文档介绍：炼焦炉
第四章
炼焦炉
第一节炉体构造
第二节炉型特性
第三节炉型举例
第四节焦炉结构的发展方向
炼焦炉
第一节炉体构造
一、炼焦炉的发展阶段及现代焦炉的基本要求
焦炉是炼制焦炭的工业窑炉,焦炉结构的发展大致经过四个阶段,即成堆干馏(土法炼焦)、倒焰式焦炉、废热式焦炉和现代的蓄热式焦炉。
我国早在明代就出现了用简单的方法生产焦炭的工艺,它类似于堆式炼制木炭,将煤置于地上或地下的窑中,依靠干馏时产生的煤气和部分煤的直接燃烧产生的热量来炼制焦炭,称为成堆干馏或土法炼焦。土法炼焦成焦率低,焦炭灰分高,结焦时间长,化学产品不能回收,还造成了环境污染,综合利用差。
炼焦炉
焦炉的发展趋势应满足下列要求:
(1)生产优质产品为此焦炉应加热均匀,焦饼长向和高向加热均匀,加热水平适当,以减轻化学产品的裂解损失。
(2)生产能力大,劳动生产率和设备利用率高。为了提高焦炉的生产能力,应采用优质耐火材料,从而可以提高炉温,促使炼焦速度的提高。
(3)加热系统阻力小,热工效率高,能耗低。
(4)炉体坚固、严密、衰老慢、炉龄长。
(5)劳动条件好,调节控制方便,环境污染少。
炼焦炉
二、现代焦炉炉体各主要部位
现代焦炉虽有多种炉型,但无非是因火道结构、加热煤气种类及其入炉方式、蓄热室结构及装煤方式的不同而进行的有效排列组合。焦炉结构的变化与发展,主要是为了更好的解决焦饼高向与长向的加热均匀性,节能降耗,降低投资及成本,提高经济效益。为了保证焦炭、煤气的质量及产量,不仅需要有合适的煤配比,而且要有良好的外部条件,合理的焦炉结构就是用来保证外部条件的手段。为此,需从焦炉结构的各个部位加以分析,现代焦炉炉体最上部是炉顶,炉顶之下为相间配置的燃烧室和炭化室,炉体下部有蓄热室和连接蓄热室与燃烧室的斜道区,每个蓄热室下部的小烟道通过废气开闭器与烟道相联。烟道设在焦炉基础内或基础两侧,烟道末端通向烟囱,故也称焦炉由三室两区组成,即炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区、炉顶区和基础部分。如图4-1。
炼焦炉
图4 –1 焦炉炉体结构模型图
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炭化室是接受煤料,并对其隔绝空气进行干馏的炉室。一般由硅质耐火材料砌筑而成。炭化室位于两侧燃烧室之间,顶部有3~4个加煤孔,并有1~2个导出干馏煤气的上升管。它的两端为内衬耐火材料的铸铁炉门。整座焦炉靠推焦车一侧称为机侧,另一侧称为焦侧。
顶装煤的焦炉,为顺利推焦,炭化室的水平呈梯形,焦侧宽度大于机侧,两侧宽度之差称锥度,一般焦侧比机侧宽20~70mm,炭化室愈长,此值愈大,大多数情况下为50mm。捣固焦炉由于装入炉的捣固煤饼机、焦侧宽度相同,故锥度为零或很小。炭化室宽度一般在400~550mm之间,宽度减小,结焦时间能大大缩短,但是一般不小于350mm。
炼焦炉
因宽度太窄会使推焦困难,操作次数频繁和耐火材料用量增加。炭化室长度为13~16m,从推焦机械性能来看,该长度已接近最大限度。炭化室高度一般为4~6m(国外可达8m或以上),增加高度可以增加生产能力,但受高度方向加热均匀性的限制。增大炭化室的容积是提高焦炉生产能力的主要措施之一,一般大型焦炉的炭化室有效容积为21~40m3,,。国外近年来的大型焦炉的有效容积已达50~80m3。炭化室尺寸的确定,通常受到多种因素的影响。下面分别叙述有关的影响因素。
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(1)炭化室的宽度炭化室的宽度对焦炉的生产能力与焦炭质量均有影响,增加宽度虽然焦炉的容积增大,装煤量增多,但因煤料传热不良,随炭化室宽度的增加,结焦速度降低,结焦时间大为延长。如表4-1所示(火道温度按1300~1350℃)。因此宽度不宜过大,否则反而降低了生产能力。宽度减小,结焦时间大为缩短,但不应太窄,否则推焦杆强度降低,推焦困难。且结焦时间缩短后,操作次数增加,按生产每吨焦炭计,所需操作时间增多,增加污染,耐火砖用量也相应增加,从而降低了生产能力。
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表4-1 炭化室宽度与结焦速度的关系
炭化室平均宽度/ mm
500
450
407
350
300
结焦时间/ h
22
18
16
10
结焦速度/(mm / h)