[发明专利]一种高效回收废气热量的炼焦方法和焦炉

说明书

技术领域

本发明涉及冶金炼焦领域，特别涉及焦炉炉体结构及焦炉内燃烧产生热废气的回收方法。

背景技术

现有技术中，通过换热式和蓄热式系统，利用废热将助燃空气进行预热使焦炉的热经济性得到了改进。随着焦炉技术的发展，人们发现蓄热式系统在热工学方面比换热式系统更具有优越性。一方面由于换热式装置受尺寸限制。另一方面由于换热式系统当时还只能使用导热性较差的陶瓷材料。而蓄热式焦炉相比于换热式焦炉，其只需要少量增加换热体体积即可提高热回收效率，而且可以容易使用常规耐火材料进行砌筑。

但是蓄热式焦炉存在的缺点是：1)由于要提高热效率，其炉体结构势必会高、大、复杂化。2)要配合热交换，必须要进行煤气-空气-煤气的交换，即必须有交换时间。因此其单个火道的有效燃烧时间只利用了47％。

与蓄热式焦炉相比，换热式焦炉具有如下优势：加热不需要定期换向、燃烧调节较为精确；能有效的提高了燃烧时间；克服了蓄热室焦炉由于加热需要定期换向，造成的有效燃烧时间利用率低的问题；废气中氧含量可以容易达到2％左右。如此低的废气氧含量是使用蓄热式加热系统的焦炉在当前设计施工状态下所无法达到的。

发明内容

本发明的目的是提供一种炉体结构体积小、燃烧室有效燃烧时间利用率高，热回收效率高的回收焦炉废气热量的方法及焦炉。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种回收焦炉废气热量的方法，该方法通过双管式换热装置对空气进行预热，双管式换热装置设置于废气道下部辐射室内；双管式换热装置由内管、外管组成套管式结构，内管下部为空气入口，内管顶端与外管相通，外管上部为封头结构；内管与外管之间的环形通道为换热后空气的下行通道；

空气由双管式换热装置内管下部入口进入，上行至外管封头折回进入下行通道，完成空气与热废气的换热；换热后的热空气进入空气分配室，再经空气分配室进入燃烧室立火道；换热后的废气由废气小烟道通道进入炭化室底部的废气小烟道。

在燃烧室立火道内设有多段空气供入装置，多段空气供入装置在立火道高度方向上设有多个不同高度的空气导入口；焦炉煤气在立火道内与不同高度出口的空气混合燃烧，立火道上部通过跨越孔与废气道相通。

换热后的废气由炭化室底部的废气小烟道进入位于焦侧的高温废气分烟道；由焦侧的高温废气分烟道导出的高温废气进入煤预热系统，用于炼焦用煤的预热；实现第二阶段的换热，换热后的低温废气排出。

实现所述方法的焦炉，包括燃烧室立火道、废气道、辐射室、双管式换热装置、空气分配室、废气小烟道通道；

废气道下部是辐射室，双管式换热装置设置于辐射室内，双管式换热装置由内管、外管组成套管式结构，内管下部为空气入口，内管顶端与外管相通，外管上部为封头结构；内管与外管之间的环形通道为换热后空气的下行通道；

双管式换热装置下部为空气分配室，换热后空气的下行通道与空气分配室相通；空气分配室与燃烧室立火道相连通；

辐射室底部通过废气小烟道通道与炭化室下部的废气小烟道连通。

在燃烧室立火道内设有多段空气供入装置，多段空气供入装置在立火道高度方向上设有多个不同高度的空气导入口；焦炉煤气喷嘴设置于立火道底部，立火道上部通过跨越孔与废气道相通；立火道与废气道之间设有隔墙。

所述的燃烧室立火道、多段空气供入装置、废气道、辐射室、双管式换热装置、空气分配室、废气小烟道通道，构成燃烧及换热系统，该燃烧及换热系统分为两组，在焦炉纵向方向上，由燃烧室横向隔墙分为两个独立的系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.焦炉炉体高度大幅降低，有利于减少焦炉炉体砌筑用耐火材料。

2.焦炉炉体高度大幅降低，有利于与之配套的焦炉机械高度降低，重量减少，从而减少投资。

3.由于取消了换向装置，蓄热室焦炉原有的交换机装置进而可以取消，从而可减少投资。

4.由于本发明焦炉换热不需要进行换向，其单个火道的有效燃烧时间由蓄热式焦炉只有47％利用率可提高至98％的利用率。每小时中断1分钟，用于对焦炉煤气下喷管的清除积炭时间。

5.此焦炉在高向分多段供入空气，而且每段空气均可调节。有利于降低焦炉煤气燃烧的剧烈程度；同时采用双管式换热装置，废气与空气不接触，从而确保了废气中的氧含量在2％左右。此两点有利于降低废气中的NOx含量，更利于环保。

6.此焦炉使用两阶段回收废气热量，相比于常规蓄热式焦炉直接废气进入烟囱排放而言，对热量回收率更好，且有利于节能环保。

附图说明