[发明专利]一种煤焦油改性及焦炉碳化室顶部防焦方法及系统

说明书

本发明涉及焦炉技术领域，具体地涉及一种煤焦油改性及焦炉碳化室顶部防焦方法及系统，往炼焦焦炉碳化室顶通入水蒸气，控制焦炉碳化室顶温度800～1400℃，焦炉碳化室顶荒煤气在通入的焦炉煤气或初生荒煤气在水蒸气的参入反应下，有效控制荒煤气裂解深度和强度，使荒煤气煤焦油大分子改质轻质化，更好的实现焦炉碳化室顶部防焦效果，具有更强的防焦反应动力学的优点，利用了水分子与荒煤气大分子改性的原理，在技术方案上，更加强化防焦和轻质化的煤焦油改质原动力。本发明所述方法大大缩短了熟焦时间和整个焦炉生产周期，提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及焦炉技术领域，具体地涉及一种煤焦油改性及焦炉碳化室顶部防焦方法及系统。

背景技术

在炼焦工艺中，炼焦煤在焦炉中被隔绝空气加热干馏，生成焦炭，同时，产生大量的荒煤气，在高温作用下会使一些大分子碳氢化合物裂解成甲烷，甲烷继续受高温作用，裂解出游离碳和氢气。游离碳极易附着在排放气体的焦炉炉顶内，继而形成与砖粘得很牢的石墨层。对于如何清除石墨，中国专利2021103469073公开了一种煤焦油改性及焦炉碳化室顶部防焦方法及系统，往炼焦焦炉炉顶通入降温用气体，控制炉顶荒煤气温度低于荒煤气煤焦油的裂解反应温度，通入冷煤气后炉顶荒煤气温度低于850℃。这种方法的核心是通入冷荒煤气控温低于850℃和富氢环境。另外，煤焦油中含有的芳环组分是可贵的有机化工原料，但现有工艺中煤焦油中的芳环组分利用率较低。为了进一步提高焦炉碳化室顶部防焦效果，提高芳环组分利用率，本发明提供了一种能够实现荒煤气芳构化和轻质化改性的防焦方法及系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提出设计一种煤焦油改性及焦炉碳化室顶部防焦方法及系统，通过在焦炉碳化室顶引入水或水蒸气，使荒煤气煤焦油大分子改质轻质化，更好的实现焦炉碳化室顶部防焦效果。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种煤焦油改性及焦炉碳化室顶部防焦方法，往炼焦焦炉荒煤气碳化室顶通入水或水蒸气，工艺燃烧控制焦炉碳化室顶温度800～1400℃，从碳化室顶部至碳化室煤焦面上保持碳化室顶部温度梯度为800℃～1400℃，煤焦面控制的高温温度加速碳化室焦煤成熟成焦，加速并强化荒煤气裂解裂化反应，通入的水或水蒸气参与荒煤气裂解裂化及化合化学反应并吸收大量热量控制降低焦炉碳化室顶荒煤气温度，焦炉碳化室顶荒煤气在通入的焦炉煤气或初生荒煤气在水蒸气的参入反应下，有效控制荒煤气裂解深度和强度，水蒸气与荒煤气的裂解碳反应产生CO和OH基，实现防焦，CO和OH基在高温富氢环境下使重型煤焦油大分子断链，形成新的基元基团，该基元基团与CO和OH芳构化或轻质化反应，实现荒煤气芳构化和轻质化改性，实现焦炉碳化室顶部防焦，能够更好的实现焦炉碳化室顶部防焦效果，同时，还能够提高煤焦油中的芳环组分利用率。

进一步的，从碳化室顶部至碳化室煤焦面上保持碳化室顶部温度梯度为850～1250℃，更进一步的，从碳化室顶部至碳化室煤焦面上保持碳化室顶部温度梯度为850～1050℃。

进一步的，所述荒煤气中的有机硫与通入的水或水蒸气在富氢环境下热解加氢反应生成无机硫，实现防焦、改性的同时，还能够生成易于脱硫的无机硫。

进一步的，控制焦炉碳化室顶温度850～1250℃，如1050±50℃、1200±50℃等。

进一步的，往炼焦焦炉碳化室顶通入水或水蒸气的同时通入冷焦炉煤气。

进一步的，所述水或水蒸气通入方法：

在焦炉碳化室顶部两相邻位置分别通入焦炉煤气和水蒸气，或在焦炉碳化室顶部与通入焦炉煤气相同位置通入水蒸气。

进一步的，用于实现所述方法的系统，包括焦炉碳化室、焦炉碳化室顶部设置的焦炉煤气进气管和水蒸气进气管，伸入焦炉碳化室内的焦炉煤气进气管和水蒸气进气管管段经支架安装在焦炉碳化室内。