一种带环状供气道的竖炉供气装置及供气方法与流程

本发明涉及余热回收技术领域，尤其涉及一种带环状供气道的竖炉供气装置及供气方法。

背景技术：

对于高温固态物料的余热回收，竖炉以其换热效率高、余热品质高、占地面积小等特点成为余热回收技术领域的首选，焦化领域的干熄焦装置、烧结矿的余热高效利用系统等都采用竖炉作为其核心的热交换设备，其中竖炉在焦化行业的干熄焦生产中应用最为广泛。

在干熄焦装置中，安装于竖炉(又称干熄炉)底部的供气装置对竖炉内焦炭下降的均匀性和气流分布的均匀性有很大影响。若其结构有利于炉内焦炭在圆周方向的均匀下落，有利于进入竖炉的冷循环气体在竖炉圆周方向的均匀分布，则有利于实现炉内焦炭的均匀冷却，从而改善竖炉的冷却性能，提高竖炉的冷却效率，减小焦炭在竖炉内的干熄时间，减小竖炉冷却室的容积以及降低吨焦气料比，从而大大降低整套干熄焦装置的建设投资及运行成本；这对大型化干熄焦装置而言效果将更加明显。

申请号为200710158949.4(申请日为2007年12月17日)的中国专利，公开了“一种干熄炉专用供气装置”，该装置由上锥斗、下锥斗、干熄炉壳体、环形风道、十字风道、中央风帽组成，上锥斗、下锥斗套插在一起，套插檐形成的环状缝隙构成环形风道，十字风道位于下锥斗上部，水平设置，其中心与干熄炉中心重合并向上延伸与设置于锥斗上部的中央风帽连通。该装置采用由周边风环由外向内供风及中央风帽从炉体上部由内向外供风相结合的供风形式，中央风帽设置在十字风道的上面。

申请号为201610263740.3(申请日为2016年4月26日)的中国专利公开了“一种干熄炉多风道星形供气装置及干熄炉内焦炭冷却方法”，分别将周边风环送风和中心风帽的进风分隔成多个区域，采用星形多风道形式对各个区域供风，可实现对各风道的优化及局部供气调节，有利于使干熄炉内焦炭冷却更加均匀。

但是上述供气方案中，中心风帽均设置在十字风道的上方，中心风帽占据了竖炉下部锥斗内的一部分空间，使得十字风道上部的物料在中心风帽处被阻挡，此处的物料被迫转向，导致物料在竖炉内的下落不均，势必影响物料与循环气体的换热均匀性。另外，中心风帽位于竖炉的中心，循环气体经十字风道后向上进入中心风帽，遇到风帽的阻碍后被迫折返向下，这个过程增加了循环气体的压力损失，增加循环风机的工作负荷，同时循环气体集中从中心地带进入，也会造成附近区域内气流分布的不均衡，从而影响气固换热均匀性，降低竖炉生产效率。

技术实现要素：

本发明提供了一种带环状供气道的竖炉供气装置及供气方法，能够提高竖炉内气固换热的均匀性和竖炉生产效率。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种带环状供气道的竖炉供气装置，包括竖炉壳体、上锥斗、下锥斗、环形风道、十字风道；所述上锥斗、下锥斗套插在一起，上锥斗、下锥斗套插后的环状缝隙构成环形风道；十字风道水平设置于下锥斗上部，其中心与竖炉中心重合；上锥斗、下锥斗与竖炉壳体组成的气室被分成完全隔绝的上下两层气室，其中上气室与环形风道相连通，下气室与十字风道相连通；还包括环状供气道、中央供气组件和分支供气组件；所述环状供气道设于十字风道十字交叉处的外围，与组成十字风道的4个分支风道相连通；所述中央供气组件设于十字风道十字交叉处的正下方，中央供气组件的顶部与十字风道连通；所述分支供气组件为多个，均匀设于环状供气道及环状供气道与分支风道交叉处的正下方，分支供气组件的顶部分别与对应环状供气道或分支风道连通。

所述上锥斗、下锥斗之间的套插檐上设有风量调节板。

所述中央供气组件和分支供气组件的主体均为管状结构，主体的底端设水平板或楔形板并开设底部开口，主体的周围沿高向设若干个侧向开口，侧向开口的上方对应设置锥形挡板。

所述中央供气组件或分支供气组件主体的横截面为圆形或矩形。

所述中央供气组件的主体直径大于分支供气组件的主体直径，且中央供气组件、分支供气组件的主体直径分别与对应安装位置的十字风道、环状供气道的尺寸相配合。

所述锥形挡板的倾斜面与水平面的夹角大于物料的安息角；上层锥形挡板的下沿与下层锥形挡板的上沿连线与水平面的夹角小于物料的安息角。

一种基于所述供气结构的竖炉供气方法，外部循环气体自竖炉下方的上气室和下气室分别进入竖炉，其中进入上气室的气体经由环形风道进入竖炉以周边风环的形式向竖炉内供气，进入的风量由所述的风量调节板进行调整，进入下气室的气体从十字风道沿周向设置的4个入口进入十字风道，一部分气体汇聚到十字风道的十字交叉处进入下方的中央供气组件内，再由中央供气组件通过侧向开口及底部开口进入下锥斗中；另一部分气体进入十字风道的分支风道及环状供气道下方的分支供气组件，经由各支供气组件上的周向开口和底部开口供入下锥斗中，用于对竖炉内的物料进行均匀冷却。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)取消了常规技术中设置在十字风道上方的中心风帽，使得十字风道上方的物料下降更加均匀，将用于向下锥斗供气的中央供气组件和分支供气组件均设置在十字风道及环状供气道的下方，不增加对竖炉内物料的阻碍和干扰，有利于物料的均匀下落和均匀冷却；

2)进入十字风道后的气体向下进入中央供气组件和分支供气组件后，能够直接进入物料层，减少了供气结构内部的阻力，可降低余热回收系统的能耗；

3)下气室内的气体经中央供气组件和多个分支供气组件供入竖炉，形成了气体沿周向的多点及沿高向的多层供入，使下锥斗内气体的分布更加均匀，有利于物料的均匀冷却，提高竖炉的生产效率。

附图说明

图1是本发明所述一种带环状供气道的竖炉供气装置的立面中心剖视图。

图2是图1中的a-a视图。

图3是图1的b部放大图。

图中：1.竖炉壳体2.上锥斗3.下锥斗4.环形风道5.十字风道6.环状供气道7.中央供气组件8.分支供气组件9.上气室10.下气室11.风量调节板12.锥形挡板

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1、图2所示，本发明所述一种带环状供气道的竖炉供气装置，包括竖炉壳体1、上锥斗2、下锥斗3、环形风道4、十字风道5；所述上锥斗2、下锥斗3套插在一起，上锥斗2、下锥斗3套插后的环状缝隙构成环形风道4；十字风道5水平设置于下锥斗2上部，其中心与竖炉中心重合；上锥斗2、下锥斗3与竖炉壳体1组成的气室被分成完全隔绝的上下两层气室，其中上气室9与环形风道4相连通，下气室10与十字风道5相连通；还包括环状供气道6、中央供气组件7和分支供气组件8；所述环状供气道6设于十字风道5十字交叉处的外围，与组成十字风道5的4个分支风道相连通；所述中央供气组件7设于十字风道5十字交叉处的正下方，中央供气组件7的顶部与十字风道5连通；所述分支供气组件8为多个，均匀设于环状供气道6及环状供气道6与分支风道交叉处的正下方，分支供气组件8的顶部分别与对应环状供气道6或分支风道连通。

所述上锥斗2、下锥斗3之间的套插檐上设有风量调节板11。

如图3所示，所述中央供气组件7和分支供气组件8的主体均为管状结构，主体的底端设水平板或楔形板并开设底部开口，主体的周围沿高向设若干个侧向开口，侧向开口的上方对应设置锥形挡板12。

所述中央供气组件7或分支供气组件8主体的横截面为圆形或矩形。

所述中央供气组件7的主体直径大于分支供气组件8的主体直径，且中央供气组件7、分支供气组件8的主体直径分别与对应安装位置的十字风道5、环状供气道6的尺寸相配合。

所述锥形挡板12的倾斜面与水平面的夹角大于物料的安息角；上层锥形挡板的下沿与下层锥形挡板的上沿连线与水平面的夹角(图3中的角c)小于物料的安息角。

所述分支供气组件的数量根据竖炉冷却的需要确定。

一种基于所述供气结构的竖炉供气方法，外部循环气体自竖炉下方的上气室9和下气室10分别进入竖炉，其中进入上气室9的气体经由环形风道4进入竖炉以周边风环的形式向竖炉内供气，进入的风量由所述的风量调节板11进行调整，进入下气室10的气体从十字风道5沿周向设置的4个入口进入十字风道5，一部分气体汇聚到十字风道5的十字交叉处进入下方的中央供气组件7内，再由中央供气组件7通过侧向开口及底部开口进入下锥斗2中；另一部分气体进入十字风道5的分支风道及环状供气道6下方的分支供气组件8，经由各支供气组件8上的周向开口和底部开口供入下锥斗3中，用于对竖炉内的物料进行均匀冷却。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。