一種焦爐及其加熱方法與流程
2023-07-06 00:54:37 3
本發明涉及焦化技術領域，具體地，涉及一種焦爐及其加熱方法。
背景技術：
傳統焦爐，空氣經過位於立火道下方的蓄熱室預熱，再經過斜道區到達立火道底部；焦爐煤氣經過煤氣管道送到立火道底部。在立火道底部，煤氣與空氣混合燃燒，對焦爐進行加熱，以對焦爐炭化室內的溼煤進行乾餾。
煤氣與空氣的混合氣體在立火道底部燃燒，燃燒廢氣在立火道內上升，經過立火道上部的跨越孔，變為下降氣流；下降廢氣經過斜道區及蓄熱室排入煙道。立火道下部設置有廢氣循環孔，部分廢氣經過廢氣循環孔與上升的燃燒廢氣混合，降低廢氣的溫度。
但傳統焦爐的燃燒廢氣溫度普遍偏高，達到1650℃左右，導致廢氣中的氮氧化物(NOX)的含量較高。
近年來，隨著國家對焦爐的環保要求越來越嚴格，傳統焦爐廢氣中的氮氧化物(NOX)含量已經無法達到國家新的環保要求，因此，針對新的環保要求，焦爐亟需換代升級。
技術實現要素：
本發明針對現有技術中存在的上述技術問題，提供一種焦爐及其加熱方法。該焦爐的加熱方法能使立火道內，煤氣分一段，空氣分兩段，在立火道底部煤氣與導入至立火道下段的空氣不完全燃燒，燃燒後的廢氣與煤氣的混合氣體在立火道的中段再次進行燃燒，從而使立火道內廢氣的溫度能夠降低50～100℃，廢氣溫度降低後，廢氣中氮氧化物的產量大大降低，進而大大降低了廢氣中氮氧化物的含量，使該焦爐能夠達到國家的更加嚴格的環保要求。
本發明提供一種焦爐的加熱方法，包括：
在立火道底部導入煤氣，在所述立火道隔牆內的氣道的頂部導入空氣；
通過所述隔牆中段的空氣出口對應向所述立火道的中段導入30％～50％的空氣；通過所述隔牆下段的空氣出口對應向所述立火道的下段導入50％～70％的空氣；
所述煤氣在所述立火道的下段燃燒後形成的廢氣和煤氣混合氣在所述立火道的中段再次燃燒，以使所述立火道內所述廢氣的溫度降低50～100℃。
優選地，還包括：所述立火道內燃燒形成的廢氣從所述立火道的頂部排出；
從所述立火道的頂部排出的所述廢氣進入換熱室，以對所述換熱室內導入至所述隔牆的頂部的空氣進行預熱。
優選地，還包括：從所述換熱室內排出的所述廢氣進入溼煤乾燥箱，以對所述溼煤乾燥箱內的溼煤進行預熱乾燥；
從所述溼煤乾燥箱排出的所述廢氣排入大氣。
本發明還提供一種焦爐，包括由隔牆隔設形成的立火道，所述立火道的底部開設有煤氣入口，所述煤氣入口用於向所述立火道內導入煤氣；所述隔牆的頂部開設有空氣入口，所述隔牆內部設置有空氣通道，所述隔牆的中段開設有第一開口，所述隔牆的下段開設有第二開口；所述第一開口和所述第二開口均分別使所述空氣通道與所述立火道貫通；所述空氣入口用於向所述空氣通道內導入空氣；所述第一開口和所述第二開口分別用於使所述空氣通道內的空氣進入到所述立火道內。
優選地，所述第一開口的開口尺寸小於所述第二開口的開口尺寸，以使從所述第一開口進入到所述立火道內的空氣的量小於從所述第二開口進入到所述立火道內的空氣的量。
優選地，所述立火道的頂部開設有第一廢氣排出口，所述第一廢氣排出口用於排出所述立火道內燃燒後形成的廢氣；
還包括換熱室，所述換熱室設置於所述立火道的頂部，所述換熱室的一端設置有第一廢氣入口，所述第一廢氣入口與所述第一廢氣排出口對接，以使所述立火道內形成的廢氣進入到所述換熱室內；
所述換熱室內還設置有第一管道，所述第一管道的出口與所述隔牆頂部的所述空氣入口對接，所述第一管道用於將空氣傳輸至所述隔牆內。
優選地，還包括爐頂，所述爐頂設置於所述換熱室的遠離所述立火道一側的頂部；
所述爐頂內設置有第二管道和第三管道，所述第二管道的出口與所述第一管道的入口對接，所述第二管道用於將空氣傳輸至所述第一管道內；
所述換熱室的另一端還設置有第二廢氣出口，所述第三管道的入口與所述第二廢氣出口對接，所述第三管道用於使所述換熱室內的廢氣排出。
優選地，還包括溼煤乾燥箱，所述溼煤乾燥箱設置於所述爐頂的遠離所述換熱室的一側；所述溼煤乾燥箱內用於盛放待乾餾的溼煤；
所述溼煤乾燥箱上設置有第二廢氣入口，所述第三管道的出口與所述第二廢氣入口對接，所述第三管道還用於將所述換熱室內的廢氣傳輸至所述溼煤乾燥箱內；
所述溼煤乾燥箱上還設置有第三廢氣出口，用於將所述溼煤乾燥箱內的廢氣排出至大氣中。
優選地，所述煤氣入口包括兩個，兩個所述煤氣入口用於交替向所述立火道內導入煤氣。
優選地，所述隔牆包括多個，所述立火道包括多個，所述隔牆和所述立火道相互交替排布。
優選地，在每個所述立火道內還設置有子隔牆，所述子隔牆的高度小於所述隔牆的高度，每個所述立火道在其中所述子隔牆的頂端上方相連通。
本發明的有益效果：本發明所提供的焦爐的加熱方法，通過在立火道的隔牆的頂部導入空氣，並使空氣從立火道的中段和下段導入至其中，這樣能使立火道內，煤氣分一段，空氣分兩段，在立火道底部煤氣與導入至立火道下段的空氣不完全燃燒，燃燒後的廢氣與煤氣的混合氣體在立火道的中段再次進行燃燒，從而使立火道內廢氣的溫度能夠降低50～100℃，廢氣溫度降低後，廢氣中氮氧化物的產量大大降低，進而大大降低了廢氣中氮氧化物的含量，使該焦爐能夠達到國家的更加嚴格的環保要求。
本發明所提供的焦爐，通過在隔牆的頂部開設空氣入口，並在隔牆的中段開設第一開口，且在隔牆的下段開設第二開口，能使空氣通過空氣入口和第二開口導入至立火道的下段，並使空氣通過空氣入口和第一開口導入至立火道的中段，從而能夠實現立火道內，煤氣分一段，空氣分兩段，在立火道底部煤氣與導入至立火道下段的空氣不完全燃燒，燃燒後的廢氣與煤氣的混合氣體在立火道的中段再次進行燃燒，從而使立火道內廢氣的溫度能夠降低50～100℃，廢氣溫度降低後，廢氣中氮氧化物的產量大大降低，進而大大降低了廢氣中氮氧化物的含量，使該焦爐能夠達到國家的更加嚴格的環保要求。
附圖說明
圖1為本發明實施例1中焦爐的加熱方法的流程圖；
圖2為本發明實施例2中焦爐的結構示意圖。
其中的附圖標記說明：
1.隔牆；11.空氣入口；12.第一開口；13.第二開口；2.立火道；21.第一廢氣排出口；3.煤氣入口；4.換熱室；41.第二廢氣出口；5.第一管道；6.爐頂；7.第二管道；8.第三管道；9.溼煤乾燥箱；91.第二廢氣入口；92.第三廢氣出口；10.子隔牆。
具體實施方式
為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式對本發明所提供的一種焦爐及其加熱方法作進一步詳細描述。
實施例1：
本實施例提供一種焦爐的加熱方法，如圖1所示，包括：
步驟S10：在立火道底部導入煤氣，在立火道隔牆內的氣道的頂部導入空氣。
其中，在立火道底部導入100％的煤氣。立火道由隔牆隔設而形成，隔牆的頂部與立火道的頂部相對應。相比於現有技術中的空氣從立火道的底部導入至其中，本實施例中空氣從隔牆內的氣道的頂部導入便於實現後續立火道內煤氣和空氣的混合兩段燃燒，從而能夠很好地降低立火道內廢氣的溫度，減少廢氣中氮氧化物的含量。
步驟S11：通過隔牆中段的空氣出口對應向立火道的中段導入30％～50％的空氣；通過隔牆下段的空氣出口對應向立火道的下段導入50％～70％的空氣。
該步驟中，隔牆的中段對應立火道的中段，隔牆的下段對應立火道的下段。由於通過隔牆下段向立火道下段導入50％～70％的空氣，所以在立火道的底部，煤氣與空氣的燃燒並不完全；燃燒後的廢氣與煤氣的混合氣體到達立火道的中段時，與隔牆中段導入至立火道內的30％～50％的空氣再次燃燒，從而使整個立火道內的廢氣溫度能夠相對現有焦爐中廢氣的溫度明顯降低，進而使廢氣中氮氧化物的產量大大降低，即大大減少了對環境造成汙染的氮氧化物的含量。
步驟S12：煤氣在立火道的下段燃燒後形成的廢氣和煤氣混合氣在立火道的中段再次燃燒，以使立火道內廢氣的溫度降低50～100℃。
其中，在立火道的下段不完全燃燒的煤氣與廢氣的混合氣體在立火道的中段與空氣再次燃燒，能夠延長立火道內火焰的長度，降低火焰溫度，從而使立火道內廢氣的溫度控制在1600℃左右，相比於現有技術中1650℃左右的廢氣溫度，本實施例中廢氣的溫度大大降低，從而使廢氣中氮氧化物的產量大大降低，進而能夠大大減少氮氧化物對環境造成的汙染。
該焦爐的加熱方法，通過在立火道的隔牆的頂部導入空氣，並使空氣從立火道的中段和下段導入至其中，這樣能使立火道內，煤氣分一段，空氣分兩段，在立火道底部煤氣與導入至立火道下段的空氣不完全燃燒，燃燒後的廢氣與煤氣的混合氣體在立火道的中段再次進行燃燒，這使焦爐燃燒廢氣的溫度從現有的1650℃下降至1600℃左右，從而使立火道內廢氣的溫度能夠降低50～100℃，廢氣溫度降低後，廢氣中氮氧化物的產量大大降低，進而大大降低了廢氣中氮氧化物的含量，使該焦爐能夠達到國家的更加嚴格的環保要求。
本實施例中，焦爐的加熱方法還包括：步驟S13：立火道內燃燒形成的廢氣從立火道的頂部排出；從立火道的頂部排出的廢氣進入換熱室，以對換熱室內導入至隔牆的頂部的空氣進行預熱。
該步驟中，燃燒廢氣從立火道的頂部直接排出並進入換熱室，並能對換熱室內導入至立火道內的空氣進行預熱，提高空氣溫度，從而降低立火道內空氣與煤氣燃燒時的熱量消耗，提高燃燒廢氣的熱利用效率，同時還降低煤氣消耗，提高該焦爐的經濟效益。
本實施例中，焦爐的加熱方法還包括：步驟S14：從換熱室內排出的廢氣進入溼煤乾燥箱，以對溼煤乾燥箱內的溼煤進行預熱乾燥。從溼煤乾燥箱排出的廢氣排入大氣。
該步驟中，燃燒廢氣能夠對溼煤乾燥箱內的溼煤進行預熱乾燥，去除溼煤中的水分，從而不僅提高了燃燒廢氣的熱利用效率，而且降低了對溼煤進行焦化處理的熱量消耗，從而提高了該焦爐的經濟效益。
實施例1的有益效果：實施例1中所提供的焦爐的加熱方法，通過在立火道的隔牆的頂部導入空氣，並使空氣從立火道的中段和下段導入至其中，這樣能使立火道內，煤氣分一段，空氣分兩段，在立火道底部煤氣與導入至立火道下段的空氣不完全燃燒，燃燒後的廢氣與煤氣的混合氣體在立火道的中段再次進行燃燒，從而使立火道內廢氣的溫度能夠降低50～100℃，廢氣溫度降低後，廢氣中氮氧化物的產量大大降低，進而大大降低了廢氣中氮氧化物的含量，使該焦爐能夠達到國家的更加嚴格的環保要求。
實施例2：
本實施例提供一種焦爐，如圖2所示，包括由隔牆1隔設形成的立火道2，立火道2的底部開設有煤氣入口3，煤氣入口3用於向立火道2內導入煤氣；隔牆1的頂部開設有空氣入口11，隔牆1內部設置有空氣通道，隔牆1的中段開設有第一開口12，隔牆1的下段開設有第二開口13；第一開口12和第二開口13均分別使空氣通道與立火道2貫通；空氣入口11用於向空氣通道內導入空氣；第一開口12和第二開口13分別用於使空氣通道內的空氣進入到立火道2內。
該焦爐通過在隔牆1的頂部開設空氣入口11，並在隔牆1的中段開設第一開口12，且在隔牆1的下段開設第二開口13，能使空氣通過空氣入口11和第二開口13導入至立火道2的下段，並使空氣通過空氣入口11和第一開口12導入至立火道2的中段，從而能夠實現立火道2內，煤氣分一段，空氣分兩段，在立火道2底部煤氣與導入至立火道2下段的空氣不完全燃燒，燃燒後的廢氣與煤氣的混合氣體在立火道2的中段再次進行燃燒，從而使立火道2內廢氣的溫度能夠降低50～100℃，廢氣溫度降低後，廢氣中氮氧化物的產量大大降低，進而大大降低了廢氣中氮氧化物的含量，使該焦爐能夠達到國家的更加嚴格的環保標準。
本實施例中，第一開口12的開口尺寸小於第二開口13的開口尺寸，以使從第一開口12進入到立火道2內的空氣的量小於從第二開口13進入到立火道2內的空氣的量。如此設置，才能實現通過第一開口12向立火道2的中段導入30％～50％的空氣，通過第二開口13向立火道2的下段導入50％～70％的空氣；從而使煤氣與空氣的混合氣體在立火道2的下段能不完全燃燒，且使立火道2下段不完全燃燒的煤氣上升至中段後再次與中段導入的空氣進行燃燒，進而降低了火焰溫度，最終降低了立火道2內廢氣的溫度。
本實施例中，立火道2的頂部開設有第一廢氣排出口21，第一廢氣排出口21用於排出立火道2內燃燒後形成的廢氣。焦爐還包括換熱室4，換熱室4設置於立火道2的頂部，換熱室4的一端設置有第一廢氣入口，第一廢氣入口與第一廢氣排出口21對接，以使立火道2內形成的廢氣進入到換熱室4內。換熱室4內還設置有第一管道5，第一管道5的出口與隔牆1頂部的空氣入口11對接，第一管道5用於將空氣傳輸至隔牆1內。如此設置，立火道2中產生的廢氣從其頂部的第一廢氣排出口21排出，並通過換熱室4的第一廢氣入口進入到換熱室4中，以對換熱室4中通過第一管道5進入到隔牆1內的空氣進行加熱，從而提高了進入到立火道2內的空氣的溫度，進而降低了立火道2內空氣與煤氣燃燒時的熱量消耗，提高了燃燒廢氣的熱利用效率，同時還降低了煤氣的消耗，提高了該焦爐的經濟效益。
本實施例中，焦爐還包括爐頂6，爐頂6設置於換熱室4的遠離立火道2一側的頂部。爐頂6內設置有第二管道7和第三管道8，第二管道7的出口與第一管道5的入口對接，第二管道7用於將空氣傳輸至第一管道5內。換熱室4的另一端還設置有第第二廢氣出口41，第三管道8的入口與第二廢氣出口41對接，第三管道8用於使換熱室4內的廢氣排出。其中，由於燃燒後形成的廢氣溫度較高，會沿立火道2的延伸方向一直向上蔓延傳輸，所以，爐頂6設置在換熱室4的頂部，有利於廢氣通過換熱室4後從爐頂6中順利排出；相對於現有技術中要使廢氣通過立火道上部的跨越孔後變為下降氣流的情況，能夠避免為了改變廢氣的流動方向而採用額外的外部動力元件(如抽氣泵等)，從而避免了額外動力能量的消耗，節約能源。
本實施例中，焦爐還包括溼煤乾燥箱9，溼煤乾燥箱9設置於爐頂6的遠離換熱室4的一側；溼煤乾燥箱9內用於盛放待乾餾的溼煤。溼煤乾燥箱9上設置有第二廢氣入口91，第三管道8的出口與第二廢氣入口91對接，第三管道8還用於將換熱室4內的廢氣傳輸至溼煤乾燥箱9內。溼煤乾燥箱9上還設置有第三廢氣出口92，用於將溼煤乾燥箱9內的廢氣排出至大氣中。其中，由於燃燒後形成的廢氣溫度較高，會沿立火道2的延伸方向一直向上蔓延傳輸，所以，溼煤乾燥箱9設置在爐頂6的遠離換熱室4的一側，有利於廢氣通過爐頂6後順利進入溼煤乾燥箱9內，從而能夠對溼煤乾燥箱9內的溼煤進行預熱乾燥，去除溼煤中的水分，從而不僅提高了燃燒廢氣的熱利用效率，而且降低了對溼煤進行焦化處理的熱量消耗，從而提高了該焦爐的經濟效益。
優選的，本實施例中，煤氣入口3包括兩個，兩個煤氣入口3用於交替向立火道2內導入煤氣。當其中一個煤氣入口3向立火道2內導入煤氣時，另一個煤氣入口3不用於導入煤氣，而用於與外部空氣環境相通，外部環境中的空氣能通過該煤氣入口3進入到立火道2的底部。如此設置，能使煤氣入口3向立火道2內導入煤氣時，通過兩個煤氣入口3交替導入煤氣，從而使任意一個煤氣入口3都不會被遺留或沉積在其口部的煤氣殘渣堵塞，從而確保每個煤氣入口3都能正常地向立火道2內導入煤氣。
本實施例中，隔牆1包括多個，立火道2包括多個，隔牆1和立火道2相互交替排布。多個隔牆1隔設形成多個立火道2。
其中，在每個立火道2內還設置有子隔牆10，子隔牆10的高度小於隔牆1的高度，每個立火道2在其中子隔牆10的頂端上方相連通。如此設置，使一個隔牆1中的空氣能同時進入位於其相對兩側的兩個立火道2中，從而提高該焦爐的加熱效率。
實施例2的有益效果：實施例2中所提供的焦爐，通過在隔牆的頂部開設空氣入口，並在隔牆的中段開設第一開口，且在隔牆的下段開設第二開口，能使空氣通過空氣入口和第二開口導入至立火道的下段，並使空氣通過空氣入口和第一開口導入至立火道的中段，從而能夠實現立火道內，煤氣分一段，空氣分兩段，在立火道底部煤氣與導入至立火道下段的空氣不完全燃燒，燃燒後的廢氣與煤氣的混合氣體在立火道的中段再次進行燃燒，從而使立火道內廢氣的溫度能夠降低50～100℃，廢氣溫度降低後，廢氣中氮氧化物的產量大大降低，進而大大降低了廢氣中氮氧化物的含量，使該焦爐能夠達到國家的更加嚴格的環保要求。
可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式，然而本發明並不局限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。