阅读说明：本技术 一种降低干熄焦炉中焦炭烧损率的系统和方法 (System and method for reducing coke burning loss rate in dry quenching furnace ) 是由 徐荣广 关少奎 黄海龙 李东涛 王奇 王进刚 谢金平 曹贵杰 刘洋 马超 代鑫 于 2020-06-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及焦化技术领域,具体涉及一种降低干熄焦炉中焦炭烧损率的系统和方法。该系统包括：干熄焦炉、第一除尘装置、余热锅炉、第二除尘装置、循环风机、副省煤器和除湿装置；干熄焦炉的出风口依次经过第一除尘装置、余热锅炉、第二除尘装置、循环风机、副省煤器连接除湿装置的进风口；除湿装置的出风口,连接干熄焦炉的进风口。本发明在循环气体的循环路径上增设了除湿装置,能够有效降低进入干熄焦炉的循环气体的含水量,从而有效地降低了干熄焦炉中焦炭烧损率。(The invention relates to the technical field of coking, in particular to a system and a method for reducing the burning loss rate of coke in a dry quenching furnace. The system comprises: the system comprises a dry quenching furnace, a first dust removal device, a waste heat boiler, a second dust removal device, a circulating fan, an auxiliary economizer and a dehumidification device; an air outlet of the dry quenching furnace sequentially passes through a first dust removal device, a waste heat boiler, a second dust removal device, a circulating fan and an auxiliary economizer to be connected with an air inlet of a dehumidification device; and the air outlet of the dehumidifying device is connected with the air inlet of the dry quenching furnace. According to the invention, the dehumidifying device is additionally arranged on the circulating path of the circulating gas, so that the water content of the circulating gas entering the dry quenching furnace can be effectively reduced, and the coke burning loss rate in the dry quenching furnace is effectively reduced.)

一种降低干熄焦炉中焦炭烧损率的系统和方法

技术领域

本发明涉及焦化技术领域，具体涉及一种降低干熄焦炉中焦炭烧损率的系统和方法。

背景技术

干熄焦技术具有节能、环保、改善焦炭质量等优势，得到了国家的鼓励和政策支持。自20世纪80年代中国引进干熄焦技术以来，在消化吸收、技术升级方面取得了很大成果，部分技术和指标达到了国际先进水平。到目前为止，中国已投产的干熄焦装置超过了200套，并且形成了一系列不同焦炭处理能力的干熄焦装置，可以满足不同类型的炼焦生产企业的需要。

由于干熄焦炉中的循环气体存在一定量的O₂，容易与焦炭发生氧化还原反应，因此当前干熄焦工艺普遍存在焦炭烧损现象，焦炭烧损率设计值一般在0.9％～1.0％。然而，不少单位焦炭实际烧损率高于设计值，甚至达到2％以上。焦炭烧损不仅会导致焦炭灰分增加，还会造成焦炭资源的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种降低干熄焦炉中焦炭烧损率的系统和方法，以降低干熄焦炉中焦炭烧损率。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下方案。

第一方面，本发明实施例提供一种降低干熄焦炉中焦炭烧损率的的系统，所述系统包括：干熄焦炉、第一除尘装置、余热锅炉、第二除尘装置、循环风机、副省煤器和除湿装置；

所述干熄焦炉的出风口依次经过所述第一除尘装置、所述余热锅炉加热管路、所述第二除尘装置、所述循环风机、所述副省煤器连接所述除湿装置的进风口；

所述除湿装置的出风口，连接所述干熄焦炉的进风口。

在一种可能的实施例中，所述除湿装置包括第一转轮除湿机和第一辅助风机；

所述第一转轮除湿机的进风口与所述第一辅助风机的出风口连接；

所述第一转轮除湿机的出风口连接所述除湿装置的出风口；

所述第一辅助风机的进风口连接所述除湿装置的进风口。

在一种可能的实施例中，所述第一辅助风机的出风口、所述第一转轮除湿机的出风口和再生尾气口均设有检测传感器，用以检测通过气体的温度、湿度和成分。

在一种可能的实施例中，所述除湿装置包括第二转轮除湿机、第三转轮除湿机和第二辅助风机；

所述第二转轮除湿机的进风口通过第一控制阀连接所述第二辅助风机的出风口；

所述第二转轮除湿机的出风口通过第二控制阀连接所述除湿装置的出风口；

所述第三转轮除湿机的进风口通过第三控制阀连接所述第二辅助风机的出风口；

所述第三转轮除湿机的出风口通过第四控制阀连接所述除湿装置的出风口；

所述第二辅助风机的进风口连接所述除湿装置的进风口。

在一种可能的实施例中，所述除湿装置的出风口、所述第二辅助风机的出风口、所述第二转轮除湿机的再生尾气口和所述第三转轮除湿机的再生尾气口均设有检测传感器，用以检测通过气体的温度、湿度和成分。

在一种可能的实施例中，所述干熄焦炉的出风口位于所述干熄焦炉的循环风道处。

第二方面，本发明实施例提供一种应用于如第一方面中任一所述的系统的降低干熄焦炉中焦炭烧损率的方法，所述方法包括：

使用除湿装置将进入干熄焦炉的循环气体的含水量降低至小于第一数值的数值。

在一种可能的实施例中，所述使用除湿装置将进入干熄焦炉的循环气体的含水量降低至小于第一数值的数值之后，所述方法还包括：

检测从所述除湿装置的出气口中通过的循环气体的含水量；

若所述除湿装置的出气口中通过的循环气体的含水量大于等于第一数值，则发出除湿装置故障报警信号。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明经过研究分析，认为干熄焦炉的循环气体中的水在700℃至900℃与焦炭发生的氧化还原反应才是导致焦炭烧损率大于设计值的主要原因。本发明在循环气体的循环路径上增设了除湿装置，能够有效降低进入干熄焦炉的循环气体的含水量，从而有效地降低了干熄焦炉中焦炭烧损率。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种可能的降低干熄焦炉中焦炭烧损率的系统的连接示意图；

图2是本发明实施例提供的一种可能的降低干熄焦炉中焦炭烧损率的系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种可能的除湿装置的连接示意图；

图4是本发明实施例提供的一种可能的除湿装置的连接示意图；

图5是本发明实施例提供的一种可能的降低干熄焦炉中焦炭烧损率的方法的流程图。

附图标记说明：1为干熄焦炉，11为循环风道，2为第一除尘装置，3为余热锅炉，4为第二除尘装置，5为循环风机，6为副省煤器，7为除湿装置，11为循环风道，71为第一转轮除湿机，711为第一转轮除湿机的进气口，712为第一转轮除湿机的出气口，713为第一转轮除湿机的可生气口，714为第一转轮除湿机的可生尾气口，72为第一辅助风机，721为第一辅助风机的进气口，722为第一辅助风机的出气口，73为检测传感器，74为第二转轮除湿机，741为第二转轮除湿机的进气口，742为第二转轮除湿机的出气口，743为第二转轮除湿机的可生气口，744为第二转轮除湿机的可生尾气口，75为第三转轮除湿机，751为第三转轮除湿机的进气口，752为第三转轮除湿机的出气口，753为第三转轮除湿机的可生气口，754为第三转轮除湿机的可生尾气口，76为第二辅助风机，761为第二辅助风机的进气口，762为第二辅助风机的出气口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

目前针对干熄焦工艺中焦炭烧损的研究分析普遍认为，干熄焦炉中CO₂的含量过高，在700℃至800℃时CO₂即与焦炭开始发生氧化还原反应生成CO，是导致干熄焦工艺中焦炭烧损的重要原因。因此，现有的干熄焦工艺中降低焦炭烧损率的方案绝大多数采用除CO₂方案，降低干熄焦炉中CO₂的含量，达到降低焦炭烧损率的目的。

但本发明的发明人在对现有的除CO₂方案进行实际测试时发现，这种方案并不能很好地降低焦炭烧损率。经过深入分析后，发明人发现CO₂与焦炭发生氧化还原反应的起始温度的平均值接近1000℃，大致在925℃至1040℃。由于干熄焦系统中最高温度与该反应的起始温度相当，此时的反应速率很低，因此循环气体中的CO₂的含量并不是干熄焦炉中焦炭烧损率大于设计值的主要原因。

在进一步研究分析后，发明人发现循环气体中的含水量才是干熄焦炉中焦炭烧损率大于设计值的主要原因。焦炭能够在高温下与水发生氧化还原反应生成CO和H₂，该反应的起始温度大致在760℃。而干熄焦系统中的最高温度(大致在960℃)远高于该反应起始温度，因此该反应速率较快，使得一部分焦炭容易与循环气体中的水分发生反应，从而导致了干熄焦炉中焦炭烧损率大于设计值。

为此，本发明实施例提供的一种可能的降低干熄焦炉中焦炭烧损率的系统。请参阅图1，图1为该系统实施例的连接示意图，具体包括干熄焦炉1，第一除尘装置2，余热锅炉3，第二除尘装置4，循环风机5，副省煤器6和除湿装置7。

其中，干熄焦炉1的出风口依次经过第一除尘装置2、余热锅炉3、第二除尘装置4、循环风机5、副省煤器6连接除湿装置7的进风口；除湿装置7的出风口，连接干熄焦炉1的进风口。

具体的，第一除尘装置2和第二除尘装置4可以选用现有的重力除尘器、静电吸附式除尘器和旋风除尘器。

具体的，余热锅炉3可以将从干熄焦炉1的出风口吹出的高温气体的热量导入到余热锅炉中，以加热余热锅炉中的水发电或提供热水等，在降低循环气体的温度的同时，合理利用循环气体的热能。

具体的，循环风机5可以为循环气体提供风压，使循环气体能够吹入进干熄焦炉1中。

具体的，副省煤器6用来进一步降低循环气体的温度。

具体的，除湿装置7可以选用现有的气体除湿器，例如活性炭除湿器、硅胶除湿器等。

在一种优选的例子中，所述干熄焦炉的出风口位于所述干熄焦炉的循环风道处。

这样设置，可以利用循环风道11内的压力和风速，方便循环气体从干熄焦炉1中吹出。

如图2所示为本实施例提供的一种可能的降低干熄焦炉中焦炭烧损率的系统的结构示意图。其中，选用重力除尘器作为第一除尘装置2，选用旋风除尘器作为第二除尘装置4。而从干熄焦炉1的炉口、内部、出焦口以及除湿装置7吹出的含有微粒、有害物质的废气，还统一收集进行处理后再排出到空气中。

在一种可能的实施例中，为了节约本实施例的除湿成本，本实施例选用转轮除湿机来对循环气体进行除湿，转轮除湿机中的吸附材料在吸水后，还能够通过吹热风的方式对吸附材料的水进行脱附处理，从而使转轮除湿机能够反复使用。如图3所示为本实施例提供的一种除湿装置的连接示意图。

具体方案为：所述除湿装置7包括第一转轮除湿机71和第一辅助风机72；

所述第一转轮除湿机71的进风口711与所述第一辅助风机72的出风口722连接；

所述第一转轮除湿机71的出风口712连接所述除湿装置7的出风口；

所述第一辅助风机72的进风口721连接所述除湿装置7的进风口。

具体的，第一转轮除湿机71上设有进气口711、出气口712、可生气口713和可生尾气口714。其中，进气口711与出气口712连通，供干熄焦炉1中的循环气体通过；可生气口713与可生尾气口714连通，用于从可生气口713中通入高温的可生气，对第一转轮除湿机71中的吸附材料脱附后，化为可生尾气后从可生尾气口714排出。

在一种可能的实施例中，所述第一辅助风机72的出风口722、所述第一转轮除湿机71的出风口712和再生尾气口714均设有检测传感器73，用以检测通过气体的温度、湿度和成分。

具体的，通过这些检测传感器，本实施例能够清楚获知除湿装置各部分的工作状态以及工作能力，以便在除湿装置故障或除湿能力下降时及时通知技术人员。

在一种可能的实施例中，为了满足工厂环境下不间断生产的要求，本实施例还提供了一种方案，如图4所示为本实施例提供的一种除湿装置的连接示意图。

具体方案为：所述除湿装置7包括第二转轮除湿机74、第三转轮除湿机75和第二辅助风机76；

所述第二转轮除湿机74的进风口741通过第一控制阀连接所述第二辅助风机76的出风口762；

所述第二转轮除湿机74的出风口742通过第二控制阀连接所述除湿装置7的出风口；

所述第三转轮除湿机75的进风口751通过第三控制阀连接所述第二辅助风机76的出风口762；

所述第三转轮除湿机75的出风口752通过第四控制阀连接所述除湿装置7的出风口；

所述第二辅助风机76的进风口761连接所述除湿装置7的进风口。

具体的，当第二转轮除湿机工作时，第三转轮除湿机可以进行脱附处理，而当第二转轮除湿机进行了一段时间的除湿工作后，除湿能力下降，就直接转为脱附工作状态，同时切换第三转轮除湿机进行除湿工作。这样，就能够使本实施例中的除湿装置无间隙地连续进行除湿工作。

具体的，第二转轮除湿机74上设有进气口741、出气口742、可生气口743和可生尾气口744。其中，进气口741与出气口742连通，供干熄焦炉1中的循环气体通过；可生气口743与可生尾气口744连通，用于从可生气口743中通入高温的可生气，对第二转轮除湿机74中的吸附材料脱附后，化为可生尾气后从可生尾气口744排出。

具体的，第三转轮除湿机75上设有进气口751、出气口752、可生气口753和可生尾气口754。其中，进气口751与出气口752连通，供干熄焦炉1中的循环气体通过；可生气口753与可生尾气口754连通，用于从可生气口753中通入高温的可生气，对第三转轮除湿机75中的吸附材料脱附后，化为可生尾气后从可生尾气口754排出。

在一种可能的实施例中，所述除湿装置7的出风口、所述第二辅助风机76的出风口762、所述第二转轮除湿机74的再生尾气口744和所述第三转轮除湿机75的再生尾气口754均设有检测传感器73，用以检测通过气体的温度、湿度和成分。

具体的，通过这些检测传感器，本实施例能够清楚获知除湿装置各部分的工作状态以及工作能力，以便在除湿装置故障或除湿能力下降时及时通知技术人员。

基于与方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种应用于如上述任一种系统实施例的降低干熄焦炉中焦炭烧损率的方法，所述方法包括步骤1。

步骤1，使用除湿装置7将进入干熄焦炉1的循环气体的含水量降低至小于第一数值的数值。

具体的，第一数值的选取，可以通过对干熄焦炉中循环气体的不同含水量导致的具体焦炭损耗量进行统计，并结合具体的除湿，科学选取，以在合理成本下尽可能减少循环气体中的水分对焦炭的损耗。

在一种可能的实施例中，所述使用除湿装置将进入干熄焦炉的循环气体的含水量降低至小于第一数值的数值之后，所述方法还包括步骤2至步骤3。

步骤2，检测从所述除湿装置的出气口中通过的循环气体的含水量。

具体的，可以在除湿装置的出气口设置检测传感器，便可实现对循环气体的含水量的检测。

步骤3，若所述除湿装置的出气口中通过的循环气体的含水量大于等于第一数值，则发出除湿装置故障报警信号。

具体的，当循环气体经过除湿装置后其含水量还是大于等于第一数值，则说明除湿装置的除湿能力不足，可能是因为除湿装置的除湿材料的除湿效果下降，需要更换新的除湿装置或除湿材料，也可能是除湿装置发生故障。

具体的，该故障报警信号可以采用声光报警器的形式来引起技术人员的注意，还可以采用软件报警报文的形式来向监控室的技术人员发出报警。

本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例经过研究分析，认为干熄焦炉的循环气体中的水在干熄焦系统的高温区段(760℃至960℃)与焦炭发生的氧化还原反应才是导致焦炭烧损率大于设计值的主要原因。本发明实施例在循环气体的循环路径上增设了除湿装置，能够有效降低进入干熄焦炉的循环气体的含水量，从而有效地降低了干熄焦炉中焦炭烧损率。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。