焦炉系统及其工艺方法 |
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| 申请号 | CN202210690791.X | 申请日 | 2022-06-17 | 公开(公告)号 | CN115143796A | 公开(公告)日 | 2022-10-04 |
| 申请人 | 华泰永创(北京)科技股份有限公司; | 发明人 | 徐列; 康健; 姚连祥; 张晓光; 石巧囡; 王奇; 杜建; | ||||
| 摘要 | 本 申请 实施例 提供了一种 焦炉 系统及其工艺方法，焦炉系统包括焦炉、余热回收系统、烟气排放系统、 熄焦 系统及烟气处理系统。余热回收系统用于收集焦炉烟道中的烟气的热量，烟气排放系统用于排放焦炉烟道中的烟气，熄焦系统用于冷却 焦炭 ，熄焦系统与余热回收系统连通，余热回收系统用于收集熄焦系统中的高温气体的热量；烟气处理系统与余热回收系统连通，烟气处理系统用于处理余热回收系统中的烟气。本申请实施例的焦炉系统，可以节省 炼焦 能耗，提高余热 回收利用 率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种焦炉系统，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 焦炉系统及其工艺方法技术领域背景技术[0002] 炼焦技术中的焦炉系统可分为常规机焦炉系统和热回收焦炉系统，其中，热回收焦炉系统在生产过程中无焦化废水和固体废物产生，负压操作没有无组织废气排放，优质炼焦煤配用量低，氮氧化物排放浓度低，但仍存在能耗高，余热回收利用率低的问题。发明内容 [0003] 本申请实施例的目的在于提供一种焦炉系统及其工艺方法，以节省炼焦能耗，提高余热回收利用率。具体技术方案如下： [0004] 本申请第一方面的实施例提出了一种焦炉系统，包括：焦炉，所述焦炉包括焦炉烟道，所述焦炉烟道用于流通炼焦过程产生的烟气； [0005] 余热回收系统及烟气排放系统，所述余热回收系统与所述焦炉烟道的一端以可连通的方式连接，所述烟气排放系统与所述焦炉烟道的另一端以可连通的方式连接，所述余热回收系统用于收集所述焦炉烟道中的烟气的热量，所述烟气排放系统用于排放所述焦炉烟道中的烟气，所述余热回收系统与所述焦炉烟道连通时，所述烟气排放系统与所述焦炉烟道断通，所述余热回收系统与所述焦炉烟道断通时，所述烟气排放系统与所述焦炉烟道连通； [0007] 烟气处理系统，所述烟气处理系统与所述余热回收系统连通，所述烟气处理系统用于处理所述余热回收系统中的烟气。 [0008] 根据本申请实施例的焦炉系统，炼焦煤在焦炉中的炭化室中干馏生成焦炭并产生煤气，煤气可以进入燃烧室，煤气在燃烧室内燃烧并烟气，烟气流经烟气换热室后进入焦炉烟道，焦炉烟道与余热回收系统连通，这样，烟气可以进入余热回收系统，余热回收系统可收集烟气的热量并进行能量利用，烟气经余热回收系统后温度降低，最后进入烟气处理系统并排放。当余热回收系统检修或者出现故障时，则烟气通过焦炉烟道另一端的烟气排放系统排放掉。另外，焦炭进入熄焦系统后，得到冷焦和高温气体，熄焦系统中的高温气体可以进入余热回收系统进行能量再利用。本申请实施例的焦炉系统，可以节省炼焦能耗，提高余热回收利用率。 [0009] 另外，根据本申请实施例的焦炉系统，还可具有如下附加的技术特征： [0010] 在本申请的一些实施例中，所述焦炉系统还包括第一开关阀及第二开关阀，所述第一开关阀设置在所述余热回收系统与所述焦炉烟道之间，所述第二开关阀设置在所述烟气排放系统与所述焦炉烟道之间，所述第一开关阀用于使所述余热回收系统与所述焦炉烟道连通或断通，所述第二开关阀用于使所述烟气排放系统与所述焦炉烟道连通或断通。 [0012] 在本申请的一些实施例中，所述烟气处理系统设置有脱硫装置及除尘装置。 [0013] 在本申请的一些实施例中，所述焦炉烟道上设置有压力测量装置，所述压力测量装置设置在所述焦炉烟道与所述余热回收系统连接的一端和所述焦炉烟道与所述烟气排放系统连接的一端。 [0014] 在本申请的一些实施例中，所述焦炉烟道上设置有温度测量装置，所述温度测量装置设置在所述焦炉烟道与所述余热回收系统连接的一端和所述焦炉烟道与所述烟气排放系统连接的一端。 [0015] 在本申请的一些实施例中，所述焦炉系统还包括空气换热室、烟气换热室及气体垫层区，所述烟气换热室与所述焦炉烟道连通，所述空气换热室及所述烟气换热室相间分布，所述气体垫层区与所述空气换热室连通。 [0016] 在本申请的一些实施例中，所述焦炉系统还包括燃烧室及炭化室，所述燃烧室与所述炭化室相间分布。 [0017] 本申请第二方面的实施例提出了一种焦炉系统的工艺方法，其应用于上述第一方面中任一项所述的焦炉系统，焦炉系统的工艺方法包括： [0018] 将炼焦煤送入焦炉炼焦，炼焦产生的烟气流通进入焦炉烟道； [0019] 使焦炉烟道内的烟气依次进入余热回收系统及烟气处理系统后排放，或，使焦炉烟道内的烟气进入烟气排放系统排放； [0020] 使焦炭进入熄焦系统，得到冷焦和高温气体，使熄焦系统中的高温气体依次进入余热回收系统及烟气处理系统后排放。 [0021] 根据本申请实施例的焦炉系统的工艺方法，炼焦煤在焦炉中的炭化室中干馏生成焦炭并产生煤气，煤气在燃烧室内燃烧并烟气，烟气流经烟气换热室后进入焦炉烟道，焦炉烟道与余热回收系统连通，这样，烟气可以进入余热回收系统，余热回收系统可收集烟气的热量并进行能量利用，烟气经余热回收系统后温度降低，最后进入烟气处理系统并排放。当余热回收系统检修或者出现故障时，则烟气通过焦炉烟道另一端的烟气排放系统排放掉。另外，焦炭进入熄焦系统后，得到冷焦和高温气体，熄焦系统中的高温气体可以进入余热回收系统进行能量再利用。本申请实施例的焦炉系统，可以节省炼焦能耗，提高余热回收利用率。 附图说明 [0022] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。 [0023] 图1为本申请实施例的焦炉系统结构示意图； [0024] 图2为本申请实施例的焦炉工艺方法示意图。 具体实施方式[0025] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。 [0026] 如图1及图2所示，本申请第一方面的实施例提出了一种焦炉系统，焦炉系统包括焦炉1、余热回收系统2、烟气排放系统3、熄焦系统4及烟气处理系统5。焦炉1包括焦炉烟道10，焦炉烟道10用于流通炼焦过程产生的烟气，余热回收系统2与焦炉烟道10的一端以可连通的方式连接，烟气排放系统3与焦炉烟道10的另一端以可连通的方式连接，余热回收系统 2用于收集焦炉烟道10中的烟气的热量，烟气排放系统3用于排放焦炉烟道10中的烟气，余热回收系统2与焦炉烟道10连通时，烟气排放系统3与焦炉烟道10断通，余热回收系统2与焦炉烟道10断通时，烟气排放系统3与焦炉烟道10连通；熄焦系统4用于冷却焦炭，熄焦系统4与余热回收系统2连通，余热回收系统2用于收集熄焦系统4中的高温气体的热量；烟气处理系统5与余热回收系统2连通，烟气处理系统5用于处理余热回收系统2中的烟气。 [0027] 根据本申请实施例的焦炉系统，炼焦煤在焦炉1中的炭化室14中干馏生成焦炭并产生煤气，煤气可以进入燃烧室19，煤气在燃烧室内19燃烧并烟气，烟气流经烟气换热室17后进入焦炉烟道10，焦炉烟道10与余热回收系统2连通，这样，烟气可以进入余热回收系统2，余热回收系统2可收集烟气的热量并进行能量利用，烟气经余热回收系统2后温度降低，最后进入烟气处理系统5并排放。当余热回收系统2检修或者出现故障时，则烟气通过焦炉烟道10另一端的烟气排放系统3排放掉。另外，焦炭进入熄焦系统4后，得到冷焦和高温气体，熄焦系统4中的高温气体可以进入余热回收系统2进行能量再利用。本申请实施例的焦炉系统，可以节省炼焦能耗，提高余热回收利用率。 [0028] 如图2所示，在本申请的一些实施例中，焦炉系统还包括第一开关阀11及第二开关阀12，第一开关阀11设置在余热回收系统2与焦炉烟道10之间，第二开关阀12设置在烟气排放系统3与焦炉烟道10之间，第一开关阀11用于使余热回收系统2与焦炉烟道10连通或断通，第二开关阀12用于使烟气排放系统3与焦炉烟道10连通或断通。焦炉系统中的余热回收系统2正常工作时，第一开关阀11保持打开状态，以保证焦炉烟道10中的烟气可以顺利进入余热回收系统2，同时，第二开关阀12保持关闭状态，以防止烟气进入烟气排放系统3。当余热回收系统2出现故障或者正常检修时，则第一开关阀11保持关闭状态，以防止烟气进入余热回收系统2，同时，第二开关阀12保持打开状态，以使焦炉烟道10中的烟气经烟气排放系统3排放。第一开关阀11及第二开关阀12的启闭操作简单高效，可以很方便地实现焦炉系统中的余热回收系统2及烟气排放系统3的工作状态切换，同时，第一开关阀11及第二开关阀12可以较好地保证烟气流通时的密闭性。 [0029] 如图2所示，在本申请的一些实施例中，余热回收系统2包括余热锅炉，余热锅炉用于收集焦炉烟道10中的烟气的热量及熄焦系统4中的高温气体的热量。焦炉烟道10中的烟气及熄焦系统4中的高温气体携有大量的热量，烟气及高温气体进入余热回收系统2中后，在余热锅炉中，热量可以用于给余热锅炉中的水加热并产生蒸汽，蒸汽由蒸汽管网送至发电装置得到电能产品。 [0030] 进一步地，焦炉1配置的余热锅炉可根据焦炉1的规模进行配置，如一座焦炉1配备一台余热锅炉或两座焦炉1配备一台余热锅炉等，以便更好更充分地利用烟气及高温气体的热量，提高焦炉系统的余热回收利用率。 [0031] 在本申请的一些实施例中，烟气处理系统5设置有脱硫装置及除尘装置。经过余热回收后的烟气及高温气体进入烟气处理系统5进行脱硫除尘，然后排放，以保证排放的废气不污染环境。 [0032] 在本申请的一些实施例中，焦炉烟道10上设置有压力测量装置，压力测量装置设置在焦炉烟道10与余热回收系统2连接的一端和焦炉烟道10与烟气排放系统3连接的一端。烟气是一种非标准大气压下的气体，其压力与标准大气压不同，在焦炉烟道10与余热回收系统2连通的一端设置压力测量装置，可以更精确地获取由焦炉烟道10进入余热回收系统2的烟气的压力值，从而根据获取的压力值来精确控制烟气的流通量。同样地，在焦炉烟道10与烟气排放系统3连接的一端设置压力测量装置，可以更精确地获取由焦炉烟道10进入烟气排放系统3的烟气的压力值，从而根据获取的压力值来精确控制烟气的流通量，提高焦炉系统的安全性和稳定性。 [0033] 在本申请的一些实施例中，焦炉烟道10上设置有温度测量装置，温度测量装置设置在焦炉烟道10与余热回收系统2连接的一端和焦炉烟道10与烟气排放系统3连接的一端。因为烟气中带有大量的热量，在焦炉烟道10与余热回收系统2连通的一端设置温度测量装置，可以更精确地获取由焦炉烟道10进入余热回收系统2的烟气的温度值，从而根据获取的温度值来精确控制烟气的流通量。同样地，在焦炉烟道10与烟气排放系统3连接的一端设置温度测量装置，可以更精确地获取由焦炉烟道10进入烟气排放系统3的烟气的温度值，从而根据获取的温度值来精确控制烟气的流通量，提高焦炉系统的安全性和稳定性。 [0034] 如图1所示，在本申请的一些实施例中，焦炉系统还包括空气换热室16、烟气换热室17及气体垫层区18，烟气换热室17与焦炉烟道10连通，空气换热室16及烟气换热室17相间分布，气体垫层区18与空气换热室16连通。外部空气进入空气换热室16内进行预热，预热后的空气进入燃烧室19内起到助燃的作用，煤气在燃烧室19内燃烧后产生烟气，烟气由燃烧室19依次进入烟气换热室17及焦炉烟道10，然后进入余热回收系统2或烟气排放系统3。空气换热室16与烟气换热室17相间分布，这样，烟气换热室17内的烟气的热量可以较容易地传递至空气换热室16，从而对空气换热室16内的空气预热。利用气体垫层区18将焦炉烟道10和焦炉1的基座隔离开，气体垫层区18可以保护焦炉1的基座温度不超温，气体垫层区 18中气体可为入炉空气或低温烟气回炉，气体垫层区18中的气体可随入炉空气回到焦炉1中，以充分利用焦炉烟道10热量，减少焦炉烟道10的散热损失。 [0035] 在本申请的一些实施例中，焦炉系统还包括燃烧室19及炭化室14，燃烧室19与炭化室14相间分布。煤气在燃烧室19内燃烧，炼焦煤在炭化室14内干馏，燃烧室19与炭化室14相间分布，这样可以保证燃烧室19内的高温热量最大化地传递至炭化室14，提高炭化室14内的温度，保证炼焦充分。 [0036] 进一步地，如图1所示，在本申请的一些实施例中，焦炉1还包括炉顶区13，炉顶区13位于焦炉1的上部，其中，炉顶区13内设置有煤气平衡道15，煤气平衡道15与炭化室14连通。炼焦煤在炭化室14内干馏并产生煤气，煤气平衡道15可以根据煤气压力来调节处于不同结焦状态下的炭化室14内的煤气分配到燃烧室19的组分与流量，以提高焦炉1的整体加热均匀性。 [0037] 如图2所示，本申请第二方面的实施例提出了一种焦炉系统的工艺方法，其应用于上述第一方面中任一实施例中的焦炉系统，焦炉系统的工艺方法包括： [0038] 将炼焦煤送入焦炉1炼焦，炼焦产生的烟气流通进入焦炉烟道10； [0039] 使焦炉烟道10内的烟气依次进入余热回收系统2及烟气处理系统5后排放，或，使焦炉烟道10内的烟气进入烟气排放系统3排放； [0040] 使焦炭进入熄焦系统4，得到冷焦和高温气体，使熄焦系统4中的高温气体依次进入余热回收系统2及烟气处理系统5后排放。 [0041] 根据本申请实施例的焦炉系统的工艺方法，炼焦煤在焦炉中的炭化室14中干馏生成焦炭并产生煤气，煤气在燃烧室19内燃烧并烟气，烟气流经烟气换热室17后进入焦炉烟道10，焦炉烟道10与余热回收系统2连通，这样，烟气可以进入余热回收系统2，余热回收系统2可收集烟气的热量并进行能量利用，烟气经余热回收系统2后温度降低，最后进入烟气处理系统5并排放。当余热回收系统2检修或者出现故障时，则烟气通过焦炉烟道10另一端的烟气排放系统3排放掉。另外，焦炭进入熄焦系统4后，得到冷焦和高温气体，熄焦系统4中的高温气体可以进入余热回收系统2进行能量再利用。本申请实施例的焦炉系统，可以节省炼焦能耗，提高余热回收利用率。 [0042] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。 [0043] 本申请的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。 |
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