一种复热式焦炉系统的制作方法

本技术涉及复热式焦炉，尤其涉及一种复热式焦炉系统。

背景技术：

1、随着国家对环保的重视，钢铁联合企业及独立焦化企业对焦炉的节能减排要求也越来越高。我国现有的大型焦炉中，为了控制立火道内的燃烧温度、改善立火道内高向加热均匀性，大多采用了高低灯头、废气循环和分段加热等结构形式。钢铁联合企业的焦炉主要采用贫煤气加热，但在投产前期或者贫煤气系统检修时会用富煤气加热，因此通常采用既可以用贫煤气加热、也可以用富煤气加热的复热式焦炉；独立焦化企业一般采用富煤气加热的单热式焦炉，但是有的独立焦化企业为了预留贫煤气加热系统，也采用了复热式焦炉。

2、复热式焦炉采用富煤气加热时，原来的煤气蓄热室内通入空气，立火道底部以及立火道隔墙上的贫煤气出口变成空气出口，过量的空气导致立火道底部的空气过剩系数接近甚至远大于1，燃烧温度高，在此高温区生成了大量的氮氧化物，焦炉废气中氮氧化物浓度甚至可高达800mg/m3以上，远远超过行业排放标准。同时，由于炉体结构以及立火道内高温的限制，立火道气体出口处的调节砖调节起来比较困难，一般生产过程中不进行调节。此外，进入煤气蓄热室的空气量不能太少，否则会引起相邻蓄热室温度的偏析。所以，单热式焦炉的底部空气供入量也比较高，单热式焦炉的氮氧化物生成量也比采用贫煤气加热的焦炉高。因此，采用焦炉煤气加热时的焦炉(尤其是复热式焦炉)的nox生成量高成为行业共同面对的难题。为了保证焦炉排放达标，只能在炉后增加脱硝工序，使得建设成本和生产成本大幅提高。

3、申请公布号为cn 108774537a的中国专利申请公开了“一种低氮排放的复热式焦炉加热系统及其调节方法”，焦炉加热系统包括小烟道、可控换热通道、气体通道、燃烧室，气体通道与可控换热通道一一对应，可控换热通道包括可控贫煤气换热通道和可控空气换热通道；可控空气换热通道、可控贫煤气换热通道的底部分别与对应的小烟道连接，对应可控空气换热通道的小烟道连接管上设空气进气孔，对应可控贫煤气换热通道的小烟道连接管上设贫煤气进气孔和空气进气孔，空气进气孔和贫煤气进气孔处分别设进气流量调节装置。申请公布号为cn 113122284a的中国专利申请公开了“一种复热式焦炉低氮排放的调节方法”，包括：1)调节砖按照贫煤气加热方式进行排列；2)当采用富煤气加热时，用调节砖将立火道中某一个或者几个分段的空气出口和/或贫煤气出口封堵住，使进入立火道底部、中部、上部位置的助燃空气量能够独立、定量调节，实现富煤气加热时的低氮排放；3)当采用贫煤气加热时，将步骤2)中用于封堵空气出口或贫煤气出口的调节砖移走，恢复调节砖按贫煤气加热方式排列的初始状态，实现贫煤气加热时的低氮排放。上述2种技术方案都是通过改变加热系统，将蓄热室与立火道底部以及中部/上部气体出口一一对应，使得进入立火道底部及中部/上部位置的助燃空气量或者煤气可独立、定量调节，从而有效降低氮氧化物的生成。然而上述两种技术方案都是需要通过改变焦炉加热系统甚至焦炉原有结构实现，因此实施起来有一定的难度和风险。特别是对于已经投产的焦炉，焦炉结构已经确定，很难再通过改变焦炉结构而实现低氮排放。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种复热式焦炉系统，通过将废气供入到煤气蓄热室，在避免蓄热室发生温度偏析的同时，减少了立火道底部的空气供入量，进而实现复热式焦炉采用焦炉煤气加热时的低氮排放。

2、为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

3、一种复热式焦炉系统，包括混合煤气供入单元、焦炉煤气供入单元、废气开闭器以及焦炉本体，其中焦炉本体包括小烟道、蓄热室、斜道、燃烧室、炭化室及炉顶；所述复热式焦炉系统还包括废气供入单元；废气供入单元由废气主管、变频风机、风机入口调节阀及废气开关阀组成；废气主管的一端与焦炉分烟道连接，废气主管的另一端与混合煤气供入单元中的混合煤气主管连接，或者废气主管的另一端直接与废气开闭器相连；废气主管上沿废气流动方向依次设置风机入口调节阀、变频风机及废气开关阀。

4、所述混合煤气主管在废气主管接入点的上游设混合煤气开关阀。

5、所述混合煤气主管通过多个煤气支管连接对应的煤气蓄热室，煤气支管上设调节旋塞及交换旋塞。

6、所述废气主管设有多处膨胀节。

7、所述废气主管的外部设保温层。

8、所述焦炉本体采用空气及煤气多段加热的结构。

9、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

10、(1)复热式焦炉采用焦炉煤气加热时，空气通过废气开闭器进入空气蓄热室预热，然后进入立火道；废气通过煤气蓄热室预热，然后通过立火道内的混合煤气出口进入立火道底部或者中上部，避免立火道底部因过量空气供入过氧燃烧而产生的局部高温，减少氮氧化物的生成；同时废气供入对供入的空气以及燃烧的煤气进行了贫化，降低了可燃组分的浓度，进一步降低了氮氧化物的生成；此外，废气从立火道底部供入，相当于增加了废气循环量，可以起到拉长火焰的目的，提高立火道高向加热均匀性；

11、(2)复热式焦炉采用焦炉煤气加热时，为了减少氮氧化物生成，通常会减少煤气蓄热室的空气供入量，导致煤气蓄热室的温度比相邻空气蓄热室的温度高，即产生了温度偏析，影响焦炉生产；而本实用新型通过将废气代替空气供入煤气蓄热室，在减少立火道氮氧化物生成的同时，解决了蓄热室温度偏析的问题，废气供入量可以根据蓄热室的温度情况进行调整；

12、(3)将废气供入单元与原有的混合煤气供入单元中的混合煤气主管连接，使废气可以通过混合煤气主管、煤气调节阀门以及煤气支管进入煤气蓄热室，还可以利用混合煤气的交换传动装置进行换向操作，节省了大量设备投资；

13、(4)在不改变现有焦炉结构的前提下，仅通过增加废气供入单元，即可解决复热式焦炉很难兼顾贫煤气和富煤气低氮燃烧的问题，以及采用富煤气加热时氮氧化物排放高的通病，既适用于新建的焦炉，也适用于已经投产的焦炉；

14、(5)通过改变废气供入量，可以改变焦炉高向加热均匀性，减少焦炉氮氧化物排放，甚至无需后续脱硝工艺即可以实现达标排放，从而达到焦炉节能减排的目的；操作简单方便，避免了工人在恶劣环境下的操作，降低了劳动强度。

技术特征：

1.一种复热式焦炉系统，包括混合煤气供入单元、焦炉煤气供入单元、废气开闭器以及焦炉本体，其中焦炉本体包括小烟道、蓄热室、斜道、燃烧室、炭化室及炉顶；其特征在于，所述复热式焦炉系统还包括废气供入单元；废气供入单元由废气主管、变频风机、风机入口调节阀及废气开关阀组成；废气主管的一端与焦炉分烟道连接，废气主管的另一端与混合煤气供入单元中的混合煤气主管连接，或者废气主管的另一端直接与废气开闭器相连；废气主管上沿废气流动方向依次设置风机入口调节阀、变频风机及废气开关阀。

2.根据权利要求1所述的一种复热式焦炉系统，其特征在于，所述混合煤气主管在废气主管接入点的上游设混合煤气开关阀。

3.根据权利要求1所述的一种复热式焦炉系统，其特征在于，所述混合煤气主管通过多个煤气支管连接对应的煤气蓄热室，煤气支管上设调节旋塞及交换旋塞。

4.根据权利要求1所述的一种复热式焦炉系统，其特征在于，所述废气主管设有多处膨胀节。

5.根据权利要求1所述的一种复热式焦炉系统，其特征在于，所述废气主管的外部设保温层。

6.根据权利要求1所述的一种复热式焦炉系统，其特征在于，所述焦炉本体采用空气及煤气多段加热的结构。

技术总结
本技术涉及一种复热式焦炉系统，包括混合煤气供入单元、焦炉煤气供入单元、废气开闭器以及焦炉本体，还包括废气供入单元；废气供入单元由废气主管、变频风机、风机入口调节阀及废气开关阀组成；废气主管的一端与焦炉分烟道连接，废气主管的另一端与混合煤气供入单元中的混合煤气主管连接，或者直接与废气开闭器相连；废气主管上沿废气流动方向依次设置风机入口调节阀、变频风机及废气开关阀。通过将废气供入到煤气蓄热室，在避免蓄热室发生温度偏析的同时，减少了立火道底部的空气供入量，进而实现复热式焦炉采用焦炉煤气加热时的低氮排放。

技术研发人员：陈伟,韩龙,肖长志,杨俊峰,赵殿辉
受保护的技术使用者：中冶焦耐（大连）工程技术有限公司
技术研发日：20221221
技术公布日：2024/1/12