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一种炼焦炉的燃烧室及炼焦炉
申请号	CN202010002028.4	申请日	2020-01-02	公开(公告)号	CN110982545A	公开(公告)日	2020-04-10
申请人	华泰永创(北京)科技股份有限公司;			发明人	姚梈; 徐列; 康健; 张晓光; 毛旸;
摘要	本发明公开一种炼焦炉的燃烧室 ,包括室体，所述室体内设有立火道，所述立火道采用多对，各对所述立火道之间通过第一隔墙隔开，每对所述立火道内的两个立火道之间设有第二隔墙，所述第一隔墙和所述第二隔墙间隔设置，所述第二隔墙内设有空气道，所述空气道与其相邻的两个立火道连通。本发明还提供一种包括上述燃烧室的炼焦炉。本发明可使燃烧室温度分布更均匀，从而提高加热效率和炼焦质量。
权利要求	1.一种炼焦炉的燃烧室，包括室体，其特征在于，所述室体内设有立火道(23)，所述立火道采用多对，各对所述立火道之间通过第一隔墙(21)隔开，每对所述立火道内的两个立火道之间设有第二隔墙(22)，所述第一隔墙和所述第二隔墙间隔设置，所述第二隔墙内设有空气道(24)，所述空气道与其相邻的两个立火道连通。 2.根据权利要求1所述的炼焦炉的燃烧室，其特征在于，所述立火道为竖向设置，其顶部和其底部均为敞口，所述立火道顶部的敞口用于输入可燃性物质，所述立火道底部的敞口用于输出可燃性物质燃烧产生的烟气。 3.根据权利要求1所述的炼焦炉的燃烧室，其特征在于，每个所述第二隔墙内的空气道的数量为两个，两个空气道分别与第二隔墙相邻的两个立火道连通。 4.根据权利要求1所述的炼焦炉的燃烧室，其特征在于，所述空气道设有多个出口(26)，多个所述出口沿所述空气通道的长度方向均匀分布。 5.根据权利要求4所述的炼焦炉的燃烧室，其特征在于，所述出口包括第一出口(261)、第二出口(262)、第三出口(263)，所述第一出口、所述第二出口、所述第三出口依次设于所述空气道的上部、中部、下部。 6.根据权利要求5所述的炼焦炉的燃烧室，其特征在于，所述第一出口、所述第二出口、所述第三出口的面积比为1～2:1:3～5。 7.根据权利要求1-6任一项所述的炼焦炉的燃烧室，其特征在于，所述室体、所述第一隔墙、第二隔墙均采用硅砖砌筑而成。 8.一种炼焦炉，包括炉体，所述炉体内有炭化室(10)和燃烧室(20)，其特征在于，所述燃烧室采用权利要求1-7任一项所述的炼焦炉的燃烧室。 9.根据权利要求8所述的炼焦炉，其特征在于，所述炭化室和所述燃烧室并列设于所述炉体的上部；所述炼焦炉还包括平衡通道(30)和换热室(50)，所述平衡通道设于所述炉顶内，且与所述炭化室、所述燃烧室分别连通，用于将炭化室内煤料干馏产生的可燃性物质均衡分配到燃烧室；所述换热室，设于所述炉体的下部，且与所述燃烧室连通，所述换热室还与外界环境连通，用于预热从所述外界环境中输入的空气。 10.根据权利要求9所述的炼焦炉，其特征在于，所述平衡通道横跨炭化室和燃烧室，并与处于其正下方位置的立火道连通。
说明书全文	一种炼焦炉的燃烧室及炼焦炉技术领域 [0001] 本发明属于炼焦技术领域，具体涉及一种燃烧室及含有该燃烧室的炼焦炉。背景技术 [0002] 在炼焦工业中，通常将煤料干馏产生的荒煤气在炼焦炉的燃烧室中进行燃烧，以提供煤料干馏所需的热量。 [0003] 传统的炼焦炉主要有卧式炼焦炉和立式炼焦炉，两种炼焦炉各有特点，其中：卧式炼焦炉的结构占地面积大，投资成本高，煤饼宽达3-4m，过宽的炭化室严重影响了热传递效果，结焦时间过长，而且，多采用直接加热方式，会有1.5-4％的煤及焦炭燃烧，以补充煤干馏所需的热量，导致产能降低；立式炼焦炉又称立式热回收焦炉，在配合煤挥发分低时，煤干馏所需的热量不能自给自足，需要额外补充煤气以补燃，加热效率低，而且，由于不同炭化室所处的结焦时期不同，产生的荒煤气的量不同，导致焦炉加热不均衡，结焦时间长。 [0004] 并且，在上述两种炼焦炉中，对于其中的燃烧室而言，有一些是将燃烧室分为多个立火道，并在每个隔墙内均设置空气道，以向立火道输送燃烧所需的空气，这种燃烧室形成的温度场不均匀，导致对炭化室加热不均匀，炼焦产物(焦炭)上会出现明暗交替排布的斑马纹，影响焦炭质量；也有一些燃烧室是采用废气循环式立火道，即将燃烧室分隔为多个立火道，相邻的两个立火道构成一对双联立火道(分别称上升火道、下降火道)分别走上升气流和下降气流，每对双联立火道顶部设有跨越孔，底部设有废气循环孔，使两个立火道相连通。自上升火道底部进入立火道的助燃空气、煤气经扩散燃烧后形成上升气流，上升气流再经上升火道顶部的跨越孔进入下降火道成为下降气流，下降气流经下降火道底部的废气循环孔进入上升气流参与循环，这种燃烧室结构不适合热回收倒焰式焦炉加热。发明内容 [0005] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的以上不足，提供一种炼焦炉的燃烧室及炼焦炉，能使燃烧室的温度分布更均匀，以提高加热效率和炼焦质量。 [0006] 根据本发明的一个方面，提供一种炼焦炉的燃烧室，其技术方案如下： [0007] 一种炼焦炉的燃烧室，包括室体，所述室体内设有立火道，所述立火道采用多对，各对所述立火道之间通过第一隔墙隔开，每对所述立火道内的两个立火道之间设有第二隔墙，所述第一隔墙和所述第二隔墙间隔设置，所述第二隔墙内设有空气道，所述空气道与其相邻的两个立火道连通。 [0008] 优选的，所述立火道为竖向设置，其顶部和其底部均为敞口，所述立火道顶部的敞口用于输入可燃性物质，所述立火道底部的敞口用于输出可燃性物质燃烧产生的烟气。 [0009] 优选的，每个所述第二隔墙内的空气道的数量为两个，两个空气道分别与第二隔墙相邻的两个立火道连通。 [0010] 优选的，所述空气道设有多个出口，多个所述出口沿所述空气通道的长度方向均匀分布。 [0011] 优选的，所述出口包括第一出口、第二出口、第三出口，所述第一出口、所述第二出口、所述第三出口依次设于所述空气道的上部、中部、下部。 [0012] 优选的，所述第一出口、所述第二出口、所述第三出口的面积比为1～2:1:3～5。 [0013] 优选的，所述室体、所述第一隔墙、第二隔墙均采用硅砖砌筑而成。 [0014] 本发明提供的炼焦炉的燃烧室，可以使燃烧室的温度分布更均匀，可对炭化室进行均匀加热，以减少或避免在焦炭上出现“斑马纹”，提高焦炭质量，还可以提高热传递速度和效果，缩短结焦时间。 [0015] 根据本发明的另一个方面，还提供一种炼焦炉，其技术方案如下： [0016] 一种炼焦炉，包括炉体，所述炉体内有炭化室和燃烧室，所述燃烧室采用上述的燃烧室。 [0017] 优选的，所述炭化室和所述燃烧室并列设于所述炉体的上部；所述炼焦炉还包括平衡通道和换热室，所述平衡通道设于所述炉顶内，且与所述炭化室、所述燃烧室分别连通，用于将炭化室内煤料干馏产生的可燃性物质均衡分配到燃烧室；所述换热室，设于所述炉体的下部，且与所述燃烧室连通，所述换热室还与外界环境连通，用于预热从所述外界环境中输入的空气。 [0018] 优选的，所述平衡通道横跨炭化室和燃烧室，并与处于其正下方位置的立火道连通。 [0019] 本发明的炼焦炉，可以提高对炭化室的加热效果，且加热更均匀，生产的焦炭质量更高。具体来说，具有如下有益效果： [0020] (1)加热速度快，可缩短结焦时间。 [0021] 本发明炼焦炉的炭化室设置为高瘦状，且炭化室与燃烧室并列设置，使得炭化室内煤饼能够吸收燃烧室传递的热量以干馏成焦炭，并且使得炭化室和燃烧室两者的接触面积增大，且空气由下至上分段供入立火道，优化了立火道高向(即竖直方向)温度场的均匀性，取消了传统的废气循环式立火道中的跨越孔和循环孔，使立火道内全为倒焰气流，都可给相邻炭化室进行传热，可以提高热传递速度和效果，缩短结焦时间。 [0022] (2)采用间接加热，无煤损，可提高产能。 [0023] 由于炭化室和燃烧室并列相间设置，彼此独立，避免了现有技术中炭化室上方燃烧供热，导致炭化室上层部分煤料或焦炭被引燃而造成的烧损，进而影响焦炭产能，吨焦产量与卧式焦炉相比，可提高1.5-4％。 [0024] (3)加热更均匀，可提高成焦质量和产量。 [0025] 通过设置平衡通道，均衡分配荒煤气，可降低进入到燃烧室的荒煤气的量和成分的差异，避免因不同炭化室处于不同的炼焦周期的荒煤气量波动而导致的不同的燃烧室内燃烧产生的热量的差异，从而提高加热均匀性，进而提高成焦质量； [0026] (4)以热回收代替化工回收，简化了工艺流程，减少了占地面积，降低了能耗，提高了经济性。附图说明 [0027] 图1为本发明实施例中炼焦炉的燃烧室的结构示意图； [0028] 图2为本发明实施例中空气出口的分布示意图； [0029] 图3为本发明实施例中炼焦炉的结构示意图； [0030] 图4为本发明实施例中平衡通道的结构示意图； [0031] 图5为本发明实施例中换热室的结构示意图； [0032] 图6为本发明实施例中的斜道的结构示意图； [0033] 图7为本发明实施例中的换热室中空气流向示意图； [0034] 图8为本发明实施例中的换热室中烟气流向示意图； [0035] 图9为本发明实施例中的硅砖的结构示意图； [0036] 图10为本发明实施例中空气通道的结构示意图； [0037] 图11为本发明实施例中烟气通道的结构示意图。 [0038] 图中：10-炭化室；20-燃烧室；21-第一隔墙；22-第二隔墙；23-立火道；24-空气道；25-炉端头；26-空气出口；261-第一出口；262-第二出口；263-第三出口；30-平衡通道；40-斜道；41-第一通道；42-第二通道；50-换热室；51-空气垫层；52-第一换热水平层；53-第二换热水平层；54-第三换热水平层；55-过渡层；56-除灰废气道；57-篦子砖；58-空气通道； 59-烟气通道；60-凹槽；61-凸起；62-空气入口；63-烟气出口；M-荒煤气；F-烟气；K-空气。具体实施方式 [0039] 为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面将结合本发明的附图和具体实施例，对本发明作进一步清楚、完整的描述。 [0040] 本发明提供一种炼焦炉的燃烧室，包括室体，所述室体内设有立火道，所述立火道采用多对，各对所述立火道之间通过第一隔墙隔开，每对所述立火道内的两个立火道之间设有第二隔墙，所述第一隔墙和所述第二隔墙间隔设置，所述第二隔墙内设有空气道，所述空气道与其相邻的两个立火道连通。 [0041] 相应地，本发明还提供一种炼焦炉，包括炉体，所述炉体内有炭化室和燃烧室，所述燃烧室采用上述的燃烧室。 [0042] 实施例1 [0043] 如图1所示，本实施例公开一种炼焦炉的燃烧室，包括室体，室体内设有立火道23，立火道采用多对，各对立火道之间通过第一隔墙21隔开，第一隔墙21可以起承重、隔离的作用。每对立火道内的两个立火道23并列、竖向设置，两者之间设有第二隔墙22，每对立火道内的两个立火道23之间相互独立，区别于相互连通的传统废气循环式的立火道。立火道23的顶部和底部均为敞口，立火道顶部的敞口用于输入可燃性物质(如炼焦炉的炭化室产生的荒煤气)，各立火道23为燃烧通道，荒煤气在各立火道23中燃烧产生大量的热量，当炭化室与燃烧室并列设置时，可以用于加热炼焦炉的炭化室；立火道底部的敞口用于输出荒煤气在立火道内燃烧产生的烟气。第二隔墙22内设有空气道24，空气道24与其两侧的两个立火道23(属于同一对立火道)连通，以向立火道23内通入助燃气体(如空气)。 [0044] 可选的，每个第二隔墙22内的空气道24的数量可以为一个，即与同一个第二隔墙22相邻的一对立火道中的两个立火道23共用一个空气道24；空气道的数量也可以为两个，两个空气道24分别与其所在第二隔墙22两侧的两个立火道23连通。 [0045] 本实施例中，第一隔墙21和第二隔墙22间隔设置，且在每一个立火道23的两侧分别为一个第一隔墙21和一个第二隔墙22。也就是说，从燃烧室的最外侧立火道(即炉端头25)开始进行排序，气体通道只设于序号为单数的隔墙(即第二隔墙22)内，序号为双数的隔墙(即第一隔墙21)内不设置气体通道，第一隔墙21仅用于起承重、隔离等作用。 [0046] 本实例中，第一隔墙21和第二隔墙22均可以采用导热效果较好的硅砖砌筑，以提高传热效果。每一块硅砖上设有砖沟和砖舌，通过相邻两块硅砖上的砖沟、砖舌之间相互咬合，可以使上下层的硅砖紧密结合，以增强隔墙的强度和稳定性，同时，紧密结合的硅砖砌筑而成的隔墙具有良好的密闭性，可避免不同的立火道之间的气体串漏，从而能够提升加热均匀性。 [0047] 在炼焦过程中，由于空气道24的温度低于各立火道23的温度，因而会从相邻的立火道23吸收热量，导致燃烧室不同位置的温度存在差异，即空气道24和立火道23的温度不同，从而造成对与燃烧室相邻设置的炭化室的加热程度也存在差异，进而使炼焦产物(即焦炭)上对应空气道和立火道的位置出现明暗交替排布的“斑马纹”，影响焦炭质量。本实施例通过仅在单数隔墙(即第二隔墙22)中设置空气道24，可以使拥有空气道24的隔墙的数量减半，从而能够减少燃烧室的冷热交叉的数量，可使燃烧室中的温度分布更均匀，在炼焦时对炭化室加热更均匀，进而可减少或避免焦炭上出现“斑马纹”，提高焦炭质量。 [0048] 与传统的废气循环式立火道(立火道相互连通)相比，本实施例中的各立火道之间相互独立，由于各立火道23从顶部通入荒煤气，其燃烧产生的火焰向下，即火焰为倒焰式，而空气则从其底部分段通入，使得立火道23内全为上升气流(没有下降气流)，都用于给相邻炭化室10进行传热，可以提高热传递速度和效果，缩短结焦时间。 [0049] 进一步的，为了确保荒煤气在各立火道内进行充分燃烧，同时为了进一步提高立火道23各个位置的温度的均衡性，在空气道24上设有一个或多个出口(空气出口26)，用于将空气道24中的空气输送至立火道23,本实施例中，优选出口的数量为多个，多个空气出口沿空气道的长度方向均匀分布，通过多个空气出口使空气尽可能均匀的从不同位置进入各个立火道23，以便使荒煤气在立火道23内充分燃烧和提高立火道温度均衡性，从而在炼焦时提高对炭化室的加热效果。 [0050] 如图2所示，本实施例中各空气道24上的出口的数量优选为三个，即空气出口包括第一出口261、第二出口262、第三出口263，三者分别设于各空气道的上部、中部、下部，根据三个空气出口的尺寸(面积)大小来分配通入到各立火道上中下各段的空气的量，从而使荒煤气在立火道23的上、中、下部分别进行不同程度的燃烧，进而使燃烧室的温度更均匀，以实现对炭化室进行均匀加热的目的。第一出口261、第二出口262、第三出口263的形状可以为方形、圆形等任意形状，本实施例不作进一步限定。 [0051] 一种可选的实施方式为，三个空气出口的尺寸(面积)可以为自上而下依次先减小后增大，即第二出口262的面积尺寸小于第一出口261的尺寸，第一出口261的面积尺寸小于第三出口263的面积尺寸，如第一出口261、第二出口262、第三出口263的面积尺寸比可以为1～2:1:3～5。本实施例中的第一出口261、第二出口262、第三出口263的面积尺寸比优选为 1.5:1:2.5，以确保使荒煤气在各立火道的上部不能够完全燃烧完，没有燃烧完的荒煤气进入各立火道的中部再继续燃烧，余下的未燃烧的荒煤气在各立火道的下部进行完全燃烧，这样有助于提高炼焦炉整体的温度分布的均匀性。 [0052] 如图1所示，考虑到炉端头25(即燃烧室与外界接触的一端端部)的散热大，在一种可选的实施方式中，还可以对靠近炉端头25的立火道23内的燃烧状况进行单独控制，比如，适当增大与靠近炉端头25的立火道23连通的空气道24的出口的尺寸，或者采用其它类似效果的方式，加大对其的空气输入量，加快靠近炉端头25的立火道内的荒煤气的燃烧速度，提高燃烧产生的热量，以抵消其散热损失。 [0053] 本实施例中，通过在各气体通道的不同位置设置不同尺寸的出口，按一定的比例分别向各立火道的上部、中部、下部输入空气，使各立火道上部没有燃烧完的荒煤气在各立火道的中部、下部继续进行燃烧，可确保荒煤气在燃烧室中完全燃烧完，通过分段通入空气，还可进一步有效提高燃烧室温度的均匀性，避免因燃烧室局部温度过高，而加速立火道之间的墙体损坏和软化。 [0054] 需要注意的是，上述所述例举的空气出口26的数量、位置、尺寸等仅仅是部分示例，而并不局限于此，具体的可以根据本实施例焦炉设计要求调整，通过数值计算得到最优布置开口方案，这里不作进一步限定。 [0055] 本实施例公开的炼焦炉的燃烧室，可以使燃烧室的温度分布更均匀，可对炭化室进行均匀加热，可以减少或避免在焦炭上出现“斑马纹”，提高焦炭质量，还可以提高热传递速度和效果，缩短结焦时间。 [0056] 实施例2 [0057] 如图3所示，本实施例公开一种炼焦炉，包括炉体和设于炉体上方的炉顶，炉体内设有炭化室10和燃烧室20，两者并列的设于炉体的上部，其中，燃烧室20采用实施例1中所述的燃烧室结构。 [0058] 具体的，炭化室10主要用于放置煤料，以作为提供煤料干馏的场所。在炼焦过程中，炭化室10的下部用于放置煤料，煤料受热干馏后产生可燃性物质(本实施例中指荒煤气)，其上部通常需要预留一定的空间，以便煤料干馏产生的荒煤气流通。煤料可以为优质炼焦煤，还可以为搭配了弱粘煤和/或不沾煤的炼焦煤，本实施例中不作进一步限定。炭化室10的形状为高瘦状，即其高度大于宽度，以区别于传统的卧式炼焦炉。炭化室10的高度和宽度的比例可根据实际需求进行选择，本实施例不作进一步限定。 [0059] 燃烧室20处于炭化室10的相邻位置，以隔墙(炉墙)相隔，两者相互独立，燃烧室20用于接收和燃烧炭化室10中煤料干馏产生的可燃性物质，燃烧产生的热量再通过隔墙(炉墙)传递到炭化室10，为煤料干馏提供热源，对炭化室10进行间接加热。在炉顶上处于对应炭化室10的区域设有粘土砖，并留有除炭孔，对应的燃烧室20留有看火孔。本实施例中的炭化室10和燃烧室20之间的隔墙采用导热性良好的硅砖砌筑，以提高传热效果。 [0060] 可选的，炭化室10的数量为多个，燃烧室20的数量为多个，多个炭化室10和多个燃烧室20相间设置，且燃烧室20的数量总是比炭化室10的数量多一个，使每个炭化室10都处于两个燃烧室20之间，以便将各个燃烧室20内产生的热量均匀地传递给各个炭化室10，提高对炭化室10的加热均匀性和加热效率。 [0061] 进一步的，如图4所示，炉体内还设有平衡通道30和换热室40。平衡通道30设于炉顶内，平衡通道30横跨各个炭化室10和燃烧室20，且与炭化室10和燃烧室20的立火道23分别连通，以便将各个炭化室10内的可燃性物质均衡分配到各个燃烧室20中的各立火道内。如图5所示，换热室40设于炉体的下部，其包括空气通道58和烟气通道59，空气通道58和烟气通道59并列设置，换热室40的烟气通道与燃烧室20的立火道23连通，用于排出燃烧室20产生的高温烟气，换热室40的空气通道58与外界环境连通，用于从外界环境中向换热室40内输入空气，空气在换热室40中与烟气通道59内的高温烟气进行热交换，进行预热升温，空气通道还与空气道24连通，预热后的空气由空气道24进入立火道23，用于助燃。 [0062] 可选的，平衡通道30的数量为多个，多个平衡通道并列设置，各个平衡通道30之间通过炭化室10的顶部空间相互连通，且各个平衡通道的排列使得同一个炭化室10的荒煤气可以进入到各个平衡通道30(即炼焦炉横向平衡)；每个燃烧室20内的立火道23的数量相同，平衡通道30的数量与单个燃烧室20内的立火道23的数量相同，每个平衡通道30与各燃烧室20内的相同或相应位置的立火道连通，或者说，每个平衡通道30横跨各个炭化室10和各个燃烧室20，并与处于其正下方位置的炭化室10和立火道23连通，从而使不同炭化室10中的荒煤气进入到各个平衡通道30内，使各个平衡通道30(各平衡通道之间不直接连通，仅通过与其相连同的炭化室进行连通)内的荒煤气成份趋于一致，然后同一个平衡通道30内的荒煤气可以沿炼焦炉纵向(即机焦侧方向)进入到各个燃烧室20内同一位置的立火道23中(即炼焦炉纵向平衡)，使得进入到各个立火道23的荒煤气相同，从而实现均匀分配。 [0063] 在炼焦过程中，由于不同的炭化室10处于不同炼焦期，产生的荒煤气的量、成分都存在差异。本实施例中，每个平衡通道30横跨所有的炭化室10，并与之连通，可以使处于不同炼焦期的多个炭化室10的荒煤气在压力差的牵引下，产生的荒煤气多的炭化室中的荒煤气进入平衡通道30的速度会更快更多，并通过平衡通道30可以到达各个燃烧室20的各个立火道23，通过使荒煤气在平衡通道30中均衡分配，可以将荒煤气从量多的位置补给到量少的位置，从而实现荒煤气的自主分配，降低各个立火道的荒煤气的量和成分的差异，使各立火道的燃烧情况更接近，进而提高加热均匀性。 [0064] 如图6所示，本实施例中燃烧室20的底部设有斜道40，用于连通燃烧室20和换热室50，斜道40的数量为多个，且与立火道22或空气道24的数量相同。斜道40包括第一通道41和第二通道42，其中：第一通道41的两端分别与燃烧室20内的空气道24、换热室50的空气通道 58连通，以便向空气道24输送空气；第二通道42的两端分别与燃烧室50内的立火道22、换热室50的烟气通道59连通，以便排出燃烧产生的烟气。第一通道41和第二通道42用导热性好的硅砖砌筑隔开，以便使第一通道41内的空气和第二通道42内的烟气进行换热。本实施例中，第一通道41和第二通道42的倾斜度为30°～90°，比如斜道40的倾斜度可为40°。 [0065] 换热室40设于炉体的下部，且与燃烧室20的下部连通，换热室40还与外界环境连通，燃烧室20内可燃性物质燃烧产生的烟气进入换热室40中，由于该烟气含有大量的热量，能够用于预热从外界环境中输入的空气。换热室40的外墙优选采用绝热性较好的材料制成的砖块砌筑，以减少热损失。 [0066] 换热室40包括换热室室体，换热室室体内部划分为多层结构，有空气通道58和烟气通道59并列设置且穿设于所述多层结构中，以使多层结构的层与层之间依次连通，即多层结构中的每层都具有空气通道和烟气通道，所有层的空气通道连通起来即构成整列空气通道58，所有层的烟气通道连通起来即构成整列烟气通道59。各层的空气通道58之间依次连通、各层的烟气通道59之间依次连通，每一层均通过设置隔墙以分隔该层的空气通道和烟气通道。 [0067] 本实施例中，换热室40的多层结构包括空气垫层51和换热层，其中：空气垫层51设于换热室室体内部的底部位置，换热层设于空气垫层51的上方。在一些可选的实施方式中，如图3所示，换热层包括第一换热水平层52、第二换热水平层53、第三换热水平层54，三者依次自下而上进行设置并通过空气通道和烟气通道相互连通，且任意相邻的两层的连通处(包括各层的空气通道的上下连通处和烟气通道的上下连通处)交错设置，最终形成S状的空气通道58和S状的烟气通道59，空气在整列空气通道58中自下而上逐层迂回向上流动(如图7所示)，烟气在整列烟气通道59中自上而下逐层迂回向下流动(如图8所示)，从而可延长换热时间和提高换热接触面积，以提高换热效果。 [0068] 穿设在多层结构中的空气通道58和烟气通道59的数量均可以为一列或多列。本实施例中，空气通道58和烟气通道59均为多列，因此使得每一层的空气通道和烟气通道的数量均为多个，且各层的空气通道和各层的烟气通道相间排布。在第二换热水平层53和第三换热水平层54之间处于烟气通道的部分设有篦子砖57，通过篦子砖57上的多孔结构，可以使第三换热水平层54的高温烟气均匀分散的输入到第二换热水平层53，有利于提高对空气预热的均匀性。 [0069] 且空气通道58和烟气通道59的数量与燃烧室20的数量相同，各列空气通道58和各列烟气通道59并列布置，使得每一个燃烧室20的下部对应一列空气通道和一列烟气通道，不同的燃烧室20下部对应的空气通道58和烟气通道59相间排布，即换热室40内按“空气通道58-烟气通道59-空气通道58-烟气通道59”进行排布。 [0070] 可选的，空气垫层51的每个空气通道上设有多个空气入口，用于输入助燃气体(空气)。本实施例中优选为在空气垫层的每个空气通道上设置四个空气入口(如图10所示)，四个空气入口均匀分布，以使空气均匀进入换热室40。空气垫层51是外界环境的冷空气进入炉体的首层，可以隔离和阻挡第一换热水平层52的热量下传，对炼焦炉底部起冷却作用，同时还可以对炼焦炉的底部起保护作用。空气垫层51中的每个烟气通道上设有多个烟气出口，用于排出立火道中燃烧产生的高温烟气。本实施例中优选为在各个烟气通道上设置四个烟气出口(如图11所示)，四个烟气出口62构成四分烟道。 [0071] 本实施例中，换热室40采用四分换热室，即每个空气通道58设置有四个空气入口、每个烟气通道59设置有四个烟气出口，可以缩短空气和烟气流通的路径和减少流通阻力，从而使各自的压降降低，使两者的压差减小，进而减小了换热室40中空气和烟气串漏(硅砖制成的隔墙存在一定的空隙，这些空隙会使炉内的砖墙之间都存在气体串漏现象，通过采用上述四分换热室结构之后，空气通道和烟气通道的压差减小，串漏现象被弱化)的风险，可以提高换热室40的稳定性和可靠性。 [0072] 本实施例中，由于炼焦炉内为负压状态，因此在装煤料等过程中，外部的烟尘气均会进入燃烧室20，炼焦过程中产生的荒煤气也会携带部分灰分，导致燃烧室20内排出的高温烟气中含有大量的灰尘，因此，本实施例中，如图3所示，在换热室40内还可设有过渡层55，过渡层55设于第三换热水平层54之上，并处于第三换热水平层54与燃烧室20的底部之间。过渡层55也设有隔墙，以使过渡层分隔为空气通道和烟气通道，过渡层的空气通道与第三换热水平层54的空气通道连通，且过渡层的烟气通道59包括沉降区和设于所述隔墙内的除灰废气道56，沉降区的入口与燃烧室20的立火道23连通，除灰废气道6的入口优选设置在过渡层55的烟气通道的上部，并与沉降区连通，除灰废气道56的出口与设置在第三换热水平层54的烟气通道连通。从燃烧室20出来的烟气中的灰尘在过渡层55的沉降区中因重力作用而沉降，每隔一段时间对过渡层55沉降区沉积的灰尘进行清理，以保持过渡层55的除灰效果。除灰后的烟气从除灰废气道6进入第三换热水平层54的烟气通道。在第三换热水平层 54和过渡层55之间处于空气通道的部分也设有篦子砖57，通过篦子砖57上多孔结构，使第三换热水平层54的低温空气均匀分散的输入到过渡层55，有利于提高空气预热的均匀性。 [0073] 可选的，换热室40中的隔墙采用耐高温导热性良好的材质制成，比如硅砖，如图9所示，换热室40的隔墙中的硅砖的横截面优选为呈T形，其沿水平延伸的一端较宽，且此端设有凹槽60，其沿竖直方向延伸的另一端较窄，此端与凹槽60对应的位置设有与凹槽相匹配的凸起61，便于砌筑隔墙。通过上述横截面为T型的硅砖砌筑的隔墙，其表面设置为凹凸不平，使其表面积增加，可以增大与空气和烟气的接触面积，提高传热效果。外界环境输入的空气和燃烧排出的烟气在换热室40的每一层结构中通过隔墙传递热量对空气进行预热，从而使空气的温度升高，本实施例中空气在换热室40中的预热温度为400～600℃，比如为500℃左右。换热室40的具体层数可以根据实际情况进行选择，本实施例不作进一步限定。 [0074] 本实施例中的炼焦炉，在工作时的气流流向如下： [0075] (1)煤料在炭化室内进行干馏，产生的荒煤气(650-800℃)，通过炭化室顶部预留的空间分别进入炉体顶部的多个平衡通道内，再由燃烧室顶部进入到立火道内，在立火道内燃烧，产生大量的高温烟气(1300℃左右)和热量，高温烟气从立火道底部经斜道中的第二通道进入到换热室的过渡层，在过渡层除去大量的灰尘并与该层的空气进行换热，除灰后的高温经除灰废气道依次进入第三换热水平层、第二换热水平层、第一换热水平层、空气垫层中的烟气通道，并与上述各层中的空气通道内的空气进行换热，使空气在换热室内得到预热，之后输出到余热锅炉发电。荒煤气在立火道燃烧产生的热量通过热传递传给设置在燃烧室之间的炭化室，用于煤料干馏，煤料干馏后得到焦炭产品。 [0076] (2)外界环境的冷空气，由换热室底部的输入，先进入空气垫层，使炼焦炉底部隔离，可起到一定的保护作用；之后空气依次通过第一换热水平层、第二换热水平层、第三换热水平层、过渡层中的空气通道，并与各层烟气通道中的高温烟气进行换热，从而提升自身的温度(500℃左右)；经过预热的空气由斜道中的第一通道进入燃烧室内的空气道，在通过空气道上设置的第一出口、第二出口、第三出口进入到立火道，用于燃烧荒煤气。 [0077] 本实施例的炼焦炉，采用热回收倒焰式焦炉设计，可以提高对炭化室的加热效果，且加热更均匀，生产的焦炭质量更高。 [0078] 可以理解的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，然而本发明并不局限于此。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变形和改进也视为本发明的保护范围。

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