数量与内燃烧加热装置 67的主、 副内火道 636、 637总数一致。

如图 21、 图 20所示, 一条火弓 651的墙体中设置第三煤气进入支管 682和第三蓄热腔 686的延伸通道 6861, 紧相邻的另一条火弓 651的墙体中设置的一次补气管 6321、 二次补气 管 6322, 给内燃烧加热装置 67的管道铺设提供了便利, 6条火弓 651的墙体中分别并列设 置 6条第三煤气进入支管 682和第三蓄热腔 686的延伸通道 6861, 另 6条火弓 651的墙体中 分别并列设置的 6条一次补气管 6321、 二次补气管 6322, 使内燃烧加热装置 67的各种管道 排列有序, 不至于干涉。

第四节 干熄焦

经过改质后的焦炭温度较高, 一般都在 1000°C〜1100°C, 需要对高温焦炭进行冷却才能 方便输送和储存, 需要有干熄焦装置 7。

如图 22、 图 23、 图 24所示, 干熄焦装置 7设置在火道弓 65下方, 包括高温熄焦室 71、 低温熄焦室 72、 熄焦桥弓 73、 熄焦废气风机 75; 高温熄焦室 71设置在火道弓 65的下方, 高温熄焦室 71的顶部与高温可燃废气通道 653相通;熄焦桥弓 73设置在高温熄焦室 71与低 温熄焦室 72之间, 熄焦桥弓 73包括桥弓 731、 集风室 74、 干熄风环道 76、 干熄风管 77 ; 6 条桥弓以高温熄焦室 71和低温熄焦室 72轴中心呈一定角度在干熄风环道 76中间隔成辐形布 置, 桥弓 731 中部形成集风室 74, 集风室 74为一个直经上大下小的倒锥台形腔室, 集风室 74的顶部设置有半球形风帽 78, 集风室 74的下部开口 79朝向低温熄焦室 72 ; 干熄风管 77 设置在桥弓 731中, 干熄风管 77—端通向集风室 74, 另一端通向干熄风环道 76, 干熄风环 道 76通过进风管 761与熄焦废气风机 75相联, 熄焦废气风机 75通过管道与气体换向装置 66的废气风机 666相联通; 低温熄焦室 72的底部开口 721处设置有出焦阀门 70。

如图 22所示, 在炉体的外墙 91上设有通向高温熄焦室 71的熄焦温度监测孔 711, 熄焦 温度监测孔中设置有熄焦温度表 712。

如图 24所示, 熄焦温度表 712、 熄焦废气风机 75和出焦阀门 70与工控中心 90电气连 接, 工控中心 90对熄焦废气风机 75和出焦阀门 70进行自动控制, 通过熄焦温度表 712对熄 焦温度进行监测。熄焦温度表 712、熄焦废气风机 75和出焦阀门 70通过熄焦装置控制器 907 与工控中心 90电气连接, 当然从电气控制原理来讲, 本例中熄焦装置控制器 907并不构成对 本例保护范围的限制。

本例干熄焦装置 7的利用低温燃烧废气进行干熄焦的方法是:

( 1 ) 将外燃气加热装置 64的第一燃烧加热器 62、 第二燃烧加热器 60和内燃烧加热装 置 67的第三燃气加热器 68、 第四燃气加热器 69中煤气燃烧后的废气引入熄焦废气风机 75, 因为煤气燃烧后的废气分别经蓄热体吸热后自 然变成温度相对较低的低温废气;

( 2 ) 利用熄焦废气风机 75将低温废气依次通过进风管 761、 干熄风环道 76、 干熄风管 77鼓入集风室 74室中, 低温废气在集风室 74室中汇聚, 因为集风室 74采用独特的结构, 顶部的风帽 78呈半球形, 中部腔室呈倒锥台形结构, 所以低温废气会从下部开口 79中井喷 而出, 吹入低温熄焦室 72中, 再向上串入高温熄焦室 71, 对高温熄焦室 71中和从高温熄焦 室 71落向低温熄焦室 72中的 "无烟炭"进行降温, 本例采用风冷形式对 "无烟炭"进行降 温, 故称之为干熄,

( 3 )另外,本例干熄焦装置 7在干熄过程中还可产一定量的高温可燃气体 因为,其一、 低温废气中含有少量的水份遇到焦改质后的高 温 ""无烟炭"会发生化学反应, 产生一些可燃 气体; 其二、 低温废气本身还存在部分未充分燃烧的可燃气 体; 其三、 焦改质后的高温 ""无 烟炭"本身还残留一部分可燃气体, 这些可燃气体向上进入火弓中心环墙 652中部的高温可 燃废气通道 653, 从而给煤热解炉 9的内燃烧加热装置 67的主内火道 636、 副内火道 637提 供气源。 本例中所举的低温废气是指低变质烟煤热解过 程中产生的荒煤气经过化产回收净化后的 净煤气经过煤热解炉 9的外燃气加热装置 67和内燃烧加热装置 67中的燃气加热器燃烧后产 生的废气, 该废气经蓄热腔中的蓄热体吸热降温后变为低 温气体, 本干熄焦装置优点还在于 利用燃烧废气本身不可燃烧性代替现有使用惰 性氮气进行干熄, 设备简单, 成本低廉, 经济 效益显著。 本例与传统的湿法熄焦相比, 更不会因为大量水遇到高温焦炭而发生大量水 煤气 而向空中排放, 空气污染小, 节约用水, 同时又能对煤热解过程中产生的荒煤气进行充 分利 用。

第五节 连续炼焦

综合上述, 本例特点是将煤热解炭化、 改质、 干熄工艺整合在同一个煤热炉体中, 使得 炭化、 改质、 干熄得以连续实现, 所以脱水干燥后的低变质烟煤在预热后, 再进行炭化、 改 质、 干熄最后变成焦炭, 或称之为 "无烟炭"更为确切。

第五部分、 煤热解气体的综合循环利用

第一章 荒煤气的回收净化利用 (导出、 冷凝、 化产)

第一节荒煤气导出装置

低变质烟煤在高温煤热解过程中产生的荒煤气 含很多有用的成份, 需要对荒煤气导出以 便利用。

如图 26, 荒煤气导出装置 8, 包括荒煤气集中室 81、 内导出通道 82, 外导出通道 83、 导出主通道 84, 导出环道 85; 荒煤气集中室 81设置在炭化室 61的顶部与炭化室 61—体成 形; 如图 17、 图 26所示, 内导出通道 82设置火道隔墙 635中, 内导出通道入口 821穿过内 环墙 611中部通向炭化室 61, 内导出通道出口 822穿过内环墙 611通向炭化室 61顶部的荒 煤气集中室 81 ; 如图 17、 图 26、 图 11所示, 外导出通道 83设置炉体 91的外墙中, 下外导 出通道入口 831、上外导出通道入口穿过外环墙 612中部通向炭化室 61,外导出通道出口 832 穿过外环墙 612通向炭化室顶部的荒煤气集中室 81。

如图 26所示, 导出主通道 84设置在煤热解炉 9的炉体 91的外墙中, 导出主通道入口 841与荒煤气集中室 81相通再向上延伸到设置炉体 91的外墙上部导出环道 85中, 导出环道 85设置一荒煤气导出口 851。

如图 26、 图 17、 图 11所示, 本例中因为炭化室 61呈环形腔室, 所以荒煤气集中室 81 亦相应呈环形腔室, 6条内导出通道 82分别设置在 6道火道隔墙 635中, 穿过内环墙 611通 向炭化室 61, 6条外导出通道 83分别设置在炉体 91外墙中间穿过和外火道隔墙 625和外环 墙 612通向炭化室 61, 其中, 因为炭化室 61的圆周长, 所以在炭化室 61的内环墙 611、 外 环墙 612上分别设置有多个内导出通道入口 821和下外导出通道入口 831、 上外导出通道入 口, 又因为炭化室 61的高度高, 内导出通道入口 821和下外导出通道入口 831、 上外导出通 道入口上下错开设置, 如图 26、 图 11所示内导出通道入口 821高于下外导出通道入口 831, 但低于上外导出通道入口处,本例采用此结构 可以对炭化室 91中不同段产生的荒煤气更好导 出, 另外围绕荒煤气集中室 81亦设置有 4条截面积较大荒煤气主通道 84通向导出环道 85, 这样设置的目的可以方便导出荒煤气集中室 81中大量荒煤气。

如图 26所示, 在炉体 91的外墙上设有通向荒煤气集中室 81的荒煤气温度监测孔 811, 荒煤气温度监测孔 811中放置荒煤气温度表 812。

如图 24所示, 荒煤气温度表 812与工控中心 90电气连接, 工控中心 90通过荒煤气温度 表 812监测荒煤气集中室 81中温度。

本例特点将在炭化室 61中不同段产生的荒煤气分别从内导出通道入 821和下外导出通 道入口 831、 上外导出通道入口进入内导出通道 82和外导出通道出 83中再汇集荒煤气集中 室 81中, 当然炭化室 61中的大量荒煤气是直接升入荒煤气集中室 81中, 荒煤气集中室 81 中大量的荒煤气通过导出主通道 84进入导出环道 85, 最后从荒煤气导出口 851排出。

第二节 荒煤气冷凝装置

如图 26所示, 从荒煤气导出口排出荒煤气温度较高, 为了便于高温荒煤气在化产前进行 输送, 需要使用到荒煤气冷凝装置 86对高温荒煤气进行冷却。

第三节 荒煤气的回收净化

荒煤气经过荒煤气冷凝装置 86 的氨水喷洒后的荒煤气连同煤焦油与氨水的混 合液经集 气管输送到气液分离装置进行气液分离, 气液分离后的混合液中含有多种有用的有机成 份如 酚油、 萘油、 洗油、 蒽油等用于工业提炼其它附属产品, 气液分离后的煤气经空冷降温后, 经干法回收装置净化回收后成为净煤气, 净煤气可存储起来用于燃烧。

第二章 荒煤气回收净化后的循环利用 (燃烧、 干熄、 焦改质、 再次燃烧、 低变质烟 煤预热、 低变质烟煤脱水、 补气空气加热)

第一节 荒煤气净化回收后的净煤气燃烧

荒煤气经过化产回收净化回收后, 部分净煤气输送到本例以上介绍的低变质烟煤 热解炭 化部分中所述的外燃气加热装置 64中的燃气加热器和内燃烧加热装置 67中的燃气加热器进 行燃烧, 给煤热解提供热源。

第二节 净煤气燃烧后的废气干熄

净煤气在外燃气加热装置 64中的燃气加热器和内燃烧加热装置 67中的燃气加热器中并 未完全充分燃烧, 利用未完全充分燃烧废气对高温焦炭进行干熄 降温, 未完全充分燃烧废气 中的水份与高温焦炭接触时会发生反应生成水 煤气, 同时又带走高温焦炭改质后残余的挥发 性可燃气体, 最终形成含有可燃气体成份的高温废气, 具体见以上干熄焦章节介绍, 这里不 再赘述。

第三节 干熄后的高温可燃废气焦改质

干熄后的高温可燃废气温度可达 1000°C〜1100°C, 而焦改质正好需要在这温度段进行保 温改质, 具体如何进行保温改质, 具体见以上干熄焦章节介绍, 这里不再赘述。

第四节 干熄后的高温可燃废气再次补气燃烧

高温可燃废气在对焦炭改质过程中对外做功, 温度会降低, 会降到 900°C〜1000°C, 而 炭化室 61 中煤热解炭化所需温度较高, 平均都在 1400°C〜1500°C, 所以给高温可燃废气补 入第一次空气进行燃烧加热, 由于炭化室 61高度较高, 而高温可燃废气中可燃成分存在一定 量, 所以需要在内燃烧加热装置 67中部增加有第三燃气加热器 68、 第四燃气加热器 69以补 充煤热解所需的热量,最后在内燃烧加热装置 67上部再进行第二次补入空气让高温可燃废气 再进行充分燃烧加热, 既达到了给煤热解提供热源做功之外, 又能让高温可燃废气充分燃烧, 减少对大气环境的污染, 具体见以上低变质烟煤热解炭化中的叙述, 这里不再赘述。

第五节 补气燃烧后的热废气对低变质烟煤预热

如图 25所示, 内燃烧加热装置 67的熄焦废气加热器 63燃烧后的废气, 排放到废气室 391中, 再通过加煤装置 3对低变质烟煤进行预热, 具体见以上第三、 四部分的介绍。

第六节 补燃空气加热

如图 26、 图 13、 图 11、 图 21所示, 气体换向装置 66的另一与空气风机 664连接的另 一空气支管 6641经过管式换热器 4后与熄焦废气加热器 63的空气补管 632接通, 空气风机 664将空气从空气支管 6641鼓入管式换热器 4中进行换热,被加热的空气进入空气补管 632, 从而给熄焦废气加热器 63的补燃空气加热,经过加煤装置 3后的的热废气输送到管式换热器 4对进入熄焦废气加热器 63的中空气进行加热, 不需要额外的热源对空气加热, 不需增加额 外成本, 既起到对经过预热后的热废气的余热进一步利 用, 又能给熄焦废气加热器 63中补入 热空气, 使熄焦废气加热器 63中高温可燃废气充分燃烧。

第七节 低变质烟煤脱水

热废气经过对补燃空气加热后, 温度有所降低,一般能降到 80CTC以下, 对于这样温度相 对较高的热废气, 一部分可以用来对低变质烟煤脱水, 具体见以上第二部的介绍, 这里不再 赘述。 第八节 饱和活性焦再生加热

热废气经过对补燃空气加热后, 温度有所降低,一般能降到 80CTC以下, 对于这样温度相 对较高的热废气, 另一部分可以用来对饱和活性焦再生加热。

第六部分: 煤热解自动化控制装置

综合上述, 煤热解自动化控制装置包括工控中心 90和以上介绍与工控中心 90联接温度 表及电机。

第七部分: 低变质烟煤的综合利用装置

第一节 低变质烟煤的高温热热解

综合上述具体介绍的低变质烟煤加煤、 炭化、 焦改质、 干熄、 荒煤气导出等内容得出一 种低变质烟煤的煤热解炉及煤热解方法。

如图 25、 图 26所示, 一种低变质烟煤的煤热解炉 9, 包括炉体 91、 加煤装置 3、 煤热解 炭化装置 6、 焦改质装置 610、 干熄焦装置 7、 荒煤气导出装置 8, 其中, 煤热解炭化装置 6 主要包括炭化室 61、 外燃气加热装置 64、 内燃烧加热装置 67、 火道弓 65构成。

所述的加煤装置 3的具体结构见第三部分介绍,所述的煤热解 化装置 6及其炭化室 61、 外燃气加热装置 64、 内燃烧加热装置 67、 火道弓 65的具体结构见第四部分介绍, 荒煤气导 出装置 8的具体结构见第五部分第一章第一节内容。

一种低变质烟煤的煤热解方法, 步骤是:

( 1)、将热废气脱水装置 1的煤仓 14中的脱水后的低变质烟煤通过现有的输送机 15 (封 闭皮带输送机或斗提输送机) 加入到加煤装置 3的加煤仓 31中;

( 2 )、将燃烧后的热废气从热废气进入通道 3911进入, 通过废气预热通道 392进入废气 聚集环道 395中, 会对两预热室 394之间的预热装置 39的外层进行热传递, 从而对落入过煤 预热通道 3931中的低变质烟煤加热预热,加热预热的低 质烟煤散发出的水汽向上进入加煤 仓 31中, 再从加煤仓 31四周的水汽排出孔 321中排出, 同时对低变质烟煤加热预热、 水汽 蒸发又能对从废气室 391中排出燃烧后的热废气进行降温, 最后从废气聚集环道 395的废气 主出口 3951排出;

( 3 )、 经加热预热的低变质烟煤作为入炉煤, 通过中间仓调节煤仓 33和下料道 34进入 煤热解炉 9的炭化室 61中进行加热高温热解炭化;

( 4)、 高温热解完成的低变质烟煤变成 "无烟炭"直接落入到焦改质装置 610中进行焦 改质;

( 5 )、 使用燃烧后的低温废气对改质完成后直接落入 到干熄焦装置 7中的 "无烟炭"进 行干熄降温, 同时产生高温可燃热废气;

( 6)、干熄降温后的 "无烟炭"最后从干熄焦装置 7的低温熄焦室 72的底部开口 721排 出。

其中第(3 )步中加热方法将煤热解炭化装置 6中的低变质烟煤高温热解产生的荒煤气导 出, 利用荒煤气经过化产回收净化后的净煤气再输 送回来燃烧给低变质烟煤高温热解提供所 需的热量和温度, 包括外燃气加热方法和内燃烧加热方法中的净 煤气燃烧加热方法, 所述的 外燃气加热方法和内燃烧加热方法具体见以第 四部分第一章节中的介绍。