一种适用于小焦炉的熄焦装置及熄焦方法

技术领域

本发明属于焦化技术领域，涉及一种适用于小焦炉的熄焦装置及熄焦方法。

背景技术

小焦炉实验过程中把煤炭高温炭化成为焦炭，小焦炉实验结束后此时焦炭温度较高，高温焦炭需要进行降温处理以便于后续开展质量等相关检测。

现有技术中根据小焦炉的入炉方式，将小焦炉分为侧装小焦炉、顶装小焦炉、底装小焦炉。通常底装小焦炉装煤为铁桶装煤、侧装小焦炉采用纸箱装煤，实验所得焦炭无法进行密封，高温下焦炭与空气接触会产生焦炭烧损，高温下焦炭与空气接触时间越长，烧损越多。因此，普遍而言底装小焦炉和侧装小焦炉熄焦方式采用湿法熄焦。但是湿法熄焦过程中高温焦炭与水接触会导致焦炭温度骤降，影响焦炭质量，同时湿法熄焦过程中熄焦所用水量、水流量、熄焦操作不同均会导致焦炭质量出现差异。目前国内底装和侧装小焦炉采用干法熄焦较少，主要因焦炭烧损高、熄焦时间长等缺点。

因此，目前有必要提出一种新的基于干法熄焦原理的适用于小焦炉的熄焦装置及熄焦方法，以克服干法熄焦中焦炭烧损高、熄焦时间长等缺点，以便于小焦炉应用干法熄焦进行红焦炭的冷却，进而保障焦炭质量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于小焦炉的熄焦装置及熄焦方法，采用氮气进行熄焦，配合气体止断阀阻止空气进入熄焦炉以减少焦炭烧损，并在熄焦炉内采用循环冷却水降低熄焦炉内空气温度以减少熄焦时间。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种适用于小焦炉的熄焦装置，包括熄焦炉、水冷机组以及气体换热冷却装置，所述熄焦炉包括炉体和炉门，并在所述炉体内腔的侧壁设有冷却水循环管网，在所述炉体上设有氮气入口和空气出口，所述氮气入口连接外界氮气通道，并在空气出口处设有气体止断阀；

所述气体换热冷却装置具有间接换热的氮气通道和冷却水通道，外界氮气通道经所述气体换热冷却装置的氮气通道连接至所述氮气入口，所述水冷机组具有出水口和入水口，其出水口分别连接冷却水循环管网的冷却水入口和所述气体换热冷却装置中冷却水通道的入口，且所述冷却水循环管网的冷却水出口和所述气体换热冷却装置中冷却水通道的出口均连接所述水冷机组的入水口，以形成冷却水循环回路。

进一步，所述熄焦炉呈方形，所述炉门为熄焦炉的侧壁之一，所述炉体和炉门的一侧铰接密封相连，所述冷却水循环管网为三组，分别布置在所述炉体内腔的三个侧壁上。

进一步，在所述炉门和炉体的顶部均设有风扇，以用于加快熄焦炉内部空气流动，并在所述炉门上设有用于检测炉体内腔压力的压力表，和用于检测放置在炉体内腔中焦炭的温度的温度表。

进一步，三组所述冷却水循环管网分别具有各自的冷却水出口和冷却水入口，所述水冷机组的出水口分为四个冷却水支路，分别连接三组冷却水循环管网的冷却水入口和所述气体换热冷却装置中冷却水通道的入口，且所述三组冷却水循环管网的冷却水出口和所述气体换热冷却装置中冷却水通道的出口均连接所述水冷机组的入水口，在所述四个冷却水支路上均设有流量计，并在与所述四个冷却水支路对应的所述三组冷却水循环管网的冷却水出口和所述气体换热冷却装置中冷却水通道的出口处也对应设有流量计。

进一步，所述水冷机组的出水口处设有冷却水出口总阀，所述四个冷却水支路上设有冷却水出口支阀。

一种适用于小焦炉的熄焦方法，其关键在于，采用上述的适用于小焦炉的熄焦装置，其具体步骤包括：

S1：在小焦炉中的焦炭出炉前，提前10～20min打开水冷机组，并开启水冷机组的出水口与冷却水循环管网中的冷却水入口和所述气体换热冷却装置中冷却水通道的入口之间的通路；

S2：小焦炉实验出焦后将焦炭推至熄焦炉内并关闭炉门后，通过外界氮气通道向熄焦炉送入氮气，氮气经过气体换热冷却装置与冷却水换热后氮气温度得到下降，再进入熄焦炉内；

S3：打开气体止断阀，以排出所述熄焦炉的内部气体；

S4：待熄焦炉的内部气体在氮气的作用下全部排出后，关闭气体止断阀，以确保熄焦炉内部气体与外部空气隔绝；

S5：关闭所述气体止断阀后继续通入氮气1～2min，然后停止向熄焦炉内送入氮气；

S6：当焦炭表面温度下降到200℃后，关闭水冷机组的出水口与冷却水循环管网中的冷却水入口和所述气体换热冷却装置中冷却水通道的入口之间的通路，焦炭冷却完成。

本发明的有益效果在于：

1、在熄焦炉通过冷却氮气进行焦炭冷却并通过在熄焦炉上安装气体止断阀，以在熄焦炉中充满氮气后，立即阻断外界空气与熄焦炉内焦炭的接触从而达到了减少焦炭烧损的目的；其次，通过在熄焦炉内腔的侧壁设置冷却水循环管网，充分降低熄焦炉内的温度以减少熄焦时间，该熄焦装置尤其适用于底装、侧装等小焦炉实验焦炭的干法熄焦，解决了焦炭烧损高、熄焦时间长等缺陷，同时确保小焦炉焦炭质量稳定。

2、在冷却水循环管网的出口和入口均安装有流量计，以对比冷却水循环管网的出口和入口的水流量，从而便于判断冷却水循环管网是否发生泄漏，并在熄焦炉的底部设有环形水槽和与环形水槽相接的冷却水排空口，以便于紧急排出冷却水循环管网泄漏的冷却水。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明中一种适用于小焦炉的熄焦装置的结构示意图；

图2为熄焦炉的结构示意图；

图3为冷却水管网的结构示意图。

附图标记：熄焦炉1、炉门101、氮气入口102、空气出口103、冷却水排空口104、风扇2、压力表3、温度表4、气体止断阀5、气体换热冷却装置6、冷却水排空阀7、冷却水循环管网8、冷却水出口801、冷却水入口802、冷却水出口总阀9、冷却水出口支阀10、流量计11、水冷机组12。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～图3，为一种适用于小焦炉的熄焦装置，包括熄焦炉1、水冷机组12以及气体换热冷却装置6。所述熄焦炉1呈方形，其包括炉体和炉门101，所述炉门101为熄焦炉的侧壁之一，所述炉体和炉门101的一侧铰接密封相连，以实现炉门101的开合以及焦炭的装入和取出，在所述炉体内腔的侧壁均设有冷却水循环管网8，即所述冷却水循环管网8为3组，其分别具有各自的冷却水出口801和冷却水入口802，并在所述炉体的底部设有环形水槽和与环形水槽相通的冷却水排空口104，并在冷却水排空口104处设有冷却水排空阀7，具体的，所述环形水槽沿炉体内腔的边缘分布，从而保障当冷却水循环管网出现冷却水泄漏时，以便于紧急排出冷却水循环管网泄漏的冷却水；具体的，所述冷却水循环管网8嵌设在所述炉体内腔的侧壁上，冷却水走冷却水循环管网8的内部，冷却水循环管网8的外壁与熄焦炉内空气接触，降低熄焦炉的内部温度，达到加快干熄焦冷却的目的。

在所述炉体上设有氮气入口102和空气出口103，以引入氮气并排出空气，所述氮气入口102连接外界氮气通道，外界氮气通道上具有阀门以控制是否向氮气入口102送入氮气，并在空气出口103处设有气体止断阀5，当氮气充满炉体后就关闭气体止断阀5，从而使得熄焦炉1形成一个充满氮气的空间，以减少焦炭在冷却过程中的烧损；在所述炉门101和炉体的顶部均设有风扇2，用于加快熄焦炉内部空气流动，达到焦炭快速冷却的目的，并在炉门101上设有用于检测炉体内腔压力的压力表3，和用于检测放置在炉体内腔中焦炭的表面温度的温度表4，以便于实时检测炉内的实时温度和压力，也能够避免出现高压危险的情况。所述气体换热冷却装置6用于向所述氮气入口102充入冷却后的氮气，其具有氮气通道和冷却水通道以实现通过冷却水与氮气的间接换热，外界氮气通道中的氮气经所述气体换热冷却装置6中的氮气通道流入所述氮气入口102；所述水冷机组12用于向所述气体换热冷却装置6和冷却水循环管网8提供冷却水并回收，其具有出水口和入水口，其出水口上设有冷却水出口总阀9，且在所述冷却水出口总阀9之后分为四个冷却水支路，分别连接三组冷却水循环管网的冷却水入口和所述气体换热冷却装置6中冷却水通道的入口，且所述三组冷却水循环管网的冷却水出口和所述气体换热冷却装置6中冷却水通道的出口均连接所述水冷机组12的入水口，以形成冷却水循环回路。

在所述四个冷却水支路上均设有冷却水出口支阀10和流量计11，并在与所述四个冷却水支路对应的所述三组冷却水循环管网的冷却水出口和所述气体换热冷却装置6中冷却水通道的出口处也对应设有流量计11，从而通过对比相同冷却水支路上两个的流量计的流量即可观测出该对应冷却水支路中是否存在冷却泄漏，以便于进行对应的处理。

具体的，本实施例中的各单件设备，如气体换热冷却装置6、水冷机组12以及各个阀门、压力表和温度表均是市售产品。

一种适用于小焦炉的熄焦方法，采用上述的熄焦装置，具体包括以下步骤：

S1：小焦炉出炉前，提前打开水冷机组12，生产冷却水，打开冷却水出口总阀9以及其后端4根冷却水支路的冷却水出口支阀10，本实施中优选为提前10～20min；

S2：小焦炉实验出焦后将焦炭推至熄焦炉1内，并关闭炉门101后，开始向熄焦炉1送入氮气，氮气经过气体换热冷却装置6与冷却水换热后氮气温度得到下降，再进入熄焦炉1内；

S3：打开气体止断阀5，确保熄焦炉1内部气体排出，以使得熄焦炉的内部气体在氮气的作用下全部排出；

S4：打开炉门101以及炉体顶部的风扇2，加快熄焦炉1内部空气流动，确保熄焦炉1内的焦炭快速冷却；

S5：冷却一定时间后关闭气体止断阀5，确保熄焦炉1内部气体与外部空气隔绝，减少熄焦炉内氧气含量达到减少焦炭烧损的目的；

S6：关闭气体止断阀5后继续通入氮气一定时间，本实施例中优选为继续通入1～2min，然后停止向熄焦炉1内送入氮气，此时熄焦炉1为密封状态，炉门101上的压力表3检测并显示熄焦炉1的内部气体压力，所述温度表4检测并显示熄焦炉1内部的焦炭的表面温度；

S7：通过温度表4观察熄焦炉1内部的焦炭表面温度，当焦炭表面温度下降到一定温度后，本实施中优选为200℃，关闭冷却水出口总阀9，焦炭冷却完成，开启炉门101，取出焦炭。

通过此方法，解决了小焦炉焦炭熄焦过程中焦炭烧损高、熄焦时间长等缺陷，同时通过干法熄焦确保了小焦炉焦炭质量稳定，进而确保了小焦炉焦炭实验结果的准确性。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。