一种焦炉燃烧室高效传热的方法与流程

本发明涉及焦炉，尤其涉及一种焦炉燃烧室高效传热的方法。

背景技术：

1、焦炉中的燃烧室和炭化室相间排列，燃气在燃烧室立火道内燃烧，为炭化室内的煤干馏提供热量。焦炉立火道内的燃气燃烧是典型的同轴流扩散燃烧，其气体温度可达1700℃以上，传热方式是90％左右的热量为高温辐射传热，另外10％左右的热量为对流传热，燃烧室的热量主要以热传导的方式通过炉墙将传至炭化室。

2、气体的高温辐射传热效率与耐材表面发射率成正比，而耐火砖的表面发射率一般在0.8以下，且随着温度的升高而大幅降低。当温度为1000℃时，普通耐火砖的表面发射率仅为0.5左右，严重影响高温气体向燃烧室-炭化室炉墙的辐射传热效率。

3、公开号为cn101551213a的中国专利申请公开了“一种提高焦炉燃烧室传热效率的方法”，通过在燃烧室立火道内壁涂覆高发射率材料覆层，强化立火道高温气体的辐射传热，加强了燃烧室与炭化室的热传导，从而降低了加热煤气量并提高了产量，可使焦炉节能10％以上。但是，由于涂料膨胀及涂料粘结剂的原因，目前的高温辐射涂料寿命一般仅为2～5年，最长使用寿命为10年左右，远低于焦炉的正常寿命(30年以上)；同时脱落的高温辐射涂料可能会堵塞立火道底部的斜道口甚至蓄热室格子砖孔洞，直接影响焦炉的正常生产。

技术实现思路

1、本发明提供了一种焦炉燃烧室高效传热的方法，燃烧室主要传热部位采用组合型耐火砖砌筑，组合型耐火砖是由复合硅砖层和硅砖层组成的一体砖，复合硅砖层靠近立火道一侧设置，复合硅砖中添加高辐射率组分，能够提高炉墙高温下的辐射传热性能，使得立火道内的辐射传热更加高效，与耐火砖表面涂履高发射率材料覆层相比，表面热阻低，传热效果好，使用寿命长。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

3、一种焦炉燃烧室高效传热的方法，燃烧室立火道与炭化室之间的炉墙采用组合型耐火砖砌筑，或者炉墙与立火道隔墙均采用组合型耐火砖砌筑；组合型耐火砖是由复合硅砖层及硅砖层组成的一体砖，其中复合硅砖层中含有高辐射率组分；复合硅砖层靠近立火道一侧设置。

4、进一步的，所述高辐射率组分包括cr2o3、tio2、zro2、mno2、nio、coo、cuo、mgo、la2o3、ceo、sic、氮化物、硼化物中的一种或者两种以上。

5、进一步的，所述复合硅砖层的厚度小于组合型耐火砖总厚度的1/2。

6、进一步的，所述燃烧室立火道中，从下数第一层耐火砖砌体至跨越孔上方过顶砖层均采用组合型耐火砖砌筑。

7、进一步的，所述炉墙沿燃烧室-炭化室方向由主砌体及墙面砌体组成，其中墙面砌体采用组合型耐火砖砌筑。

8、进一步的，所述立火道隔墙由整体的组合型耐火砖形成。

9、进一步的，所述复合硅砖层与硅砖层之间的结合面为平面或锯齿形界面。

10、进一步的，所述组合型耐火砖的制备过程为：将一种或几种高辐射率组分按设定比例混入硅砖原料中，混炼后压制成型，成型后的砖坯经干燥、焙烧、冷却后出窑；压制砖坯时，先将复合硅砖层、硅砖层分别预压制成型，然后将两种砖坯叠放后一体压制成型；或者先将复合硅砖层或硅砖层压制成型，然后将复合硅砖层与硅砖层的原料，或者硅砖层与复合硅砖层的原料放入砖坯模具中一体压制成型。

11、进一步的，所述硅砖层的顶部及底部分别设凹槽或凸起，相邻2层组合型耐火砖之间通过凹凸结构配合形成咬合连接。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、(1)采用组合型耐火砖砌筑燃烧室的主要传热部位，组合型耐火砖的复合硅砖层中添加了适量的高辐射率组分，能够有效提高高温下炉墙及立火道隔墙的辐射传热性能，降低高温气体向硅砖表面传热的热阻，使得立火道内高温气体向炉墙的辐射传热更加高效，提高立火道炉墙内表面温度，强化了燃烧室与炭化室的热传导效果，可使标准火道温度下降并缩短结焦时间，从而降低了加热煤气量，提高了产量，达到节能降耗的目的；

14、(2)与耐火砖表面涂履高发射率材料覆层的技术方案相比，能够从根本上解决涂覆层由于膨胀率以及粘结剂等问题导致的寿命低等问题；组合型耐火砖的使用寿命远超现有高发射率材料覆层的使用寿命(2～10年)，可以达到与焦炉相同的使用寿命(25～30年)；

15、(3)通过添加高辐射率组分，可以提高复合硅砖层的常温耐压强度和抗折强度，有利于延长焦炉的整体使用寿命。

技术特征：

1.一种焦炉燃烧室高效传热的方法，其特征在于，燃烧室立火道与炭化室之间的炉墙采用组合型耐火砖砌筑，或者炉墙与立火道隔墙均采用组合型耐火砖砌筑；组合型耐火砖是由复合硅砖层及硅砖层组成的一体砖，其中复合硅砖层中含有高辐射率组分；复合硅砖层靠近立火道一侧设置。

2.根据权利要求1所述的一种焦炉燃烧室高效传热的方法，其特征在于，所述高辐射率组分包括cr2o3、tio2、zro2、mno2、nio、coo、cuo、mgo、la2o3、ceo、sic、氮化物、硼化物中的一种或者两种以上。

3.根据权利要求1所述的一种焦炉燃烧室高效传热的方法，其特征在于，所述复合硅砖层的厚度小于组合型耐火砖总厚度的1/2。

4.根据权利要求1所述的一种焦炉燃烧室高效传热的方法，其特征在于，所述燃烧室立火道中，从下数第一层耐火砖砌体至跨越孔上方过顶砖层均采用组合型耐火砖砌筑。

5.根据权利要求1所述的一种焦炉燃烧室高效传热的方法，其特征在于，所述炉墙沿燃烧室-炭化室方向由主砌体及墙面砌体组成，其中墙面砌体采用组合型耐火砖砌筑。

6.根据权利要求1所述的一种焦炉燃烧室高效传热的方法，其特征在于，所述立火道隔墙由整体的组合型耐火砖形成。

7.根据权利要求1所述的一种焦炉燃烧室高效传热的方法，其特征在于，所述复合硅砖层与硅砖层之间的结合面为平面或锯齿形界面。

8.根据权利要求1所述的一种焦炉燃烧室高效传热的方法，其特征在于，所述组合型耐火砖的制备过程为：将一种或几种高辐射率组分按设定比例混入硅砖原料中，混炼后压制成型，成型后的砖坯经干燥、焙烧、冷却后出窑；压制砖坯时，先将复合硅砖层、硅砖层分别预压制成型，然后将两种砖坯叠放后一体压制成型；或者先将复合硅砖层或硅砖层压制成型，然后将复合硅砖层与硅砖层的原料，或者硅砖层与复合硅砖层的原料放入砖坯模具中一体压制成型。

9.根据权利要求1所述的一种焦炉燃烧室高效传热的方法，其特征在于，所述硅砖层的顶部及底部分别设凹槽或凸起，相邻2层组合型耐火砖之间通过凹凸结构配合形成咬合连接。

技术总结
本发明涉及一种焦炉燃烧室高效传热的方法，燃烧室立火道与炭化室之间的炉墙采用组合型耐火砖砌筑，或者炉墙与立火道隔墙均采用组合型耐火砖砌筑；组合型耐火砖是由复合硅砖层及硅砖层组成的一体砖，其中复合硅砖层中含有高辐射率组分；复合硅砖层靠近立火道一侧设置。通过在复合硅砖中添加高辐射率组分，能够提高炉墙高温下的辐射传热性能，使得立火道内的辐射传热更加高效，与耐火砖表面涂履高发射率材料覆层相比，表面热阻低，传热效果好，使用寿命长。

技术研发人员：陈伟,钱启,牛聪,杨俊峰
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：
技术公布日：2024/11/11