【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于焦粉气化领域，具体涉及一种焦炉气化焦粉的装置。本专利技术还提供了一种焦炉气化焦粉的工艺及试验系统。
技术介绍
1、焦粉是焦化生产企业在焦炭生产过程中产生的焦炭粉末，其成分指标与焦炭基本一样。因焦粉粒度小不符合冶金焦指标要求，大量的焦粉被廉价地处理。因此，探讨粉焦加工工艺，提高焦粉利用价值，对于提高企业经济效益，具有十分重要的现实意义。
2、焦粉气化技术是一种用固定碳作为原料，在水蒸汽和氧气为气化剂，高温条件下进行气化，生成以co和h2为主要成分的气化技术。传统气化技术是在固定的气化炉内进行反应，但工艺复杂，投资过大。
技术实现思路
1、为了克服现有技术工艺复杂及成本高的缺陷，本专利技术提供了一种可以合理利用焦炉炭化室结焦末期炉顶空间，且操作简便的焦炉气化焦粉的装置。
2、本专利技术为了实现上述目的所采用的技术方案是：
3、一种焦炉气化焦粉的装置，包括焦炉，所述焦炉炉顶的炉顶除尘水封座上安装有用于给炭化室喷入焦粉的输送管道，在焦炉炉顶布设有用于储存焦粉的储料斗及使焦粉、水蒸汽和空压风混合的混合器，所述储料斗底部通过焦粉管道与混合器的第一段连接，混合器的第一段还连接有空压风管道，混合器的第二段与水蒸气管道连接，混合器的进料口与输送管道连接，混合后的物料由水蒸汽和空压风带压喷吹到焦方炭化室顶部空间，使焦粉在炭化室顶部反应产生煤气。
4、进一步地，所述输送管道一端从焦炉顶部除尘水封座上的安装孔或侧部埋入进料管，所述输送管道为不锈
5、进一步地，所述储料斗内侧安装有用于计量所喷出物料量的料位计，储料斗底部安装有定量给料阀，焦粉在经过定量给料阀后进入混合器中，所述储料斗旁边还设有一个方便操作和观察上料情况的第一操作平台；所述料位计与中控室内程序控制连接。
6、进一步地，所述水蒸汽管道上安装有流量表和压力表，水蒸汽管道内的蒸汽接自加过热的过热蒸汽；所述流量表和压力表与中控室内程序控制连接，既能现场显示，也要传到中控室有历史曲线和累积量，以计量所使用的蒸汽量和压力调节变化情况。所述过热蒸汽的温度为160-300℃。
7、进一步地，所述空压风管道上安装有流量计和压力表，空压风管道内的空压风接自加热后的空气或氧气；所述流量计和压力表与中控室内程序控制连接，既能现场显示，也要传到中控室有历史曲线和累积量，以计量所使用的空压风量和压力调节变化情况。所述空气或氧气的加热温度为160-300℃。
8、进一步地，所述焦炉顶部的炉顶上升管水封座上还安装有可拆卸的煤气导出冷却放散试验系统；所述可拆卸的煤气导出冷却放散试验系统包括氨气冷却喷洒结构及取样放散结构，所述冷却喷洒结构一端通过煤气导出弯管与炉顶上升管水封座顶部连接，冷却喷洒结构冷却后的煤气进入取样放散结构。
9、本专利技术中连接上升管与煤气导出冷却放散试验系统的煤气导出弯管是可拆卸的，在结焦末期把弯管连接上，开始做焦粉实验。做完试验后，移开弯管，恢复焦炉正常生产。
10、更进一步地，所述煤气导出弯管内部浇筑有隔热层，煤气导出弯管一端直接安装在第二上升管水封座上面，另一端法兰连接在氨水冷却喷洒结构上。
11、优选的，所述氨水冷却喷洒结构包括氨水冷却器，所述氨水冷却器内顶部中间竖向设有隔板，顶部位于隔板两侧分别安装有氨水喷头，通过氨水喷洒将煤气由煤气温度800℃（±50℃）冷却到75℃（±5℃），喷洒后的氨水用管道沿着集气管支架敷设到焦炉焦油盒中或经水封直接进入集气管。
12、更进一步地，所述取样放散结构包括煤气放散管道，在煤气放散管道上安装有流量表、温度计、取样点及放散阀门，所述取样点上连接有煤气成分取样化验及自动检测仪器，煤气放散管与焦炉的集气管放散管连接到一起，通过集气管放散管点火放散，煤气放散管道与集气管放散管之间用放散阀门连接，所述煤气成分取样化验及自动检测仪器与中控室电连接。所述取样放散结构旁还设有一个方便操的第二操作平台，所述第二操作平台上还设有单臂吊，所述单臂吊通过销轴与煤气放散管上的固定环顶部连接。煤气取样检测管道与煤气放散管道之间用放散阀门连接，在做实验室煤气不互串，成分分析互不干扰；煤气成分（o2、h2、co、co2、n2、含尘)检测数值远传至中控室，并有历史曲线显示值。
13、焦粉在炭化室顶部反应产生的煤气直接进入集气管和负压管道，在汽液分离器上和负压管上增加氨水喷洒装置，以降低煤气中含尘量，煤气通过净化，进入甲醇和lng生产系统。
14、本专利技术装置简化了操作，减小了投资，在不改变焦炉原有功能的前提下，合理利用焦炉原有设备进行局部改造，使得焦粉气化达到最大转化率。
15、本专利技术还提供了一种焦炉气化焦粉的工艺，采用上述装置，具体包括以下步骤：将焦粉、蒸汽、空压风或氧气按1：（5-10）：（0.1-1.5）进行混合，将混合后的焦粉利用蒸汽和空压风压力喷吹到焦炉炭化室焦方顶部空间，利用焦炉在结焦末期顶部空间温度750-850℃，使焦粉中的碳元素和水蒸汽、氧气发生反应，生成氢气和一氧化碳气体。以提高煤气中的氢气和一氧化碳含量，达到提高甲醇和lng收率的目的。
16、本专利技术的工艺是在焦炉结焦末期，焦炭已成熟，产生的煤气极少，利用炭化室顶部空间（约长16m、高400-500mm、宽530mm）、温度（750-850℃）作为焦粉气化反应的密闭空间，使焦粉中的固定碳在高温下与空气、水蒸汽中进行反应。
17、化学反应原理：
18、c+o2=co2+q
19、co2+c=2co+q
20、h2o+c=h2+co+q
21、目前，公司焦粉主要组成成分含量约为：固定碳86%、水份0.2%、灰分12.76%、挥发分1.0%、硫份0.79%。
22、工艺在上述比例中产生的co、h2量最高，焦炉产的荒煤气主要组成占比由h2 60%提升约至62%、co 6%提升约至10%，使煤气深加工产品甲醇、lng的产量得到提升。为提高焦粉利用价值，合理利用焦炉炭化室炉顶空间，操作简便且成本低。
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1.一种焦炉气化焦粉的装置，包括焦炉，其特征在于，所述焦炉炉顶的炉顶除尘水封座上安装有用于给炭化室喷入焦粉的输送管道，在焦炉炉顶布设有用于储存焦粉的储料斗及使焦粉、水蒸汽和空压风混合的混合器，所述储料斗底部通过焦粉管道与混合器的第一段连接，混合器的第一段还连接有空压风管道，混合器的第二段与水蒸汽管道连接，混合器的进料口与输送管道连接，混合后的物料由水蒸汽和空压风带压喷吹到焦方炭化室顶部空间，使焦粉在炭化室顶部反应产生煤气。
2.根据权利要求1所述的焦炉气化焦粉的装置，其特征在于，所述输送管道一端从焦炉顶部或侧部埋入进料管，输送管道另一端穿过炉顶除尘水封座上的安装孔；所述输送管道为不锈钢管道或其他耐高温管道。
3.根据权利要求1所述的焦炉气化焦粉的装置，其特征在于，所述储料斗内侧安装有用于计量所喷出物料量的料位计，储料斗底部安装有定量给料阀，焦粉在经过定量给料阀后进入混合器中,所述储料斗旁边还设有一个方便操作和观察上料情况的第一操作平台，所述料位计与中控室内的程序控制连接。
4.根据权利要求1所述的焦炉气化焦粉的装置，其特征在于，所述水蒸汽管道上
5.根据权利要求1所述的焦炉气化焦粉的装置，其特征在于，所述空压风管道上安装有流量计和压力表，空压风管道内的空压风接自加热后的氧气或空气；所述流量计和压力表与中控室内的程序控制连接；所述氧气或空气的加热温度为160-300℃。
6.根据权利要求1所述的焦炉气化焦粉的装置，其特征在于，所述焦炉顶部的炉顶上升管水封座上还安装有可拆卸的煤气导出冷却放散试验系统；所述可拆卸的煤气导出冷却放散试验系统包括氨水冷却喷洒结构及取样放散结构，所述氨水冷却喷洒结构一端通过煤气导出弯管与炉顶上升管水封座顶部连接，冷却喷洒结构冷却后的煤气进入取样放散结构。
7.根据权利要求6所述的焦炉气化焦粉的装置，其特征在于，所述煤气导出弯管内部浇筑有隔热层，煤气导出弯管一端直接安装在第二上升管水封座上面，另一端法兰连接在氨水冷却喷洒结构上。
8.根据权利要求7所述的焦炉气化焦粉的装置，其特征在于，所述氨水冷却喷洒结构包括氨水冷却器，所述氨水冷却器内顶部中间竖向设有隔板，顶部位于隔板两侧分别安装有氨水喷头，通过氨水喷洒将煤气由煤气温度800℃（±50℃）冷却到75℃（±5℃），喷洒后的氨水用管道沿着集气管支架敷设到焦炉焦油盒中或经水封后直接进入集气管中。
9.根据权利要求6所述的焦炉气化焦粉的装置，其特征在于，所述取样放散结构包括煤气放散管道，在煤气放散管道上安装有流量表、取样点、温度计和放散阀门，所述取样点上安装有煤气成分取样化验及自动检测仪器，煤气放散管与焦炉的集气管放散管连接到一起，通过集气管放散管点火放散，煤气放散管道与集气管放散管之间用放散阀门连接，所述取样放散结构旁还设有一个方便操作和观察上料情况的第二操作平台，所述第二操作平台上还设有单臂吊，所述单臂吊通过销轴与煤气放散管上的固定环顶部连接；所述煤气成分取样化验及自动检测仪器与中控室内的程序控制连接。
10.根据权利要求1所述的焦炉气化焦粉的装置，其特征在于，所述焦炉为捣固焦炉或顶装焦炉。
11.一种焦化炉气化焦粉的工艺，采用权利要求1-10中任一项所述的装置，具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种焦炉气化焦粉的装置，包括焦炉，其特征在于，所述焦炉炉顶的炉顶除尘水封座上安装有用于给炭化室喷入焦粉的输送管道，在焦炉炉顶布设有用于储存焦粉的储料斗及使焦粉、水蒸汽和空压风混合的混合器，所述储料斗底部通过焦粉管道与混合器的第一段连接，混合器的第一段还连接有空压风管道，混合器的第二段与水蒸汽管道连接，混合器的进料口与输送管道连接，混合后的物料由水蒸汽和空压风带压喷吹到焦方炭化室顶部空间，使焦粉在炭化室顶部反应产生煤气。
2.根据权利要求1所述的焦炉气化焦粉的装置，其特征在于，所述输送管道一端从焦炉顶部或侧部埋入进料管，输送管道另一端穿过炉顶除尘水封座上的安装孔；所述输送管道为不锈钢管道或其他耐高温管道。
3.根据权利要求1所述的焦炉气化焦粉的装置，其特征在于，所述储料斗内侧安装有用于计量所喷出物料量的料位计，储料斗底部安装有定量给料阀，焦粉在经过定量给料阀后进入混合器中,所述储料斗旁边还设有一个方便操作和观察上料情况的第一操作平台，所述料位计与中控室内的程序控制连接。
4.根据权利要求1所述的焦炉气化焦粉的装置，其特征在于，所述水蒸汽管道上安装有流量表和压力表，水蒸汽管道内的蒸汽为过热蒸汽；所述流量表和压力表与中控室内的程序控制连接；所述过热蒸汽温度为160-300℃。
5.根据权利要求1所述的焦炉气化焦粉的装置，其特征在于，所述空压风管道上安装有流量计和压力表，空压风管道内的空压风接自加热后的氧气或空气；所述流量计和压力表与中控室内的程序控制连接；所述氧气或空气的加热温度为160-300℃。
6.根据权利要求1所述的焦炉气化焦粉的装置，其特征在于，所述焦炉顶部的炉顶上升管水封座上还安装...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏松波，张运生，张世杰，李伟，王富贵，李江伟，袁事业，刘璐娟，
申请(专利权)人：山西金鼎潞宝能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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