一種煤熱解爐燃氣加熱器用的氣體換向裝置的製作方法

2023-09-23 19:47:45

專利名稱：一種煤熱解爐燃氣加熱器用的氣體換向裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣體換向裝置，特別涉及一種給煤熱解爐燃氣加熱器提供燃燒所需的淨煤氣和空氣進入以及排放燃燒廢氣的氣體換向裝置。
背景技術：
目前市場上的煤熱解爐(煉焦爐)大都採用間歇式煉焦，入爐煤的配比、脫水、進煤、預熱、炭化、焦改質、幹熄等各工藝步驟相對獨立，不能進行連續生產，生產效率低下 』另夕卜，煤熱解過程中產生的荒煤氣含很多有用的成份，如H2s、HCH等等酸性氣體，NH3鹼性氣體、焦油類、苯類、萘類、洗油類等有機物，沒完整對荒煤氣導出、回收淨化加以利用的完整的工藝。這促使本發明人探索創新出一套完整的連續煉焦和對荒煤氣導出、回收淨化加以循環利用的完整的工藝。

發明內容
本發明提供了一種煤熱解爐燃氣加熱器用的氣體換向裝置，該氣體換向裝置既能夠給煤熱解爐燃氣加熱器提供燃燒所需的淨煤氣和空氣進入，又能夠排放燃燒熱廢氣，提高燃氣加熱器燃燒效率，節省煉焦成本。本發明實現上述目的所採取的技術方案是一種煤熱解爐燃氣加熱器用的氣體換向裝置，串接在兩組燃氣加熱器的管路中，該氣體換向裝置包括上盤、下盤、旋轉換向電機、空氣風機、煤氣風機、廢氣風機，所述的下盤分別接有一個空氣主管和第一空氣分管、第二空氣分管，一個煤氣主管和第一煤氣分管、第二煤氣分管，一個燃燒廢氣主管和第二燃燒廢氣分管、第一燃燒廢氣分管，其中，第二燃燒廢氣分管和第一燃燒廢氣分管與第一空氣分管和第二空氣分管及第一煤氣分管和第二煤氣分管的設置剛好對調；所述的上盤轉動貼合在下盤上方，上盤分別對應設置有空氣連接管、煤氣連接管、燃燒廢氣連接管，所述的旋轉換向電機與上盤傳動連接，帶動上盤在下盤上往復轉動。優選的，還包括兩組圍管，設置在煤熱解爐的爐體外周，包括第一空氣圍管，第一煤氣圍管，第一燃燒廢氣圍管；第二空氣圍管、第二煤氣圍管，第二燃燒廢氣圍管；第一空氣圍管與第一空氣分管和聯接，第一煤氣圍管與第一煤氣分管聯接，第一燃燒廢氣圍管與第一燃燒廢氣分管；第二空氣圍管與第二空氣分管聯接，第二煤氣圍管與第二煤氣分管聯接，第二燃燒廢氣圍管與第二燃燒氣分管聯接。本發明煤熱解爐燃氣加熱器用的氣體換向裝置的氣體換向方法是I、當旋轉換向電機帶動上盤在下盤上轉動，空氣主管與第一空氣分管接通時，煤氣主管與第一煤氣分管亦相接通；與此同時，相應燃燒廢氣主管與第二燃燒廢氣分管處於相接通；空氣被空氣風機將鼓入空氣主管後依次經過空氣連接管和第一空氣分管送出，同時，荒煤氣經過回收淨化後得到淨煤氣被煤氣風機將鼓入煤氣主管後依次經過煤氣連接管第一煤氣分管送出，與此同時，相應燃燒廢氣被廢氣風機吸入第二燃燒廢氣分管後依次經過第二燃燒廢氣連接管和燃燒廢氣主管通過廢氣風機排出；2、當旋轉換向電機帶動上盤在下盤上反向轉動，空氣主管與第二空氣分管處於接通狀態時，煤氣主管與第二煤氣分管接通狀態，與此同時，相應燃燒廢氣主管和第一燃燒廢氣分管亦相接通；空氣被空氣風機將鼓入空氣主管後依次經過空氣連接管和第二空氣分管送出，同時，荒煤氣經過回收淨化後得到淨煤氣被煤氣風機將鼓入煤氣主管後依次經過煤氣連接管第二煤氣分管送出，與此同時，相應燃燒廢氣被廢氣風機吸入第一燃燒廢氣分管後依次經過第一燃燒廢氣連接管和燃燒廢氣主管通過廢氣風機排出。本發明通過氣體兩進一出的工作方式可以實現兩組燃氣加熱器交替燃燒和兩組蓄熱換熱器的蓄熱換熱，使得燃氣加熱器燃燒更加高效，保證入爐煤在煤熱解爐中炭化所需的溫度和熱量，煉出的焦炭質量高。


下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步詳細說明。圖I是圖15中F-F處放大圖；圖2是圖I中x-x處截面圖；圖3是本發明的氣體換向器示意圖；圖4是本發明的氣體換向器上下盤示意圖；圖5是圖14中C-C處截面示意圖；圖5-1是本發明的氣體換向器與燃氣加熱器管網連接示意圖；圖6是圖11中z-z處截面示意圖；圖7是圖11中w-w處截面示意圖；圖8是圖11中y-y處截面示意圖；圖9是本發明所涉及的煤熱解爐的焦改質裝置示意圖(圖11中u-u處截面圖)；圖10是本發明所涉及的煤熱解爐的火道弓示意圖(圖11中t_t處截面圖)；圖11是本發明煤熱解炭化裝置示意圖；圖12是本發明所涉及的煤熱解爐的幹熄焦裝置示意圖(圖15中H-H放大圖)；圖13本發明所涉及的煤熱解爐的幹熄焦裝置的熄焦橋弓示意圖；圖14是本發明所涉及的煤熱解爐的工控中心的電氣連接示意圖；圖15是本發明所涉及的煤熱解爐總體示意圖。
具體實施例方式本發明一種煤熱解爐燃氣加熱器用的氣體換向裝置的具體實施例主要在以下第四部分第一節中予以詳細介紹。第一部份入爐煤配比及製備如選用5種不同的煤，它們分別是氣煤、肥煤、焦煤、三分之一焦煤、瘦煤先混合然後過篩破碎，直至破碎顆粒達到5mm以下形成入爐煤，當然本發明煤熱解爐對其它配比和顆粒大小的入爐煤同樣適用，不構成對本發明煤熱解爐所需入爐煤粉的限制。第二部份入爐煤脫水
預先通過入爐煤脫水裝置對進入本煤熱解爐的入爐煤的進行脫水，起到節能降耗的作用。第三部分入爐煤進煤、預熱、調節、冷卻脫水後的入爐煤經過輸送後溫度一般會降至常溫，溫度可能會更低，所以需要對入爐煤在進入炭化室之前進行預熱、調節、冷卻。第一節入爐煤進煤進煤裝置用來輸入脫水後的入爐煤第二節入爐煤預熱預熱裝置設置於進煤裝置的下方並位於煤熱解爐的頂部。預熱裝置用預熱對經過輸送後溫度降低的入爐煤。第三節預熱後的入爐煤調節入爐煤調節倉設置在爐體上部位於預熱裝置下部，入爐煤調節倉用來調節向煤熱解爐的炭化室中加注入爐煤的量。 第四部分入爐煤熱解(炭化加熱、焦改質、幹熄焦)第一節入爐煤熱解炭化加熱如圖15所示，煤熱解炭化裝置6設置在爐體91中部，主要包括炭化室61、外燃氣加熱裝置64、內燃燒加熱裝置67、火道弓65構成；如圖2所示炭化室61由耐火導熱材料內、外環牆612、611構成一個環狀空間，圍繞在炭化室外牆611環外周為外燃氣加熱裝置64，其中外燃氣加熱裝置64主要為若干組(本例9組)結構相同第一燃氣加熱器62、第二燃氣加熱器60和氣體換向裝置66構成，另外，如圖15所示因為炭化室61高度較高，其中外燃氣加熱裝置64主要分成上、中、下三段式加熱,每段有9組結構相同第一燃氣加熱器62、第二燃氣加熱器60構成。如圖6所示炭化室內環牆612環內為內燃燒加熱裝置67，內燃燒加熱裝置67主要由若干組(本例3組)結構相同的第三燃氣加熱器68、第四燃氣加熱器69及熄焦廢氣加熱器63。如圖I所示，所述的第一燃氣加熱器62主要包括第一燃燒室621、第一煤氣進入支管622和第一蓄熱換熱器624。如圖2所示，第一燃燒室621由耐火材料製成的爐體91外牆、和耐火導熱材料製成炭化室外環牆611和外火道隔牆625圍成一個相對封閉的煤氣燃燒火道，如圖I所示，第一煤氣進入支管622穿過爐體91外牆通到第一燃燒室621中。如圖I、12所不第一蓄熱換熱器624包括第一蓄熱腔626、第一蓄熱體623、第一空氣進入支管627和第一燃燒廢氣排出支管628 ;第一蓄熱腔626設置在爐體91外牆中，第一蓄熱體623設置第一蓄熱腔626中，第一蓄熱腔626 —端通向第一燃燒室621底部,另一端分別接有第一空氣進入支管627和第一燃燒廢氣排出支管628。如圖2所示在第一空氣進入支管627與第一蓄熱腔626之間設置有第一單向空氣閥門629，第一單向空氣閥門629允許空氣從第一空氣進入管627和第一蓄熱腔626流入第一燃燒室621 ;在第一燃燒廢氣排出支管628與第一蓄熱腔626之間設置有第一單向廢氣閥門620，第一單向廢氣閥門620允許煤氣燃燒廢氣從第一燃燒室621流經第一蓄熱腔626，最後從第一燃燒廢氣排出支管628排出(當然，採用如下所述的氣體換向裝置66，當空氣主管667與第一空氣分管6671接通，空氣主管667與第二空氣分管6673處於切斷；與此同時，燃燒廢氣主管669與第一燃燒廢氣分管6691亦相切斷，而相應燃燒廢氣主管669與第二燃燒廢氣分管6693處於相接通，可以起到代替第一單向空氣閥門629及第一單向廢氣閥門620的作用)。同理，如圖2所示結構相同第二燃氣加熱器60主要包括第二燃燒室601、第二煤氣進入支管602和第二蓄熱換熱器604,第二燃燒室601由耐火材料製成的爐體91外牆、和耐火導熱材料製成炭化室外環牆611和外火道隔牆625圍成一個相對封閉的煤氣燃燒火道，第二煤氣進入支管602穿過爐體91外牆通到第一燃燒室601中。如圖2所示第二蓄熱換熱器604包括第二蓄熱腔606、第二蓄熱體603、第二空氣進入支管607和第二燃燒廢氣排出支管608，第二蓄熱腔606設置在爐體91外牆中，第二蓄熱體603設置第二蓄熱腔606中，第二蓄熱腔606 —端通向第二燃燒室601底部,另一端分別接有第二空氣進入支管607和第二燃燒廢氣排出支管608，在第二空氣進入支管607與第二蓄熱腔606之間設置有第二單向空氣閥門609，第二單向空氣閥門609允許空氣從第二空氣進入管607和第二蓄熱腔606流入第二燃燒室601 ;在第二燃燒廢氣排出支管608與第二蓄熱腔606之間設置有第二單向廢氣閥門600，第二單向廢氣閥門600允許煤氣燃燒廢氣從第二燃燒室601流經第二蓄熱腔606，最後從第二燃燒廢氣排出支管608排出(當然，採 用如下所述的氣體換向裝置66，當空氣主管667與第一空氣分管6671切斷，空氣主管667與第二空氣分管6673處於接通，與此同時，燃燒廢氣主管669和第一燃燒廢氣分管6691亦相接通，而相應燃燒廢氣主管669和第二燃燒廢氣分管6693亦相切斷；可以起到代替第二單向空氣閥門及第二單向廢氣閥門的作用)。如圖I、圖2所示，第一燃燒室621和緊鄰的第二燃燒室601之間外火道隔牆625的頂部設有燃燒室通孔6251，燃燒室通孔6251將第一燃燒室621和緊鄰的第二燃燒室601接通構成關聯一組，本例中，外燃氣加熱裝置64共設有18道外火道隔牆625隔牆，形成9組關聯燃燒組；另外，如圖15所示；因為炭化室61高度較高，其中外燃氣加熱裝置64主要分成上、中、下三段式加熱，每段有9組結構相同第一燃氣加熱器62、第二燃氣加熱器60構成。綜上所述，燃氣加熱器及蓄熱換熱方法是；I、當第一燃燒室621中的煤氣進行燃燒時，荒煤氣回收淨化後的淨煤氣通過第一煤氣進入支管622進到第一燃燒室621中，第一單向空氣閥門629開啟，允許空氣從第一空氣進入管627和第一蓄熱腔626流入第一燃燒室621 ;所述的第一單向廢氣閥門620關閉，產生的熱廢氣通過燃燒室通6251孔進入第二燃燒室601後，熱廢氣經過第二蓄熱腔606中的第二蓄熱體603時，第二蓄熱體603對熱廢氣進行吸熱降溫，熱廢氣變為溫度相對較低的低溫廢氣從第二燃燒廢氣排出支管608排出；2、當輪到第二燃燒室601中的煤氣燃燒時，荒煤氣回收淨化後的淨煤氣通過第二煤氣進入支管602進到第二燃燒室601中，第二單向空氣閥門609開啟，空氣從第二空氣進入支管607經過第二蓄熱腔606進入到第二燃燒室601過程中，空氣被第二蓄熱體603釋放的熱量加熱變為熱空氣助燃第二燃燒室601中的煤氣燃燒；與此同時，所述的第二單向廢氣閥門600關閉，第二燃燒室601中的煤氣燃燒後的熱廢氣通過燃燒室通孔6251進入第一燃燒室621後，熱廢氣經過第一蓄熱腔626中的第一蓄熱體623時，第一蓄熱體623對熱廢氣進行吸熱降溫，熱廢氣變為溫度相對較低的低溫廢氣從第一燃燒廢氣排出支管628排出；3、同理，第I步與第2步交替循環進行。
如圖I所示在爐體91外牆上還設置有燃燒室溫度監測孔6201和燃燒室觀測孔6202，燃燒室觀測孔6202便於技術人員直觀觀察每個燃燒室的煤氣燃燒情況，燃燒室溫度監測孔6201中設置有燃燒室溫度表6203用於對燃燒室的溫度監測，以便於對煤熱解進程的評估。如圖14所示燃燒室溫度表6203與工控中心90相聯，由工控中心90自動採集燃燒室溫度表6203的溫度數據。如圖3、圖4、圖5-1所示，氣體換向裝置66包括上盤661、下盤662、旋轉換向電機663、空氣風機664、煤氣風機665、廢氣風機666,下盤662分別接有一個空氣主管667和第一空氣分管6671、第二空氣分管6673，一個煤氣主管668和第一煤氣分管6681、第二煤氣分管6683，一個燃燒廢氣主管669和第二燃燒廢氣分管6693、第一燃燒廢氣分管6691，其中，第二燃燒廢氣分管6693和第一燃燒廢氣分管6691與第一空氣分管6671和第二空氣分管6673及第一煤氣分管6681和第二煤氣分管6683的設置剛好對調(圖4、圖5_1所示)。
如圖3、15、圖5-1所示上盤661貼合在下盤662上方，上盤661分別對應設置有空氣連接管6672、煤氣連接管6682、燃燒廢氣連接管6692，旋轉換向電機663帶動上盤661在下盤662上往復轉動從而實現空氣主管667不斷與第一空氣分管6671和第二空氣分管6673進行接通和切斷轉換，煤氣主管668不斷與第一煤氣分管6681和第二煤氣分管6683進行接通和切斷轉換，燃燒廢氣主管669不斷與第二燃燒廢氣分管6693和第一燃燒廢氣分管6691進行接通和切斷轉換(與第一空氣分管6671和第二空氣分管6673及第一煤氣分管6681和第二煤氣分管6683的切換剛好相反)。如圖I、圖5-1所示，在爐體91的外周還設有兩組圍管，包括第一空氣圍管6674，第一煤氣圍管6684，第一燃燒廢氣圍管6694 ;第二空氣圍管6675、第二煤氣圍管6685，第二燃燒廢氣圍管6695。如圖5-1所示第一空氣圍管6674將第一空氣分管6671和第一空氣進入支管627聯接起來，將第一空氣分管6671、第一空氣圍管6674、第一空氣進入支管627、第一蓄熱腔626與第一燃燒室621構成同一通路；與此同時，第一煤氣圍管6684將第一煤氣分管6681和第一煤氣進入支管622聯接起來，將第一煤氣分管6681、第一煤氣圍管6684、第一煤氣進入支管622與第一燃燒室621構成同一通路；此時同時，第一燃燒廢氣圍管6694是將第一燃燒廢氣分管6681與第一燃燒廢氣排出支管628聯接起來，將第一燃燒廢氣分管6681、第一燃燒廢氣排出支管628、第一蓄熱腔626與燃燒室621構成同一通路；同理，第二空氣圍管6675將第二空氣分管6673和第二空氣進入支管607聯接起來，將第二空氣分管6673、第二空氣圍管6675、第二空氣進入支管607、第二蓄熱腔606與第二燃燒室601構成同一通路；與此同時,第二煤氣圍管6685將第二煤氣分管6683和第二煤氣進入支管602聯接起來，將第二煤氣分管6683、第二煤氣圍管6685將、第二煤氣進入支管602和第二燃燒室601構成同一通路；與此同時，第二燃燒廢氣圍管6695將第二燃燒氣分管6693與第二燃燒廢氣排出支管608聯接起來，將第二燃燒廢氣分管6693、第二燃燒廢氣排出支管608、第二蓄熱腔606與第二燃燒室601構成同一通路。另外，如圖14所示，本例還包括氣體換向裝置控制器906用於對旋轉換向電機663、空氣風機664、煤氣風機665、廢氣風機666控制，換向裝置電氣控制器906又與上位工控中心90相聯，當然從電氣控制原理來講，本例中旋轉換向電機663、空氣風機664、煤氣風機665、廢氣風機666亦可直接受工控中心90控制，所以此處設置氣體換向裝置控制器906並不構成對本例保護範圍的限制。如圖I、圖5-1及圖2 圖5所示，外燃氣加熱裝置64的加熱方法是(I)氣體換向裝置66的旋轉換向電機663帶動上盤661在下盤662上轉動，空氣主管667與第一空氣分管6671接通，空氣主管667與第二空氣分管6673處於切斷狀態；同時，煤氣主管668與第一煤氣分管6681亦相接通，煤氣主管668與第二煤氣分管6683切斷狀態；與此同時，燃燒廢氣主管669與第一燃燒廢氣分管6691亦相切斷，而相應燃燒廢氣主管669與第二燃燒廢氣分管6693處於相接通狀態；(2)空氣風機664將空氣鼓入空氣主管667、空氣依次經過空氣連接管6672、第一空氣分管6671、第一空氣圍管6674、第一空氣進入支管627進入到第一蓄熱腔626，利用第一蓄熱體623釋放的熱量對空氣進行加熱後進入第一燃燒室621中；同時,煤氣風機665將荒煤氣經過回收淨化後得到淨煤氣鼓入煤氣主管668，煤氣依次經過煤氣連接管6682、第一煤氣分管6681、第一煤氣圍管6684、第一煤氣進入支管622進入第一燃燒室621中進行 燃燒，與此同時，因為燃燒廢氣主管669與第一燃燒廢氣分管6691處於相切斷狀態，而相應燃燒廢氣主管669和第二燃燒廢氣分管6693處於相接通狀態，所以第一燃燒室621中煤氣燃燒後的廢氣只能通過外火道隔牆625上部的燃燒室通孔6251進入到第二燃燒室601中，再經過第二蓄熱腔606中的第二蓄熱體603進行吸熱降溫後從第二燃燒廢氣排出支管608、第二燃燒廢氣圍管6695、第二燃燒廢氣分管6693、燃燒廢氣主管669通過廢氣風機666排出；(3)經過一段時間的燃燒,氣體換向裝置66的旋轉換向電機663帶動上盤661在下盤662上反向轉動，空氣主管667與第一空氣分管6671切斷，空氣主管667與第二空氣分管6673處於接通狀態，同時，煤氣主管668和第一煤氣分管6681亦相切斷，煤氣主管668與第二煤氣分管6683接通狀態，與此同時，燃燒廢氣主管669和第一燃燒廢氣分管6691亦相接通，而相應燃燒廢氣主管669和第二燃燒廢氣分管6693亦相切斷狀態；(4)空氣風機664將空氣鼓入空氣主管667、空氣依次經過空氣連接管6672、第二空氣分管6673、第二空氣圍管6675、第二空氣進入支管607進入到第二蓄熱腔606，利用第二蓄熱腔606中的第二蓄熱體603釋放的熱量對空氣進行加熱後進入第二燃燒室601中；同時，煤氣風機665將荒煤氣經過回收淨化後得到淨煤氣鼓入煤氣主管668，煤氣依次經過煤氣連接管6682、第二煤氣分管6683、第二煤氣圍管6685、第二煤氣進入支管602進入第二燃燒室601中進行燃燒，與此同時，因為燃燒廢氣主管669和第一燃燒廢氣分管6691相接通，而相應燃燒廢氣主管669和第二燃燒廢氣分管6693處於相切斷狀態，所以第二燃燒室601中煤氣燃燒後的廢氣只能通過外火道隔牆625上部的燃燒室通孔6251進入第一燃燒室621中，再經過第一蓄熱腔626,中的第一蓄熱體603吸熱降溫後,最後從第一燃燒廢氣排出支管628、第一燃燒廢氣圍管6694、第一燃燒廢氣分管6691、燃燒廢氣主管669通過廢氣風機666排出ο所以，外燃氣加熱裝置64燃燒原理在於當第一燃燒室621中煤氣燃燒後生成的廢氣從燃燒室通孔6251進入第二燃燒室601，經第二燃燒室601及第二蓄熱腔606中第二蓄熱體603對其餘熱吸收降溫後排出。反之，當第二燃燒室601中煤氣燃燒後生成的廢氣從燃燒室通孔6251進入第一燃燒室621，經第一燃燒室621及第一蓄熱腔606中第一蓄熱體603對其餘熱吸收降溫後排出。綜上所述，這種通過氣體換向裝置的氣體兩進一出的工作方式和蓄熱換熱器的蓄熱換熱的工作方式，實現兩組燃氣加熱器交替燃燒，即氣體換向裝置向第一燃氣加熱器的燃燒室送入空氣、淨煤氣燃燒，同時從第二燃氣加熱器的燃燒室中吸出燃燒後的熱廢氣，熱廢氣經第二燃氣加熱器的第二蓄熱換熱器中的第二蓄熱體吸熱降溫變為溫度相對較低的低溫廢氣排出；同理，氣體換向裝置向第二燃氣加熱器的燃燒室送入空氣、淨煤氣燃燒，同時從第一燃氣加熱器的燃燒室中吸出燃燒後的熱廢氣，熱廢氣經第一燃氣加熱器的第一蓄熱換熱器中的第一蓄熱體吸熱降溫變為溫度相對較低的低溫廢氣排出；這種相互利用煤氣燃燒後的廢氣餘熱進行加熱空氣的方法，既起到了對煤氣燃燒後的廢氣餘熱充分利用，提高燃燒室中的煤氣的燃燒效率，又能對煤氣燃燒後的廢氣進行一定程度的降溫，不用消耗外來能源，起到節能降耗的目的，節省煉焦成本。 如圖6、圖15所示，內燃燒加熱裝置67主要由若干組(本例3組)結構相同的燃氣加熱器68、69和熄焦廢氣加熱器63。如圖11、圖8所示，熄焦廢氣加熱器63包括內火道631、空氣補管632、一次補氣管6321、二次補氣管6322、補氣環道633、中心環牆634、內火道隔牆635、中心通道638，內火道631設置在火道弓65上。如圖8所示，內火道631主要由炭化室內環牆612和位於炭化室內環牆612內的中心環牆634和至少一道內火道隔牆635隔成至少一組以上並列的主內火道636、副內火道637，如圖8所示，本例6條主內火道636和6條副內火道637，並列形成共計6組內火道631。如圖11所示，副內火道637中設置上封堵隔板6371，下封堵隔板6372，將副內火道637分成上、中、下三段，即上段副內火道6375、中段副內火道6374、下段副內火道6373 ；上段副內火道6375與主內火道636之間的火道隔牆635上設置有廢氣串通孔6303，上段副內火道6375和主內火道636頂部開設熱廢氣排出通道6306，熱廢氣排出通道6306與爐體91上部的廢氣室391相通。如圖11、圖8所示，下段副內火道6373與主內火道636之間的火道隔牆635上設置火道串通孔6304，火道串通孔6304靠近下封堵隔板6372下方，如圖8所示，6條火道串通孔6304分別將6條下段副內火道6373和主內火道636貫通在一起。如圖11所示，中心環牆634圍成中心通道638，中心通道638中與上封堵隔板6371平齊處設置一通道隔板6382，將中心通道638分隔成上、下兩部分，即下部分形成高溫可燃廢氣進入通道6383，上部分形成緩衝區6381。如圖9、圖11所示，中心環牆634下部設有貫通高溫可燃廢氣進入通道6383與主內火道636和下段副內火道6373的可燃廢氣進入孔639，中心環牆634上部設有貫通緩衝區6381與主內火道636和上段副內火道6375的廢氣進入孔6301。如圖11、圖10、圖9所示補氣環道633設置在爐體91上，空氣補管632通向補氣環道633，一次補氣管6321、二次補氣管6322與補氣環道633聯通，從火道弓65的條弓651的下面穿過向上延伸至在主、副內火道636、637的之間的火道隔牆635的內部。如圖11、圖2所示一次補氣管6321設置在主、副內火道636、637的之間的火道隔牆635的內部，一次補氣管6321的出口 6323位於下封堵隔板6372以下，分別通向主內火道636和下段副內火道6373 ;如圖11所示，二次補氣管6322亦設置在主、副內火道636、637的火道隔牆635的內部，而二次補氣管6322的二次補氣出口 6324位於與上封堵隔板6371平齊或稍高於上封堵隔板6371，通向主內火道636。如圖11、圖7所示，中段副內火道6374形成相對封閉的獨立燃氣燃燒室，上一條中段副內火道6374與緊鄰下一條中段副內火道6374通過燃燒室通道6305貫通成相關一組，燃燒室通道6305位於上封堵隔板6371下方並從上一條中段副內火道6374與緊鄰下一條中段副內火道6374之間的一條主內火道636中穿過，如圖7所示，6條中段副內火道6374通過3條燃燒室通道6305貫通成3組。如圖11、圖6、圖7所示，副內火道637中的兩條中段副內火道6374 (即上、下封堵隔板6371、6372之間)設置一組結構相同的關聯第三燃氣加熱器68、第四燃氣加熱器69，其結構和燃燒原理與以上介紹的第一燃燒加熱器62、第二燃燒加熱器60幾乎完全相同，也包括第三燃氣加熱器68包括第三燃燒室681、第三煤氣進入支管682、第三蓄熱腔686、第三 蓄熱體683、第三空氣進入支管687和第三燃燒廢氣排出支管688。如圖11、圖6所示，需要說明不同的是第三燃燒加熱器68的第三燃燒室681是中段副內火道6374，即由上、下封堵隔板6371、6372之間相對密閉的煤氣燃燒火道。如圖11、圖10、圖9所示第三煤氣進入支管682從火道弓65的條弓651的下面穿過向上延伸經過火道隔牆635內部通向第三燃燒室681 (即中段副內火道6374)，第三蓄熱腔686設置在條弓651下方的爐體91上，第三蓄熱體683置於第三蓄熱腔686中，第三蓄熱腔686 —端通過延伸通道6861從火道弓65的條弓651的下面穿過，向上延伸經過火道隔牆635內部通向第三燃燒室681底部，第三蓄熱腔686另一端分別接有第三空氣進入支管687和第三燃燒廢氣排出支管688。同理，第四燃氣加熱器69結構與第三燃氣加熱器68完相同，這裡不再贅述，其中第四燃燒室691與第三燃燒室681通過燃燒室通道6305接通構成關聯一組(圖7所示)。其中，如圖5-1所示，第三燃燒加熱器68的第三燃燒室681的第三煤氣進入支管682、第三空氣進入支管687和第三燃燒廢氣排出支管688分別通過第一煤氣圍管6684、第一空氣圍管6674，第一燃燒廢氣圍管6694與第一煤氣分管6681、第一空氣分管6671、第一燃燒廢氣分管6691相通。如圖5-1所示，第四燃燒加熱器69的第四燃燒室691的第四煤氣進入支管692、第三空氣進入支管697和第三燃燒廢氣排出支管698分別通過第二煤氣圍管6685、第二空氣圍管6675、第二燃燒廢氣圍管6695與第二煤氣分管6683、第二空氣分管6673、第二燃燒廢氣分管6693相通。綜上所述，第三燃燒加熱器68、第四燃氣加熱器69，燃燒原理與以上第一燃燒加熱器62、第二燃燒加熱器60幾乎完全相同，這裡不再贅述。本例的內燃燒加熱裝置67方法原理是上段副內火道6375和下段副內火道6373以及主內火道636是利用幹熄焦產生的高溫可燃廢氣進行補氣燃燒加熱，而中段副內火道6374是另外利用荒煤氣回收淨化後的淨煤氣燃燒加熱。本例的內燃燒加熱裝置67方法是(I)、當高溫可燃廢氣從中心通道638下部的高溫可燃廢氣進入通道6383進入，經過可燃廢氣進入孔639進入主內火道636和下段副內火道6373中，剛進入的高溫可燃廢氣溫度較高一般都在1000°C 1100°C，但是隨著廢氣在主內火道636和下段副內火道6373中上升對外做功散熱，溫度會降低；(2)、這時通過一次補氣管6321給主內火道636和下段副內火道6373中的補入空氣，使得高溫可燃廢氣得到空氣中的氧氣從而燃燒，畢竟高溫可燃氣體中的可燃氣的量是一定的，不足以提供炭化室61煤熱解所需的熱量和溫度；(3)、所以，當下段副內火道6373的高溫可燃廢氣經過一次補氣燃燒之後的廢氣經過火道串通孔6304繞到到主內火道636中，同主內火道636中的高溫可燃氣體及燃燒後的廢氣混合在一起在主火道636中上升，隨著混合後的高溫可燃氣體及燃燒後的廢氣在上升過程中會向通過炭化室內環牆612給炭化室61中的煤熱解提供熱量而對外做功，溫度會逐漸降低；(4)、所以在主內火道636的中上部需要再次通過二次補氣管6322進入補空氣，使混合後的高溫可燃氣體及燃燒後的廢氣再進一步燃燒，這不僅給炭化室61煤熱解提供所需的熱量和溫度，而且又能使高溫可燃氣體充分燃燒，提高高溫可燃氣燃燒做功效率； (5)、另外，由於在主內火道636和上段副內火道6375中間存在緩衝區6381，中心環牆634上部設有貫通緩衝區6381與主內火道636和上段副內火道6375的廢氣進入孔6301，在主內火道636和上段副內火道6375之間的火道隔牆635上設置有廢氣串通孔6303，各條主內火道636和上段副內火道6375之間完全相互貫通，使得第二次補氣燃燒後的廢氣能夠完全相混合在一起，所在主內火道636和上段副內火道6375之間達到均溫均壓，可給整個炭化室61上部的煤熱解提供均衡的熱量和溫度；(6)、最後經過二次補氣燃燒後的廢氣通過主內火道636和上段副內火道6375頂部的熱廢氣排出通道6306排入爐體91上部的廢氣室391 ；(7)、與此同時，為了彌補高溫可燃氣體中的可燃氣的量不足，不足以提供炭化室61煤熱解所需的熱量和溫度的缺陷，而又能對煤熱解過程中產生的荒煤氣的充分利用，給第三燃氣加熱器68、第四燃氣加熱器69的第三燃燒室681和第四燃燒室691提供荒煤氣經過回收淨化後的淨煤氣燃燒，即在中段副內火道637中進行補加熱，不僅給炭化室61煤熱解提供足夠的熱量和溫度，同時又提高了荒煤氣的利用率，減少向大氣中排放，避免空氣汙染，保護了環境。第二節焦改質由於煤在炭化室中進行熱解之後形成的焦炭，存在受熱不均，焦炭塊粒大小不勻的情況，最好給焦炭提供一定溫度和時間，使焦炭之間充分相接觸，相互進行熱傳遞，這就需要焦改質裝置610。如圖12、圖11、圖9、圖15所示，焦改質裝置610，設置於爐體中位於火道弓65上，焦改質裝置610包括炭化室6的下部形成焦改質室6100、主內火道636下部、下段副內火道6373，中心環牆634圍成中心通道638的高溫可燃廢氣進入通道6383的下部，中心環牆634下部設有貫通高溫可燃廢氣進入通道6383與主內火道636、下段副內火道6373的可燃廢氣進入孔639。另外，如圖I所示爐體91外牆設有焦改質溫度監測孔6101，焦改質溫度監測孔6101孔中設置有一焦改質溫度表6012，如圖14所示，工控中心90與焦改質溫度表6012電氣連接，自動對焦改質溫度表6012的焦改質溫度信號進行監測。
本焦改質裝置進行改質的方法是外部由保溫耐火材料的爐體外牆進行保溫，而內部則將高溫可燃廢氣從可燃廢氣進入孔639進入主內火道636下部、下段副內火道6373中，利用高溫可燃廢氣本身的餘熱提供保溫所需熱量和溫度，特別是剛進入的高溫可燃廢氣溫度在1000°C 1100°C之間剛好適合焦改質，使焦炭在焦改質室中留存一定時間，焦炭塊粒之間充分接觸、相互之間進行熱傳遞，達到焦塊大小均勻目的。第三節火道弓如圖11、圖10所示，因為炭化室內環牆612以及內燃燒加熱裝置67的火道隔牆635、中心環牆634都設置在爐腔中，需要火道弓65為其提供支撐，同時又給內燃燒加熱裝置67提供各種管道的鋪設，如圖11、圖10所示，火道弓65設置在炭化室61、內燃燒加熱裝置67、焦改質裝置610下方的爐腔中，主要包括若干條的條弓651、火弓中心環牆652，火弓中心環牆652中部形成高溫可燃廢氣通道653,條弓651 —端固定在火弓中心環牆652上，另一端固定在爐體91上，條弓651圍繞火弓中心環牆652中心以一定角度間隔福射狀散開布置，本例中的火弓651為12條弓，數量與內燃燒加熱裝置67的主、副內火道636、637總 數一致。如圖11、圖10所示，一條火弓651的牆體中設置第三煤氣進入支管682和第三蓄熱腔686的延伸通道6861，緊相鄰的另一條火弓651的牆體中設置的一次補氣管6321、二次補氣管6322，給內燃燒加熱裝置67的管道鋪設提供了便利，6條火弓651的牆體中分別並列設置6條第三煤氣進入支管682和第三蓄熱腔686的延伸通道6861，另6條火弓651的牆體中分別並列設置的6條一次補氣管6321、二次補氣管6322，使內燃燒加熱裝置67的各種管道排列有序，不至於幹涉。第四節幹熄焦經過改質後的焦炭溫度較高，一般都在1000°C 1100°C，需要對高溫焦炭進行冷卻才能方便輸送和儲存，需要有幹熄裝置7。如圖12、圖13所示，幹熄裝置7設置在火道弓65下方，包括高溫熄焦室71、低溫熄焦室72、熄焦橋弓73、熄焦廢氣風機75 ;高溫熄焦室71設置在火道弓65的下方，高溫熄焦室71的頂部與高溫可燃廢氣通道653相通；熄焦橋弓73設置在高溫熄焦室71與低溫熄焦室72之間，熄焦橋弓73包括橋弓731、集風室74、幹熄風環道76、幹熄風管77 ;6條橋弓以高溫熄焦室71和低溫熄焦室72軸中心呈一定角度在幹熄風環道76中間隔成輻形布置，橋弓731中部形成集風室74，集風室74為一個直經上大下小的倒錐臺形腔室，集風室74的頂部設置有半球形風帽78，集風室74的下部開口 79朝向低溫熄焦室72 ;幹熄風管77設置在橋弓731中，幹熄風管77 —端通向集風室74，另一端通向幹熄風環道76，幹熄風環道76通過進風管761與熄焦廢氣風機75相聯；低溫熄焦室72的底部開口 721處設置有出焦閥門70。如圖12所示，在爐體的外牆91上設有通向高溫熄焦室71的熄焦溫度監測孔711，熄焦溫度監測孔孔中設置有熄焦溫度表712。如圖14所示，熄焦溫度表712、熄焦廢氣風機75和出焦閥門70與工控中心90電氣連接，工控中心90對熄焦廢氣風機75和出焦閥門70進行自動控制，通過熄焦溫度表712對熄焦溫度進行監測。熄焦溫度表712、熄焦廢氣風機75和出焦閥門70通過幹熄裝置控制器907與工控中心90電氣連接，當然從電氣控制原理來講，本例中幹熄裝置控制器907並不構成對本例保護範圍的限制。本例幹熄裝置7的利用低溫燃燒廢氣進行幹熄焦的方法是。(I)將外燃氣加熱裝置64的第一燃燒加熱器62、第一燃燒加熱器60和內燃燒加熱裝置67的第三燃氣加熱器68、第四燃氣加熱器69中煤氣燃燒後的廢氣引入熄焦廢氣風機75，因為煤氣燃燒後的廢氣分別經蓄熱體吸熱後自然變成溫度相對較低的低溫廢氣；(2)利用熄焦廢氣風機75將低溫廢氣依次通過進風管761、幹熄風環道76、幹熄風管77鼓入集風室74室中，低溫廢氣在集風室74室中匯聚，因為集風室74採用獨特的結構，頂部的風帽78呈半球形，中部腔室呈倒錐臺形結構，所以低溫廢氣會從下部開口 79中井噴而出，吹入低溫熄焦室72中，再向上串入高溫熄焦室71，對高溫熄焦室71中和從高溫熄焦室71落向低溫熄焦室72中的焦炭進行降溫，本例採用風冷形式對焦炭進行降溫，故稱之為幹熄，(3)另外，本例幹熄裝置7在幹熄過程中還可產一定量的高溫可燃氣體，因為，其 一、低溫廢氣中含有少量的水份遇到焦改質後的高溫焦炭會發生化學反應，產生一些可燃氣體；其二、低溫廢氣本身還存在部分未充分燃燒的可燃氣體；其三、焦改質後的高溫焦炭本身還殘留一部分可燃氣體，這些可燃氣體向上進入火弓中心環牆652中部的高溫可燃廢氣通道653，從而給煤熱解爐的內燃燒加熱裝置67的主、副火道636、637提供氣源。本例中所舉的低溫廢氣是指煤熱解過程中產生的荒煤氣回收淨化後的淨煤氣經過煤熱解爐的外燃氣加熱裝置和內燃燒加熱裝置中的燃氣加熱器燃燒後產生的廢氣，該廢氣經蓄熱腔中的蓄熱體吸熱降溫後變為低溫氣體，本幹熄裝置優點還在於利用燃燒廢氣本身不可燃燒性代替現有使用惰性氮氣進行幹熄，設備簡單，成本低廉，經濟效益顯著。本例與傳統的溼法熄焦相比，更不會因為大量水遇到高溫焦炭而發生大量水煤氣而向空中排放，空氣汙染小，節約用水，同時又能對煤熱解過程中產生的荒煤氣進行充分利用。第五節連續煉焦裝置綜合上述，本煤熱解爐的一大優點是能連續煉焦，取代傳統的間歇煉焦或土窩子煉焦，相比傳統煉焦法，具有不可比擬的優勢。
權利要求
1.一種煤熱解爐燃氣加熱器用的氣體換向裝置，串接在兩組燃氣加熱器的管路中，其特徵在於該氣體換向裝置包括上盤、下盤、旋轉換向電機、空氣風機、煤氣風機、廢氣風機，所述的下盤分別接有一個空氣主管和第一空氣分管、第二空氣分管，一個煤氣主管和第一煤氣分管、第二煤氣分管，一個燃燒廢氣主管和第二燃燒廢氣分管、第一燃燒廢氣分管，其中，第二燃燒廢氣分管和第一燃燒廢氣分管與第一空氣分管和第二空氣分管及第一煤氣分管和第二煤氣分管的設置剛好對調；所述的上盤轉動貼合在下盤上方，上盤分別對應設置有空氣連接管、煤氣連接管、燃燒廢氣連接管，所述的旋轉換向電機與上盤傳動連接，帶動上盤在下盤上往復轉動。
2.根據權利要求I所述的一種煤熱解爐燃氣加熱器用的氣體換向裝置，其特徵在於還包括兩組圍管，設置在煤熱解爐的爐體外周，包括第一空氣圍管，第一煤氣圍管，第一燃燒廢氣圍管；第二空氣圍管、第二煤氣圍管，第二燃燒廢氣圍管；第一空氣圍管與第一空氣分管和聯接，第一煤氣圍管與第一煤氣分管聯接，第一燃燒廢氣圍管與第一燃燒廢氣分管；第二空氣圍管與第二空氣分管聯接，第二煤氣圍管與第二煤氣分管聯接，第二燃燒廢氣圍管與第二燃燒氣分管聯接。
全文摘要
本發明公開一種煤熱解爐燃氣加熱器用的氣體換向裝置，串接在兩組燃氣加熱器的管路中，包括上盤、下盤、旋轉換向電機、空氣風機、煤氣風機、廢氣風機，下盤分別接一個空氣主管和第一空氣分管、第二空氣分管，一個煤氣主管和第一煤氣分管、第二煤氣分管，一個燃燒廢氣主管和第二燃燒廢氣分管、第一燃燒廢氣分管，其中，第二燃燒廢氣分管和第一燃燒廢氣分管與第一空氣分管和第二空氣分管及第一煤氣分管和第二煤氣分管的設置剛好對調；上盤分別對應設置空氣連接管、煤氣連接管、燃燒廢氣連接管，旋轉換向電機與上盤傳動連接，帶動上盤在下盤上往復轉動。本發明通過氣體兩進一出的方式實現兩組燃氣加熱器交替燃燒和兩組蓄熱換熱器的蓄熱換熱。
文檔編號C10B21/10GK102796535SQ201210278070
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月6日 優先權日2012年8月6日
發明者王新民, 王文卜 申請人:山西鑫立能源科技有限公司