[发明专利]一种新型焦炉结构及其分段加热燃烧方法

说明书

本发明涉及一种新型焦炉结构及其分段加热燃烧方法，所述新型焦炉结构包括炉顶、燃烧室、炭化室、斜道区、蓄热室及小烟道；燃烧室通过斜道与蓄热室相连，燃烧室由多个双联立火道组成，组成双联立火道的立火道顶部通过跨越孔连通，底部通过废气循环孔连通；每个蓄热室下部设小烟道；每个立火道上方的炉顶设看火孔；每个炭化室上方的炉顶设装煤口/导烟孔及上升管孔；所述立火道内沿高向设置多段煤气出口及多段空气出口，炭化室底面高于斜道口对应的燃烧室底面。本发明通过改进焦炉燃烧室立火道结构，实现多种低氮燃烧机理下的燃烧过程，同时采用炭化室底面高于燃烧室底面的全新设计，消除因分段燃烧造成炭化室底部供热不足出现生焦的风险。

技术领域

本发明涉及焦炉技术领域，尤其涉及一种能够实现低氮氧化物生成的新型焦炉结构及其分段加热燃烧方法。

背景技术

随着机装焦炉整体工艺技术的不断发展，焦炉炭化室高度已经由原先不足2.8米发展至7.65米，而德国伍德的8.43米试验炉也投产多年。目前，新型焦炉开发在炭化室高度增加和容积增大的研究方向上已经接近极限。

随着环境保护要求的呼声日益强烈，焦炉技术的发展又走向了新的方向。在焦炉生产过程中，如何有效降低烟尘的无组织排放和有组织排放已经越来越受到重视，从源头治理污染已经成为焦炉装备工艺研发的新课题。

目前，焦炉燃烧系统设计还停留在简单的分段燃烧和模仿国外先进技术的阶段，针对如何设置立火道结构、各气流出口段位置及流量，以达到降低氮氧化物生成的问题，主要是应用现有成熟的低氮燃烧技术以及非选择催化还原技术降低氮氧化物的排放。

另外，对于采用分段燃烧技术的焦炉，由于其改变了原有焦炉设计中底部加热量远大于顶部的加热方式，而传统焦炉中对应斜道口的燃烧室底面和炭化室底面均处于同一水平面，因此存在焦炉炭化室下部出现生焦的风险。

发明内容

本发明提供了一种新型焦炉结构及其分段加热燃烧方法，通过改进焦炉燃烧室立火道结构，实现多种低氮燃烧机理下的燃烧过程，同时采用炭化室底面高于燃烧室底面的全新设计，消除因分段燃烧造成炭化室底部供热不足出现生焦的风险。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种新型焦炉结构，包括炉顶、燃烧室、炭化室、斜道区、蓄热室及小烟道；燃烧室与炭化室相间设置，燃烧室通过斜道与蓄热室相连，燃烧室由多个双联立火道组成，组成双联立火道的立火道顶部通过跨越孔连通，底部通过废气循环孔连通；每个蓄热室下部设小烟道通过交换开闭器与外部烟气道相连；每个立火道上方的炉顶设看火孔；每个炭化室上方的炉顶设装煤口/导烟孔及上升管孔；所述立火道内沿高向设置多段煤气出口及多段空气出口，炭化室底面高于斜道口对应的燃烧室底面。

所述多段煤气出口、多段空气出口中，自下而上，第一段煤气出口高于第一段空气出口，且两者相比，第一段煤气出口远离废气循环孔；各中间段煤气出口与各中间段空气出口交错设置，且最后一段空气出口高于最后一段煤气出口。

所述炭化室底面高于废气循环孔的上沿，但低于第一段煤气出口标高。

所述燃烧室由燃烧室炉墙围设而成，燃烧室炉墙在对应炭化室下部向炭化室内倾斜延伸，使炭化室下部横截面呈等腰梯形。

所述立火道上方的炉顶还设有补偿孔，用于向立火道内通入补充废气或掺混后的低分压还原气。

所述蓄热室设分格结构，即空气蓄热室沿高向分为多个空气分格蓄热室，煤气蓄热室沿高向分为多个煤气分格蓄热室；第一段煤气出口单独设在一个煤气分格蓄热室内，其余各段煤气出口设于一至多个煤气分格蓄热室内；第一段空气出口单独设在一个空气分格蓄热室内，其余各段空气出口设于一至多个空气分格蓄热室内；相应地，小烟道也沿高向分格作为复数小烟道或集束小烟道与各个空气分格蓄热室/煤气分格蓄热室相连。

所述小烟道与废气开闭器连接处设置多道手动调节闸板。