[发明专利]炼焦工业中红焦炭的熄焦装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焦化工业中红焦炭的降温和能量回收的装置及方法，特别是在密闭容器中向红焦炭直接喷水汽化使焦炭降温，产生蒸汽回收利用并防止污染物向大气排放的装置及方法，属于能源和能源回收利用及环保领域。

背景技术

焦炭是钢铁工业的重要原料，从焦炉推出的高温焦炭(红焦炭)需要在短时间内快速降温，即熄焦。红焦炭中蕴藏着大量的热能，如果能够回收利用则可同时做到节能减排。迄今主要以开放系统中的洒水降温的湿法熄焦为主，该法设备简单，熄焦速度快，但损失了红焦炭所带的大量热能，还会造成环境污染。另外，用氮气冷却红焦炭进行发电的干熄焦技术也比较多地应用到了工业实践中，在回收能源与减少污染物排放方面发挥了良好的作用。但氮气冷却干熄焦法的设备投资和运行成本均比较高，给企业的经营带来了比较重的成本负担，制约着干熄焦技术的广泛普及。因此，探索一种能够快速使高温焦炭降温，能源还能得到回收利用，同时设备投资低又不向大气排放污染物，尤其是运行成本低的熄焦装置与方法就显得非常重要。本发明通过在密闭容器中直接喷水汽化使红焦炭降温，回收蒸汽并防止污染物向大气排放的技术路线，提供一种低成本无污染熄焦并回收热能的装置与方法，为解决本领域的技术经济难题提供技术手段。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效低成本的熄焦装置及方法，通过在密闭容器中直接喷水汽化使红焦炭降温并回收蒸汽，采用法兰和密封圈及其锁紧机构对熄焦罐和能够旋转开闭的罐盖进行密闭实现在与大气隔绝的状态下进行熄焦；焦罐上部的红焦装入口与下部的焦炭排出口均采用罐盖的旋转开闭和快捷锁紧，实现了熄焦罐开闭的快速有效的动作，熄焦罐采用三层结构解决了承压和耐急冷急热之间的技术难题，并采用充气式密封为罐盖的锁紧创造了条件；通过焦炭排出口延伸挡板和排出口罐盖法兰密封面设置金属衬板，解决了焦炭排出口及其罐盖法兰的摩擦难题，通过液压和机械驱动组合的焦炭排出口罐盖的驱动实现了快速稳定的罐盖开闭操作；使用剩余氨水做熄焦用水可以节省蒸氨的成本。与传统的湿熄焦方法相比，本方法具有能够回收热能，不产生污染的特点；与传统的干熄焦方法相比，具有投资少，运行成本低，熄焦时间短的特点。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种炼焦工业中红焦炭的熄焦装置，包括熄焦罐，所述熄焦罐至少由顶部设有红焦装入口且底部设有焦炭排出口的熄焦罐罐体、红焦装入口罐盖、焦炭排出口密封机构组成；熄焦罐罐体上部设有蒸汽排出口和废气排出口，蒸汽排出口与蒸汽净化装置入口相连接，废气排出口与废气处理装置进口相连接或直接通入大气；熄焦罐罐体壁上设置有向罐内喷水的喷水管，喷水管沿所述熄焦罐的高度方向分层分别设置，各层间的喷水管单独进水或/和同一层的不同圆周部分单独进水，熄焦罐罐体径向中心部位设置有向熄焦罐内焦炭喷水的喷水管，该中心喷水管单独进水。

所述熄焦罐从外到内分别由熄焦罐罐体外壳、隔热层和内衬层组成；内衬层由复数块内衬板组成，通过支撑架将内衬板固定在熄焦罐罐体外壳的内侧，内衬板为添加了耐热耐磨金属元素的金属合金制成的可更换式板块，所述向罐内喷水的喷水管穿过该内衬板。

所述熄焦罐罐体的红焦装入口和装入口罐盖均设有用于密封的法兰，所述法兰之间设置有密封圈，由红焦装入口锁紧机构通过所述红焦装入口法兰与装入口罐盖法兰及密封圈实现熄焦罐的红焦装入口的密闭；所述密封圈设置在红焦装入口法兰上或设置在红焦装入口罐盖法兰上，在密封圈密封面相反侧的法兰上设置有充气加压通道，对熄焦罐实施密闭时对密封圈充气加压，熄焦罐解除密闭时排出对密封圈施加压力的气体；所述锁紧机构是通过红焦装入口法兰与红焦装入口罐盖法兰之间一方的间隔式齿条，嵌入另一方的卡槽后进行旋转锁紧，或通过法兰外部设有可旋转的卡箍通过旋转该卡箍将法兰锁紧，或通过能够从红焦装入口法兰径向两侧进行往复移动将红焦装入口法兰和红焦装入口罐盖法兰嵌入其中的匝板将法兰锁紧。