专利名称:带蓄热室单排炭化室连续式直立炭化炉的制作方法本发明的带蓄热室单排炭化室连续式直立炭化炉是一种带蓄热室的、具有单排炭化室的、以生产由干馏煤气和水煤气组成的混合煤气为主，同时还可炼制各种焦炭的制气炼焦设备，适于城市民用煤气气源厂使用。我国鹤壁钢铁厂使用的H-75型立式炭化炉虽然具有煤种范围大、耗热量少、热效率高、调峰灵活、生产调节简单、准确等优点。但炭化室容积较小，因此产量少;采用的单热式结构只适用回炉煤气或煤气加热;蓄热室为粘土砖砌筑，因此烘炉后易将蓄热室卧缝拉开;炭化室隔墙上膨胀缝虽为两条，但其中一条为直通缝。因此炉体不够严密，生产时，煤气易向蓄热室中窜漏。根据德文杂志“Gas-Wasser-Fach”1957年第一期和1959年第二十一期登载的“《明灯》煤气厂连续式直立炭化炉”和“波恩煤气厂的连续式直立炉的长期操作结果”两篇文章介绍的西德考伯斯直立炉，可知此炉适用煤种范围广、加热均匀，有利于提高焦炭质量和煤气产率，能灵活调节外供加热煤气。是一种可取的制气炼焦设备。但是，此炉具有明显的缺点(1)在和蓄热室靠近的炭化室一侧隔墙中间有一条宽而直通的膨胀缝，操作时，由于炭化室内为正压操作，蓄热室为负压操作，存在压力差，再加上膨胀缝宽而直通。阻力很小，所以炭化室产生的荒煤气极易从此膨胀缝窜漏至蓄热室，这样不仅损失了宝贵的煤气而且会打乱正常的操作，易将炉体烧坏，影响炉体寿命。(2)蓄热室部位用半硅砖，炭化室部位用硅砖，由于硅砖膨胀大，半硅砖膨胀小，加之蓄热室部位比炭化室部位的温度低，所以炭化室部位在烘炉时高向膨胀显著大于蓄热室部位，因此极易将靠近炭化室部位的蓄热室砌体的卧缝拉开，增加了煤气向蓄热室窜漏的可能性。(3)蓄热室和小烟道内装设的是条形格子砖和篦子砖，此条形砖虽然砖型简单，但蓄热效果极差，条形篦子砖无调节手段，条形格子砖在生产时极易积灰结炭，很难清扫和更换。(4)边燃烧室的宽度和中间燃烧室的宽度不同，增加了砖型种类和砌砖难度，也增加了不必要的基建投资。鉴于考伯斯直立式炭化炉存在的上述缺点，本发明的目的是设计一种直立式炭化炉，它既能保持考伯斯直立炉固有的优点，又能通过炉体结构的改进克服上述缺点，使炉体更加严密，制砖、砌砖更加方便，热效率更高。为实现此目的，本发明设计了一种带蓄热室的、单排炭化室的以生产由干馏煤气和水煤气组成的混合煤气为主同时还可以生产各种焦炭的带蓄热室单排炭化室连续式直立炭化炉，(1)将炭化室靠近蓄热室一侧隔墙中间的一条直通膨胀缝改成炭化室两侧隔墙(即靠近蓄热室的炭化室一侧隔墙和相对的另一侧隔墙)上各设两条带拐弯的膨胀缝，而且将膨胀缝移向炭化室的边角处。(2)将蓄热室部位的半硅砖也改成硅砖(上下小烟道衬砖除外)，并在炭化室和蓄热室的隔墙上设一凸台，使卧缝错开。(3)将原来的条形格子砖和篦子砖分别改为高蓄热面的九孔薄壁格子砖和扩散型园孔篦子砖并在蓄热室封墙上设断热砖和绝热罩。(4)使边燃烧室的宽度和中间燃烧室的宽度一致。本发明的优点在于采取了上述措施之后，将炭化室隔墙上的膨胀缝由一条改成两条，降低了膨胀缝的宽度，膨胀缝带拐弯，大大增加了气体窜漏的阻力，膨胀缝移向边角处，生产时拐角处易于积灰结炭，堵塞了气体窜漏的通路，因此大大增加了砌体的严密性。蓄热室改用硅砖，将和炭化室高向膨胀一致，大大避免了炭化室部分在高向膨胀上把蓄热室卧缝拉开，加之在炭化室隔墙上增设了凸台，使蓄热室和炭化室卧缝互相错开，大大减少了气体从砌体卧缝窜漏的可能性，从而也提高了砌体的严密性和坚固性，延长了炉体寿命。采用了九孔薄壁格子砖和扩散型园孔篦子砖，增加了蓄热面，采用了断热砖和绝热罩，减少了散热损失，从而大大提高了炉体的热效率。边燃烧室和中间燃烧室的宽度一致后，大大减少了砖型种类，方便了制砖与砌炉，降低了成本。带蓄热室单排炭化室连续式直立炭化炉的实施例及操作原理结合下面附图加以说明。图1.2.3为带蓄热室单排炭化室连续式直立炭化炉的结构图和加热气体流程图。图4为炭化室隔墙上膨胀缝示意图。图5为炭化室隔墙上凸台示意图。
图6为操作原理图。
图1.2.3.4.5.6中所示(1)下小烟道。(2)下蓄热室、(3)下斜道、(4)下水平道〔为使气体均匀分配还设一水平道(12)〕，(5)燃烧室〔每个燃烧室有7个立火道(11)〕(6)炭化室、(7)上水平道、(8)上斜道、(9)上蓄热室、(10)上小烟道。(13)炭化室隔墙上的膨胀缝，(14)中间煤箱，(15)伸入式煤斗。(16)排焦箱，(17)贮焦箱，(18)炭化室隔墙上的凸台，(19)煤仓。(M)表示发生炉煤气，(K)表示空气。
带蓄热室单排炭化室连续式直立炭化炉的炉体结构如图1.2.3所示，主要由(1)下小烟道，(2)下蓄热室，(3)下斜道，(4)下水平道，(5)燃烧室、(6)炭化室、(7)上水平道，(8)上斜道，(9)上蓄热室，(10)上小烟道几个部分组成的。
带蓄热室单排炭化室连续式直立炭化炉是采用复热式炉体结构，当有贫煤气气源时，可以用贫煤气加热，在没有条件供贫煤气而又暂时无条件建发生炉时，可用回炉富煤气加热，从而增加了外供加热煤气调节的灵活性。它适用的煤种范围较宽，除了强粘结不收缩的主焦煤外，其余各品种煤(包括粉煤和块煤，粘结煤和非粘结煤)均可入炉。本设计要求入炉煤的质量为炼气焦时，葛金指数E-G，坩埚膨胀指数1 1/2 -6;炼冶金焦时，与一般焦炉用煤要求相同，以胶质层厚度(Y值)和胶质层最终收缩(X值)衡定。煤种范围适应广，对城市煤气特别重要，尤其是那些煤源基地难以稳定的城市，选用这种炉型将能掌握生产上的主动权。此炉由于带蓄热室，所以要求入炉贫煤气采用冷的，含尘量不得大于15mg/m3。此炉因有蓄热室，又具有干熄焦的优点，所以是耗热量最低的炉型。当用湿法生产时，其耗热量为2428.3千焦耳/公斤湿煤(W＝7%)，当用半干法生产时，其耗热量为2135.3千焦耳/公斤湿煤(W＝7%)。
如图5所示，炭化室(6)全高分三段，上段为予热段，中段为炭化段，下段为冷却段，炭化室(6)入口处采用伸入式煤斗(15)装煤，伸入式煤斗(15)四周留有环形自由空间，汇集炉内产生的煤气通往上升管。伸入式煤斗(15)落下的煤将直接接触炉壁温度较高的区域，干馏很快在炉壁处进行，而形成一焦壳，利于炉料顺行，减少捣炉次数，减轻了操作工人的劳动强度。为避免荒煤气由炭化室(6)从卧缝向蓄热室(2、9)窜漏，在与蓄热室(2、9)接近的一侧炭化室隔墙及相对隔墙上设置一凸台(18)，凸台(18)长度比隔墙略长，宽度为隔墙宽度一半，高20～30毫米，此凸台(18)使蓄热室(2、9)和炭化室(6)的卧缝相互错开，增加了荒煤气由炭化室(6)向蓄热室(2、9)从卧缝窜漏的阻力，加大了炉体的气密性和坚固性，如图4所示，在和蓄热室(2、9)靠近的炭化室(6)一侧隔墙及相对的另一侧隔墙上分别设有两条带拐弯的膨胀缝(13)，其宽度为8～10毫米，在膨胀缝(13)的中间处直角拐弯，拐弯处长度为70～75毫米，此膨胀缝较窄、不直通，所以增加了气密性，还由于在操作时，边角处易积灰结炭，就更增加了气密性，避免了荒煤气由立缝向蓄热室(2、9)中窜漏。
如图1、2所示，燃烧室(5)在炭化室(6)的两侧，每个燃烧室有7个立火道(11)，立火道(11)的上下两端相应地设有上水平道(7)和下水平道(4)，他们分别与上蓄热室(9)和下蓄热室(2)相连。下水平道(4)的上面和立火道(11)的底部之间，为使气体分配均匀，又加设一水平道(12)。
如图2、3所示，蓄热室(2、9)是采用宽型的，与炭化室(6)一样，采用硅砖砌筑，使蓄热室(2、9)和炭化室(6)的高向膨胀值接近。不易使蓄热室(2、9)的卧缝拉开，保证了严密性。上下小烟道(1、10)加粘土砖内衬，防止急冷急热而损坏硅砖。蓄热室(2、9)内使用九孔薄壁格子砖，此砖蓄热面较大，在蓄热室(2、9)的封墙(22)上设有断热砖和绝热罩，大大减少热量散失，从而提高了热效率。上下小烟道(1、10)的上部设有扩散型园孔篦子砖，其孔径是经过科学计算确定的，它使得加热气体的分布更加合理、均匀。
本直立炭化炉的加热系统是采用上下交替加热方式，加热用煤气和空气以一定的间隔时间轮流换向，从上水平道(7)或下水平道(4)供入立火道(11)燃烧，燃烧废气便以此时间间隔从下水平道(4)或上水平道(7)排入上蓄热室(9)或下蓄热室(2)上小烟道(1)或下小烟道(10)、废气筒、烟囱排入大气，采用这种加热方式，炭化室(6)墙面沿高向的温差较小，炉墙下部高温区的温度较低，从而对延长炉体寿命有利。当采用富煤气时，调节十分简单方便、准确性较高，采用贫煤气加热时，可通过调节上、下调节口(20、21)的盖板砖，来达到合理的气流分配。
如图5所示，带蓄热室单排炭化室连续式直立炭化炉的操作原理为炭化室(6)顶部设有煤仓，其贮量约为24小时的煤量。每隔1小时打开煤仓向中间煤箱(14)加煤一次，与焦炭连续排出的同时，煤从中间煤箱(14)经过伸入式煤斗(15)缓慢地连续地往下走，进入炭化室的予热段，直接接触到炉壁较高温度的区域，煤在炉壁处很快地干馏形成焦壳。从而减少了煤粘附在墙上的问题。煤料缓慢而连续地往下走进入干馏段，结焦过程自炉壁逐渐向内部进行，煤料被逐渐干馏成焦炭，同时产生干馏煤气，红热焦炭继续下降进入冷却段被从排焦箱(16)通入的蒸气冷却，同时产生部分水煤气，冷却后的焦炭最后由排焦传动装置逐渐将其排入贮焦箱(17)，再进一步用水喷洒使焦炭温度降至100℃以下，每隔2小时左右排一次焦炭，炭化室(6)内所产生的荒煤气和水煤气经上升管、桥管进入集气管然后送往焦化厂煤气净化车间。
带蓄热室单排炭化室连续式直立炭化炉炉内气体流程如图2、3所示以发生炉煤气加热时，发生炉煤气自煤气总管经调节旋塞、换向铊入交换开闭器，然后送入下煤气蓄热室(2)(1M、3M、5M)予热，空气自交换开闭器上的风门送入下空气蓄热室(2)(2K、4K、6K)予热。经过予热的发生炉煤气和空气通过各自的垂直气道流向下水平道(4)再经下调节口(21)送至立火道(11)的底部，在此处两者相遇而燃烧，废气上行经上调节口(20)入上水平道(7)，然后流往上蓄热室(9)，废气在这里将大部分热量传给格子砖后再经上小烟道(10)，垂直立管流向交换开闭器，最后经废气烟道排入烟囱，经过20～30分钟进行换向，换向后气体反向流动。以回炉煤气加热时，空气的流程与上述相同(煤气蓄热室也进空气)。回炉煤气由下部砖煤气道(24)供入立火道底部(与此同时上部砖煤气道(23)进除炭空气与经过予热的空气相遇而燃烧。换向后，回炉煤气由上部煤气道(23)供入至立火道顶〔与此同时，下部砖煤气道(24)进除炭空气〕与予热后的空气相遇而燃烧。
实施例以一座18孔带蓄热室单排炭化室连续式直立炭化炉为例，使用抚顺洗精煤为原料煤。
其主要尺寸和技术指标炭化室长3268mm炭化室宽顶部300mm底部400mm炭化室全高9000mm炭化室中心距1250mm立火道中心距470mm炭化室墙厚108mm炭化室的容积10m3每天每门本发明直立炭化炉处理的煤量(W＝7%)243t每天产煤气量9.72万Nm3每天产全焦量(干基)160t年产全焦量(干基)58，569t


带蓄热室单排炭化室连续式直立炭化炉是一种带蓄热室的、单排炭化室的、以生产由干馏煤气和水煤气组成的混合煤气为主的连续式直立炭化炉，它适于城市民用煤气气源厂使用，同时还可以炼制各种焦炭。