专利名称：一种型焦炭化炉的制作方法
技术领域：
本发明是一种型焦炭化炉，属于冶金焦化领域，具体而言是一种型煤炭化生产型焦的设备的技术方案。
众所周知，目前燃烧型煤是国家实现环境友好的重大举措，型焦生产比型煤意一义更加重大，性能更独特，用途更广泛，然而至今尚未有一个理想的生产型焦的炭化炉能满足型煤焦化过程的要求。正如中国专利申请号88207792.2所述的″连续焦化型焦炉″为直立式间接加热型焦炉，存在的问题是①型煤在炭化过程中被间接加热，存在产品炭化程度不均，型焦质量不稳，产量较小。②型煤在融熔软化过程，自由膨胀，会造成粘连、变形甚至棚料。③结构复杂，投资较大。④直立式炭化炉型焦下行时互相磨损较大。申请号86106940所述的″在罐式炉内通过电加热生产型焦的方法以及这种焦的罐式炉″，尽管设计完善，但存在着结构复杂、需电加热，气体循环较好，但投资较大，特别是型煤在直立罐式炉中炭化过程仍存在自由膨胀，型焦机械强度较低、粘连、变形型焦下行磨损严重等问题。中国专利ZL93222507.1公开的″型焦焦结炉″，申请号96122116公开的″用于无烟煤及弱粘结煤生产型焦的炼焦炉″以及ZL96245218.1公开的″无烟粉煤型焦焦结炉″共同特点是间、直混热拱顶斜底式焦炉，并且以直接加热为主。这种炉考虑到自然出焦容易，要求炉底倾斜角足够大，这样要想炉堂加长必然要求炉体增大，因此该类炉一般炉长较短，仅为2-3米并且由于以直接加热为主，炉堂温度梯度很小，炉温较高，调节困难，导致如下缺陷，①型煤未经预热干燥即进入高温区，使型煤中水份、挥发份骤然放出，在型煤强度较低的情况下不能承受内部的膨胀力，形成很多裂纹，此外，在半焦收缩过程由于炉温较高，致使收缩应力较大，同样形成很多裂纹，影响了型焦的机械强度。②空气导入炉中直接加热免不了要烧掉一部分焦，致使型煤表面氧化较大。③炉堂较短造成型煤产量较小。④型煤在融熔软化阶段，型煤自由膨胀，使内部膨胀力相对减小，减缓了胶质体的流动，造成粘结能力降低，要想维持一定的粘结力，保证型焦质量，必须多配加高粘结性煤(如肥煤)或添加粘结剂(如焦油)结果造成型焦成本增大。⑤型煤在炉中堆集，在炭化过程中会形成一定的粘连或变形。
本发明一种型焦炭化炉目的在于，解决上述各种焦炉存在的问题，克服存在的缺陷，从而提供一种炭化钵结构的、遂道式、动态、连续炭化炉的技术方案。
本发明一种型焦炭化炉的
图1为型焦炭化炉平面示意图。
图2为型焦炭化炉纵向剖面示意图。
图3为型焦炭化炉横向剖面示意图。
图中的标号为1、炉体2、炉门3、供风道4、主烟道5、烟囱6、分烟道调节板7、熄焦室8、风机9、卸焦池10、刮板机11、炉头换向装置12、焦车行走动力机构13、型煤装填装置14、轨道15、焦车16、炭化钵17、卸焦机构18、行走机构19、供风调节板20、密封凹缘21、二次风孔22、耐火砖23、红砖24、烟气喷孔25、烟气进孔26、热风机27、烟气出孔28、空气进孔29、护炉铁件30、风道31、烟道32、炭化钵架33、炭化钵固定架34、固定架支架35、支架转轴36、翼板37、齿轮38、手柄下面结合附图介绍本发明一种型焦炭化炉的技术特征本发明一种型焦炭化炉，是一种炭化钵结构的、隧道式、动态连续焦化型焦的炭化炉，主要由隧道式炉体1、炉门2、供风道3、主烟道4、烟囱5、烟道插板6、干法熄焦室7、卸焦池9、炉头换向机构11、焦车行走动力机构12、装煤装置13、焦车15、焦车行走结构18、护炉铁件29、和炉头气封设施组成，所述的隧道式炉体)为拱形隧道，炉内层为耐火砖结构，并留有膨胀缝，外层为红砖23及保温层，隧道两端设有炉门2，炉体侧墙一侧砌有一次风孔28、风道30和二次风孔21，另一侧设有烟气出孔27和烟道31；炉外一侧设有供风道3及供风调节板19，另一侧设有主烟道4及烟道插板6和烟囱5，在炉头两端内墙上设有烟气喷孔24，外墙上设有烟气进孔25，炉内两侧墙上设有凹缘20与焦车钵架翼板36相啮合凹缘内装有桑沙粒；采用直接冷风冷却熄焦换热后的气体作为燃烧空气进入炉中的熄焦室7为一密封室；可蓄入水使型焦进一步冷却，同时缓冲型焦下落时的冲力，减少碎焦产率的卸焦池9，池底设有出焦刮板机；炉头换向机构5采用园盘或钢轨结构；焦车行走动力机构12为双向液压杆机构或机械传动机构；装煤装置13为手动或自动装置；焦车15由串联的小焦车、行走机构18、炭化钵16、炭化钵架32、转动卸焦机构17组成；炉头气封设施9由风机26、烟气喷孔24、烟气进孔25组成。
如上所述的炭化钵16为中空的，形状为园柱形或方形或多边形，材料可为耐热钢、铸铁或耐火材料，其底部密封、上部敞开；炭化钵架32由两部分构成，每一部分由炭化钵固定架33、固定架支架34支架转轴35组成，各部分之间用螺栓和电焊连接；炭化钵固定架33一边连有翼板36与炉内侧墙上凹缘20啮合，炭化钵固定架33用耐热钢或铸铁制成；卸焦机构17由分别固定于支架轴上的一对互相啮合的齿轮37和固定在一根轴上的手柄38以及齿轮止退装置组成。
本发明一种型焦炭化炉的特征与优点如下1.结构简单，全炉为一拱形隧道式炉，炉两端设有升降式炉门，炉体内层由耐火砖砌筑，外层用红砖砌筑，内外层间用隔热材料填充，内墙上留有膨胀缝，在内墙的一侧设有一次、二次进风孔及进风道，另一侧设有烟气出口及烟道。炉内底部铺有钢轨，用于焦车行走，在炉头两端炉拱及炉墙两侧设有烟气喷孔，当炉门打开时启动烟气风机使烟气从喷孔中喷出形成气幕，避免空气吸入炉中影响炉温。
2.整个炉分为预热干燥区、快速升温区(融熔软化区)、恒温区(半焦收缩区)、降温区、熄焦室和卸焦段。
3.动态连续炭化，每隔一定时间打开炉门向炉中推入一个焦车，使炉中焦车经过不同的温度区。焦车移动速度与炭化钵中型煤焦化速度相匹配。
4.温度调节方便可通过调节供风插板及分烟道调节板来控制炉中不同区段的温度，使其更符合弱粘煤炼焦特点，如在炭化前期快速升温使煤料尽快达到融熔软化，形成大量胶质体，使炭化钵内部膨胀力增大，活性组分充分发挥粘结作用，尽最大能力将惰性组分粘结，而在半焦收缩期则温度平稳，减少半焦收缩时的应力，使型焦裂纹减少，提高型焦的机械强度及块度。
5.简单而特殊的炭化钵炭化钵形状可根据用户要求设计为不同形状，一般呈园柱状(如φ×h＝100×110的铸造型焦)，材料可为耐热钢、铸铁、耐火材料等。炭化钵内部尺寸与型煤尺寸相匹配，钵底封死，钵顶加盖或加盖耐热添料，在炭化过程中能起到隔绝空气干馏煤的作用，这样的设计使炭化钵可四面受热，加热速度快，融熔软化好，胶质量多，流动性好，型煤在钵中不能自由膨胀，内部膨胀力加大，焦炭质量好，粘结煤用量少，产品成本低，在焦化后期即半焦收缩期型焦收缩均匀，使型焦与钵体形成一定间隙，出焦容易，在炭化过程中随着温度的升高，型煤释放的挥发组分从炭化钵顶盖缝隙(或孔眼)或耐热填料中放出与经过预热的空气混合，充分燃烧，提供间接热源，从而使钵体中型煤炭化，由于炭化过程钵内始终处于正压，空气不能进入钵内，因而不会造成烧焦现象.彻底消除了直接加热″化焦″问题。也不存在型焦之间形成粘连或变形等问题。
6.焦车设计合理焦车设计除达到行走功能外，焦车与炉壁设计为齿形密封结构，避免了行走机构长期承受高温；而且设计了灵活卸焦机构，利用一对齿轮带动两根可转动的轴，使炭化钵架向两面旋转一定角度使型焦向下倾入焦池，操作方便、出焦容易。炭化钵平行排列，固定在钵架上，可为一层或多层布置。
7.型焦炉热效率高，一但经烘炉达到800℃左右时即可撤去外加热源，而利用型焦干馏气的燃烧来维持炉温，并且可根据产品质量要求调节炉温。
8.设计了干法熄焦室，利用冷空气直接吹凉焦车。预热后的空气再导入炉内，提高了热效率。
9.将低温空气从焦车底部导入冷却了焦车，延长了使用寿命。
10.采用了双向液压杆机构作为焦车行走的动力，灵活方便。
11.在炉头炉尾设计了焦车换向机构，型煤的装填可采用自动装填机械或人工装填。
12.型焦形状、性能指标可通过配煤、调节成型压力、煤料粒度级配、水分，以及炉温高低、升温快慢、焦车行走速度等来满足不同用户型焦质量要求。
13.为了在开启炉门时不使冷空气吸入炉中影响炉温，在炉头设置了烟气喷孔，当炉门开启时，利用喷出的烟气形成气幕隔离外部空气。
14.为了延长炉龄，设置了护炉铁件。
15.该炉结焦时间短，型焦产量大，产品成本低，质量高，建炉投资小。
型焦生产工艺如下将多种煤(如肥煤和无烟煤)或单种煤(如瘦煤)经过洗选粉碎，使其粒度＜3mm＞90％，并使粒度级配达到最优化，加入一定量水使煤料水份达到8~12％左右，经成型机成型后，经运输皮带运到型煤装填装置，装入焦车中各个炭化钵中，炭化钵加盖或用耐火填料封盖，推至炉门前，开启炉门，接着采用液压杆将焦车推入炉中，关闭炉门，随着其它焦车的推入，使焦车相继通过预热干燥煅、快速升温段(融熔软化段)、恒温段(半焦收缩段)、冷却段，开启炉门，然后进入熄焦室，经冷空气干法熄焦后，推至卸焦池，启动卸焦机构，使炭化钵架翻转将焦卸出，然后利用刮板机将焦刮出焦池，输送到焦场，整个炭化过程利用炭化钵中型煤受热放出的挥发分与预热空气完全混合后燃烧产生的热量间接加热炭化钵来隔绝空气干馏型煤使其经过预热干燥、融熔软化、半焦化、半焦收缩等过程成为具有一定机械强度、气孔率和块度的型焦。通过调节炉体各段的供风调节板和分烟道插板可方便调节各段的温度。
具体实施例一种年产2万吨型焦的炭化炉，其炉长60米，拱高1.5米，炉宽1.2米，炉内侧墙采用230毫米厚粘土耐火砖，炉外墙采用240毫米红砖砌筑，耐火砖与红砖间有膨胀缝，缝内填有隔热填料，如水渣。炉墙每隔2米砌有供风孔、风道、烟气出孔、烟道，风孔尺寸为110×230毫米，烟气孔尺寸为230×340毫米，且风孔与烟气出孔相互错开砌筑；炉墙每隔2米留有1厘米的纵向膨胀缝。炉顶为弓形拱，用粘土耐火砖砌成，长向同样留有膨胀缝，炉端拱顶和侧墙设有气封喷孔尺寸65×65毫米。炉底铺设轨道。
炉门采用电动提升机升降，炭化钵采用高铝耐火材料制成，炭化钵内径为110毫米，高为120毫米，每块炭化钵砖体下部密封，并在外部设有勾槽，与钵架连接。
熄焦室结构为一个密封空间，冷空气从炉上侧均匀吹入，热空气从下部进入供风道，导入炉中，作为燃烧空气。
炉头换向装置采用钢轨结构，具体地，焦车被推至换向钢轨上的换向小车，然后小车垂直移动至炉内轨道平行的轨道对齐，利用双向液压杆将将焦车向前推动，达到换向的作用。
通过调节供风插板开启度和分烟道插板开启度来调节炉内各段的温度，使焦车相继通过预热干燥段(100-400℃)，快速加热(融熔软化)段(900-1050℃)，半焦收缩段(800-900℃)，冷却降温段(300-600℃)。
铸造型焦的质量a.块度)80mm占100％其中)110mm占95％b.灰分(Ad)≤12％
c.挥发份(Vdaf)＜1.5％d.硫分(St，d)＜0.8％e.显气孔率(Ps)＜35％f.转鼓强度(M40)＞80％g.落下强度(SI攬4攭攩50攬)＞84％h.水份 ＜5.0％
权利要求
1.一种型焦炭化炉，是一种连续焦化型煤的型焦炭化炉，其特征在于，它是一种卧式结构的炭化钵结构的动态型炭化炉，主要由隧道式炉体(1)、炉门(2)、供风道(3)、主烟道(4)、烟囱(5)、烟道插板(6)、干法熄焦室(7)、卸焦池(9)、 炉头换向机构(11)、焦车行走动力机构(12)、装煤装置(13)、焦车(15)、焦车行走结构(18)、护炉铁件(29)和炉头气封设施组成，所述的隧道式炉体(1)为拱形隧道，炉内层为耐火砖结构，并留有膨胀缝，外层为红砖(23)及保温层，隧道两端设有炉门(2)，炉体侧墙一侧砌有一次风孔(28)、风道(30)和二次风孔(21)，另一侧设有烟气出孔(27)和烟道(31)；炉外一侧设有供风道(3)及供风调节板(19)，另一侧设有主烟道(4)及烟道插板(6)和烟囱(5)，在炉头两端内墙上设有烟气喷孔(24)，外墙上设有烟气进孔(25)，炉内两侧墙上设有凹缘(20)与焦车钵架翼板(36)相啮合；采用直接冷风冷却熄焦换热后的气体作为燃烧空气进入炉中的熄焦室(7)为一密封室；可蓄入水使型焦进一步冷却，同时缓冲型焦下落时的冲力，减少碎焦产率的卸焦池(9)，池底设有出焦刮板机；炉头换向机构(5)采用园盘或钢轨结构；焦车行走动力机构(12)为双向液压杆机构或机械传动机构；装煤装置(13)为手动或自动装置；焦车(15)由串联的小焦车、行走机构(18)、炭化钵(16)、炭化钵架(32)、转动卸焦机构(17)组成；炉头气封设施(9)由风机(26)、烟气喷孔(24)、烟气进孔(25)组成。
2.按照权利要求1所述的一种型焦炭化炉，其特征在于所述的炭化钵(16)为中空的，形状为园柱形或方形或多边形，材料可为耐热钢、铸铁或耐火材料，其底部密封、上部敞开；炭化钵架(32)由两部分构成，每一部分由炭化钵固定架(33)、固定架支架(34)支架转轴(35)组成，各部分之间用螺栓和电焊连接；炭化钵固定架(33)一边连有翼板(36)与炉内侧墙上凹缘(20)啮合，炭化钵固定架(33)用耐热钢或铸铁制成；卸焦机构(17)由分别固定于支架轴上的一对互相啮合的齿轮(37)和固定在一根轴上的手柄(38)以及齿轮止退装置组成。
全文摘要
一种型焦炭化炉,属于冶金、焦化领域,具体而言是一种炭化钵结构的隧道式、动态连续生产型焦的炭化炉。主要由隧道式炉体(1)、炉门(2)、供风道(3)、主烟道(4)、烟囱(5)、烟道插板(6)、干法熄焦室(7)、卸焦池(9)、炉头换向机构(11)、焦车行走动力机构(12)、装煤装置(13)、焦车(15)、焦车行走结构(18)、护炉铁件(29)和炉头气封设施组成,具有结构简单、设计先进、结焦时间短、型焦产量大、产品成本低、质量高的优点。
文档编号C10B1/06GK1267703SQ0010525
公开日2000年9月27日 申请日期2000年4月23日 优先权日2000年4月23日
发明者巩志坚, 靳英, 王志忠, 刘旭光, 米杰 申请人:太原理工大学