CN212316012U - 一种焦炉炉顶结构及焦炉 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供一种焦炉炉顶结构及焦炉。焦炉炉顶结构包括炉顶区，炉顶区包括：与炭化室或燃烧室立火道连通的助燃空气通道；与助燃空气通道连通的工质气体纵横网状通道，以及与工质气体纵横网状通道连通的工质气体入口；位于工质气体纵横网状通道上方的气体隔热纵横网状通道，以及与气体隔热纵横网状通道连通的隔热气体入口和隔热气体出口；设于助燃空气通道内的工质气体流量调节装置，用于调节经工质气体纵横网状通道进入炭化室或燃烧室立火道的工质气体的流量。采用本公开的焦炉炉顶结构及焦炉，能够降低焦炉炉顶表面热损失，提高焦炉的热工效率，实现对热能的回收利用。

Description

一种焦炉炉顶结构及焦炉

技术领域

本公开实施例涉及冶金炼焦工业技术领域，特别是涉及一种焦炉炉顶结构及焦炉。

背景技术

炼焦工业是配合煤在隔绝空气的条件下，经过高温干馏过程生产焦炭、焦炉煤气和各类化工产品的复杂工艺过程，其中焦炉是炼焦工业的核心热工设备，配合煤在焦炉炭化室中经过复杂的物理化学变化转化为最终产品。目前国际上焦炉种类较多，主要分为：常规顶装焦炉、常规捣固焦炉、卧式热回收焦炉和立式热回收焦炉。

焦炉是复杂的热工窑炉，焦炉的热工效率在70％～75％左右，焦炉表面以对流和辐射的形式与环境交换热量，不仅导致大量的热能损失降低焦炉的热工效率，而且致使工作环境处于恶劣的高温条件下影响生产操作和身体健康。暴露于环境中的高温工业装置的表面与环境之间不可避免的会存在一定的温度梯度，因此根据能量守恒和传热原理，在温度梯度推动力的作用下高温工业装置必然存在表面热损失，另外依据熵增原理，低温热源特别是表面散热损失的能量属于低品质热能，根据热力学第二定律的描述，在没有任何代价的情况下，回收低品质热能是不可能实现的。焦炉炉顶与环境接触的表面积大且炉顶表面温度在50～200℃之间，炉顶表面散失的热量属于低品质的低温热源，在目前的技术水平下，回收这部分热能在经济和技术上都存在相当大的难度，导致经济技术指标差，投入产出比低。

实用新型内容

本公开实施例提供一种焦炉炉顶结构及焦炉，以降低焦炉炉顶表面热损失，提高焦炉的热工效率，实现对热能的回收利用。

根据本公开实施例的一个方面，提供一种焦炉炉顶结构，包括炉顶区，炉顶区包括：

与炭化室或燃烧室立火道连通的助燃空气通道；

与助燃空气通道连通的工质气体纵横网状通道，以及与工质气体纵横网状通道连通的工质气体入口；

位于工质气体纵横网状通道上方的气体隔热纵横网状通道，以及与气体隔热纵横网状通道连通的隔热气体入口和隔热气体出口；

设于助燃空气通道内的工质气体流量调节装置，用于调节经工质气体纵横网状通道进入炭化室或燃烧室立火道的工质气体的流量。

在一些实施例中，工质气体入口为一个，设于机侧或焦侧的正面；或者，工质气体入口为多个，设于机侧和/或焦侧的正面；隔热气体入口为一个，设于机侧或焦侧的正面；或者，隔热气体入口为多个，设于机侧和/或焦侧的正面；隔热气体出口为一个，设于机侧或焦侧的正面；或者，隔热气体出口为多个，设于机侧和/或焦侧的正面。

在焦炉中，机侧为推焦车或装煤车的一侧；焦侧为拦焦车或熄焦车的一侧。

在一些实施例中，至少一个工质气体入口设有可拆卸的第一封闭结构；和/或至少一个隔热气体入口设有可拆卸的第二封闭结构；和/或至少一个隔热气体出口设有可拆卸的第三封闭结构。

其中，第一封闭结构、第二封闭结构或第三封闭结构，可以是与工质气体入口、隔热气体入口或隔热气体出口大小相适应的砖，也可以是能够将工质气体入口、隔热气体入口或隔热气体出口封闭的其他物质，在此不做限定。

在一些实施例中，工质气体入口位于隔热气体入口的下方，工质气体入口与隔热气体入口之间的最短间距为65毫米；或者，工质气体入口与隔热气体入口通过管路相连通；或者，工质气体纵横网状通道与气体隔热纵横网状通道相连通。

在一些实施例中，工质气体包括：空气、废气或空气与废气的混合气。

在一些实施例中，炉顶区，还包括敷设于工质气体纵横网状通道和/或气体隔热纵横网状通道内的换热管道，换热管道内通有换热工质。

在一些实施例中，换热工质包括：除盐水、导热油和焦化污水中的至少一种。

在一些实施例中，工质气体流量调节装置包括：

位于助燃空气通道的顶部开口处的密封盖；

钢管，与密封盖密封装配，且能够相对密封盖上下滑动；

设于钢管底端的阀体，包括与钢管固定连接的法兰，以及与法兰连接的中空筒体，中空筒体的侧壁具有至少一个开孔，当钢管相对密封盖上下滑动时，工质气体纵横网状通道的与助燃空气通道连通的排放口与至少一个开孔的相对面积增加或减小。

在一些实施例中，焦炉炉顶结构应用于卧式热回收焦炉，助燃空气通道与炭化室连通。

在一些实施例中，工质气体流量调节装置还包括：位于阀体下方的呈中空筒状的分配器，分配器的底部封闭，分配器的侧壁具有沿周向分布的多个出气孔。

在一些实施例中，焦炉炉顶结构应用于顶装焦炉、捣固焦炉或立式热回收焦炉，助燃空气通道与燃烧室立火道连通。

根据本公开实施例的另一个方面，提供一种焦炉，包括如上所述的任一种焦炉炉顶结构。

采用本公开实施例的焦炉炉顶结构及焦炉，使工质气体在工质气体纵横网状通道内吸收热量升温后，经气体流量调节装置进入炭化室或燃烧室立火道，提高了燃烧温度进而缩短结焦时间，降低了焦炉炉顶表面热损失，提高焦炉的热工效率，实现对热能的回收利用。当然，实施本公开任一实施例的产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或相关技术中的技术方案，下面对本公开实施例或相关技术描述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公开的一些实施例，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它的附图。

图1A为本公开一些实施例的顶装焦炉、捣固焦炉或立式热回收焦炉的截面示意图；

图1B为图1A中C-C向和D-D向的截面示意图；

图2A为本公开一些实施例的卧式热回收焦炉的截面示意图；

图2B为图2A中A-A向和B-B向的截面示意图；

图3为本公开一些实施例的工质气体流量调节装置的截面示意图；

附图标记为：1-炭化室；2-燃烧室；3-气体隔热纵横网状通道；4-看火孔；5-助燃空气通道；6-工质气体纵横网状通道；7-荒煤气导出孔(仅立式热回收焦炉有)；8-燃烧室立火道隔墙；9-工质气体立火道隔墙内通道；10-工质气体立火道内出口；11-燃烧室立火道；12-工质气体流量调节装置；13-隔热气体入口；14-工质气体入口；15-隔热气体出口；16-主墙；17-下降火道入口；18-上升火道；19-分配器；20-钢管；21-托柄；22-密封盖；23-法兰；24-中空筒体。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。

为降低焦炉炉顶表面热损失，提高焦炉的热工效率，实现对热能的回收利用，本公开实施例提供了一种焦炉炉顶结构及焦炉。

炉顶区，是指焦炉炭化室盖顶砖和盖顶砖以上的部位；炭化室盖顶砖一般用硅砖砌筑，但在机焦两侧、装煤孔相接处用粘土砖。机侧为推焦车或装煤车的一侧；焦侧为拦焦车或熄焦车的一侧。

如图1A和图1B所示，本公开实施例提供一种焦炉炉顶结构，包括炉顶区，炉顶区包括：

与炭化室1或燃烧室立火道11连通的助燃空气通道5；

与助燃空气通道5连通的工质气体纵横网状通道6，以及与工质气体纵横网状通道6连通的工质气体入口14；

位于工质气体纵横网状通道6上方的气体隔热纵横网状通道3，以及与气体隔热纵横网状通道3连通的隔热气体入口13和隔热气体出口15；

设于助燃空气通道5内的工质气体流量调节装置12，用于调节经工质气体纵横网状通道6进入炭化室1或燃烧室立火道11的工质气体的流量。

在一些实施例中，工质气体入口14为一个，设于机侧或焦侧的正面；或者，工质气体入口14为多个，设于机侧和/或焦侧的正面；

隔热气体入口13为一个，设于机侧或焦侧的正面；或者，隔热气体入口13为多个，设于机侧和/或焦侧的正面；

隔热气体出口15为一个，设于机侧或焦侧的正面；或者，隔热气体出口15为多个，设于机侧和/或焦侧的正面。

在一些实施例中，至少一个工质气体入口14设有可拆卸的第一封闭结构；和/或至少一个隔热气体入口13设有可拆卸的第二封闭结构；和/或至少一个隔热气体出口15设有可拆卸的第三封闭结构。

隔热气体入口13、隔热气体出口15和工质气体入口14均可以封闭，形成封闭的空气隔热层，以降低炉顶表面的温度，提高焦炉热工效率。

在一些实施例中，工质气体入口14位于隔热气体入口13的下方，工质气体入口14与隔热气体入口13之间的最短间距为65毫米；或者，工质气体入口14与隔热气体入口13通过管路相连通；或者，工质气体纵横网状通道6与气体隔热纵横网状通道3相连通。

当隔热气体入口和工质气体入口之间的间距为65毫米-300毫米时，气体隔热纵横网状通道3和工质气体纵横网状通道6可以由位于焦炉机侧或焦侧同侧正面的隔热气体入口13和工质气体入口14连通；或者气体隔热纵横网状通道3和工质气体纵横网状通道6，在炉顶区内部通过异形耐火砖或由砌体形成的通道连通；工质气体经过风机加压或者自然对流，首先经过位于机侧或者焦侧的隔热气体入口13进入气体隔热纵横网状通道3，然后经过连结通道进入工质气体纵横网状通道6，最后送入焦炉炭化室1或者燃烧室立火道11。

在一些实施例中，工质气体包括：空气、废气或空气与废气的混合气。

在一些实施例中，焦炉炉顶结构还包括敷设于工质气体纵横网状通道6和/或气体隔热纵横网状通道3内的换热管道，换热管道内通有换热工质。

在一些实施例中，换热工质包括：除盐水、导热油和焦化污水中的至少一种。

在一些实施例中，如图3所示，其中，右侧依次为左侧A-A向、B-B向、C-C向、D-D向、E-E向和F-F向的截面图，工质气体流量调节装置12包括：

位于助燃空气通道5的顶部开口处的密封盖22；

钢管20，与密封盖22密封装配，且能够相对密封盖22上下滑动；

设于钢管20底端的阀体，包括与钢管20固定连接的法兰23，以及与法兰23连接的中空筒体24，中空筒体24的侧壁具有至少一个开孔，当钢管20相对密封盖22上下滑动时，工质气体纵横网状通道6的与助燃空气通道5连通的排放口与至少一个开孔的相对面积增加或减小。

在一些实施例中，焦炉炉顶结构应用于卧式热回收焦炉，助燃空气通道5与炭化室1连通。

在一些实施例中，工质气体流量调节装置12还包括：位于阀体下方的呈中空筒状的分配器19，分配器19的底部封闭，分配器19的侧壁具有沿周向分布的多个出气孔。

在一些实施例中，焦炉炉顶结构应用于顶装焦炉、捣固焦炉或立式热回收焦炉，助燃空气通道5与燃烧室立火道11连通。

本公开实施例还提供一种焦炉，包括如图1A、图1B、图2A、图2B所示的焦炉炉顶结构。

实施例1立式热回收焦炉

如图1A和图1B所示，本公开实施例提供一种立式热回收焦炉，包括：炭化室1；燃烧室2；气体隔热纵横网状通道3；看火孔4；助燃空气通道5；工质气体纵横网状通道6；荒煤气导出孔7；燃烧室立火道隔墙8；工质气体立火道隔墙内通道9；工质气体立火道内出口10；燃烧室立火道11；工质气体流量调节装置12；隔热气体入口13；工质气体入口14；隔热气体出口15。

炭化室1是配合煤干馏的空间，燃烧室2与炭化室1相间布置，燃烧室2由炭化室墙和燃烧室立火道隔墙8分隔成的燃烧室立火道11组成，燃烧室立火道11和炭化室1通过位于炭化室墙顶部的荒煤气导出孔7连通；工质气体纵横网状通道6位于焦炉炉顶区内且在第一层盖顶砖上部，由异形耐火砖或者普通耐火砖砌筑形成；工质气体纵横网状通道6与位于燃烧室立火道隔墙8内的工质气体立火道隔墙内通道9和助燃空气通道5连通，且工质气体立火道隔墙内通道9与燃烧室立火道11连通；助燃空气通道5内设置工质气体流量调节装置12；气体隔热纵横网状通道3位于炉顶区内且位于工质气体纵横网状通道6上方；隔热气体入口13位于焦炉机侧和/或焦侧正面，隔热气体出口15位于焦炉机侧和/或焦侧正面，工质气体入口14位于焦炉机侧和/或焦侧正面。

工质气体包括：空气、废气或空气与废气的混合气。

焦炉正常生产操作时，经过风机加压或者依靠炭化室1负压吸入的空气，经过工质气体入口14进入工质气体纵横网状通道6，空气在工质气体纵横网状通道6内吸收经炭化室1和燃烧室2顶耐火砖传导出的热量且升温后，经工质气体流量调节装置12和工质气体立火道隔墙内通道9进入到燃烧室立火道11，配合煤干馏过程中发生的荒煤气经荒煤气导出孔7进入燃烧室立火道11，并与工质气体汇合燃烧；空气在工质气体纵横网状通道6内吸热升温，可以减少焦炉高温区耐火材料的损坏，能够提高燃烧温度进而缩短结焦时间；工质气体流量调节装置12通过升降或者旋转运动，使工质气体纵横网状通道6的与助燃空气通道连通5的排放口与工质气体流量调节装置12的中空筒体24侧壁的开孔的相对面积增加或减小，进而实现工质气体流量的调节。

焦炉正常生产操作且配合煤干馏的末期时，经过风机加压或者依靠炭化室1负压吸入的废气或者空气与废气的混合气，经过工质气体入口14进入工质气体纵横网状通道6，废气或者空气与废气的混合气在工质气体纵横网状通道6内吸收经炭化室1和燃烧室2顶耐火砖传导出的热量且升温后，经工质气体流量调节装置12和工质气体立火道隔墙内通道9进入到燃烧室立火道11，在此与配合煤结焦末期发生的少量荒煤气汇合燃烧；以废气再循环和空气与废气掺混的方法，实现炭化室1的压力调节与稳定，以及对焦炉内气体组分和气量的调整，防止结焦末期由于荒煤气发生量的减少而导致的炭化室1负压过大，从而引起空气经焦炉炉门密封面或其它不严密处吸入炭化室1内，造成焦炭、焦炉炉体和护炉设备的烧损，此外废气掺混措施可有效控制炉内气体组分，防止意外***事故的发生，还可以实现对炭化室1顶部空间温度的调节；工质气体流量调节装置12通过升降或者旋转运动，使工质气体纵横网状通道6的与助燃空气通道连通5的排放口与工质气体流量调节装置12的中空筒体24侧壁的开孔的相对面积增加或减小，进而实现工质气体流量的调节。

焦炉正常生产操作时，经过风机加压或者自然对流吸入的空气、废气或者空气与废气的混合气，经过位于机侧的隔热气体入口13进入气体隔热纵横网状通道3，空气、废气或者空气与废气的混合气在气体隔热纵横网状通道3内吸收经耐火砖传导出的热量后，经位于焦侧或者机侧的隔热气体出口15引出至下游用户或者直接排放，其中空气可以用于助燃空气。

焦炉正常生产操作时，经过风机加压或者自然对流吸入的空气、废气或者空气与废气的混合气，经过位于焦侧的隔热气体入口13进入气体隔热纵横网状通道3，空气、废气或者空气与废气的混合气在气体隔热纵横网状通道3内吸收经耐火砖传导出的热量后，经位于机侧或者焦侧的隔热气体出口15引出至下游用户或者直接排放，其中空气可以用于助燃空气。

当隔热气体入口和工质气体入口之间的间距为65毫米-300毫米时，气体隔热纵横网状通道3和工质气体纵横网状通道6可以由位于焦炉机侧或焦侧同侧正面的隔热气体入口13和工质气体入口14连通；或者气体隔热纵横网状通道3和工质气体纵横网状通道6，在炉顶区内部通过异形耐火砖或由砌体形成的通道连通；工质气体经过风机加压或者自然对流，首先经过位于机侧或者焦侧的隔热气体入口13进入气体隔热纵横网状通道3，然后经过连结通道进入工质气体纵横网状通道6，最后送入焦炉炭化室1或者燃烧室立火道11。

位于焦炉机侧和/或焦侧正面的隔热气体入口13、隔热气体出口15和工质气体入口14均可以封闭，形成封闭的空气隔热层，以降低炉顶表面的温度，提高焦炉热工效率。

位于焦炉炉顶区内的气体隔热纵横网状通道3和工质气体纵横网状通道6中可以敷设换热管道，以液态换热工质为吸热介质回收热量，降低炉顶表面温度，其中液态工质包括但不限于：除盐水，导热油和焦化污水等。

实施例2顶装焦炉

如图1A和图1B所示，本公开实施例提供一种顶装焦炉，包括：炭化室1；燃烧室2；气体隔热纵横网状通道3；看火孔4；助燃空气通道5；工质气体纵横网状通道6；燃烧室立火道隔墙8；工质气体立火道隔墙内通道9；工质气体立火道内出口10；燃烧室立火道11；工质气体流量调节装置12；隔热气体入口13；工质气体入口14；隔热气体出口15。

炭化室1是配合煤干馏的空间，燃烧室2与炭化室1相间布置，燃烧室2由炭化室墙和燃烧室立火道隔墙8分隔成的燃烧室立火道11组成；工质气体纵横网状通道6位于焦炉炉顶区内且在第一层盖顶砖上部，由异形耐火砖或者普通耐火砖砌筑形成；工质气体纵横网状通道6与位于燃烧室立火道隔墙8内的工质气体立火道隔墙内通道9和助燃空气通道5连通，且工质气体立火道隔墙内通道9与燃烧室立火道11连通；助燃空气通道5内设置工质气体流量调节装置12；气体隔热纵横网状通道3位于炉顶区内且位于工质气体纵横网状通道6上方；隔热气体入口13位于焦炉机侧和/或焦侧正面，隔热气体出口15位于焦炉机侧和/或焦侧正面，工质气体入口14位于焦炉机侧和/或焦侧正面。

工质气体包括：空气、废气或空气与废气的混合气。

焦炉正常生产操作时，经过风机加压或者依靠炭化室1负压吸入的空气，经过工质气体入口14进入工质气体纵横网状通道6，空气在工质气体纵横网状通道6内吸收经炭化室1和燃烧室2顶耐火砖传导出的热量且升温后，经工质气体流量调节装置12和工质气体立火道隔墙内通道9进入到燃烧室立火道11，与由立火道底部供入的煤气和空气燃烧后的产物及未燃尽的组分汇合并燃烧，实现对焦炉高向加热的调节和燃烧废气温度的调节，以调节炭化室1顶部空间温度，降低废气中NO_X的生成量；空气在工质气体纵横网状通道6内吸热升温，可以减少焦炉高温区耐火材料的损坏，能够提高燃烧温度进而缩短结焦时间；工质气体流量调节装置12通过升降或者旋转运动，使工质气体纵横网状通道6的与助燃空气通道连通5的排放口与工质气体流量调节装置12的中空筒体24侧壁的开孔的相对面积增加或减小，进而实现工质气体流量的调节。

焦炉正常生产操作时，经过风机加压或者依靠炭化室1负压吸入的废气或者空气与废气的混合气，经过工质气体入口14进入工质气体纵横网状通道6，废气或者空气与废气的混合气在工质气体纵横网状通道6内吸收经炭化室1和燃烧室2顶耐火砖传导出的热量且升温后，经工质气体流量调节装置12和工质气体立火道隔墙内通道9进入到燃烧室立火道11，与由立火道底部供入的煤气和空气燃烧后的产物及未燃尽的组分汇合并燃烧；以废气再循环和空气与废气掺混的方法，实现燃烧室立火道11压力的调节和稳定，以及对焦炉立火道内气体组分和气量的调整，实现对焦炉高向加热的调节和燃烧废气组分与温度的调节，以及调节炭化室1顶部空间温度，降低废气中NO_X的生成量；空气在工质气体纵横网状通道6内吸热升温，可以减少焦炉高温区耐火材料的损坏；工质气体流量调节装置12通过升降或者旋转运动，使工质气体纵横网状通道6的与助燃空气通道连通5的排放口与工质气体流量调节装置12的中空筒体24侧壁的开孔的相对面积增加或减小，进而实现工质气体流量的调节。

焦炉正常生产操作时，经过风机加压或者自然对流吸入的空气、废气或者空气与废气的混合气，经过位于机侧的隔热气体入口13进入气体隔热纵横网状通道3，空气、废气或者空气与废气的混合气在气体隔热纵横网状通道3内吸收经耐火砖传导出的热量后，经位于焦侧或者机侧的隔热气体出口15引出至下游用户或者直接排放，其中空气可以用于助燃空气。

焦炉正常生产操作时，经过风机加压或者自然对流吸入的空气、废气或者空气与废气的混合气，经过位于焦侧的隔热气体入口13进入气体隔热纵横网状通道3，空气、废气或者空气与废气的混合气在气体隔热纵横网状通道3内吸收经耐火砖传导出的热量后，经位于机侧或者焦侧的隔热气体出口15引出至下游用户或者直接排放，其中空气可以用于助燃空气。

当隔热气体入口和工质气体入口之间的间距为65毫米-300毫米时，气体隔热纵横网状通道3和工质气体纵横网状通道6可以由位于焦炉机侧或焦侧同侧正面的隔热气体入口13和工质气体入口14连通；或者气体隔热纵横网状通道3和工质气体纵横网状通道6，在炉顶区内部通过异形耐火砖或由砌体形成的通道连通；工质气体经过风机加压或者自然对流，首先经过位于机侧或者焦侧的隔热气体入口13进入气体隔热纵横网状通道3，然后经过连结通道进入工质气体纵横网状通道6，最后送入焦炉炭化室1或者燃烧室立火道11。

位于焦炉机侧和/或焦侧正面的隔热气体入口13、隔热气体出口15和工质气体入口14均可以封闭，形成封闭的空气隔热层，以降低炉顶表面的温度，提高焦炉热工效率。

位于焦炉炉顶区内的气体隔热纵横网状通道3和工质气体纵横网状通道6中可以敷设换热管道，以液态换热工质为吸热介质回收热量，降低炉顶表面温度，其中液态工质包括但不限于：除盐水，导热油和焦化污水等。

实施例3捣固焦炉

如图1A和图1B所示，本公开实施例提供一种捣固焦炉，具体实施方式同实施例2的顶装焦炉，在此不做赘述。

实施例4卧式热回收焦炉

如图2A和图2B所示，本公开实施例提供一种卧式热回收焦炉，包括：炭化室1；主墙16；下降火道入口17；上升火道18；工质气体纵横网状通道6；气体隔热纵横网状通道3；助燃空气通道5；工质气体流量调节装置12；分配器19；隔热气体入口13；工质气体入口14；隔热气体出口15。

工质气体纵横网状通道6位于焦炉炉顶区内且在第一层拱顶砖上部，由异形耐火砖或者普通耐火砖砌筑形成；工质气体纵横网状通道6与助燃空气通道5连通且助燃空气通道5与炭化室1连通；助燃空气通道5内设置工质气体流量调节装置12及分配器19，且分配器19固定于炉顶第一层盖顶砖内并延伸入炭化室1内部；气体隔热纵横网状通道3位于炉顶区内且位于工质气体纵横网状通道6上方；隔热气体入口13位于焦炉机侧和/或焦侧正面，隔热气体出口15位于焦炉机侧和/或焦侧正面，工质气体入口14位于焦炉机侧和/或焦侧正面。

工质气体包括：空气、废气或空气与废气的混合气。

焦炉正常生产操作时，经过风机加压或者依靠炭化室1负压吸入的空气，经过工质气体入口14进入工质气体纵横网状通道6，空气在工质气体纵横网状通道6内吸收经炭化室1顶耐火砖传导出的热量且升温后，经工质气体流量调节装置12及分配器19的流量调节及分配，进入到炭化室1顶部空间，在此与配合煤干馏过程中发生的荒煤气汇合燃烧；空气在工质气体纵横网状通道6内吸热升温，可以减少焦炉高温区耐火材料的损坏，能够提高燃烧温度进而缩短结焦时间；工质气体流量调节装置12通过升降或者旋转运动，使工质气体纵横网状通道6的与助燃空气通道连通5的排放口与工质气体流量调节装置12的中空筒体24侧壁的开孔的相对面积增加或减小，进而实现工质气体流量的调节，工质气体流量调节装置12的分配器19通过改变气体流动方向，以防止工质气体直接流向焦炭表面或者下降火道入口17，引起焦炭烧损和气体流通短路现象的发生。

焦炉正常生产操作且配合煤干馏的末期时，经过风机加压或者依靠炭化室1负压吸入的废气或者空气与废气的混合气，经过工质气体入口14进入工质气体纵横网状通道6，废气或者空气与废气的混合气在工质气体纵横网状通道6内吸收经炭化室1顶耐火砖传导出的热量且升温后，经工质气体流量调节装置12及分配器19的流量调节及流向分配，进入到炭化室1顶部空间，在此与配合煤结焦末期发生的少量荒煤气汇合燃烧；以废气再循环和空气与废气掺混的方法，实现炭化室1的压力调节与稳定，以及对焦炉内气体组分和气量的调整，防止结焦末期由于荒煤气发生量的减少而导致的炭化室1负压过大，从而引起空气经焦炉炉门密封面或其它不严密处吸入炭化室1内，造成焦炭、焦炉炉体和护炉设备的烧损，此外废气掺混措施可有效控制炉内气体组分，防止意外***事故的发生；工质气体流量调节装置12通过升降或者旋转运动，使工质气体纵横网状通道6的与助燃空气通道连通5的排放口与工质气体流量调节装置12的中空筒体24侧壁的开孔的相对面积增加或减小，进而实现工质气体流量的调节；工质气体流量调节装置12的分配器19通过改变气体流动方向，以防止工质气体直接流向焦炭表面或者下降火道入口17，引起焦炭烧损和气体流通短路现象的发生。

焦炉正常生产操作时，经过风机加压或者自然对流吸入的空气、废气或者空气与废气的混合气，经过位于机侧的隔热气体入口13进入气体隔热纵横网状通道3，空气、废气或者空气与废气的混合气在气体隔热纵横网状通道3内吸收经炭化室1顶耐火砖传导出的热量后，经位于焦侧或机侧的隔热气体出口15引出至下游用户或者直接排放，其中空气可以用于助燃空气。

焦炉正常生产操作时，经过风机加压或者自然对流吸入的空气、废气或者空气与废气的混合气，经过位于焦侧的隔热气体入口13进入气体隔热纵横网状通道3，空气、废气或者空气与废气的混合气在气体隔热纵横网状通道3内吸收经炭化室1顶耐火砖传导出的热量后，经位于机侧或焦侧的隔热气体出口15引出至下游用户或者直接排放，其中空气可以用于助燃空气。

当隔热气体入口和工质气体入口之间的间距为65毫米-300毫米时，气体隔热纵横网状通道3和工质气体纵横网状通道6可以由位于焦炉机侧或焦侧同侧正面的隔热气体入口13和工质气体入口14连通；或者气体隔热纵横网状通道3和工质气体纵横网状通道6，在炉顶区内部通过异形耐火砖或由砌体形成的通道连通；工质气体经过风机加压或者自然对流，首先经过位于机侧或者焦侧的隔热气体入口13进入气体隔热纵横网状通道3，然后经过连结通道进入工质气体纵横网状通道6，最后送入焦炉炭化室1。

位于焦炉机侧和/或焦侧正面的隔热气体入口13、隔热气体出口15和工质气体入口14均可以封闭，形成封闭的空气隔热层，以降低炉顶表面的温度，提高焦炉热工效率。

位于焦炉炉顶区内的气体隔热纵横网状通道3和工质气体纵横网状通道6中可以敷设换热管道，以液态换热工质为吸热介质回收热量，降低炉顶表面温度，其中液态工质包括但不限于：除盐水，导热油和焦化污水等。

实施例5焦炉炉顶结构

本公开实施例提供的一种焦炉炉顶结构，包括如图3所示的工质气体流量调节装置，工质气体流量调节装置包括：

位于助燃空气通道5的顶部开口处的密封盖22；

钢管20，与密封盖22密封装配，且能够相对密封盖22上下滑动；

设于钢管20底端的阀体，包括与钢管20固定连接的法兰23，以及与法兰23连接的中空筒体24，中空筒体24的侧壁具有至少一个开孔，当钢管20相对密封盖22上下滑动时，工质气体纵横网状通道6的与助燃空气通道5连通的排放口与至少一个开孔的相对面积增加或减小，进而实现工质气体流量的调节。

在一些实施例中，工质气体流量调节装置还包括：位于阀体下方的呈中空筒状的分配器19，分配器19的底部封闭，分配器19的侧壁具有沿周向分布的多个出气孔，出气孔设置为使气体流动的方向避开焦炭表面及其它气体流动通道的位置。工质气体流量调节装置12的分配器19通过改变气体流动方向，以防止工质气体直接流向焦炭表面或者下降火道入口17，引起焦炭烧损和气体流通短路现象的发生。

通过对焦炉炉顶结构的设计创新，可以将炉顶结构表面温度降低，从而减少炉顶结构表面热损失，提高焦炉的热工效率和改善炉顶操作环境。另外，利用高温的炭化室和燃烧室传导出的热量给工作介质进行换热，可以使这部分热能在封闭的闭合回路内即***内部循环，实现设计源头的节能减排。

采用本公开的焦炉炉顶结构及焦炉，能够降低焦炉炉顶表面热损失，提高焦炉的热工效率，实现对热能的回收利用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并非用于限定本公开的保护范围。凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本公开的保护范围内。

Claims (12)

1.一种焦炉炉顶结构，其特征在于，包括炉顶区，炉顶区包括：

与炭化室或燃烧室立火道连通的助燃空气通道；

与助燃空气通道连通的工质气体纵横网状通道，以及与工质气体纵横网状通道连通的工质气体入口；

位于工质气体纵横网状通道上方的气体隔热纵横网状通道，以及与气体隔热纵横网状通道连通的隔热气体入口和隔热气体出口；

设于助燃空气通道内的工质气体流量调节装置，用于调节经工质气体纵横网状通道进入炭化室或燃烧室立火道的工质气体的流量。

2.根据权利要求1所述的焦炉炉顶结构，其特征在于，

工质气体入口为一个，设于机侧或焦侧的正面；或者，工质气体入口为多个，设于机侧和/或焦侧的正面；

隔热气体入口为一个，设于机侧或焦侧的正面；或者，隔热气体入口为多个，设于机侧和/或焦侧的正面；

隔热气体出口为一个，设于机侧或焦侧的正面；或者，隔热气体出口为多个，设于机侧和/或焦侧的正面。

3.根据权利要求1所述的焦炉炉顶结构，其特征在于，

至少一个工质气体入口设有可拆卸的第一封闭结构；和/或

至少一个隔热气体入口设有可拆卸的第二封闭结构；和/或

至少一个隔热气体出口设有可拆卸的第三封闭结构。

4.根据权利要求1所述的焦炉炉顶结构，其特征在于，工质气体入口位于隔热气体入口的下方，工质气体入口与隔热气体入口之间的最短间距为65毫米；或者，工质气体入口与隔热气体入口通过管路相连通；或者，工质气体纵横网状通道与气体隔热纵横网状通道相连通。

5.根据权利要求1所述的焦炉炉顶结构，其特征在于，工质气体包括：空气、废气或空气与废气的混合气。

6.根据权利要求1所述的焦炉炉顶结构，其特征在于，还包括敷设于工质气体纵横网状通道和/或气体隔热纵横网状通道内的换热管道，换热管道内通有换热工质。

7.根据权利要求6所述的焦炉炉顶结构，其特征在于，换热工质包括：除盐水、导热油和焦化污水中的至少一种。

8.根据权利要求1-7中任一所述的焦炉炉顶结构，其特征在于，工质气体流量调节装置包括：

位于助燃空气通道的顶部开口处的密封盖；

钢管，与密封盖密封装配，且能够相对密封盖上下滑动；

设于钢管底端的阀体，包括与钢管固定连接的法兰，以及与法兰连接的中空筒体，中空筒体的侧壁具有至少一个开孔，当钢管相对密封盖上下滑动时，工质气体纵横网状通道的与助燃空气通道连通的排放口与至少一个开孔的相对面积增加或减小。

9.根据权利要求8所述的焦炉炉顶结构，其特征在于，所述焦炉炉顶结构应用于卧式热回收焦炉，助燃空气通道与炭化室连通。

10.根据权利要求9所述的焦炉炉顶结构，其特征在于，工质气体流量调节装置还包括：位于阀体下方的呈中空筒状的分配器，分配器的底部封闭，分配器的侧壁具有沿周向分布的多个出气孔。

11.根据权利要求8所述的焦炉炉顶结构，其特征在于，所述焦炉炉顶结构应用于顶装焦炉、捣固焦炉或立式热回收焦炉，助燃空气通道与燃烧室立火道连通。

12.一种焦炉，其特征在于，包括权利要求1-11中任一所述的焦炉炉顶结构。

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