[发明专利]一种立式制焦炉及其制焦系统和方法

说明书

本发明公开了一种立式制焦炉及其制焦系统和方法，其中立式制焦炉包括炉体，炉体内自上而下设有相互连通的碳化段、活化段和冷却段；碳化段设有空气格栅，碳化段顶部与炉体上的原料入口连通，碳化段所对应的炉体侧壁上设有气体出口；活化段内设有若干料道、烟气通道和活化蒸汽格栅；若干料道均为碳化硅板围成的环形通道；若干料道上端均连通碳化段，若干料道下端均连通冷却段；烟气通道为活化段内位于若干料道外围的区域。本发明所述的立式制焦炉，以原煤颗粒为原料，通过立式制焦炉实现一步碳化活化，制焦炉内部换热效率高、布局紧凑、显著提高了制焦系统的运行灵活性和原料适应性，提高了制焦炉产量，降低了制焦成本。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，尤其涉及一种立式制焦炉及其制焦系统和方法。

背景技术

煤既是一种燃料，也是制备碳材料低廉易得的原料，目前脱硫脱硝用的活性焦均是以煤为原料制备。现有制备活性焦的碳化活化设备是卧式回转炉和立式斯列普炉，卧式回转炉通过炉体按照一定的角度回转实现物料翻转，从而实现物料碳化和与活化剂接触活化，但是卧式回转炉存在占地面积大、投资成本高、温度控制精度低等问题；立式斯列普炉由耐火材料砌成的物料通道和烟道交错布置，烟道和物料通道均为薄层长方体通道，物料通道采用耐热砖砌成，砖体截面占比大，导致炉型庞大，另外耐热砖的传热性能差，导致制焦炉启动和调节速率慢，无法实现灵活性调整和原料适应性。

立式斯列普炉的物料通道和烟道交错布置，炉体呈方形布置，烟道和物料通道均为薄层长方体通道，物料通道宽度较小，耐热砖截面占比较大，导致炉体尺寸偏大；立式斯列普炉活化蒸汽的产生是通过切换左右燃烧室蓄热砖产生，工艺复杂，蒸汽温度不可控；斯列普炉蓄热量大，需要将耐热砖加热至一定温度才能启动，炉子启动和停止时间非常长，运行灵活性差；斯列普炉针对固定颗粒和特定运行参数生产，原料的适应性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的在于提出一种立式制焦炉，以原煤颗粒为原料，通过立式制焦炉实现一步碳化活化，制焦炉内部换热效率高、布局紧凑、显著提高了制焦系统的运行灵活性和原料适应性，提高了制焦炉产量，降低了制焦成本。

本发明的另一个目的在于提出一种制焦系统。

本发明的又一个目的在于提出一种制焦方法。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种立式制焦炉，包括炉体，所述炉体内自上而下设有相互连通的碳化段、活化段和冷却段；

所述碳化段设有空气格栅，所述碳化段顶部与炉体上的原料入口连通，所述碳化段所对应的炉体侧壁上设有气体出口；

所述活化段内设有若干料道、烟气通道和活化蒸汽格栅；若干料道均为碳化硅板围成的环形通道；若干料道上端均连通所述碳化段，若干料道下端均连通所述冷却段；若干料道内均设有补氧管路；所述烟气通道为所述活化段内位于若干料道外围的区域，所述烟气通道连通烟气入口和烟气出口；所述活化蒸汽格栅设在若干料道的底部，且与若干料道连通；

所述冷却段内设有冷却管，所述冷却段与炉体上的活性焦出口连通。

另外，根据本发明上述实施例提出的立式制焦炉，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，若干料道之间以及若干料道与炉体内壁之间均留有间距。

在本发明的一些实施例中，若干料道成“田”字形分布在所述活化段内。

在本发明的一些实施例中，所述气体出口、所述烟气入口和所述烟气出口均设在炉体侧壁上，所述烟气入口设在所述活化段的底部，所述烟气出口设在所述活化段的顶部；所述空气格栅设在所述碳化段的底部，所述气体出口设在空气格栅的上方。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种制焦系统，包括本发明实施例所述的立式制焦炉、燃烧炉、换热器、空预器和工艺水箱；