[发明专利]一种热能循环利用的焦化炉及炼焦方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焦化炉及炼焦方法，尤其是涉及炼焦入炉煤预干燥，入炉过程快速加热，连续煤干馏焦化，在炉内利用燃烧过的废气干法熄焦的焦化炉及炼焦方法。

背景技术

1、炼焦原理

炼焦生产，其基本原料是炼焦煤，它是将炼焦煤在密闭的焦化炉内隔绝空气高温加热，放出水分和吸附气体，随后分解产生煤气和焦油等，剩下以碳为主体的焦炭。这种煤热解过程通常称为煤的干馏。

煤的干馏分为低温干馏、中温干馏和高温干馏三种。它们的主要区别在于干馏的最终温度不同，低温干馏为500℃-600℃，中温干馏为700℃-800℃，高温干馏为900℃-1000℃。目前的炼焦化炉绝大多数属于高温炼焦化炉，主要生产冶金焦炭、炼焦煤气和炼焦化学产品。这种高温炼焦过程，就是高温干馏。

2、炼焦煤的热解过程

炼焦煤在隔绝空气高温加热过程中生成焦炭，它具有下列特性：当被加热到400℃左右，就开始形成熔融的胶质体，并不断地自身裂解产生出油气，这类油气经过冷凝、冷却及回收工艺，得到各种化工产品和净化的焦化炉煤气。

当温度不断升高，油气不断放出，胶质体进一步分解，部分气体析出，而胶质体逐渐固化成半焦，同时产生出一些小气泡，成为固定的疏孔。

温度再升高，半焦继续收缩，放出一些油气，最后生成焦炭。

3、传统焦化炉

传统焦化炉炉体主要是用硅砖砌筑而成的，分成一至四个相连接的部分：炉顶、炭化室(两侧是燃烧室)、斜道、蓄热室。炉顶区设有炭化室装煤孔、燃烧室火道看火孔以及荒煤气导入集气系统的上升管孔等。炭化室是窄长的方型室，用以容纳煤料。煤料可由装煤孔或机侧(捣固炼焦)装入。燃烧室在炭化室两侧，煤气在其内燃烧，燃烧产生的热量，经炭化室-燃烧室共用墙传入炭化室，将煤料加热至高温炼成焦炭。斜道是蓄热室、燃烧室火道间的气流通道。蓄热室在炭化室及燃烧室下部，内填充有带孔的格子砖。当下降气流时，燃烧产生的高温废气流将格子砖加热，交换成上升气流时，使通过蓄热室的贫煤气或空气预热后进入燃烧室。一座焦化炉由数十孔炭化室组成。

现代焦化炉虽有多种炉型，但无非是因火道结构、加热煤气种类及其入炉方式、蓄热室结构及装煤方式的不同而进行有效排列组合，为了保证焦炭、煤气的质量及产量，不仅需要合适的煤配比而且要有良好的外部条件。现代焦化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与燃烧室的斜道区，每个蓄热室下部的小烟道通过交换开闭器(废气道)与烟道相连，烟道设在焦化炉基础内式基础两侧，烟道末端通向烟囱，故也称焦化炉由三室两区组成，即炭化室、燃烧室、斜道区、炉顶区和基础部分。

4、传统焦化炉的具有如下缺陷：1)不能连续生产焦炭，且生产的焦炭是不规则的；2)对环境的污染较大，不符合可持续发展的规划；3)热能不能循环综合利用；4)不能实现炉内利用废气干法熄焦；5)焦化产品回收工艺复杂；6)维修成本高昂。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种热能重复循环利用，连续煤干馏焦化，炉内利用燃烧过的废气干法熄焦的焦化炉；该焦化炉能将预干燥的煤在入炉过程中迅速加热至300℃，煤在炉体内干馏焦化，在炉底部用自身燃烧产生的废气经与空气换热降温后进行干法熄焦，连续生产焦炭；生产过程污染小，节能环保；延长了煤炭产业链，降低了炼焦成本拓宽了炼焦煤种，提高了产品的品质；增加了化产回收量，很大程度地扩大了利润空间；维修成本低廉。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种使用上述焦化炉的炼焦方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明一种热能循环利用的焦化炉，

包括炉体、废气循环系统、荒煤气处理系统；

所述炉体从上到下依次包括加煤段、煤快速加热段、荒煤气导出段、煤干馏结焦段、焦炭调质段、干法熄焦段和排焦段；

所述废气循环系统包括废气导出装置、废气换热器、换向器、设置在煤干馏结焦段炉壁上的换向装置、设置在焦炭调质段炉壁上的换向装置和设置在干法熄焦段上部炉壁上的换向装置；所述废气导出装置一端通过管道与煤快速加热段底部连接相通，另一端通过管道与废气换热器连接相通，所述废气换热器通过管道与换向器连接相通，所述换向器通过管道与干法熄焦段下部连接相通；所述设置在煤干馏结焦段炉壁上的换向装置和设置在焦炭调质段炉壁上的换向装置连接废气管道、燃气管道和空气管道；