用于竖向排焦式炼焦炉横向加热的蓄热装置制造方法
【专利摘要】用于竖向排焦式炼焦炉横向加热的蓄热装置，分布在炼焦炉的两侧或一侧，包括多个并排设置的蓄热室，每个蓄热室内部上下分隔成多个换热通道，换热通道与燃烧室水平火道对应连接，每个换热通道包括水平排列的贫煤气/烟气换热分通道和空气/烟气换热分通道，换热通道中装有蓄热体。本发明的蓄热装置与燃烧室横向相连，蓄热装置上下分成多个横向独立的换热室，在换热室中加热气体和外排烟气横向间歇换热，简化了现有炼焦炉蓄热室上下复杂的结构关系，取消斜道区长短斜道，减少异型砖数量，气体流通路径短，阻力小，调节方便，可以实现定量均匀加热。因此，降低了投资，简化生产操作。
【专利说明】用于竖向排焦式炼焦炉横向加热的蓄热装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于竖向排焦式炼焦炉横向往复或交替加热的蓄热装置，属于冶金工业焦化行业炼焦【技术领域】。
【背景技术】
[0002]现有炼焦炉的加热系统分布在焦炉上、中、下三个区域，在炉体上部，数十个炭化室和数十个燃烧室相间分布，每个燃烧室都是由30多个立火道构成的，每两个立火道组成一对双联火道，其中一个走上升的燃烧气流，另一个走下降的烟气，周期交替进行。在炉体中部，同样有数十个蓄热室，内部装有蓄热体，蓄热体在一个周期内吸收燃烧室下降立火道烟气的余热，在下一个周期内预热上升的加热气体，蓄热室顶部与燃烧室底部通过长、短斜道相连，并通过出口的调节砖调节立火道加热气体流量。在炉体下部，水平小烟道通过其顶部分布的篤子砖与蓄热室底部相连，篤子砖用于调整分配竖向变横向/横向变竖向的外排烟气或加热气体，水平小烟道通过废气盘与分烟道相通，通过交换机切换加热气体和外排烟气，在炉体下部还分布着加热气体管道及其换向阀、气流调节阀等。
[0003]由此可见，现有炼焦炉加热系统上、中、下分布不合理，中部蓄热区域、下部加热气体和烟气进出区域，占据着 竖向排式焦炼焦炉用于重力排焦的下部区域，横向出焦不得不借助于辅助焦炉机械，存在环境污染问题；在蓄热室顶部通过长、短斜道与燃烧室相连，并通过调节砖调节立火道加热气体的流量，在蓄热室底部通过篦子砖与水平小烟道相连，并通过篤子砖调节加热气体和外排烟气进行气流的横/竖向或竖/横向变向和气流的分流或汇流，炉体结构复杂，气流调节操作困难，系统阻力大，基建投资高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种用于竖向排焦式炼焦炉横向往复或交替加热的蓄热装置，这种蓄热装置分布在炼焦炉的两侧或一侧，腾出炭化室下部重要位置，为炼焦炉竖向排焦提供必要条件，使得炼焦工艺流程更加科学合理；这种横向蓄热装置可以改变现有炼焦炉蓄热室上下复杂的结构关系，可以在炉体外调节加热气体流量，实现定热量均匀加热，减少投资，操作简单。
[0005]一种用于竖向排焦式炼焦炉横向加热的蓄热装置，其特征在于该蓄热装置分布在炼焦炉的两侧或一侧，包括多个并排设置的蓄热室，每个蓄热室内部上下分隔成多个换热通道，换热通道与燃烧室水平火道数量相同并一一对应相连，每个换热通道包括水平排列的贫煤气/烟气换热分通道和空气/烟气换热分通道，换热通道中装有蓄热体；
[0006]在每个贫煤气/烟气换热分通道的两端分别设有贫煤气/烟气内端口和贫煤气/烟气外端口 ；在每个空气/烟气换热分通道的两端分别设有空气/烟气内端口和空气/烟气外端口 ；
[0007]所述贫煤气/烟气内端口用于水平连接于各自对应的燃烧室火道的贫煤气/烟气端口 ；所述空气/烟气内端口用于水平连接于各自对应的燃烧室火道的空气/烟气端口 ；[0008]所述贫煤气/烟气外端口分别通过带换向阀的蓄热室贫煤气/烟气连接管和带换向阀的蓄热室空气/烟气连接管与贫煤气立管和烟气立管相连；
[0009]所述的空气/烟气外端口分别通过带换向阀的蓄热室贫煤气/烟气连接管和带换向阀的蓄热室空气/烟气连接管与空气立管和烟气立管相连。
[0010]所述的蓄热装置在竖向排焦式炼焦炉横向往复加热中的应用。
[0011 ] 所述的蓄热装置在竖向排焦式炼焦炉横向交替加热中的应用。
[0012]本发明的优点:竖向排焦式炼焦炉的蓄热装置，蓄热装置分设在炼焦炉两侧或一侦U，为炼焦炉竖向排焦提供必要条件；蓄热装置与燃烧室横向相连，蓄热装置上下分成多个横向独立的换热室，在换热室中加热气体和外排烟气横向间歇换热，简化了现有炼焦炉蓄热室上下复杂的结构关系，取消斜道区长短斜道，减少异型砖数量，气体流通路径短，阻力小，调节方便，可以实现定量均匀加热。因此，降低了投资，简化生产操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明的总体结构示意图(横向剖视图)。
[0014]图2为竖向排焦式炼焦炉的纵向剖视图(A-A)
[0015]图3为本发明 分布在竖向排焦式炼焦炉两侧时的横向剖视图(B-B)
[0016]图4为本发明分布在竖向排焦式炼焦炉两侧进行往复加热时的侧向剖视图(C-C)
[0017]即燃烧室与蓄热室的贫煤气/烟气换热分通道8自贫煤气立管处的剖视图，同时，燃烧室与蓄热室的空气/烟气换热分通道9自空气立管处的剖视图的结构与该图相同。
[0018]图5为本发明分布在竖向排焦式炼焦炉两侧进行往复加热时的侧向剖视图(D-D)
[0019]即燃烧室与蓄热室的贫煤气/烟气换热分通道8自烟气立管处的剖视图，同时，燃烧室与蓄热室的空气/烟气换热分通道9自烟气立管处的剖视图的结构与该图相同。
[0020]图6为本发明所涉及的竖向排焦式炼焦炉的局部剖视图(E-E)
[0021]图7为本发明所涉及的竖向排焦式炼焦炉的侧向局部剖视图(F-F)
[0022]图8为本发明分布在竖向排焦式炼焦炉两侧进行交替加热时的侧向剖视图
[0023]即燃烧室与蓄热室的贫煤气/烟气换热分通道8自贫煤气立管处的剖视图，同时，燃烧室与蓄热室的空气/烟气换热分通道9自空气立管处的剖视图的结构与该图相同。
[0024]图9为本发明分布在竖向排焦式炼焦炉两侧进行交替加热时的侧向剖视图
[0025]即燃烧室与蓄热室的贫煤气/烟气换热分通道8自烟气立管处的剖视图，同时，燃烧室与蓄热室的空气/烟气换热分通道9自烟气立管处的剖视图的结构与该图相同。
[0026]图10为本发明分布在竖向排焦式炼焦炉单侧进行交替加热时的侧向剖视图
[0027]其燃烧室中部无隔墙，整体上相当于图8或图9的左半部分。
[0028]图11为与图10配套的竖向排焦式炼焦炉及其捣固装煤车的示意图
[0029]其捣固装煤车分布在竖向排焦式炼焦炉的另一侧。
[0030]其中，1、炭化室，2、燃烧室，3、蓄热室，5、水平火道，6、捣固装煤车，7、换热通道，8、贫煤气/烟气换热分通道，9、空气/烟气换热分通道，
[0031]10、贫煤气立管，11、空气立管，12、烟气立管，13、焦炉煤气立管，
14、贫煤气/烟气端口，15、空气/烟气端口，16、焦炉煤气端口，17、贫煤气/烟气内端口，18、空气/烟气内端口，19、贫煤气/烟气外端口，20、空气/烟气外端口，21、燃烧室贫煤气/烟气连接管，22、燃烧室空气/烟气连接管，23、焦炉煤气连接管，24、蓄热室贫煤气/烟气连接管，25、蓄热室空气/烟气连接管，
26、烟气支管，27、贫煤气支管，28、空气支管，29、焦炉煤气支管；
A3、自动炉门，A4、装煤孔，A14、侧炉门。
【具体实施方式】
[0032]如图1-7所示，一种用于竖向排焦式炼焦炉横向加热的蓄热装置，其特征在于该蓄热装置分布在炼焦炉的两侧或一侧，包括多个并排设置的蓄热室3，每个蓄热室3内部上下分隔成多个换热通道7，换热通道7与燃烧室水平火道5数量相同并一一对应相连，每个换热通道7包括水平排列的贫煤气/烟气换热分通道8和空气/烟气换热分通道9，换热通道7中装有蓄热体；
[0033]在每个贫煤气/烟气换热分通道8的两端分别设有贫煤气/烟气内端口 17和贫煤气/烟气外端口 19 ;在每个空气/烟气换热分通道9的两端分别设有空气/烟气内端口18和空气/烟气外端口 20 ；
[0034]所述贫煤气/烟气内端口 17用于水平连接于各自对应的燃烧室火道的贫煤气/烟气端口 14 ;所述空气/烟气内端口 18用于水平连接于各自对应的燃烧室火道的空气/烟气端口 15 ；
[0035]所述贫煤气/烟气外端口 19分别通过带换向阀的蓄热室贫煤气/烟气连接管24和带换向阀的蓄热室空气/烟气连接管25与贫煤气立管10和烟气立管12相连；
[0036]所述的空气/烟气外端口 20分别通过带换向阀的蓄热室贫煤气/烟气连接管24和带换向阀的蓄热室空气/烟气连接管25与空气立管11和烟气立管12相连。
[0037]为实现利用焦炉煤气进行往复式加热:如图3、6所示，上述水平火道5两端还分别设有焦炉煤气端口 16，所述的焦炉煤气端口 16通过带截止阀的焦炉煤气连接管23与焦炉煤气立管13相连。显然，本发明的蓄热装置仍然可应用于该方式。
[0038]本发明的各个烟气立管12均连接在烟气支管26上；各个贫煤气立管10均连接在贫煤气支管27上，各个空气立管11均连接在空气支管28上，各个焦炉煤气立管13均连接在焦炉煤气支管29上。
[0039]每个水平火道两端的贫煤气/烟气端口 14和空气/烟气端口 15分别通过燃烧室贫煤气/烟气连接管21和燃烧室空气/烟气连接管22，与两边所对应的蓄热室换热通道的贫煤气/烟气内端口 17和空气/烟气内端口 18水平相连。
[0040]燃烧室2与炭化室I之间由炉墙相互间隔；加热气体在燃烧室2中燃烧，通过炉墙把热量提供给炭化室1，煤料在炭化室I中受热干馏生成焦炭。
[0041]炼焦炉通常由多个并排设置的炭化室I和燃烧室2组成焦炉主体，N个炭化室I配有N+1个燃烧室而使每个炭化室I两侧都设有燃烧室2，当本发明的蓄热装置仅分布在焦炉主体单侧时，蓄热室3数量与燃烧室2相同并对应相连，每个蓄热室3包含多个上下排列的水平火道5，蓄热室3像图10那样按顺序依次连接而构成一体式结构的蓄热装置，也可彼此独立；当蓄热装置分布在焦炉主体两侧时，蓄热室3数量为燃烧室2数量的两倍，且燃烧室2两端分别连接同侧的一个蓄热室3，如图3所示。
[0042] 本发明作为竖向排焦式炼焦炉横向加热时的蓄热装置来使用，所涉及的竖向排焦式炼焦炉如图2所示，有别于现有炼焦炉一侧装煤另一侧出焦的炼焦方式，也有别于现有炼焦炉将换热室设置在炼焦炉底部而采用上下连续加热的加热方式；代之以通过炼焦炉顶部的装煤孔A4装煤，再通过炼焦炉底部的自动炉门A3排焦的炼焦方式，简称“上进下出”(如图2、3所示)，或者代之以通过炼焦炉一侧的侧炉门A14以捣固装煤车7装煤，再通过炼焦炉底部的自动炉门A3排焦的炼焦方式，简称“侧进下出”(如图11所示)。其中，“上进下出”的炼焦方式可采用往复加热和交替加热，而“侧进下出”的炼焦方式只能采用交替加热，因此可分为以下三种形式:
[0043]实施例1
[0044]如图1-7所示，采用顶部带有装煤孔A4的竖向排焦式炼焦炉(如图2、3)，本发明的两组蓄热装置分布在炼焦炉两边(如图3、4、5)，并分别与炼焦炉燃烧室2两侧端口相连，加热方式为横向往复加热(如图4、5)。
[0045]该实施例的加热与蓄热过程如下:
[0046]在一个加热周期内，当用贫煤气加热时，贫煤气和空气分别由一侧的贫煤气立管10和空气立管11，通过同侧的带换向阀的连接管24，进入同侧的贫煤气换热分通道8和空气换热分通道9，在各自的换热分通道中，贫煤气和空气吸收蓄热体的热量，预热后的贫煤气和空气，分别通过各自的连接管21、22进入燃烧室2的水平火道5，在水平火道中，贫煤气和空气扩散燃烧，放出热量，燃烧后的烟气，通过两个燃烧室另一端口的连接管21、22进入另一侧的贫煤气换热分通道8和空气换热分通道9，在各自的换热分通道中，烟气释放余热加热蓄热体，放出余热后的烟气，分别通过另一侧蓄热室的带换向阀的连接管25，进入烟气立管12。
[0047]在下一个加热周期内，贫煤气和空气分别由另一边贫煤气立管10和空气立管11，通过该侧带换向阀的连接管24，进入同侧蓄热室3的换热通道7、燃烧室2的水平火道5、另一侧蓄热室3的换热通道7，重复进行吸收预热、燃烧放热、释放余热过程，循环往复，周而复始。
[0048]同样，在一个加热周期内，当用焦炉煤气回炉加热时，为了避免焦炉煤气预热裂解，一侧的贫煤气立管10和空气立管11，贫煤气换热分通道8和空气换热分通道9都走空气，预热后的空气通过两个连接管道21、22，进入燃烧室的水平火道的两个端口 14、15，焦炉煤气则不经过预热，由该侧焦炉煤气立管13通过带截止阀的连接管23，直接进入燃烧室的水平火道中心的端口 16，在水平火道中，焦炉煤气和两个空气流扩散燃烧，放出热量，燃烧后的烟气进入另一边的贫煤气换热分通道8和空气换热分通道9，释放余热，反之亦然。
[0049]在横向往复加热系统中，所有燃烧室的每一个水平火道，所有两边蓄热室的每一个换热通道，都按照上述规律由计算机程序控制运作。
[0050]实施例2
[0051]如图1_3、8、9所示 ，采用顶部带有装煤孔A4的竖向排焦式炼焦炉(如图2、3)，本发明的两组蓄热装置分布在炼焦炉两边(如图3、8、9)，并分别与炼焦炉燃烧室2两侧端口相连，加热方式为横向交替加热(如图8、9).[0052]横向交替加热与横向往复加热相比，采用同样结构的蓄热装置，主要是二者燃烧室的结构不同，横向交替加热相邻的上下两个火道为一组，称为双联水平火道，两个火道之间的隔板砖上留有跨越孔和循环孔，其差别如图3、8所示。[0053]该实施例的加热与蓄热过程如下:
[0054]本发明的加热过程如下，以其中一侧蓄热装置为例
[0055]在一个加热周期内，当用贫煤气加热时，贫煤气和空气分别由一边蓄热室的贫煤气立管10和空气的立管11，通过同侧带换向阀的贫煤气连接管24和带换向阀的空气连接管25，进入同侧单数(自下而上论)的贫煤气换热分通道8和空气换热分通道9，在各自的换热分通道中，贫煤气和空气吸收蓄热体的热量，预热后的贫煤气和空气，分别通过各自的贫煤气连接管21和空气连接管22，进入燃烧室2的单数双联水平火道，在单数双联水平火道中，贫煤气和空气扩散燃烧，燃烧后的烟气通过双联水平火道跨越孔，进入双数水平火道放出热量，少量烟气通过循环孔返回单数水平双联火道，用于拉长火焰，剩余大部分烟气通过同侧燃烧室贫煤气/烟气连接管21和空气/烟气连接管22，进入同侧双数的贫煤气换热分通道8和空气换热分通道9，在各自的换热分通道中，烟气释放余热加热蓄热体，放出余热后的烟气，分别通过换热分通道外端口的带换向阀的蓄热室贫煤气/烟气连接管24和空气/烟气连接管25，进入同侧两个烟气立管12。
[0056]在下一个加热周期内，贫煤气和空气分别由同侧的各自立管，通过连接管及其换向阀，进入同侧蓄热室的双数(自下而上论)换热通道预热，预热后的贫煤气和空气分别连接管，进入同侧燃烧室的双数水平火道燃烧，经过跨越孔进入单数水平火道放热，少量烟气循环，大量烟气分别通过连接管，进入同侧蓄热室的单数换热通道释放余热，放热后的烟气分别通过连接管及其换向阀，进入同侧烟气立管。
[0057]同样，在一个加热周期内，当用焦炉煤气回炉加热时，为了避免焦炉煤气预热裂解，一边蓄热室的单数(自 下而上论)贫煤气换热分通道8和空气换热分通道9都走空气，预热后的空气通过燃烧室贫煤气/烟气连接管21和空气/烟气连接管22，进入燃烧室单数的水平火道的贫煤气/烟气端口 14和空气/烟气端口 15，焦炉煤气则不经过预热，由同侧焦炉煤气立管13通过带截止阀的焦炉煤气连接管23，直接进入燃烧室单数的水平火道中心的焦炉煤气端口 16，在水平火道中，焦炉煤气和两个空气流扩散燃烧，燃烧后的烟气进入同侧双数的水平火道放出热量，少量烟气循环，大量烟气分别通过燃烧室贫煤气/烟气连接管21和空气/烟气连接管22，进入贫煤气换热分通道8和空气换热分通道9释放余热，放热后的烟气通过蓄热室贫煤气/烟气连接管24和空气/烟气连接管25，进入烟气立管外排12。
[0058]在下一个加热周期内，同侧双数贫煤气和空气换热分通道都走空气，预热后的空气通过各自的连接管，进入燃烧室双数的水平火道的两个端口，焦炉煤气则不经过预热，由同侧焦炉煤气立管直接进入燃烧室双数的水平火道中心的端口，在水平火道中，焦炉煤气和两个空气流扩散燃烧，之后重复上述步骤。
[0059]两侧所有燃烧室上下所有对水平双联火道，两边所有蓄热室上下所有对水平换热通道，都按照上述规律由计算机程序控制运作，交替运行，周而复始。
[0060]简而言之，在一个加热周期内，两侧燃烧室单数水平火道为进气燃烧，双数为出气加热；与此对应，两边蓄热室单数换热通道为出气放热，双数换热通道为进气预热。在下一个加热周期内，双数水平火道为进气燃烧，单数为出气加热；同样，双数换热通道为出气放热，单数换热通道为进气预热。
[0061]实施例3[0062]本蓄热装置分布在竖向排焦式炼焦炉单侧，另一侧为捣固装煤车，如图10、11所示，炼焦采用侧进下出、水平交替加热的方式。
[0063]如图10、11所示，采用炭化室I右侧面带有侧炉门A14，捣固装煤车6经由侧炉门A14向炭化室I装煤，本发明的一组蓄热装置设置在炼焦炉左侧，并与炼焦炉燃烧室2左侧端口相连，加热方式为横向交替加热(如图10)。
[0064]显然，横向交替加热与横向往复加热相比，采用同样结构的蓄热装置，主要是二者燃烧室的结构不同，横向交替加热相邻的上下两个火道为一组，称为双联水平火道，两个火道之间的隔板砖上留有跨越孔和循环孔，其差别如图3、8所示。
[0065]该方案的加 热方式与实施例2其中一侧换热装置的加热方式完全相同，区别仅仅在于换热装置仅分布在竖向排焦式炼焦炉的单侧，而将实施例2另一侧的换热装置替换为捣固装煤车6。
【权利要求】
1.一种用于竖向排焦式炼焦炉横向加热的蓄热装置，其特征在于该蓄热装置分布在炼焦炉的两侧或一侧，包括多个并排设置的多个蓄热室(3)，每个蓄热室(3)内部上下分隔成多个换热通道(7 )，换热通道(7 )与燃烧室水平火道(5 )数量相同并一一对应相连，每个换热通道(7 )包括水平排列的贫煤气/烟气换热分通道(8 )和空气/烟气换热分通道(9 )，换热通道(7)中装有蓄热体； 在每个贫煤气/烟气换热分通道(8)的两端分别设有贫煤气/烟气内端口(17)和贫煤气/烟气外端口(19)。在每个空气/烟气换热分通道(9)的两端分别设有空气/烟气内端口(18)和空气/烟气外端口(20)； 所述贫煤气/烟气内端口(17)用于水平连接于各自对应的燃烧室火道的贫煤气/烟气端口(14);所述空气/烟气内端口(18)用于水平连接于各自对应的燃烧室火道的空气/烟气端口(15)； 所述贫煤气/烟气外端口(19)分别通过带换向阀的蓄热室贫煤气/烟气连接管(24)和带换向阀的蓄热室空气/烟气连接管(25)与贫煤气立管(10)和烟气立管(12)相连； 所述的空气/烟气外端口(20)分别通过带换向阀的蓄热室贫煤气/烟气连接管(24)和带换向阀的蓄热室 空气/烟气连接管(25)与空气立管(11)和烟气立管(12)相连。
2.权利要求1所述的蓄热装置的应用，其特征在于该蓄热装置在竖向排焦式炼焦炉横向往复加热中的应用。
3.权利要求1所述的蓄热装置的应用，其特征在于该蓄热装置在竖向排焦式炼焦炉横向交替加热中的应用。
【文档编号】C10B21/10GK103952159SQ201410152811
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月16日 优先权日:2014年4月16日
【发明者】刘斯佳, 祝晋东, 李贤辉, 刘运良, 孙戈 申请人:青岛伊诺威能源化工新技术有限公司