[发明专利]焦炉及炼焦工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金炼焦领域，特别涉及焦炉结构和炼焦工艺的改造技术。

背景技术

炼焦工业的主要产品-焦炭、煤气和煤焦油等化学产品是冶金、机械、 化工、城市煤气等行业的重要原材料。中国是当今世界焦炭生产、消费和 出口第一的大国。炼焦行业已成为我国国民经济中具有十分重要作用的一 大产业。

炼焦炉从初期的蜂巢炉到今天的大型现代化焦炉，已经历了200多年 的历史。传统蓄热室焦炉由三室两区组成，即炭化室、燃烧室、蓄热室、 斜道区、炉顶区和基础部分。焦炉炉体最上部是炉顶，炉顶之下为相间配 置的燃烧室和炭化室，炉体下部有蓄热室和连接蓄热室和燃烧室的斜道区， 每个蓄热室下部的小烟道通过交换开闭器与烟道连接。烟道设在焦炉基础 内或基础两侧，烟道末端通向烟囱。当今世界上普遍使用的焦炉已经历了 100多年历史。

现有焦炉的炼焦工艺过程：配合煤装入炼焦炉炽热的碳化室内，按规 定时间进行隔绝空气加热。期间，煤料经过了干燥、预热、热解、熔融、 粘结、固化、收缩等阶段最终炼制成焦炭。这时，焦饼中心温度达到950～ 1050℃。焦炭成熟后被推出炉外，煤气和化学产品则以成分复杂的荒煤气 形式由炭化室逸出，经上升管和集气管排出并送往化产回收车间。

目前炼焦工业存在很多问题，甚至已影响到行业的生存，主要表现在：

1)对炼焦煤质量要求过高。现代炼铁对焦炭质量要求日益提高，为 满足这种要求需要大量优质炼焦煤，而目前世界上优质炼焦煤资源有限且 不可再生；

2)污染严重。炼焦过程产生大量含有有毒物质的燃烧烟气和废水， 严重危害人类健康和生存环境，而这种有毒的燃烧烟气和废水很难处理。 正因如此，发达国家将焦化产业大量向发展中国家转移，尤其是中国；

3)能耗高。尽管现代焦炉热效率在80％以上算比较高的，但热工效 率只有70％多，真正有用热量不超过50％。

4)焦化厂生存压力大。炉体结构复杂，同时工艺过程中产生大量难 以控制的污染物，并必须控制。因此总体投资和运行成本高，加大了焦炭 成本。

发明内容

本发明目的是要解决现有炼焦工业能耗高，污染严重，需要优质炼焦 煤和炉体结构复杂，投资、运行和管理成本高等问题其中的至少一个。

本发明提供一种焦炉，该焦炉包括：

位于焦炉炉体上部的干燥预热室，用于炼焦的煤从上部装入所述干燥 预热室，煤在所述干燥预热室内被干燥预热；

位于焦炉炉体下部的燃烧室和炭化室，燃烧室燃烧产生的热量加热炭 化室，而在干燥预热室被干燥预热后的煤进入炭化室进行干馏以得到焦炭， 并产生荒煤气。

位于干燥预热室之下，燃烧室和炭化室之上的换热室，煤气空气在换 热室与高温烟气换热后被预热。

根据本发明的一个方面，本发明的焦炉还可包括：焦炉炉体的下部的 焦炉基础，设在焦炉中部两侧的烟道，给煤干燥预热后的烟气经所述烟道 排出。

所述换热室内，从外部输入的煤气和空气与来自燃烧室的高温烟气进 行热交换，被预热后，进入燃烧室燃烧，空气和煤气燃烧产生高温烟气； 所述高温烟气将部分热量传给炭化室的煤，然后进入换热室将空气和煤气 预热。

所述燃烧室和炭化室可为相间配置。

所述干燥预热室与炭化室之间可由放煤管道相连。

所述放煤管道可以包括放煤阀。

干燥预热室内可以设换热管道以干燥、预热煤。

干燥预热室内的换热管道可以与换热室管间、燃烧室是相通的，从而 使用所述高温烟气预热煤气/空气后干燥预热所述干燥预热室内的煤。

换热室内可以并行布置煤气/空气管道，所述煤气/空气管道外烟气自 下而上与煤气/空气管道内煤气和空气进行热交换。

本发明还提供一种使用焦炉炼焦的炼焦工艺方法，该焦炉包括：

位于焦炉上部的干燥预热室

位于干燥预热室之下的换热室；

位于干燥预热室之下的燃烧室和炭化室；

所述工艺方法包括：

用于炼焦的煤从焦炉炉体上部装入所述干燥预热室；

煤在所述干燥预热室内被干燥预热；

在干燥预热室被干燥预热后的煤进入炭化室进行干馏以得到焦炭，并 产生荒煤气。