型煤炭化炉

类别	炉型	型焦工艺	型 煤		炭 化 室				炭化条件		煤气热值 kJ/m3	型煤处 理能力 t/d·孔
			外形尺寸 mm	挥发分 %	有效尺寸，m			有效 容积 m3	时间 h	终温 ℃
					长	宽	高
连续内热 式直立炉	内燃内热式	HBNPC工艺	51×41×32 47×37×27		3.0	0.6	6.5			1000	7100	37～42
	外燃内热式 (N-74型)	中国固体热载体 热压型焦工艺 (RNG工艺)	50×50×36 62×62×44	12～16	2.1	0.49	5.6	5.6	约2	850～900	4200	30
	两段供热式	日本钢铁联盟工艺		约25	6.45	1.25	14.6		5.0	900～1000	15350
连续外热 式直立炉	H-75型	冷压型焦工艺	50×40×32	18～20	2.0	0.375	7.85	5.63	5.7	900		12～16
	水平火道式	萨保什尼柯夫工艺	44×62×62 34×58×58	19～24	4.0	0.43	10.34		6	900		26.4
间歇外热 式炉	立箱式底 开门式	DKS工艺	53×53×35	24	3.1	0.27	5.0	3.9	10	(火道温度) 1200～1300		6.9
	斜底式	DKS工艺	65×65×44	17～34	10.1	0.45	3.7～10.0 (斜底)	29.9	15～20	(火道温度) 1200～1390		20

连续内热式直立炉 气体载热体与型煤直接接触换热的炭化炉。它由若干个炭化室组成。每个炭化室自上而下分成预热段、炭化段和熄焦段。型煤在炭化室内自上而下运行， 气体载热体自下而上流动， 两者逆向换热， 以达到型煤炭化的目的。型焦在炉子下部冷却段排出。根据炭化方式的需要， 气体载热体可以在炭化室中下部一次导入， 也可沿炭化室高向分段导入。连续内热式直立炉生产能力大，加热速度快且均匀， 热利用率高; 炉内干熄焦， 操作环境好; 但型煤被热气流冲刷并与其中的CO₂和水蒸气反应， 影响型焦表面结构和机械强度，出炉煤气含尘量高、气量大、发热量较低， 煤气净化费用较高。连续内热式直立炉又可分为内燃内热式、外燃内热式和分段 (两段)供热内热式3种。

内燃内热式直立炉 只有炭化室， 没有燃烧室的立式炉，(图1)为法国HBNPC工艺所采用。炉内分为预热段、炭化段和冷却段。型煤自炭化室顶部向下运行， 与向上流动的混合气体逆向接触。型煤在预热段，被来自炭化段的热混合气预热;在炭化段，鼓入的空气与由冷却段上升的热煤气混合燃烧，将型煤炭化。干馏煤气与燃烧废气混合并上升。该段最高温度可达1000℃。在冷却段，赤热的型焦被由炉底通入的冷循环煤气冷却，经排焦装置排出炉外;冷煤气吸收型焦的显热变成热煤气，热煤气上升至炭化段。混合煤气由炉顶导出，经冷凝冷却，脱除煤焦油之后，一部分冷煤气送回炭化室底部循环使用，多余部分外供。炭化室顶部和底部分别安装特制的旋转闸门，可连续或半连续给料和排料。该炉结构简单，开停方便，环境污染小。但每年须停炉1个月，进行检修保养。

图1 HBNPC 工艺用型煤炭化炉

图2 N-74型外燃内热式直立炉

外燃内热式直立炉 炉子由炭化室和燃烧室构成。燃烧室的热废气通入炭化炉内，作为炭化热源，将型煤炭化成型焦。中国固体载热体热压型焦工艺使用的N-74型直立炉就属于此类，其结构见图2。燃烧室设在炭化室炭化段两侧，每侧有4个水平燃烧室，回炉煤气与空气在燃烧室内混合燃烧，生成的约1050℃的热废气经燃烧室与炭化室隔墙上的长方形火道(每个燃烧室有4个火道)喷入炭化室。炭化段的温度可达850～900℃。干馏煤气与燃烧废气混合，由炉顶排出，经冷凝冷却后，一部分通入炭化室底部冷却型焦，一部分通入燃烧室作燃料用，多余煤气外供。炭化室顶部装有密封给料装置，由上下两个辅助料箱和一个旋塞组成;炭化室底部装有带水封阀的星形排焦装置。给料、排料顺利。美国FMC工艺也采用此类直立炉。

两段供热内热式直立炉 日本钢铁联盟于20世纪80年代开发的一种连续内热式直立炉，用于炭化冷压型煤。该炉子(图3)自上而下分为低温炭化、高温炭化和冷却3段。型煤从炉顶加入炉内，型焦自炉底排出。冷煤气从冷却段下部进入炉内，与赤热的型焦换热后，在冷却段上部被喷射器抽出炉外，与来自低温加热器作为喷射气的低温加热煤气混合，再由低温炭化段下部送回炉内。另一股来自高温加热器的高温煤气，由高温炭化段下部进入炉内，在上升中与型煤热分解产生的煤气和低温炭化段加热煤气混合，一起由炉顶排出，经冷却净化后，一部分作为冷却用煤气送入炉子下部冷却段，一部分经加热后作为热煤气循环使用，多余部分外供。型煤的炭化分段进行，严格按加热曲线控制。在低温炭化段快速加热使型煤表面结壳硬化，以防其变形粘连;在高温炭化段则慢速加热，以防型煤膨胀破裂。由于采用加热煤气作载热体，没有空气和废气掺入，焦炭质量好，回收的煤气热值高(可达15350kJ/m³)。冷却段和高温段之间用气封，将冷却焦炭用的冷却煤气抽出用作低温加热煤气，可充分利用焦炭显热。

图3 两段供热内热式直立炉

a—外形结构;b—立面示意图

1—低温炭化段; 2—高温炭化段; 3—冷却段

连续外热式直立炉 一种间接加热、连续操作的直立炉。有H-75型直立炉和水平火道式直立炉两种。外热式直立炉由炭化室和相邻的燃烧室构成。加热煤气和空气在燃烧室中燃烧， 热能经炭化室墙辐射和传导， 使型煤炭化成型焦。型煤由炭化室顶部装入， 炭化后的热型焦落入熄焦段， 被由炭化室底部通入的冷煤气或水蒸气冷却后由炉底排出。冷煤气被赤热的焦炭加热， 上升至炭化段， 将热量传给下行的型煤， 因而该炉实际是外热式与内热式结合的直立炉。在这种直立炉中， 型煤加热速度慢， 加热不均匀， 单位容积的生产能力远低于内热式直立炉。但炉顶煤气排出量少， 含尘量低， 煤气热值高， 煤气净化工艺简单， 费用较低。

H-75型直立炉 1975年， 中国为炭化冷压型煤而设计的一种炉型。(图4)该炉由三孔炭化室组成，炭化室自上而下分为预热段、炭化段和冷却段。炭化室两侧设燃烧室， 每个燃烧室有四个立火道， 煤气在火道中分上向和下向，每隔30分钟换向燃烧一次，使炭化室上下部的温度均匀。与炭化室和燃烧室平行排列的有上下两层蓄热室， 燃烧室产生的废气经蓄热室进入废气管， 再由排烟机排入大气。空气经蓄热室预热后进入燃烧室， 与煤气混合燃烧。在炭化室的预热段底部两侧各有一个直接供应热废气的水平道， 使用低压煤气烧嘴将1100℃左右的热废气经炭化室墙上圆孔送入炭化室， 直接快速加热型煤使型煤表面结成硬壳。在炭化室底部冷却段， 通入冷却煤气熄焦。

水平火道式直立炉 萨保什尼柯夫工艺为炭化挥发分为19～24%的热压型煤而设计的炉型。该炉自上而下由粘结段、焙烧(炭化)段和干熄焦段构成。炭化室两侧为燃烧室， 各由22个水平火道组成。炭化室和燃烧室的一侧设上下两层蓄热室。炭化室墙的厚度从上向下递减， 以使各段的升温速度控制在1～3℃/min之内。水平火道以下的炭化室长度由于受底部出料装置的限制而缩短， 呈68°30′的角度向下收缩。每四个炭化室为一组。该炉的特点是：采用水平火道，便于控制炭化室高向各段的温度;全炉的加热速度较慢， 有利于生产裂纹少、块度完整和强度高的型焦。对挥发分较高的型煤的炭化更加合适。

图4 H-75型直立炉

a—断面图;b—立面图

间歇外热式炉 炭化室和燃烧室相间排列、间接加热、间歇操作的炉型。加热煤气和空气在燃烧室中燃烧，产生的热经炭化室墙以辐射和传导方式传递给型煤，使型煤炭化成型焦。型煤由炉顶加入，型焦由炭化室底部或侧面排出，在炉外熄焦。常见的有立箱式底开门炉和斜底炉。

图5 立箱式底开门炉

立箱式底开门炉 联邦德国迪迪尔公司设计的一种炉型，原用于煤的干馏制气，后为DKS工艺、罗马尼亚ICEM工艺(见冷压型焦工艺)用来作为型煤的炭化炉。该炉为间歇操作，外热式，由若干组炉室构成，每组六孔。炉体由两部分组成：一侧为炭化室和燃烧室系统，另一侧为换热室系统。(图5)炭化室和燃烧室部分支撑在工字钢梁上，再由支柱撑在地基上，形成一条熄焦车通道。换热系统直接砌筑在地基上。炭化室为长方体立箱式结构，其宽度由上而下扩大，上部有装料孔和上升管(导出煤气)，底部有中空山形炉门。装型煤前，先装入一层250～300mm厚的焦粉，用于保温和密封;炭化结束后，打开炉门，型焦靠自重排出，用水熄焦。每组炉有7个燃烧室，每个燃烧室有10个水平火道，其中下部3个为燃烧火道。每组炉换热系统有12个废气室、6个空气室和7个煤气室，相间排列。经换热室预热的空气和煤气进入燃烧火道混合燃烧后，进入其上部的水平火道，在炭化室上部的水平集气(废气)道汇合，经废气室向下进入炉底小烟道，由烟囱排出。该炉的特点是：型煤在炭化过程中处于静止状态，避免了移动造成的破损;加热速度慢，有利于挥发分较高的型煤炭化;换热室热效率低，结焦时间长，耗热量高(2717～2842kJ/kg型煤);生产能力低，一座四组24孔底开门炉，年产型焦仅4万t。

斜底式炭化炉 间歇操作外热式炉型。炉顶装料，侧面排料。为顺利排出炭化后的型焦，炭化室底带倾斜度。DKS工艺采用斜底式炉取代底开门炉。炭化室宽450mm，炉底倾角30°，单孔容积29.9m³。每孔炉每次装型煤20t，燃烧室温度为1200～1390℃，炭化时间为15～20h。为排净炭化室内型焦，在焦侧配备一台排焦机，利用排焦机上的带圆形铲头的长杆，由炭化室底部伸入炭化室，将型焦排净。