一种获得烟煤在不同温度下的焦块及副产品的组合加热炉

1.本实用新型涉及一种组合加热炉，尤其涉及一种获得烟煤在不同温度下的焦块及副产品的组合加热炉。


背景技术：

2.不同煤种、或同一煤种由于煤质特点的差异性，结焦过程中在不同温度下呈现不同的的结焦状态，最终表现出不同的焦炭质量。研究不同温度下的炼焦煤结焦状态，不仅可评价炼焦煤的煤质，指导配煤，还有利于从机理性研究出发，深入掌握不同炼焦煤特点，在配煤炼焦指导方面更加科学、合理。另外，在试验室获取炼焦化产品时，由于工业焦炉在干馏加热时，气态化产品不断产生并流经温度更高的焦炭层、炉墙或炉顶，因此，在试验研究过程中，应考虑气态产物的高温分解。
3.目前国内相关专利主要集中在生产试验焦炭的不同类型的小焦炉，区别在于小焦炉的试验用煤量、加热方法和制度等不同，目的均在比较干馏所得焦炭质量的差异，以优化配煤结构、预测生产焦炭质量的变化。也有专利在获得试验焦炭的同时，计量化产品或测量其它指标。如专利“试验焦炉荒煤气回收和焦油收集装置(cn201320351826.3)”提出一种试验焦炉荒煤气回收和焦油收集装置，实现了试验焦炉挥发份的冷却、回收、计量，回收小焦炉试验过程中产生的挥发份并进行统计分析，精确控制回收流程中的工艺参数；专利“一种试验焦炉焦化副产品冷凝回收装置(cn201520921431.1)”提出一种试验焦炉焦化副产品冷凝回收装置，能够对试验焦炉配煤经高温干馏后的全部产品-焦炭、焦油及煤气做出完整、准确的计量，对配煤干馏炼焦效果做出完整的评价，同时煤气做到达标排放。“一种煤的热解-成焦行为的检测方法及其装置”检测了胶质层最大厚度、最大膨胀压强等指标，检测方法、目的等不同于前述的技术，且不对煤气进行采集。“一种煤的热解-成焦行为的检测方法及其装置”检测了胶质层最大厚度、最大膨胀压强等指标，但是通过设备监测得出的数据。
4.以上专利虽然同时获得焦炭，并计量了相关化产品量，但使用煤量高，产生的化产品量同时也增加，处理难度增加，试验过程不可避免存在泄漏煤气问题，焦油粘结容器壁的问题，不仅操作环境恶劣，存在污染环境风险，产生的煤气外排或燃烧造成热源浪费或环境污染，而且试验计算准确性受到影响。产生的焦油属于高危害品，必须定期进行处理或返回焦化的化产处理工序，较为繁琐。而且生产焦炉煤气产生后在经过高温炉墙、炉顶空间时又进行了二次分解，而在相关专利中并未考虑将产生的煤气直接排出，因此，煤气成分与大生产焦炉产生的煤气成分存在明显差异性。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在提供一种组合加热炉可观察、检测不同温度下的炼焦煤结焦状态，并获得不同温度下的化产品。解决目前试验室炼焦加热炉存在的以下问题：一、试验室炼焦方法以获得不同配煤条件下的焦炭质量、化产品产率为主，无法观察中间温度下的炼焦煤结焦状态，且使用煤样在几公斤至几百公斤，炼焦操作工作量大、能耗大、环境污染严
重；二、使用煤样量少，但仅能获得焦块，试验条件与生产的模拟性差；三、即使可同时获得焦块和化产品，但煤样粒度、化产品、堆密度等与生产实际相差较远，应用生产中存在偏差。本实用新型的组合加热炉利用少量煤开展试验，不仅可研究不同温度下的结焦状态和煤气成分，且对于研究炼焦煤的结焦过程行为、制定合理的焦炉加热制度、预测焦炭质量具有指导意义。而比较不同炼焦煤在不同温度下的结焦过程行为，对于炼焦煤在炼焦配煤中的合理配用，对焦炭质量的影响差异比较等同样具有重要的参考价值。
6.本实用新型的技术构思是提供一种可获得烟煤在不同温度下的焦块及副产品的组合加热炉。针对温度要求，可在不同温度下停止加热，并获得相应温度下的焦块及副产品。本实用新型在模拟控制加热炉单侧温度的基础上，对产生的煤气进行二次加热裂解，接近生产实际。本实用新型不仅保证了与生产过程的一致性，且使用的煤样量少，操作方便，环境污染小。
7.一种获得烟煤在不同温度下的焦块及副产品的组合加热炉，包括炉体、电加热罩、装煤容器，所述炉体由耐火砖组装成型，包括下炉体和围墙体，该围墙体在下炉体上方围成容纳装煤容器的腔体，所述下炉体设有从侧面深入下炉体内的加热孔，所有加热孔布置在靠近下炉体上端面处，加热孔内埋设硅碳棒，所述装煤容器由耐高温材料制作，分为上部的桶体和位于桶体下部的箱体，所述箱体和围墙体靠近下炉体的一端均开设有互相对应的通孔，该通孔内插入了第三热电偶，所述桶体的外周上部设有拖柄，拖柄至装煤容器底端的高度不低于腔体的深度，拖柄与桶体的上端边缘间隔隔开，所述电加热罩倒扣在桶体的上端，所述电加热罩的下边缘抵靠桶体的拖柄，电加热罩设有连通煤气处理系统的导管及加热电阻丝，第一热电偶和第二热电偶分别穿过电加热罩测量电加热罩上部空间及桶体内的煤层的温度，电加热罩的内周与桶体的外周相互吻合，使电加热罩与桶体密封连接。
8.优选地，所述电加热罩的外周下部也设有拖柄。
9.优选地，所述电加热罩内设有阻力层，所述阻力层为耐高温丝网编织成的网笼，网笼内填充有块状耐高温不与荒煤气发生化学反应的惰性材料，所述网笼的轮廓与电加热罩的内周吻合，第一热电偶穿过电加热罩后深入到阻力层内。
10.优选地，所述阻力层背向电加热罩的端面还与环形围片连接，该环形围片的内周和外周分别与桶体的外周及电加热罩的内周吻合，环形围片与阻力层组成的帽状结构倒扣在桶体的上端。
11.优选地，所述环形围片的外周下部也设有拖柄。
12.本实用新型的有益效果：
13.1)该组合加热炉制作简单、模拟性好，且操作方便、灵活，可在不同温度下取放装煤容器。
14.2)该组合加热炉单侧加热煤样，煤样下部控温、中心测温，并对加热分解产生的气体测温，数据测量全面，满足不同需求。
附图说明
15.图1是本实用新型的获得烟煤在不同温度下的焦块及副产品的组合加热炉的结构示意图；
16.1-炉体、11-下炉体、2-硅碳棒、13-围墙体、4-装煤容器、5-拖柄、6-阻力层、7、电加
热罩、8-第一热电偶、9-第二热电偶、10-导管、14-第三热电偶。
具体实施方式：
17.下面结合工程实例对本实用新型方法做进一步的详细说明，目的在于使本领域技术人员对本实用新型方法有更详尽的理解和认识，以下实施例不应在任何程度上被理解为对本实用新型请求保护范围的限制。
18.如图1所示，一种获得烟煤在不同温度下的焦块及副产品的组合加热炉，包括炉体、电加热罩7、装煤容器4，炉体1由耐火砖组装成型，包括下炉体11和围墙体13，围墙体13在下炉体11上方围成容纳装煤容器4的腔体，下炉体11设有从侧面深入下炉体11内的加热孔21，所有加热孔21布置在靠近于下炉体11上端面处，加热孔21内埋设硅碳棒2，装煤容器4由耐高温材料制作，分为上部的桶体41和位于桶体41下部的箱体42，箱体42和围墙体13靠近下炉体11的一端均开设有互相对应的通孔131，用于插入第三热电偶14，桶体41的外周上部设有拖柄5，拖柄5至装煤容器4底端的高度不低于腔体的深度，拖柄5与桶体41的上端边缘间隔隔开，电加热罩7倒扣在桶体41的上端，电加热罩7的下边缘抵靠桶体41的拖柄5，电加热罩7设有连通煤气处理系统的导管10及加热电阻丝，第一热电偶8和第二热电偶9分别穿过电加热罩7测量电加热罩7上部空间及桶体41内的煤层的温度，电加热罩7的内周与桶体41的外周相互吻合，使电加热罩7与桶体41密封连接。
19.作为优选方案，电加热罩7的外周下部也设有拖柄5，便于取放电加热罩7。
20.作为优选方案，电加热罩7内设有阻力层6，阻力层6为耐高温丝网编织成的网笼，网笼内填充有块状耐高温不与荒煤气发生化学反应的惰性材料，如耐高温的高铝球，该材料在要求温度下不发生物理化学性质变化，形状不限，单块尺寸在10～12mm，网笼的轮廓与电加热罩7的内周吻合，第一热电偶8穿过电加热罩7后深入到阻力层6内。阻力层用于模拟大型焦炉炭化室内煤饼中的荒煤气经过外侧的高温焦炭层，再溢出的过程，实验室内用小加热炉模拟配合煤炭化时煤量跟生产明显很少，煤层的阻力不够，因此不能完全模拟煤气溢出裂解的过程，产生的煤气成分与大型焦炉炭化室内煤饼在各结焦时间的荒煤气成分有差异，因此设置阻力层6能使煤饼在本实用新型的加热炉中产生的荒煤气的条件尽可能与大型焦炉生产环境一致。
21.作为优选方案，阻力层6背向电加热罩7的端面还与环形围片61连接，该环形围片61的内周和外周分别与桶体41的外周及电加热罩7的内周吻合，环形围片61与阻力层6组成的帽状结构倒扣在桶体41的上端。
22.作为优选方案，环形围片61的外周下部也设有拖柄5，便于取放阻力层6。
23.使用时，桶体41内装入煤样，通过硅碳棒2加热下炉体11，再由箱体42向桶体41传热，第三热电偶14测量箱体42内的温度，相当于测量燃烧室的温度，第二热电偶9测量煤样的温度，相当于测量焦饼中心的结焦终了温度，因此可在不同温度下停止加热(即将装煤容器从炉体中取出)，并获得相应温度下的焦块，电加热罩7内部温度场均匀，阻力层6内通过插入第一热电偶8测量温度，使电加热罩7在500～1000℃范围内温度可调，模拟了焦炉的不同炉顶空间温度，对产生的煤气进行二次加热裂解，接近生产实际，因此可在不同温度下停止加热，并获得相应温度下的副产品。本实用新型不仅保证了与生产过程中煤样的单侧传热结焦过程的一致性，且使用的煤样量少，操作方便，环境污染小。优选地，在电加热罩7和
装煤容器4之间填充耐高温保温石棉增强密闭效果。
24.以上装置组合可根据试验研究需求进行加减设备，如不需要研究化产品时，电加热罩7、阻力层6均可去除，产生的气体直接外排或密闭抽吸后处理。