一种焦炉助燃空气外预热系统的制作方法

本实用新型涉及煤焦化技术领域，特别是涉及一种焦炉助燃空气外预热系统。

背景技术：

焦炉是一种由耐火砖和耐火砌块砌成的设备，用于使煤炭化生产焦炭。焦炉在运作过程中会产生烟气，烟气中含有硫化物、氮氧化物等污染物，因此在排放前需对烟气进行脱硫脱硝处理。

现有焦炉在脱硫脱硝过程中，为了避免硫元素对脱硝催化剂的影响，通常为先脱硫再脱硝。现有焦炉排出的烟气温度通常低于300℃，但是由于脱硫在先，脱硫除尘布袋易因较高的温度而损坏，而在之后的脱硝过程中，则需要使用成本更高的低温脱硝催化剂，无法使用催化温度高于300℃的常规脱硝催化剂。

综上，现有的焦炉设备在运行过程中，一方面容易使脱硫除尘布袋损坏，另一方面需要使用低温脱硝催化剂，导致生产成本增加。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提供一种焦炉助燃空气外预热系统，以降低炼焦的生产成本。具体技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种焦炉助燃空气外预热系统，所述系统包括：焦炉本体、脱硝装置、换热器、脱硫除尘装置、进气风机以及排气风机；其中，所述焦炉本体包括：第一烟道、第二烟道、蓄热室以及燃烧室；所述第一烟道位于所述蓄热室下方；所述第一烟道端处设置有大气空气进气口、预热空气进气口和排气口；所述排气口与所述第二烟道连通；所述第二烟道通过管道与所述脱硝装置的进气口连通；

所述换热器包括：烟气进气口、烟气出气口、冷空气进气口、热空气出气口；所述烟气进气口通过管道与所述脱硝装置的出气口连通；所述烟气出气口通过管道与所述脱硫除尘装置的进气口连通；所述冷空气进气口通过管道与所述进气风机连通；所述热空气出气口通过管道与所述预热空气进气口连通；

所述脱硫除尘装置的出气口通过管道与所述排气风机的进风口连通。

可选地，所述第二烟道与所述脱硝装置的进气口之间的排气管上还设置有第一阀门和颗粒过滤器。

可选地，所述系统还包括烟囱，所述烟囱分别与所述排气风机的出风口及所述第二烟道连通；所述烟囱与所述第二烟道之间的管道上设置有第二阀门；所述第二阀门和所述第一阀门并联设置。

可选地，所述换热器的热空气出气口连接有两路进气管道，每路进气管道上均设置有进气阀。

可选地，所述焦炉本体包括若干个所述蓄热室，所述两路管道相间地与若干个所述第一烟道相连。

可选地，所述颗粒过滤器与所述脱硝装置之间的管道上还设置有第一进料口。

可选地，所述换热器与所述脱硫除尘装置之间的管道上还设置有第二进料口。

可选地，所述第二烟道的排气温度为300～340℃。

可选地，所述热空气出气口的排气温度为80～200℃。

可选地，所述烟气出气口的排气温度为140～220℃。

本实用新型实施例提供的一种焦炉助燃空气外预热系统，通过在焦炉本体上设置预热空气进气口，能够使经过预热后的空气进入焦炉，从而提高焦炉的进气温度，进而使焦炉的排气温度升高至300～340℃，在对该温度的烟气进行脱硝处理时，使用常规脱硝催化剂即可，不需要使用成本更高的低温脱硝催化剂，从而节约生产成本。并且，预热空气的热量来自焦炉排出的烟气中回收的热量，避免了能源浪费，达到节约能源的效果。本实用新型实施例的脱硫温度低于现有焦炉设备中的脱硫温度，因此，本实用新型实施例能够有效防止脱硫除尘装置因高温而损坏，降低企业的生产成本。当然，实施本实用新型的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例提供的一种焦炉助燃空气外预热系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中焦炉本体的结构示意图。

图中，1.第二阀门，2.烟囱，3.颗粒过滤器，4.进气风机，5.进气风机进气口，6.换热器，601.烟气进气口，602.烟气出气口，603.冷空气进气口，604.热空气出气口，7.第二进料口，8.脱硫除尘装置，9.排气风机，10.第一阀门，11.第一进料口，12.脱硝装置，13.排气管，14.进气阀，15.进气管道，16.焦炉本体，17.大气空气进气口，18.预热空气进气口，19.排气口，20.第一烟道，21.第二烟道，22.蓄热室，23.燃烧室，24.换向堵头。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

发明人发现，现有的焦炉设备在运行过程中，由于脱硫在先，脱硫除尘装置易因较高的温度而损坏，而在之后的脱硝过程中，由于烟气温度下降，则需要使用成本更高的低温脱硝催化剂，无法使用催化温度高于300℃的常规脱硝催化剂。同时，处理后的烟气中还蓄存有大量热能，如果直接排入大气，将会造成这部分能源浪费。

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种焦炉助燃空气外预热系统，如图1和图2所示，该系统包括：

焦炉本体16、脱硝装置12、换热器6、脱硫除尘装置8、进气风机4以及排气风机9。其中，焦炉本体16可以为单热式或复热式焦炉；脱硝装置12可以为SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原法)脱硝装置；换热器6可以为气体换热器，用于交换气体中的热量；脱硫除尘装置8可以为脱硫布袋除尘器，用于对烟气进行脱硫除尘处理；进气风机4用于为进入换热器6的空气提供动力，空气从进气风机进气口5进入进气风机4后，再进入换热器6；排气风机9用于为处理后的烟气提供动力。

如图2所示，焦炉本体16包括：第一烟道20、第二烟道21、蓄热室22以及燃烧室23，其中，第一烟道20因其孔径较小，通常称之为小烟道，第二烟道21因其孔径较大，通常称之为分烟道。第一烟道20与蓄热室22、燃烧室23相连通。第一烟道20位于蓄热室22下方，第一烟道20中的空气可以经由蓄热室22进入燃烧室23。

第一烟道20端处设置有大气空气进气口17、预热空气进气口18和排气口19，其中，大气空气进气口17能够使大气中的空气进入第一烟道20；预热空气进气口18能够使预热的空气进入第一烟道20；排气口19与第二烟道21连通，用于排出烟气，烟气温度为300～340℃；第二烟道21通过排气管13与脱硝装置12的进气口连通。

换热器6包括：烟气进气口601、烟气出气口602、冷空气进气口603、热空气出气口604；烟气进气口601通过管道与脱硝装置12的出气口连通；烟气出气口602通过管道与脱硫除尘装置8的进气口连通；冷空气进气口603通过管道与进气风机4连通；热空气出气口604通过管道与预热空气进气口18连通。经脱硝处理后的烟气温度(280～320℃)通过烟气进气口601进入换热器6，冷空气通过冷空气进气口603进入换热器6，经换热后，冷空气吸收烟气中的热量转变为预热空气(温度80～200℃)，并通过热空气出气口604离开换热器6，然后通过管路从预热空气进气口18进入焦炉本体16；烟气冷却后(温度140～220℃)，进入脱硫除尘装置8，进行脱硫除尘处理。

脱硫除尘装置8的出气口通过管道与排气风机9的进风口连通，烟气经脱硫除尘处理后(温度120～190℃)，通过排气风机9排出。

现有的焦炉设备通常只设置大气空气进气口17，也就是说，进入焦炉的空气来自于大气，因此温度较低。而本实用新型实施例中，由于焦炉本体16上设置预热空气进气口18，能够使预热后的空气进入焦炉。特别地，预热空气的热量并非通过加热设备产生的热量，而是来自焦炉排出的烟气中回收的热量。通过上述装置结构，一方面避免了能源浪费，达到节约能源的效果，另一方面还能提高焦炉的进气温度，使焦炉的排气温度也能升高至300～340℃。

更重要的是，由于焦炉的排气温度升高至300～340℃，在对烟气进行脱硝处理时，可以达到常规脱硝催化剂的催化温度，因此本实用新型实施例在对烟气脱硝时使用常规脱硝催化剂即可，不需要使用成本更高的低温脱硝催化剂，从而节约生产成本。

并且，通过本实用新型实施例的外预热系统，可以采用先脱硝，然后再脱硫的工艺，经换热后，脱硫温度150～220℃，而现有焦炉设备通常采用先脱硫再脱硝的工艺，脱硫温度通常为250～290℃，可见，本实用新型实施例的脱硫温度远低于现有焦炉设备中的脱硫温度，因此，本实用新型实施例可以有效防止脱硫除尘装置因高温而损坏，进一步节约生产成本。

作为本实用新型实施例一种可选的实施方式，第二烟道21与脱硝装置12的进气口之间的排气管13上还设置有第一阀门10和颗粒过滤器3，其中，第一阀门10可以实现脱硝脱硫设备管路的开闭，颗粒过滤器3可以过滤烟气中粒径为1～50mm的颗粒。

作为本实用新型实施例一种可选的实施方式，本实用新型实施例的系统还包括烟囱2，烟囱2分别与排气风机9的出风口及第二烟道21连通，用于排出经处理后的烟气。烟囱2与第二烟道21之间的管道上设置有第二阀门1，用于实现该处管路的开闭。并且，第二阀门1和第一阀门10并联设置，可见，第二阀门1起到旁通阀的功能，当第一阀门10后面的设备故障时，烟气可以及时通过第二阀门1处的管道导出，保障整个系统正常运转。

作为本实用新型实施例一种可选的实施方式，换热器6的热空气出气口604连接有两路进气管道15，每路进气管道15上均设置有进气阀14，两路进气管道15相间地与若干个第一烟道20相连，从而与若干个蓄热室22连通，也就是说，两个进气阀14可以分别控制不同蓄热室22的气体进出。例如，当1号、3号、5号蓄热室中的气体为上升气流时，用于控制这些蓄热室气体进入的进气阀14打开，换向堵头24下沉从而堵住第二烟道21的排气口19，使预热空气通过进气管道15进入焦炉本体16，此时用于控制2号、4号、6号蓄热室气体进入的进气阀14处于关闭状态；当1号、3号、5号蓄热室中的气体为下降气流时，用于控制这些蓄热室气体进入的进气阀14关闭，换向堵头24上升从而打开第二烟道21的排气口19，使焦炉中的烟气通过排气管13从焦炉本体16排出。

需要说明的是，换向堵头24可以为一个连接现有换向装置的金属件，具体结构本实用新型实施例不再赘述。

作为本实用新型实施例一种可选的实施方式，颗粒过滤器3与脱硝装置12之间的管道上还设置有第一进料口11，用于进料，例如含有氨的气体。

作为本实用新型实施例一种可选的实施方式，换热器6与脱硫除尘装置8之间的管道上还设置有第二进料口7，用于进料，例如粉末状碳酸钠或氢氧化钠等。

本实用新型实施例提供的一种焦炉助燃空气外预热系统，通过在焦炉本体上设置预热空气进气口，能够使预热后的空气进入焦炉，从而提高焦炉的进气温度，进而使焦炉的排气温度升高至300～340℃，在对该温度的烟气进行脱硝处理时，使用常规脱硝催化剂即可，不需要使用成本更高的低温脱硝催化剂，从而节约生产成本。并且，预热空气的热量来自焦炉排出的烟气中回收的热量，避免了能源浪费，达到节约能源的效果。本实用新型实施例的脱硫温度低于现有焦炉设备中的脱硫温度，因此，本实用新型实施例能够有效防止脱硫除尘装置因高温而损坏，降低企业的生产成本。

需要说明的是，本实用新型实施例的焦炉助燃空气外预热系统中，当在输送过程中需要额外的传输动力的时候，可以在需要的管路上加设合适的泵、风机等动力设备。进一步地，还可以在需要时，在管路上增加合适的阀门，以控制流体的流向及流速等。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。