專利名稱：可利用余熱的煉焦?fàn)t的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種利用煉焦?fàn)t產(chǎn)生的熱能變?yōu)榘l(fā)電機(jī)工作所需要的動(dòng)力或變?yōu)榭奢斔偷臒嵩吹募夹g(shù)。
一般的煉焦?fàn)t，在煉焦過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，都流失到空氣中，還會(huì)使附近空氣污染。尤其是一些集體或個(gè)體企業(yè)煉焦用的小型煉焦?fàn)t，只要求煉出焦炭，不顧及綜合開發(fā)應(yīng)用，對(duì)煉焦過(guò)程中熱量的損失更以為理所當(dāng)然，從不計(jì)較。所以采用傳統(tǒng)的土爐煉焦。這種煉焦?fàn)t，不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，而且方法也易掌握。通常是選擇一個(gè)合適的地形，砌筑成一個(gè)鍋底形的圓爐，留好點(diǎn)火門和通風(fēng)道即可。將備好的原煤堆積爐中，點(diǎn)火燃燒，7-8天即可煉一爐焦。雖然省事，但此種爐型，煉焦過(guò)程中流失的熱能無(wú)法收集利用。另外，焦煉成后，因風(fēng)門的結(jié)構(gòu)不可能做到嚴(yán)密封閉，且爐的上部無(wú)封閉物，多為露天，與空氣接觸面大，熄火冷卻緩慢。此外，通常的小煤窯多處山區(qū)，因距離電網(wǎng)很遠(yuǎn)，而使得生產(chǎn)、生活用電無(wú)法解決。井下采煤，也常用煤石燈作照明；效果和安全性都極差，更不用說(shuō)發(fā)展采煤機(jī)械的電氣化。這種狀況的改變，根本問(wèn)題是煉焦?fàn)t結(jié)構(gòu)要作徹底變革。既不影響煉焦的主要目的，又要把煉焦過(guò)程中大量的熱能集中利用，為生產(chǎn)、生活服務(wù)，是人們渴望解決的問(wèn)題?？梢詫⑦@些熱量轉(zhuǎn)化為能夠輸送給工業(yè)或生活用的熱源。最好的方式，當(dāng)然是能將熱能變?yōu)殡娔?，就可以發(fā)揮最大的作用。
本實(shí)用新型的目的就是提供一種交替煉焦，又可將余熱轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)力進(jìn)行發(fā)電或?yàn)樯a(chǎn)、生活提供熱源的煉焦?fàn)t。
本實(shí)用新型所公開的煉焦?fàn)t，由煉焦室和汽箱兩部分構(gòu)成。爐體外形為全封閉方體或圓柱體，用鋼材制作。其內(nèi)腔作為煉焦室，側(cè)壁正面留有作為裝進(jìn)原料和卸出焦炭的料門，側(cè)壁的下部均開有多個(gè)與煉焦室相通的風(fēng)門，風(fēng)門同時(shí)作點(diǎn)火門，頂部開有排煙口，用管材連接，通向主煙囪；關(guān)鍵是煉焦室外圍制作有一個(gè)能吸收煉焦室傳出的熱能且包圍著煉焦室的汽箱，或者在煉焦室的頂部制作有一個(gè)吸收煉焦室熱能的汽箱。
進(jìn)一步的方案是在汽箱外壁的下部開孔，安裝有由逆止閥控制的進(jìn)水管，上部開有由氣壓閥控制的噴氣口，并裝接有輸送汽流動(dòng)力或熱源的導(dǎo)管；汽箱下部開有排污口。
為了保證在煉焦室內(nèi)的煤成焦后，既可熄火降溫卸出焦炭，又不影響連續(xù)發(fā)電或供給熱源的要求。煉焦?fàn)t至少有一式兩個(gè)構(gòu)成，每個(gè)煉焦室各有料門、風(fēng)門、排煙口，每個(gè)煉焦?fàn)t的汽箱都有進(jìn)水進(jìn)氣管路和高壓噴汽口。通過(guò)有閥門控制的導(dǎo)氣管向汽輪機(jī)供給動(dòng)力，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作；或把高溫汽流作為熱源引到生產(chǎn)、生活用熱部門。作為熱源使用時(shí)，開啟氣壓閥的壓力要求可以降低，因此，安裝較小壓力即可開啟的氣壓閥。
使用時(shí)，從料門將備好的原煤裝入煉焦室中，與傳統(tǒng)煉焦法一樣，布置好通風(fēng)門，用磚封閉料門。通過(guò)點(diǎn)火門把煉焦室內(nèi)的煤點(diǎn)燃。在抽風(fēng)力大小由閥門控制的煙囪的作用下，煉焦室內(nèi)煤的成焦過(guò)程可得到加快，比傳統(tǒng)土法煉焦可縮短一半時(shí)間。產(chǎn)生的熱量，由構(gòu)成煉焦室的各個(gè)面?zhèn)鞒?，把逐步壓入汽箱中的水汽化，產(chǎn)生較大的膨脹力，推開噴汽口處閥門的活塞，高壓汽流經(jīng)導(dǎo)汽管推動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)行，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，或向外供給熱源。待爐內(nèi)無(wú)煙排出時(shí)，說(shuō)明焦已煉成，關(guān)閉風(fēng)門和煙囪閥門，在完全缺氧條件下，煉焦室中的火快速熄滅，必要時(shí)，再?gòu)某鰺熆谕ㄈ肜渌禍?。煉成的焦即可短時(shí)內(nèi)冷卻到卸焦的溫度。以此同時(shí)，把另一個(gè)裝好原煤的煉焦室點(diǎn)燃工作。重復(fù)上述過(guò)程，汽箱即可向外連續(xù)輸出動(dòng)力或連續(xù)供給熱源。
為使本方案結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，減少制造難度，降低造價(jià)，又有利維修。同樣達(dá)到把煉焦過(guò)程中的熱能變?yōu)閯?dòng)力來(lái)發(fā)電的目的。煉焦室的結(jié)構(gòu)與上述方案相同，將汽箱制作在煉焦室的頂部，供水機(jī)構(gòu)也與汽箱相連通，噴汽口與汽輪機(jī)、或噴汽口與熱源用戶之間也用導(dǎo)汽管從汽箱中引出高壓汽流，以供使用。煉焦室的內(nèi)層用耐溫材料襯貼，以使熱量集中向爐的上部輸送。保證大部分熱能被汽箱吸收轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是爐體外圍的汽箱將煉焦室完全包圍，汽箱中用于吸熱的水受熱面積大，汽化速度快，膨脹力大，推動(dòng)汽輪機(jī)做功能力強(qiáng)。同時(shí)縮短煉焦時(shí)間。既使煉焦過(guò)程中的余熱轉(zhuǎn)化為電能，解決了礦山生產(chǎn)、生活用電，又達(dá)到煉焦目的。煉焦?fàn)t結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造。只需汽箱的內(nèi)外壁的抗壓能力滿足排出的汽流，能推動(dòng)汽輪機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)并保證安全的要求。


圖1、煉焦?fàn)t外形示意圖；圖2、汽箱在煉焦室外圍的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3、噴汽口安裝的氣壓閥原理圖；圖4、給水機(jī)構(gòu)工作原理圖；圖5、安裝在煉焦?fàn)t頂部的汽箱結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖，作為本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)前述方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
參照
圖1，本實(shí)用新型由兩個(gè)方形或圓柱形煉焦室15構(gòu)成，每個(gè)煉焦室外圍均有汽箱6包圍，構(gòu)成爐體14。為保證汽箱外壁不散失熱量，在爐體14各面均包貼保溫材料。各煉焦室下部，制作有兼作點(diǎn)火門的風(fēng)門17；正面?zhèn)缺陂_有料門16，作為向室內(nèi)裝進(jìn)原煤和成焦后卸出焦炭的進(jìn)出料門。在兩個(gè)煉焦室相鄰處的下部，安裝進(jìn)水管19；通過(guò)閥門3，內(nèi)與汽箱6連通，外與壓水機(jī)1連通。工作時(shí)通過(guò)閥門2控制，使其按要求動(dòng)作。使用一臺(tái)壓水機(jī)，向汽箱內(nèi)供水。每個(gè)汽箱頂部各開一個(gè)噴汽口5，裝接上通往汽輪機(jī)9的導(dǎo)汽管11，并在噴汽口處的管路上安裝好控制汽流的氣壓閥13。形成向汽輪機(jī)9或向外提供熱源的供汽機(jī)構(gòu)。各煉焦室15頂部至少開一個(gè)排煙口4，用排煙管7與主煙囪10連通，在排煙管路上再裝接上控制煙道抽風(fēng)力大小的閥門12。作為掌握煉焦時(shí)抽風(fēng)量大小和煉成焦后，切斷煉焦室氧氣進(jìn)入室內(nèi)通路的熄火機(jī)構(gòu)之一。
參照
圖1、2，煉焦室15是一個(gè)全封閉的倉(cāng)室，除四壁上開有風(fēng)門17，一面?zhèn)缺谥虚g開料門16外，整個(gè)煉焦室外圍都在構(gòu)成汽箱6的夾層包圍中。必要時(shí)，還可把各煉焦室上部的排煙管7包夾在汽箱6內(nèi)，可增加熱能的利用率。每個(gè)煉焦室上部開兩個(gè)出煙口4，每個(gè)出煙口處裝接一根曲形煙管7，增長(zhǎng)其在汽箱中的部分，便于汽箱充分吸熱。煙管7出汽箱6后，再接通主煙囪10；必要時(shí)，使用鼓風(fēng)機(jī)，以加快煉焦速度。汽箱6與煙管7的接觸部焊牢，并不漏氣。汽箱上部開噴汽口5，作為向汽輪機(jī)9輸送高壓汽流或向外輸出熱源的出口。排污口18開在汽箱下部，裝上閥門，以利使用。在煉焦室中裝入原煤后，料門16即可用磚砌筑封閉。
參照
圖1、3，安裝在汽箱6上部作為控制汽箱向汽輪機(jī)9提供動(dòng)力或向外輸送熱源的氣壓閥13，直接與汽箱上部的噴汽口5處的管道緊固連通。其內(nèi)有一個(gè)可在閥門內(nèi)腔22中滑行的活塞23，活塞的一端與彈簧24連接，閥門腔側(cè)壁開有汽流的出口25。在汽箱中的氣壓達(dá)不到推動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)行或向外輸送熱源的壓力時(shí)，由于彈簧力的作用，活塞23將汽流出口25關(guān)斷，當(dāng)汽箱中氣壓大于彈簧力時(shí)，活塞被推開，高壓汽流從出口25噴出，經(jīng)導(dǎo)氣管11向汽輪機(jī)提供動(dòng)力，或輸送出生產(chǎn)、生活用熱源。
參照
圖1、4，安裝在爐體14外壁下部的進(jìn)水機(jī)構(gòu)是一臺(tái)壓水機(jī)1，它由儲(chǔ)水內(nèi)腔27及其中的活塞28、進(jìn)水口21及與汽箱內(nèi)腔連通的出水口20構(gòu)成。進(jìn)水口安裝了控制流量的逆止閥20，外與供水管路連通；保證了進(jìn)入壓水機(jī)內(nèi)腔中的水不會(huì)逆向流出。在活塞28的推動(dòng)下，將水經(jīng)出口26壓入同汽箱6內(nèi)腔連通的、由逆止閥2控制的進(jìn)水管路。
按照上述方案，即可制成一個(gè)余熱用于發(fā)電的煉焦?fàn)t。在管路中使用的各個(gè)逆止閥和氣壓控制閥均可在市場(chǎng)上購(gòu)置得到；壓水用的機(jī)器也是市場(chǎng)上已有產(chǎn)品；汽輪機(jī)9和發(fā)電機(jī)8的配制，將要根據(jù)煉焦?fàn)t的規(guī)模大小、汽箱6提供動(dòng)力的能力來(lái)配套。由于要使汽箱6中能產(chǎn)生推動(dòng)汽輪機(jī)9工作的壓力，所以汽箱的內(nèi)外壁需用大于6mm厚度的鋼材制作，必須焊接牢固不漏氣。達(dá)到保證安全生產(chǎn)的耐壓性能和強(qiáng)度。
爐體四壁留有的8個(gè)風(fēng)門17也是點(diǎn)火門，它們均與煉焦室15相通。在原煤裝入煉焦室內(nèi)之前，按傳統(tǒng)煉焦方法，布置好與點(diǎn)火門連通的氣孔和風(fēng)道。將原煤放入室內(nèi)，裝滿原煤后用磚把料門16砌筑封閉嚴(yán)密，即可點(diǎn)火煉焦。關(guān)斷壓水機(jī)1與不工作的那個(gè)煉焦室相通的閥門3和該煉焦室頂部的煙囪閥門12；同時(shí)，用壓水機(jī)將水逐漸經(jīng)進(jìn)水管路，壓入已工作的汽箱中，吸收煉焦室各面壁傳出的熱量，使水汽化膨脹增壓。待汽箱6中氣壓增至可以把通往汽輪機(jī)9的氣壓閥13打開時(shí)，該氣壓閥的活塞24被壓向彈簧25方向，彈簧收縮。高壓汽流從噴汽口5高速流出，經(jīng)導(dǎo)氣管11推動(dòng)汽輪機(jī)工作，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)8發(fā)電，或經(jīng)導(dǎo)汽管11送出熱源。
參照?qǐng)D5，煉焦室制作成圓形或方形均可，把熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能或熱源的汽箱6，制作在煉焦室15的頂部。汽箱6上仍然開有噴汽口5，安裝好控制汽流的氣壓閥13和將高壓汽流引向汽輪機(jī)9或向外輸送熱源的導(dǎo)汽管11，汽箱的側(cè)壁開口，安裝好壓水機(jī)1及其將二者連通的管道19。汽箱6側(cè)壁下部開排污口18，安裝控制閥門。在煉焦室內(nèi)壁上，襯貼上耐火磚或其它保溫隔熱材料。以保證爐內(nèi)熱量集中向上輸送，供給汽箱6將逐漸進(jìn)入其內(nèi)的水轉(zhuǎn)化為高壓汽流所需的熱能。煉焦室15的風(fēng)門17即點(diǎn)火門以及料門16的安排均與上例方法相同。為降低造價(jià)，煉焦室四壁還可以用磚砌筑，內(nèi)襯耐火保溫材料。
本實(shí)用新型廣泛適用于中小煤礦在煉焦?fàn)t的改造中采用，有很好的熱能利用效果和縮短煉焦時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于解決礦山生產(chǎn)、生活和附近山村的照明用電提供了一種途徑。也為礦山附近的生產(chǎn)、生活用熱單位提供了一種熱源。
權(quán)利要求1.一種可利用余熱的煉焦?fàn)t，由煉焦室(15)和汽箱(6)兩部分構(gòu)成；爐體外形為全封閉方體或圓柱體，用鋼材制作；其內(nèi)腔作為煉焦室(15)，側(cè)壁正面留有作為裝進(jìn)原料和卸出焦炭的料門(16)，側(cè)壁的下部均開有多個(gè)與煉焦室(15)相通的風(fēng)門(17)，風(fēng)門同時(shí)作點(diǎn)火門，頂部開有排煙口(4)，用管材連接，通向主煙囪(10)；其特征在于煉焦室(15)外圍制作有一個(gè)能吸收煉焦室(15)傳出的熱能且包圍著煉焦室的汽箱(6)，或者在煉焦室(15)的頂部制作有一個(gè)吸收煉焦室熱能的汽箱(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉焦?fàn)t，其特征在于汽箱(6)外壁的下部開孔，安裝有由逆止閥(3)控制的進(jìn)水管(19)，上部開有由氣壓閥(13)控制的噴汽口(5)，并裝接有輸送汽流動(dòng)力或熱源的導(dǎo)管(11)。
專利摘要一種可利用余熱的煉焦?fàn)t，由煉焦室和汽箱兩部分構(gòu)成，煉焦?fàn)t外形為全封閉方體或圓體，內(nèi)腔為煉焦室，頂部開出煙口，正面有料門，四壁有兼作點(diǎn)火門的進(jìn)風(fēng)門。關(guān)鍵是煉焦室外圍制有環(huán)包煉焦室的汽箱，或在煉焦?fàn)t頂部裝有汽箱。汽箱上部開口，裝有導(dǎo)汽管和氣壓閥同汽輪機(jī)連通，引出汽箱中高壓汽流，推動(dòng)汽輪機(jī)工作或向外送出熱源，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電或向用戶提供熱源。適應(yīng)于小型煉焦企業(yè)采用，且可解決用電用熱問(wèn)題。
文檔編號(hào)C10B15/00GK2268032SQ96215109
公開日1997年11月19日 申請(qǐng)日期1996年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月11日
發(fā)明者丁恒義 申請(qǐng)人:丁恒義