一种焦炉设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种焦炉设备，其包括焦炉、主烟道、烟囱和回路烟管，焦炉、主烟道、回路烟管和烟囱依次相连通，焦炉产生的焦炉烟道气依次经由主烟道、回路烟管和烟囱排入大气，在回路烟管上沿焦炉烟道气的流向依次串接有换热装置和引风机，在回路烟管上还串接有脱硝反应装置，用于对焦炉烟道气进行脱硝。本实用新型提供的焦炉设备，可以实现降低焦炉烟道气中氮氧化合物的含量，使烟囱排放的焦炉烟道气符合国家排放标准，并且，可以降低焦炉烟道气对换热装置和引风机的腐蚀，从而可以减小对换热装置和引风机的维护，进而不仅可以提高运行效率，还可以降低设备维护费用和运行成本。
【专利说明】一种焦炉设备
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于焦化【技术领域】，具体涉及一种焦炉设备。
【背景技术】
[0002] 焦炉设备是用于使煤炭化以生产焦炭的设备，属于炼焦的主要热工设备。在实际 应用中，焦炉设备的焦炉煤气与空气在焦炉的立火道底部燃烧产生焦炉烟道气，焦炉烟道 气会依次经由立火道、蓄热室、小烟道、交换开闭器、分烟道、总烟道和烟囱排入大气中。
[0003] 由于总烟道排出的焦炉烟道气的温度范围一般在240?320°C，且烟气量非常大， 因此，有较大的余热回收价值。为此，申请号为201120483940. 2的专利中公开了一种焦炉 烟气余热回收装置，如图1所示，其包括焦炉烟气的主烟道1设置于主烟道末端的烟囱11 主烟道上并列联通回路烟管6,回路烟管6上依次设置有换热装置8及引风机10,并在回路 烟管的入口端及出口端设置有第一切断阀2和第二切断阀3,并且，在回路烟管6上并列连 通有旁路烟道5,旁路烟道5的两端分别连通在第一切断阀2的入口端和第二切断阀3的出 口端，在旁路烟道5上设有第三切断阀4。
[0004] 目前，经过上述焦炉烟气余热回收装置回收焦炉烟道气的余热之后，直接经由烟 囱排至大气。然而，由于焦炉烟道气中含有大量的氮氧化合物（N0 X)，一般为800?1200mg/ m3,该焦炉烟道气直接排放至大气中，会对大气环境造成污染，且国家规定自2015年1月1 日起，现有焦化企业执行GB16171-2012排放标准，S卩，现有企业执行大气污染物排放浓度 限值为焦炉烟囱排放烟气中含氮氧化合物低于150?500mg/m 3,因此，焦炉烟道气排放至大 气之前需要进行脱氮（即，脱硝）处理。为此，现在亟需一种能够实现对焦炉烟道气进行脱 硝的焦炉设备。 实用新型内容
[0005] 本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种焦炉设 备，其可以实现大大降低焦炉烟道气中氮氧化合物的含量，使烟?排放的焦炉烟道气满足 国家排放标准；并且，可以降低焦炉烟道气对换热装置和引风机的腐蚀，从而可以减小对换 热装置和引风机的维护，进而不仅可以提高运行效率，还可以降低设备维护费用和运行成 本。
[0006] 为解决本实用新型存在的问题，本实用新型提供了一种焦炉设备，其包括焦炉、主 烟道、烟?和回路烟管，所述焦炉、所述主烟道、所述回路烟管和所述烟?依次相连通，所述 焦炉产生的焦炉烟道气依次经由所述主烟道、所述回路烟管和所述烟?排入大气，在所述 回路烟管上沿焦炉烟道气的流向依次串接有脱硝反应装置、换热装置和引风机，用于对所 述焦炉烟道气进行脱硝、换热、排送。
[0007] 其中，在所述回路烟管上，且在所述主烟道的输出端和所述脱硝反应装置的进气 端之间还串接有第一切断阀。
[0008] 其中，在所述回路烟管上，且在所述烟囱的输入端和所述引风机的输出端之间还 串接有第二切断阀。
[0009] 其中，所述脱硝反应装置包括脱硝反应器和脱硝还原剂输入管，所述脱硝反应器 内设置有作为脱硝反应的催化剂；所述脱硝还原剂输入管与所述回路烟管相连通，且位于 所述脱硝反应器和所述主烟道的排气端之间，用以向所述焦炉烟道气内输送脱硝还原剂。 [0010] 其中，所述脱硝还原剂包括氨水或者氨气。
[0011] 其中，还包括旁路烟道，所述旁路烟道与所述回路烟管并联设置，所述旁路烟道的 进气端与所述主烟道的排气端相连通，所述旁路烟道的排气端与所述烟?的进气端相连 通。
[0012] 其中，在所述旁路烟道上串接有第三切断阀。
[0013] 其中，所述脱硝反应装置包括脱硝反应器和脱硝还原剂输入管，所述脱硝反应器 内设置有作为脱硝反应的催化剂；所述脱硝还原剂输入管与所述回路烟管相连通，且位于 所述脱硝反应器和所述第一切断阀之间，用以向所述焦炉烟道气内输送脱硝还原剂。
[0014] 其中，在所述脱硝反应器内，所述催化剂沿所述焦炉烟道气的流向设置有多层。
[0015] 本实用新型具有以下有益效果：
[0016] 本实用新型提供的焦炉设备，其在回路烟管上串接有脱硝反应装置，这与现有技 术相比，借助脱硝反应装置可以实现对焦炉烟道气进行脱硝处理，可以实现降低焦炉烟道 气中氮氧化合物的含量，使烟囱排放的焦炉烟道气符合国家排放标准；并且，由于脱硝反应 装置设置在换热装置和引风机之前，这可以实现焦炉烟道气进行脱硝后，再进入换热装置 和引风机，因而可以降低焦炉烟道气对换热装置和引风机的腐蚀，从而可以减小对换热装 置和引风机的维护，进而不仅可以提高运行效率，还可以降低设备维护费用和运行成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1为焦炉烟气余热回收装置的剖面图；以及
[0018] 图2为本实用新型提供的焦炉设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019] 为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图来对本 实用新型提供的焦炉设备进行详细描述。
[0020] 图2为本实用新型提供的焦炉设备的结构示意图。请参阅图2,本实施例提供的焦 炉设备，其包括焦炉20、主烟道21、烟囱22和回路烟管23,焦炉20、主烟道21、回路烟管23 和烟@ 22依次相连通，焦炉20产生的焦炉烟道气依次经由主烟道21、回路烟管23和烟囱 22排入大气，在回路烟管23上沿焦炉烟道气的流向依次串接有脱硝反应装置233、换热装 置231和引风机232,，这与现有技术相比，借助脱硝反应装置233可以实现对焦炉烟道气进 行脱硝处理，可以实现降低焦炉烟道气中氮氧化合物（N0 X)的含量，使烟?排放的焦炉烟道 气满足国家排放标准。
[0021] 在本实施例中，优选地，脱硝反应装置233设置在换热装置231和主烟道21的排 气端之间。由于脱硝反应装置233设置在换热装置231和引风机232之前，这可以实现焦 炉烟道气进行脱硝后，再进入换热装置231和引风机232,因而可以降低焦炉烟道气对换热 装置231和引风机232的腐蚀，从而可以减小对换热装置和引风机的维护，进而不仅可以提 高运行效率，还可以降低设备维护费用和运行成本。
[0022] 优选地，在本实施例中，在回路烟管23上，且在主烟道21的输出端和脱硝反应装 置233的进气端之间还串接有第一切断阀234,该第一切断阀234用以在对回路烟管23上 的换热装置231、引风机232、脱硝反应装置233进行维修时关闭，以及在进行工艺过程中时 打开，也就是说，第一切断阀234作为维修控制阀，从而可以提高本实施例提供的焦炉设备 的安全性和可控性。
[0023] 进一步优选地，在回路烟管23上，且在烟囱22的输入端和引风机232的输出端之 间还串接有第二切断阀235,第二切断阀235和第一切断阀234类似，均作为维修控制阀，并 且第二切断阀235用以在第一切断阀234关闭之后关闭，以及在第一切断阀234打开之前 打开，从而可以进一步提高设备的安全性和可控性。
[0024] 另外优选地，在本实施例中，焦化设备还包括旁路烟道24,旁路烟道24与回路烟 管23并联设置，旁路烟道24的进气端与主烟道21的排气端相连通，旁路烟道24的排气端 与烟囱22的进气端相连通，借助旁路烟道24可以便于应急切换，且不妨碍整个系统的运 行，从而可以提高本实施例的安全性。
[0025] 进一步优选地，在旁路烟道24上串接有第三切断阀241，通过控制第三切断阀241 的打开和关闭来控制旁路烟道24的连通或断开，具体地，可以在工艺稳定时控制第三切断 阀241关闭，以使旁路烟道24断开，从而使焦炉烟道气自回路烟管23排至烟囱22 ;在工艺 出现应急情况时控制第三切断阀241打开，第一切断阀234和第二切断阀235关闭以使旁 路烟道24连通，从而使焦炉烟道气自旁路烟道24排至烟囱22,因此，借助第三切断阀241 可以提高本实施例提高的焦炉设备的灵活性和可控性。
[0026] 在本实施例中，脱硝反应装置233包括脱硝反应器2331和脱硝还原剂输入管 2332,脱硝反应器2331内设置有作为脱硝反应的催化剂，该催化剂为含镍的催化剂；脱硝 还原剂输入管2332与回路烟管23相连通，且位于脱硝反应器2331和第一切断阀234之间， 用以向焦炉烟道气内输送脱硝还原剂，其中，脱硝还原剂包括氨水或者氨气，在催化剂的作 用下，焦炉烟道气和脱硝还原剂发生如下反应：
[0027] 4NO+4NH3+〇2 = 4N2+6H20,6N02+8NH3 = 7N2+12H20 ；
[0028] 生成的反应物NjPH20对大气没有多大影响，从而实现对焦炉烟道气完成脱硝；并 且，由于自主烟道21排出的焦炉烟道气的温度范围在240?320°C，且脱硝反应的最佳温 度范围在300?400°C，因此，直接将主烟道21和脱硝反应装置233相连通，二者之间不需 要设置换热装置，因而不仅可以使得脱硝效果好，从而可以大大降低脱硝后的焦炉烟道气 中氮氧化合物的含量，使烟@ 22排放的焦炉烟道气达到国家排放标准；而且还可以使得本 实施提供的焦炉设备的结构合理、紧凑以及减少了场地占用面积和空间；并且，可以高效节 能，使得换热装置231生产饱和蒸汽，节能效果显著。
[0029] 具体地，在脱硝反应器2331内，催化剂沿焦炉烟道气的流向设置有多层，S卩，沿图 2中在脱硝反应器2331内由右至左设置多层催化剂层，焦炉烟道气在流动的过程中经过最 后一层催化剂层之后使得氮氧化合物的含量降低至国家排放标准以下。
[0030] 在本实施例中，换热装置231包括进水管道2311和排气管道2312,进水管道2311 向换热装置231输入水，水在换热装置231内吸收焦炉烟道气的热量形成的蒸汽，用以实现 余热回收。
[0031] 需要说明的是，在实际应用中，脱硝还原剂输入管与回路烟管相连通，且可以位于 脱硝反应器和主烟道的排气端之间的任意位置，用以向焦炉烟道气内输送脱硝还原剂，例 如，脱硝还原剂输入管还可以位于第一切断阀234和主烟道21的排气端之间。
[0032] 还需要说明的是，在本实施例中，脱硝反应装置233借助设置有催化剂的脱硝反 应器2331和脱硝还原剂输入管2332,实现采用催化还原的方式进行脱硝。但是，本发明并 不局限于此，在实际应用中，脱硝反应装置233可以采用其他结构来实现脱硝。例如，脱硝 反应装置233包括沿着焦炉烟道气的流向依次串接的加热装置和脱硝反应器，在脱硝反应 器内设置有与焦炉烟道气内的氮氧化合物发生脱硝反应的反应物，加热装置将自主烟道21 排出的焦炉烟道气加热至工艺所需的温度，在这种情况下，脱硝反应装置实现采用非催化 还原的方式进行脱硝；再如，脱硝反应装置233还可采用活性炭吸附的方式进行脱硝，在这 种情况下，脱硝反应装置可以根据活性炭吸附脱硝的工艺条件具体设置相应的装置，例如， 加热装置或冷却装置等；当然，在实际应用中，脱硝反应装置233还可以采用其他方式进行 脱硝，在此不一一列举。
[0033] 进一步需要说明的是，在本实施例中，脱硝反应装置233设置在在换热装置231和 主烟道21的排气端之间。但是，本发明并不局限于此，在实际应用中，脱硝反应装置233可 以设置在回路烟管23的任意位置上，例如，脱硝反应装置233设置在换热装置231和引风 机232之间，由于换热装置231会使得自主风机输出的焦炉烟道气的温度降低，因此，脱硝 反应装置233应该还包括设置在脱硝反应器2331的进气端与热换器231之间的加热器，以 及设置在脱硝反应器2331的排气端与引风机232之间的冷却器。
[0034] 另外需要说明的是，在本实施例中，借助旁路烟道24以便于应急切换，但是，本发 明并不局限于此，在实际应用中，也可以省去旁路烟道24。
[0035] 可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性 实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本 实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实 用新型的保护范围。
【权利要求】
1. 一种焦炉设备，其包括焦炉、主烟道、烟?和回路烟管，所述焦炉、所述主烟道、所述 回路烟管和所述烟?依次相连通，所述焦炉产生的焦炉烟道气依次经由所述主烟道、所述 回路烟管和所述烟?排入大气，其特征在于，在所述回路烟管上沿焦炉烟道气的流向依次 串接有脱硝反应装置、换热装置和引风机，用于对所述焦炉烟道气进行脱硝、换热、排送。
2. 根据权利要求1所述的焦炉设备，其特征在于，在所述回路烟管上，且在所述主烟道 的输出端和所述脱硝反应装置的进气端之间还串接有第一切断阀。
3. 根据权利要求1所述的焦炉设备，其特征在于，在所述回路烟管上，且在所述烟囱的 输入端和所述引风机的输出端之间还串接有第二切断阀。
4. 根据权利要求1所述的焦炉设备，其特征在于，所述脱硝反应装置包括脱硝反应器 和脱硝还原剂输入管，所述脱硝反应器内设置有作为脱硝反应的催化剂；所述脱硝还原剂 输入管与所述回路烟管相连通，且位于所述脱硝反应器和所述主烟道的排气端之间，用以 向所述焦炉烟道气内输送脱硝还原剂。
5. 根据权利要求4所述的焦炉设备，其特征在于，所述脱硝还原剂包括氨水或者氨气。
6. 根据权利要求1-5任意一项所述的焦炉设备，其特征在于，还包括旁路烟道，所述旁 路烟道与所述回路烟管并联设置，所述旁路烟道的进气端与所述主烟道的排气端相连通， 所述旁路烟道的排气端与所述烟?的进气端相连通。
7. 根据权利要求6所述的焦炉设备，其特征在于，在所述旁路烟道上串接有第三切断 阀。
8. 根据权利要求2所述的焦炉设备，其特征在于，所述脱硝反应装置包括脱硝反应器 和脱硝还原剂输入管，所述脱硝反应器内设置有作为脱硝反应的催化剂；所述脱硝还原剂 输入管与所述回路烟管相连通，且位于所述脱硝反应器和所述第一切断阀之间，用以向所 述焦炉烟道气内输送脱硝还原剂。
9. 根据权利要求4或8所述的焦炉设备，其特征在于，在所述脱硝反应器内，所述催化 剂沿所述焦炉烟道气的流向设置有多层。
【文档编号】C10B43/00GK203890290SQ201420305217
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】马科伟, 刘槟赫 申请人:北京华泰焦化工程技术有限公司