一種焦?fàn)t燃燒室?炭化室墻結(jié)構(gòu)的制作方法

本實(shí)用新型涉及煉焦技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種焦?fàn)t燃燒室-炭化室墻結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

如圖1所示，現(xiàn)代焦?fàn)t爐體1最上部是爐頂，爐頂之下為相間配置的燃燒室3和炭化室2，焦?fàn)t爐體1下部有蓄熱室6和連接蓄熱室6和燃燒室3的斜道區(qū)5，每個(gè)蓄熱室6下部的小煙道7通過交換開閉器與煙道連接，煙道末端通向煙囪。燃燒室3在炭化室2的兩側(cè)，由許多立火道8構(gòu)成，煤氣在立火道8內(nèi)燃燒，通過立火道8與炭化室2之間的炭化室墻4將熱量傳遞給炭化室2，炭化室2中的煉焦煤經(jīng)過高溫干餾轉(zhuǎn)化為焦炭，因而燃燒室立火道8的溫度及炭化室墻4的傳熱效率將直接影響焦炭的產(chǎn)量和質(zhì)量。

為了提高生產(chǎn)效率，國內(nèi)外焦?fàn)t趨向于大型化，炭化室高度、長度和寬度都越來越大，對(duì)焦?fàn)t的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和嚴(yán)密性的要求也越來越高。砌筑常規(guī)炭化室墻10的硅磚所用的磚型有：丁字磚、酒瓶磚和寶磚磚，中國焦?fàn)t的炭化室墻10以前多采用丁字磚，20世紀(jì)80年代以后多采用寶塔磚，即炭化室墻10以形、形或形與立火道隔墻9形成凹凸咬合結(jié)構(gòu)；其朝向燃燒室立火道8一側(cè)的內(nèi)表面為平面(如申請(qǐng)?zhí)枮?00520145110.3的中國專利，公開的“一種焦?fàn)t燃燒室-炭化室單元”)。

炭化室墻的厚度一般為90-100mm，國內(nèi)焦?fàn)t炭化室墻的厚度多為95-105mm。由于常規(guī)炭化室墻10的傳熱面為等厚面，如果要提高燃燒室-炭化室的傳熱效率，只能減薄炭化室墻10的整體厚度，但這樣做卻降低了焦?fàn)t爐體1的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和燃燒室-炭化室的氣密性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種焦?fàn)t燃燒室-炭化室墻結(jié)構(gòu)，在保證焦?fàn)t爐體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和燃燒室-炭化室氣密性的同時(shí)可以顯著提高燃燒室-炭化室間的傳熱效率，減少結(jié)焦時(shí)間、提高焦炭產(chǎn)量、提高焦?fàn)t生產(chǎn)效率，更有利于焦?fàn)t的大型化發(fā)展。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種焦?fàn)t燃燒室-炭化室墻結(jié)構(gòu)，所述燃燒室-炭化室由燃燒室和炭化室相間排列組成，燃燒室由多個(gè)立火道并列組成；各立火道之間設(shè)立火道隔墻，炭化室與立火道之間設(shè)炭化室墻，炭化室內(nèi)的立火道隔墻與炭化室墻連接處設(shè)凹凸咬合結(jié)構(gòu)；所述炭化室墻朝向立火道一側(cè)的內(nèi)表面為凹形結(jié)構(gòu)，凹形內(nèi)表面的厚度為炭化室墻厚度-10～15mm。

所述立火道隔墻由間隔設(shè)置的“工”字形隔墻和“中”字形隔墻組成，炭化室墻的一端設(shè)凹形結(jié)構(gòu)與“工”字形隔墻形成凹凸咬合結(jié)構(gòu)，另一端設(shè)或不設(shè)凹形結(jié)構(gòu)，并嵌入“中”字形隔墻內(nèi)形成凹凸咬合結(jié)構(gòu)。

所述炭化室墻自下向上由多塊墻磚組成，每塊墻磚的上、下表面設(shè)有溝舌。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

炭化室墻的內(nèi)表面設(shè)為凹形結(jié)構(gòu)，兩端與立火道隔墻結(jié)構(gòu)的部分結(jié)構(gòu)不變，能夠保證焦?fàn)t爐體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和氣密性；同時(shí)炭化室墻的傳熱面厚度減薄，有利于增加焦?fàn)t燃燒室傳至炭化室的平均熱流量，提高燃燒室-炭化室的傳熱效率；可減少結(jié)焦時(shí)間、提高焦炭產(chǎn)量、提高焦?fàn)t生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t的大型化發(fā)展。

附圖說明

圖1是常規(guī)焦?fàn)t燃燒室-炭化室單元的縱剖視圖。

圖2是常規(guī)立火道單元結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本實(shí)用新型所述立火道單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是采用常規(guī)炭化室墻的焦?fàn)t燃燒室傳至炭化室的熱流量分析云圖；

圖5是采用本實(shí)用新型所述炭化室墻的焦?fàn)t燃燒室傳至炭化室的熱流量分析云圖；

圖中：1.焦?fàn)t爐體 2.炭化室 3.燃燒室 4.炭化室墻 5.斜道區(qū) 6.蓄熱室 7.小煙道 8.立火道 9.立火道隔墻 10.常規(guī)炭化室墻 11.本實(shí)用新型所述炭化室墻A1/A2.靠近立火道一側(cè)的炭化室側(cè)墻 B1/B2.靠近炭化室一側(cè)的炭化室側(cè)墻

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明：

如圖3所示，本實(shí)用新型所述一種焦?fàn)t燃燒室-炭化室墻結(jié)構(gòu)，所述燃燒室-炭化室由燃燒室和炭化室相間排列組成，燃燒室由多個(gè)立火道8并列組成；各立火道8之間設(shè)立火道隔墻9，炭化室與立火道之間設(shè)炭化室墻4，炭化室內(nèi)的立火道隔墻9與炭化室墻11連接處設(shè)凹凸咬合結(jié)構(gòu)；所述炭化室墻11朝向立火道8一側(cè)的內(nèi)表面為凹形結(jié)構(gòu)，凹形內(nèi)表面的厚度為炭化室墻11厚度-10～15mm。

所述立火道隔墻9由間隔設(shè)置的“工”字形隔墻和“中”字形隔墻組成，炭化室墻11的一端設(shè)凹形結(jié)構(gòu)與“工”字形隔墻形成凹凸咬合結(jié)構(gòu)，另一端設(shè)或不設(shè)凹形結(jié)構(gòu)，并嵌入“中”字形隔墻內(nèi)形成凹凸咬合結(jié)構(gòu)。

所述炭化室墻11自下向上由多塊墻磚組成，每塊墻磚的上、下表面設(shè)有溝舌。

以下實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。下述實(shí)施例中所用方法如無特別說明均為常規(guī)方法。

【實(shí)施例】

以7m焦?fàn)t為例。

如圖2所示，常規(guī)炭化室墻10朝向立火道一側(cè)的內(nèi)表面為平面，通過焦?fàn)t爐墻側(cè)負(fù)荷計(jì)算得出常規(guī)7m焦?fàn)t炭化室墻的厚度為95mm，即常規(guī)炭化室墻傳熱面的厚度為95mm。

如圖2所示，常規(guī)炭化室墻10由靠近立火道8一側(cè)的側(cè)墻A1和靠近炭化室2一側(cè)的側(cè)墻B1組成，側(cè)墻A1向側(cè)墻B1傳遞的熱量，可按單層平壁穩(wěn)定熱傳導(dǎo)方程(傅里葉定律)近似計(jì)算，即：焦?fàn)t傳熱量Q1＝λF(t1-t2)/σ；其中λ為炭化室墻熱導(dǎo)率，F(xiàn)為炭化室墻面積，t1、t2為側(cè)墻A1和側(cè)墻B1的平均溫度，σ為炭化室墻傳熱面的厚度；可見，減少炭化室墻傳熱面的厚度可增加焦?fàn)t燃燒室-炭化室的熱流量。

如圖4所示，是常規(guī)7m焦?fàn)t燃燒室傳至炭化室的熱流量分析云圖；利用ANSYS軟件模擬分析后，得出常規(guī)7m焦?fàn)t燃燒室傳至炭化室的平均熱流量為6.605×10³W/m²。

如圖3所示，本實(shí)用新型所述炭化室墻11朝向立火道8一側(cè)的內(nèi)表面為凹形結(jié)構(gòu)，通過焦?fàn)t爐墻側(cè)負(fù)荷計(jì)算得出7m焦?fàn)t炭化室墻11的厚度為95mm，而凹形內(nèi)表面處的厚度為80mm，比炭化室墻11的整體厚度95mm減薄了15mm。

如圖3所示，本實(shí)用新型所述燃燒室3由立火道8、立火道隔墻9、炭化室墻11組成，煤氣燃燒將熱量從靠近立火道8一側(cè)的側(cè)墻A2傳遞給靠近炭化室2一側(cè)的側(cè)墻B2，煉焦煤在炭化室2內(nèi)受熱干餾成焦炭。通過側(cè)墻A2傳遞側(cè)墻B2的熱量，可按單層平壁穩(wěn)定熱傳導(dǎo)方程(傅里葉定律)近似計(jì)算，即：Q2＝λF(t3-t4)/σ，其中λ為爐墻熱導(dǎo)率，F(xiàn)為炭化室墻面積，t3、t4為側(cè)墻A2和側(cè)墻B2的平均溫度，σ為炭化室墻傳熱面的厚度。

如圖5所示，是采用本實(shí)用新型所述炭化室墻的焦?fàn)t燃燒室傳至炭化室的熱流量分析云圖；為保證焦?fàn)t的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和嚴(yán)密性，焦?fàn)t炭化室墻的整體厚度仍為95mm，但炭化室墻傳熱面(凹形內(nèi)表面)處的厚度為80mm；利用ANSYS軟件模擬分析后，得出采用本實(shí)用新型所述炭化室墻的7m焦?fàn)t燃燒室傳至炭化室的平均熱流量為7.549×10³W/m²。

結(jié)論：與現(xiàn)有同類型常規(guī)焦?fàn)t相比，采用本實(shí)用新型所述炭化室墻的焦?fàn)t可以提高燃燒室-炭化室14％以上的平均熱流量，顯著提高燃燒室-炭化室傳熱效率，縮短結(jié)焦時(shí)間，提高焦?fàn)t生產(chǎn)效率。

本實(shí)用新型所述焦?fàn)t燃燒室-炭化室墻結(jié)構(gòu)中的炭化室墻包括由一塊整體墻磚或若干塊墻磚組合形成的具有凹形內(nèi)表面的炭化室墻的所有技術(shù)方案，任何在其之上的修改或改進(jìn)，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型之內(nèi)。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。