專利名稱：迂回火道式連續直立炭化爐的制作方法
技術領域：
本發明的連續直立炭化爐是一種具有迂回火道式結構的、以生產煤氣為主、同時還可以煉制各種焦炭的高溫干餾制氣煉焦設備，尤其是作為城市民用煤氣氣源之用。
目前，國內僅有垂直火道式連續直立炭化爐，如上海、長春、大連等地煤氣廠所使用的此種爐型具有如下缺點(1)由于是垂直火道式加熱，火道各處加熱不均勻，致使爐子沿長向焦炭成熟程度不一；(2)空氣在鋼梁上部吸入，預熱溫度低，所以熱效率低，熱消耗大；(3)因為只能測得燃燒室四角的溫度，而四角溫度要比中間火道溫度低得多，沿炭化室高向溫度調節又很困難，所以一方面使得煤種適用范圍變窄，另方面致使爐墻下部容易出現局部過熱，導致過早變形損壞；(4)炭化室容積較小(炭化室長度為2086mm，容積約為6m3)，日處理能力低；(5)底部工字鋼梁與排焦箱處溫度較高，容易漏氣著火，影響爐體使用壽命。
英國伍德公司設計了一種100英寸(炭化室長度為2600mm)的、具有迂回式火道結構的連續直立炭化爐，克服了上述垂直火道式連續直立炭化爐的缺點，但是此爐型從磚型、磚縫設計以及砌磚方案上還存在如下弊病(1)磚型設計不合理，如圖2所示，炭化爐各段用磚的磚型有A、B、C三種型式溝舌(長方型、T型和L型)，溝舌上的溝與舌為梯形，拐彎處為直角形；預熱段頂部用磚，如D種L型磚，帶有尖角；這都給制磚造成困難，直角拐彎處易產生裂紋，尖角處不密實，易掉角，所以成品率底。(2)磚縫設計過小，只有3mm，很難保證灰漿飽滿，致使爐體不嚴密、漏氣，污染環境，熱效率低。(3)砌磚方案繁瑣、復雜，給制磚、施工、維護均帶來很大的、不必要的麻煩。
鑒于國內外現有的連續直立炭化爐存在的問題，本發明的目的在于尋求一種新的迂回火道式連續直立炭化爐，它即能保持伍德爐固有的優點，以克服容積小、加熱不均勻、耗熱大、壽命短等缺點，又能通過對磚型、磚縫、砌磚方式的改進，使爐體更加嚴密，不污染環境，提高了熱效率，而且使制磚、砌磚更加方便，成品率高。
本發明為實現此目的，設計了一種新型的迂回火道式連續直立炭化爐，整個爐體主要由炭化室和燃燒室組成，分預熱段、干餾段，冷卻段三個部分，干餾段的燃燒室是由11個具有迂回結構的火道組成的，所采取的技術措施和產生的積極效果是(1)改進炭化爐各段和預熱段頂部用磚的磚型，方便了制磚，避免了出現裂紋、尖角處不密實、易掉角等現象，提高了制磚成品率，降低了成本。(2)加大磚縫，增加了灰漿的飽滿度及砌體的嚴密性和堅固性，防止污染，提高了壽命。(3)簡化了爐體兩側端墻和冷卻段端部磚型的砌磚方式，在不影響使用效果的情況下，盡可能減少磚型的品種，這給制磚、砌磚施工、爐體維護均減少了很多不必要的麻煩。
以下結合附圖詳細說明本發明的迂回火道式連續直立炭化爐的結構、操作原理和實施例。
圖1為迂回火道式連續直立炭化爐的斷面圖。
圖2為英國伍德爐(左)和迂回火道式連續直立炭化爐(右)各段用磚(A、B、C)和預熱段頂部用磚(D)的磚型。
圖3為英國伍德爐(左)和迂回火道式連續直立炭化爐(右)兩側端墻處的砌磚圖。
圖4為英國伍德爐(左)和迂回火道式連續直立炭化爐(右)冷卻段端部的砌磚圖。
圖5為迂回火道式連續直立炭化爐加熱系統氣流途徑圖(其中－·→熱發生爐煤氣，→空氣，→廢氣)。
如
圖1和圖5所示，本發明的迂回火道式連續直立式炭化爐是由(1)炭化室、(2)燃燒室、(3)爐頂水平道、(4)迂回火道、(5)煤氣水平道、(6)上空氣道、(7)下空氣道、(8)調節磚、(9)直立道、(10)爐底鋼梁、(11)煤氣入口、(12)廢氣出口等組成的。
整個爐體沿高向分為(Ⅰ)預熱段、(Ⅱ)干餾段、(Ⅲ)冷卻段三個段，燃燒室沿高向分若干個水平道。預熱段(Ⅰ)部位有爐頂水平道(3)，干餾段(Ⅱ)部位有11個具有迂回結構的火道(4)，冷卻段(Ⅲ)部位有上下空氣道(6)、(7)和煤氣水平道(5)。
煤干餾制氣煉焦過程是原料煤從爐頂連續緩慢進入炭化室(1)的預熱段(Ⅰ)，在此被爐頂水平道(3)的熱廢氣通過隔墻傳來的熱量逐浙預熱，然后連續往下移動至干餾段(Ⅱ)，在燃燒室(2)的熱作用下，使煤逐漸高溫干餾成焦炭，同時產生干餾煤氣。紅熱焦炭繼續下降進入冷卻段(Ⅲ)時被底部進入的蒸汽冷卻，蒸汽同時與焦炭反應產生水煤氣上升至干餾段(Ⅱ)與干餾煤氣混合進入爐頂上升管、撟管及集氣管，然后送入煤氣回收車間。在冷卻段(Ⅲ)處冷卻后的焦炭由排焦傳動裝置連續排入排焦箱，以后是每2小時排焦一次。
加熱系統氣流途徑是加熱用空氣分別自爐底鋼梁(10)處的中部和兩端進入炭化爐冷卻段(Ⅲ)的下空氣道(7)，經連接孔進入上空氣道(6)，然后分別通過兩側直立道(9)進入迂回火道(4)。在此期間，空氣一方面吸收鋼梁(10)的熱量，降低其溫度，另一方面吸收由干餾段(Ⅱ)下移的焦炭熱量，提高其預熱溫度。自發生爐工段來的250～300℃機爐熱煤氣經煤氣入口(11)進入炭化爐底部的煤氣水平道(5)，沿兩側進入干餾段(Ⅱ)處燃燒室(2)底部火道(4)，并與上述由直立道(9)來的燃燒用空氣混合燃燒，燃燒產生的熱量供干餾段(Ⅱ)處炭化室(1)中的煤進行高溫干餾。進入底部火道的煤氣量與空氣量及其不同高度火道需要的二次空氣量均由設在爐子兩側端墻中直立道(9)處的調節磚(8)進行調節。燃燒后產生的廢氣，由迂回火道(4)上升至頂部爐頂水平道(3)，經廢氣出口(12)進入廢氣集合道，然后通過廢氣鍋爐產生蒸氣，廢氣以230～250℃排入煙囪。
如圖2所示，左側A、B、C、D四種磚型為伍德爐所用，右側A、B、C三種磚型為本發明炭化爐燃燒室火道用磚，將其長方型(A)、T型(B)、L型(C)溝舌的溝(13)、舌(14)和拐彎處(15)全部由原來的梯形和直角形改為園弧形。右側的D種磚型為本發明炭化爐預熱段頂部用L型磚，將其原來的尖角處(16)改為直角形，這可方便制磚，避免了裂紋、掉角、尖角處不密實等問題的出現，提高了制磚效率和成品率。另外，將磚縫加寬至4～5毫米，以增加灰漿的飽滿度及砌體的嚴密性與堅固性，減少污染，提高了爐體壽命。
如圖3和圖4所示，圖3左變伍為德爐兩側端墻處的砌磚方式，(16)為3級隔熱磚，(17)為2級隔熱磚，(18)為1級粘土磚，圖4左側為伍德爐冷卻段端部的砌磚方式。(21)為2級隔熱磚，(22)為1級粘土磚，(23)為二級粘土磚，耐火材料品種繁瑣，而同品種各級的主要成份與性能指標差別不太大，這給制磚、施工、維護均帶來很多不必要的麻煩。本發明的炭化爐兩側端墻處和冷卻段端部的砌磚方式分別如圖3和圖4的右側所示，(19)為硅藻土隔熱磚，(20)為粘土磚，(24)為硅藻土隔熱磚，(25)為粘土磚。這使磚的品種減少了，砌磚方式簡化了，原1級和2級粘土磚均改為牌號為N－4的粘土磚，原2級和3級隔熱磚均改為牌號為GG－0.7的硅藻土隔熱磚，其指標均能滿足該炭化爐的操作要求，這樣就方便了制磚，施工和維護。
實施例以一座20孔迂回火道式連續直立炭化爐為例，使用單種氣肥煤(于基揮發份為28％)為入爐煤。
本爐的主要尺寸和技術指標炭化室長2600毫米炭化室頂寬248毫米炭化室底寬508毫米炭化室全高8868毫米炭化室中心距1335毫米迂回火道的溫度分布正常工作溫度爐頂水平道1050℃第6火道1145℃第5火道1220℃第4火道1335℃第3火道1335℃第2火道1335℃第1火道(即底部火道)1290℃此爐每天每孔處理煤量(含水7％)10噸每天總產煤氣量 7.63萬米3每天總產全焦量130噸總耗熱量3224千焦耳／公斤濕煤
權利要求1.一種迂回火道式連續直立炭化爐，是由上中下三個部分組成的，上部包括炭化室(1)的預熱段(Ⅰ)和爐頂水平道(3)，中部包括炭化室(1)的干鎦段(Ⅱ)和燃燒室(2)[由11個迂回結構的火道(4)組成的]，下部包括炭化室(1)的冷卻段(Ⅲ)、煤氣水平道(5)、上空氣道(6)和下空氣道(7)；燃燒室(2)、爐頂水平道(3)、煤氣水平道(5)、上空氣道(6)和下空氣道(7)位于炭化室(1)的兩側；其特征在于a)炭化室(1)各段(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)用磚的長方型、T型和L型溝舌的溝(13)、舌(14)和拐角處(15)皆為圓弧形；b)炭化室(1)的預熱段(Ⅰ)頂部用L型磚的尖角處(16)為直角形；c)磚與磚之間的磚縫為4～5毫米；d)爐體兩側端墻處和冷卻段端部分別只用硅藻土隔熱磚(19)和(24)與粘土磚(20)和(25)砌筑。
專利摘要本實用新型涉及的迂回火道式連續直立炭化爐是一種高溫干鎦制氣煉焦設備，廣泛用作城市民用煤氣的氣源。此爐具有迂回式結構的火道，并將炭化室各段用磚的長方型，T型和L型溝舌的溝、舌和拐角處設計成圓弧形，將炭化室的預熱段頂部用L型磚的尖角處設計成直角形，爐體兩側端墻處和冷卻段端部只用硅藻土隔熱磚和粘土磚砌筑。這大大加強了爐體的氣密性和堅固性，提高了爐體的壽命，同時大大減少了磚的品種，方便了制磚、砌爐施工和爐體的維護，降低了成本。
文檔編號C10B1/04GK2101674SQ9121001
公開日1992年4月15日 申請日期1991年1月7日 優先權日1991年1月7日
發明者鮑蘭桂, 何本文 申請人:冶金工業部鞍山焦化耐火材料設計研究院