[发明专利]一种焦炉及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保焦炉及其应用，具体地说，涉及一种环保焦炉的加热系统；属于焦化技术领域。

背景技术

到目前为止，焦炉结构的发展大致经历了四个阶段：成堆干馏（即土法炼焦）、倒焰式焦炉、废热式焦炉和蓄热式焦炉。成堆干馏特点是结焦和燃烧在一起不分开，热量由煤干馏产生的煤气和部分煤燃烧提供，造成成焦率低，且污染环境严重。倒焰式焦炉使炭化室产生的煤气转入燃烧室，并从燃烧室上部引人空气，火焰由上“倒焰”而下，产生的废气经炉底烟道排入烟囱，由于加热用煤气量无法控制，到结焦末期会因产气不足而造成供热不足。而废热式焦炉克服了上述问题，但煤气燃烧产生的废气携带大量热量而没有被利用，直接排放。所以在废热式焦炉运行三年后（1884年），现代蓄热式焦炉就投入运行。该焦炉具有生产能力大，生产率高和设备利用率高，而且加热系统阻力小、热工效率较高、能耗较低，所以已经有130年的使用历史，也出现多种炉型，但无非是火道结构、加热煤气种类及入炉方式、蓄热室结构及装煤方式的不同进行有效的排列组合。

焦炉结构的变化和发展，主要是为了解决焦饼高向与长向的加热均匀性，节能降耗，降低成本投资。但有所改进的主要是增大炭化室的几何尺寸，提高了劳动生产率，减少了占地面积和基建投资，降低了热损失提高热工效率。而环境污染的减少量仅仅是由于操作次数减少而带来的降低，所以焦炉对环境污染的问题一直没有得到有效的或革命性的改变。带来环境污染的因素除了推焦、装煤、熄焦时散发的污染物外，更大的一部分是加热系统产生的废气（主要是CO₂、NO_x、SO₂和SO₃等），CO₂排放问题已经成为全球工业的难题，亟待解决。

发明内容

为了克服上述不足，本发明旨在提供一种环保焦炉，通过采用空分纯氧与燃气燃烧提供焦炉炼焦所需的热量。本发明还提供了该焦炉的应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种焦炉，包括炭化室、燃烧室、斜道区、蓄热室、炉顶区和加热系统管路，其特征在于：所述加热系统管路包括氧气管路、废气管路、燃气管路，所述氧气管路包括氧气主管、氧气支管，氧气主管一端与减压器连接，另一端连通有若干平行设置的氧气支管，氧气支管安装氧气交换控制阀与小烟道连通；所述废气管路包括废气主管、废气支管，废气主管上连通有若干平行设置的废气支管，废气支管安装废气交换控制阀与小烟道连通；小烟道上方设有蓄热室，蓄热室上方通过斜道连接燃烧室，燃烧室依次设有若干立火道，氧气最终通往燃烧室的立火道，燃烧后的废气从燃烧室经斜道、蓄热室排入小烟道，再经废气支管到废气主管排出；所述燃气管路包括燃气主管、燃气横管，燃气主管一端连接预热器，另一端连接若干平行设置的燃气横管，燃气横管上垂直设有下喷管，下喷管与燃烧室的立火道相通，燃气沿下喷管直接送往立火道。

所述氧气交换控制阀和废气交换控制阀间隔开闭。

所述废气主管连接压缩机和废气气液分离器。

一种所述焦炉的应用方法，其特征在于：包括以下步骤：

Ⅰ、空气分离器产生氧气通过减压器后进入氧气主管，氧气主管上连接的氧气支管按焦炉燃烧室燃烧制度间隔开启交换控制阀，使氧气进入小烟道再经蓄热室换热后进入立火道；

Ⅱ、回炉燃气经过预热器预热后进入燃气主管，燃气主管连接燃气横管，经过下喷管送入燃烧室的立火道，与I中进入立火道的氧气进行燃烧反应；

Ⅲ、燃烧生成的废气（主要含CO₂和H₂O）经过斜道进入蓄热室换热后进入小烟道，按燃烧制度间隔对应开启废气交换控制阀经废气支管到废气主管，再由废气主管经压缩机进入废气气液分离器分离后利用。

进一步地，所述回炉燃气是经过除尘、脱硫净化工序后得到的净焦炉煤气。

    或者，所述回炉燃气是焦化厂制得的化学产品未反应的合成气；所述焦化厂制得的化学产品为甲醇、二甲醚、烯烃、丙烯、汽油中的任一种。

又或者，所述回炉燃气是CO₂与焦炉煤气重整后的合成气。

本发明提供的焦炉与现有焦炉相比，相同点在于：

（1）炭化室、燃烧室、斜道区、蓄热室、炉顶区整体结构相同；

（2）供燃气系统管路与供焦炉煤气系统管路相同。

本发明提供的环保焦炉与现有焦炉相比，区别及优点在于：

（1）本焦炉采用的氧气管路，氧气代替现有焦炉的空气，交换控制阀代替了废气盘，节省了基础建设投资；