[發明專利]一種高效回收廢氣熱量的煉焦方法和焦爐

有效

• 申請號: 201010611234.1
• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN102031125A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 戴成武;蔡承祐;張長青;楊俊鋒;馬小波
• 申請（專利權）人: 中冶焦耐（大連）工程技術有限公司;中冶焦耐工程技術有限公司
• 主分類號: C10B15/00
• 分類號: C10B15/00;C10B57/00;C10B29/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

技術領域

本發明涉及冶金煉焦領域，特別涉及焦爐爐體結構及焦爐內燃燒產生熱廢氣的回收方法。

背景技術

現有技術中，通過換熱式和蓄熱式系統，利用廢熱將助燃空氣進行預熱使焦爐的熱經濟性得到了改進。隨著焦爐技術的發展，人們發現蓄熱式系統在熱工學方面比換熱式系統更具有優越性。一方面由于換熱式裝置受尺寸限制。另一方面由于換熱式系統當時還只能使用導熱性較差的陶瓷材料。而蓄熱式焦爐相比于換熱式焦爐，其只需要少量增加換熱體體積即可提高熱回收效率，而且可以容易使用常規耐火材料進行砌筑。

但是蓄熱式焦爐存在的缺點是：1)由于要提高熱效率，其爐體結構勢必會高、大、復雜化。2)要配合熱交換，必須要進行煤氣-空氣-煤氣的交換，即必須有交換時間。因此其單個火道的有效燃燒時間只利用了47％。

與蓄熱式焦爐相比，換熱式焦爐具有如下優勢：加熱不需要定期換向、燃燒調節較為精確；能有效的提高了燃燒時間；克服了蓄熱室焦爐由于加熱需要定期換向，造成的有效燃燒時間利用率低的問題；廢氣中氧含量可以容易達到2％左右。如此低的廢氣氧含量是使用蓄熱式加熱系統的焦爐在當前設計施工狀態下所無法達到的。

發明內容

本發明的目的是提供一種爐體結構體積小、燃燒室有效燃燒時間利用率高，熱回收效率高的回收焦爐廢氣熱量的方法及焦爐。

為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種回收焦爐廢氣熱量的方法，該方法通過雙管式換熱裝置對空氣進行預熱，雙管式換熱裝置設置于廢氣道下部輻射室內；雙管式換熱裝置由內管、外管組成套管式結構，內管下部為空氣入口，內管頂端與外管相通，外管上部為封頭結構；內管與外管之間的環形通道為換熱后空氣的下行通道；

空氣由雙管式換熱裝置內管下部入口進入，上行至外管封頭折回進入下行通道，完成空氣與熱廢氣的換熱；換熱后的熱空氣進入空氣分配室，再經空氣分配室進入燃燒室立火道；換熱后的廢氣由廢氣小煙道通道進入炭化室底部的廢氣小煙道。

在燃燒室立火道內設有多段空氣供入裝置，多段空氣供入裝置在立火道高度方向上設有多個不同高度的空氣導入口；焦爐煤氣在立火道內與不同高度出口的空氣混合燃燒，立火道上部通過跨越孔與廢氣道相通。

換熱后的廢氣由炭化室底部的廢氣小煙道進入位于焦側的高溫廢氣分煙道；由焦側的高溫廢氣分煙道導出的高溫廢氣進入煤預熱系統，用于煉焦用煤的預熱；實現第二階段的換熱，換熱后的低溫廢氣排出。

實現所述方法的焦爐，包括燃燒室立火道、廢氣道、輻射室、雙管式換熱裝置、空氣分配室、廢氣小煙道通道；

廢氣道下部是輻射室，雙管式換熱裝置設置于輻射室內，雙管式換熱裝置由內管、外管組成套管式結構，內管下部為空氣入口，內管頂端與外管相通，外管上部為封頭結構；內管與外管之間的環形通道為換熱后空氣的下行通道；

雙管式換熱裝置下部為空氣分配室，換熱后空氣的下行通道與空氣分配室相通；空氣分配室與燃燒室立火道相連通；

輻射室底部通過廢氣小煙道通道與炭化室下部的廢氣小煙道連通。

在燃燒室立火道內設有多段空氣供入裝置，多段空氣供入裝置在立火道高度方向上設有多個不同高度的空氣導入口；焦爐煤氣噴嘴設置于立火道底部，立火道上部通過跨越孔與廢氣道相通；立火道與廢氣道之間設有隔墻。

所述的燃燒室立火道、多段空氣供入裝置、廢氣道、輻射室、雙管式換熱裝置、空氣分配室、廢氣小煙道通道，構成燃燒及換熱系統，該燃燒及換熱系統分為兩組，在焦爐縱向方向上，由燃燒室橫向隔墻分為兩個獨立的系統。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1.焦爐爐體高度大幅降低，有利于減少焦爐爐體砌筑用耐火材料。

2.焦爐爐體高度大幅降低，有利于與之配套的焦爐機械高度降低，重量減少，從而減少投資。

3.由于取消了換向裝置，蓄熱室焦爐原有的交換機裝置進而可以取消，從而可減少投資。

4.由于本發明焦爐換熱不需要進行換向，其單個火道的有效燃燒時間由蓄熱式焦爐只有47％利用率可提高至98％的利用率。每小時中斷1分鐘，用于對焦爐煤氣下噴管的清除積炭時間。

5.此焦爐在高向分多段供入空氣，而且每段空氣均可調節。有利于降低焦爐煤氣燃燒的劇烈程度；同時采用雙管式換熱裝置，廢氣與空氣不接觸，從而確保了廢氣中的氧含量在2％左右。此兩點有利于降低廢氣中的NOx含量，更利于環保。

6.此焦爐使用兩階段回收廢氣熱量，相比于常規蓄熱式焦爐直接廢氣進入煙囪排放而言，對熱量回收率更好，且有利于節能環保。

附圖說明