焦油渣配煤炼焦的添加装置及其方法

摘要

本发明公开了一种焦油渣配煤炼焦的添加装置及其方法，该装置包括电动切断阀（1）、进料管（2）、循环管（3）、喷嘴（4）、分配管（5）和输送泵（6）；循环管装在煤塔仓室（7）上方并环绕在回转布料小车（8）外围，进料管通过输送泵连焦油渣收集槽（10），进料管与循环管连通；若干根分配管与循环管连通，分配管贯穿插入在煤塔仓室内并安装喷嘴；若干个与回转布料小车联锁动作的电动切断阀装在若干根分配管上。本发明能完全处理焦化生产中的焦油渣，避免焦油渣输送和添加过程中对环境的污染，减少提升、倾倒等繁杂的操作过程，实现了生产废弃物的资源化和利用效能化，确保焦化生产过程中的清洁化，提高焦化单元的经济和社会效益。

说明书

技术领域

本发明涉及一种焦油渣处理设备及其方法，尤其涉及一种焦油渣配煤炼焦的添加装置及其方法。

背景技术

焦油渣具有刺激性气味，且有毒、难降解，直接排放会严重污染环境，由于焦油渣由密度大的烃类组成，是一种较好的炼焦添加剂，目前，工业上对焦油渣处置利用方法普遍是将焦油渣配入炼焦煤中炼焦，不但有助于改善焦炭块度、强度等焦炭的质量，还增加了装炉煤的粘结性，解决了焦油渣的污染问题。

现有技术的焦油渣处理步骤是：将来自焦油渣澄清槽的焦油渣用叉车经单斗提伸机将焦油渣收集槽内的焦油渣提升并倾倒至焦油渣箱内，然后通过手动操作控制平板阀开度将焦油渣卸到螺旋输送机上，焦油渣直接落在运煤皮带机上，进行后道处理后送煤塔。随着国家对环保标准和要求的逐步加严，焦油渣处理装置及其方法在长期生产中，存在以下不足：

1、焦油渣主要通过叉车输送至焦油渣添加装置，运输过程中不可避免的出现滴漏现象，造成路面污染；且运输时沿线异味明显，带来严重的环境问题。

2、人工操作设备多，劳动强度大。焦油渣搬运箱需用单斗提升机提升10m高度才能将焦油渣倒入焦油渣槽内进行处理，焦油渣槽和螺旋输送机内需设有蒸汽清扫管，冬季使用后需要经常用蒸汽对其内部进行加热和清扫。通过手动操作控制平板阀开度很难保证焦油渣卸料量与螺旋输送机的输送能力匹配，时常会造成大量焦油渣溢出的现象，添加精度差，不利于炼焦；同时，溢出的焦油渣难以清理，对设备及现场环境均有很大影响。

3、由于焦油渣性状变化较大，焦油渣箱内有时大部分是水，有时焦油渣又非常粘稠。焦油渣在焦油渣槽内经热水循环系统加热后变为液态沥青物质，黏性大，腐蚀性强，经过闸门、螺旋输送机及电动管夹阀时容易附着在设备表面，当系统不工作时又会冷却凝固在设备上，既难以清除，又会腐蚀设备。

4、焦油渣直接添加到输煤的带式输送机上，只加在煤的表面，不能与煤完全混合，存在煤渣混合料或者成型煤粘连皮带的现象，若焦油渣含水过多将加剧煤渣混合料在带式输送机上的粘连，在输送过程中也存在二次污染情况。

中国发明专利申请CN200910030577.6公开了一种焦油渣配煤炼焦的方法和装置，将焦油渣通过焦油渣罐运送到密封加料塔，以蒸汽加热保温输送，通过螺旋给料机输送物料，通过螺旋给料电动阀门和皮带运转联锁控制准确将焦油渣加入到配合煤中。该装置需要通过焦油渣罐运送焦油渣，无法避免焦油渣提升和倾倒不便以及漏泄和气味污染环境的问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种焦油渣配煤炼焦的添加装置，直接安装于焦炉煤塔上，通过输送泵替代提升和倾倒操作，并通过循环流动避免了焦油渣凝固附着的问题。

本发明的目的之二在于提供一种焦油渣配煤炼焦的添加方法，能直接将焦油渣泵送入焦炉煤塔，且能与煤炭布料动作精确配合，确保焦油渣与煤料的混合均匀，有利于炼焦作业。

本发明是这样实现的：

一种焦油渣配煤炼焦的添加装置，包括电动切断阀、进料管、循环管、喷嘴、分配管和输送泵；循环管安装在煤塔仓室的上方，循环管为环状结构并环绕设置在回转布料小车的外围，循环管上设有一个进料口和若干个出料口；进料管的一端通过输送泵与焦油渣收集槽连接，进料管的另一端通过循环管的进料口与循环管连通；若干根分配管的一端分别通过循环管的若干个出料口与循环管连通，若干根分配管的另一端分别贯穿插入在煤塔仓室内并安装有喷嘴；若干个与回转布料小车联锁动作的电动切断阀分别对应安装在若干根分配管上。

所述的电动切断阀、进料管、循环管、分配管、输送泵和焦油渣收集槽的外部均套置有保温夹套，保温夹套内通入蒸汽。

所述的添加装置还包括备用输送泵，备用输送泵连接在进料管与焦油渣收集槽之间，备用输送泵与输送泵之间相互独立，备用输送泵上也套置有保温夹套。

所述的煤塔仓室的顶部设有若干个煤炭添加口和若干个焦油渣添加口；若干个煤炭添加口和若干个焦油渣添加口沿循环管的周向分布，分配管能通过焦油渣添加口插入在煤塔仓室内，煤炭添加口、若干个焦油渣添加口、分配管和电动切断阀一一对应设置；回转布料小车转动时，回转布料小车的布料口能与其中一个煤炭添加口对齐。

每个所述的煤炭添加口处均设有与回转布料小车接触触发的限位开关，布料口转动至与其中一个煤炭添加口对齐时，该煤炭添加口处的限位开关能与回转布料小车联锁动作。

所述的回转布料小车的煤料输送带上设有负荷检测器，负荷检测器与回转布料小车联锁动作。

一种焦油渣配煤炼焦的添加方法，包括以下步骤：

步骤1：输送泵将焦油渣收集槽内的焦油渣经进料管泵送入循环管；

步骤2：回转布料小车转动，判断电动切断阀是否被触发，若是，则同时执行步骤3和步骤4，若否，则执行步骤8；

步骤3：循环管内的焦油渣通过若干根分配管的喷嘴输送入煤塔仓室内；

步骤4：回转布料小车的煤料输送带将煤料经布料口和煤炭添加口输送入煤塔仓室内；

步骤5：焦油渣与煤料在煤塔仓室内均匀混合；

步骤6：回转布料小车转动，判断回转布料小车是否离开布料点，若是，则执行步骤7，若否，则返回步骤3；

步骤7：回转布料小车停止添加煤料，若干个电动切断阀同时切断，停止添加焦油渣；

步骤8：输送泵与焦油渣收集槽的连接端切断，使焦油渣在循环管内循环流动。

所述的焦油渣收集槽内的焦油渣为脱水焦油渣，脱水焦油渣的加工方法是：将焦油渣与氨水混合，通过离心机对焦油渣进行脱水。

所述的电动切断阀的触发条件包括：

（i）回转布料小车在布料点定位，即回转布料小车的布料口与煤塔仓室的其中一个煤炭添加口对齐，并触发该煤炭添加口处的限位开关；

（ii）回转布料小车的负荷检测器检测到煤料输送带上的负荷＞0；

当条件（i）和（ii）同时满足时，若干个电动切断阀被同时触发开启。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明的装置通过输送泵、进料管、循环管和分配管实现焦油渣从焦油渣收集槽到煤塔仓室的泵送添加，可实现全程密封输送，避免了运输过程中由于焦油渣泄漏、气味等问题导致的环境污染。

2、本发明的装置通过输送泵和备用输送泵形成一开一备的输送模式，能满足系统不间断生产的运行需求，也避免了输送泵故障导致的停产事故，提高了经济效益和生产效益。

3、本发明的装置通过输送泵实现焦油渣在循环管内的循环流动，同时通过保温夹套保温焦油渣，确保了焦油渣的流动性，避免其凝固附着在系统内而导致系统堵塞。

4、本发明的方法通过回转布料小车和电动切断阀的联锁动作实现了煤料和焦油渣的同时定量添加，同时利用喷嘴的布设实现煤料与焦油渣的均匀混合，有利于炼焦。

5、本发明的方法实现了焦油渣直接向煤塔仓室的泵送添加，无需提升和倾倒，降低了劳动强度，减少了设备投入，从而降低了生产成本，同时也避免了焦油渣添加时溢出而导致环境污染和物资浪费的问题。

本发明能完全处理焦化生产过程中产生的焦油渣，避免了焦油渣输送和添加过程中对环境的污染，也减少了提升、倾倒等繁杂的操作过程，实现了生产废弃物的资源化和利用效能化，确保焦化生产过程中的清洁化，有助于改善焦炭块度、强度等焦炭的质量，解决了焦油渣的回收处理难题，适用于所有炼焦煤处理系统环保处置焦油渣工艺，提高焦化单元的经济和社会效益，具有较好的推广使用前景。

附图说明

图1是本发明焦油渣配煤炼焦的添加装置的主视图；

图2是本发明焦油渣配煤炼焦的添加装置的俯视图；

图3是本发明焦油渣配煤炼焦的添加方法的流程图。

图中，1电动切断阀，2进料管，3循环管，4喷嘴，5喷嘴，6输送泵，7煤塔仓室，71煤炭添加口，72焦油渣添加口，73限位开关，8回转布料小车，81布料口，82负荷检测器，83煤料输送带，9备用输送泵，10焦油渣收集槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

请参见附图1和附图2，一种焦油渣配煤炼焦的添加装置，包括电动切断阀1、进料管2、循环管3、喷嘴4、分配管5和输送泵6；循环管3安装在煤塔仓室7的上方，循环管3为环状结构并环绕设置在回转布料小车8的外围，循环管3上设有一个进料口和若干个出料口；进料管2的一端通过输送泵6与焦油渣收集槽10连接，进料管2的另一端通过循环管3的进料口与循环管3连通；若干根分配管5的一端分别通过循环管3的若干个出料口与循环管3连通，若干根分配管5的另一端分别贯穿插入在煤塔仓室7内并安装有喷嘴4；若干个与回转布料小车8联锁动作的电动切断阀1分别对应安装在若干根分配管5上。

所述的电动切断阀1、进料管2、循环管3、分配管5、输送泵6和焦油渣收集槽10的外部均套置有保温夹套（图中未示出），保温夹套内通入蒸汽，可防止焦油渣冷却凝固造成系统堵塞。

所述的添加装置还包括备用输送泵9，备用输送泵9连接在进料管2与焦油渣收集槽10之间，备用输送泵9与输送泵6之间相互独立，备用输送泵9上也套置有保温夹套。通过输送泵6和备用输送泵9形成一开一备的泵送配置，能满足24小时不间断运行的需要，输送泵6和备用输送泵9可通过控制设备实现定时切换作业。

所述的煤塔仓室7的顶部设有若干个煤炭添加口71和若干个焦油渣添加口72；若干个煤炭添加口71和若干个焦油渣添加口72沿循环管3的周向设置，分配管5能通过焦油渣添加口72插入在煤塔仓室7内，煤炭添加口71、焦油渣添加口72、分配管5和电动切断阀1一一对应设置；回转布料小车8转动时，回转布料小车8的布料口81能与其中一个煤炭添加口71对齐，确保焦油渣的均匀投入，且确保了煤料和焦油渣的同步添加和混合均匀。

每个所述的煤炭添加口71处均设有与回转布料小车8接触触发的限位开关73，布料口81转动至与其中一个煤炭添加口71对齐时，该煤炭添加口71处的限位开关73能与回转布料小车8联锁动作，即当限位开关73与回转布料小车8接触被触发时，布料口81与煤炭添加口71对齐，作为触发若干个电动切断阀1的条件之一。

所述的回转布料小车8的煤料输送带83上设有负荷检测器82，负荷检测器82与回转布料小车8联锁动作，即负荷检测器82检测到回转布料小车8上游的煤料输送带83上的负荷＞0，作为触发若干个电动切断阀1的条件之一。

负荷检测器82和限位开关73的信号接入中央控制系统并采用PLC程序控制，可以实现机旁操作和远程的状态监视及控制，当满足接收到回转布料小车8走行至相应布料点的定位信号、且负荷检测器82检测到回转布料小车8上游煤料输送带83的负荷率＞0两个条件时，电动切断阀1自动打开，向煤塔仓室7内输入焦油渣。

请参见附图3，一种焦油渣配煤炼焦的添加方法，包括以下步骤：

步骤1：输送泵6将焦油渣收集槽10内的焦油渣经进料管2泵送入循环管3。

所述的焦油渣收集槽10内的焦油渣为脱水焦油渣，脱水焦油渣的加工方法是：将焦油渣与氨水混合，利用焦油渣和氨水的密度差，通过超级离心机对焦油渣进行脱水，确保汇集至焦油渣收集槽10内的焦油渣含水量在控制范围内，避免焦油渣含水量过高或过低而影响焦油渣的输送。

步骤2：回转布料小车8转动，判断电动切断阀1是否被触发，若是，则同时执行步骤3和步骤4，若否，则执行步骤8。

所述的电动切断阀1的触发条件包括：

（i）回转布料小车8在布料点定位，即回转布料小车8的布料口81与煤塔仓室7的其中一个煤炭添加口71对齐，并触发该煤炭添加口71处的限位开关73。

（ii）回转布料小车8的负荷检测器82检测到煤料输送带83上的负荷＞0。

当条件（i）和（ii）同时满足时，若干个电动切断阀1被同时触发开启。

步骤3：循环管3内的焦油渣通过若干根分配管5的喷嘴4输送入煤塔仓室7内。

步骤4：回转布料小车8的煤料输送带83将煤料经布料口81和煤炭添加口71输送入煤塔仓室7内。

步骤5：焦油渣与煤料在煤塔仓室7内均匀混合。由于煤炭添加口71和焦油渣添加口72沿循环管3的周向一一对应设置，能确保焦油渣和煤料的均匀投入和混合。

步骤6：回转布料小车8转动，判断回转布料小车8是否离开布料点，若是，则执行步骤7，若否，则返回步骤3。

步骤7：回转布料小车8停止添加煤料，若干个电动切断阀1同时切断，停止添加焦油渣。

步骤8：输送泵6与焦油渣收集槽10的连接端切断，使焦油渣在循环管3内循环流动。

实施例1：

循环管3采用圆环形管状结构，循环管3同轴安装在煤塔仓室7的顶部上方并周向环绕在回转布料小车8的外侧；循环管3的顶部设置一个进料口并与进料管2连通，循环管3的底部等间距设置八个出料口并分别与八根分配管5连接。

进料管2通过输送泵6连接至焦油渣收集槽10，焦油渣与氨水混合并通过超级离心机脱水后汇集在焦油渣收集槽10内，输送泵6通电启动时能将焦油渣收集槽10内的焦油渣通过进料管2输送到循环管3内，脱水后的焦油渣含水量约为20%。

煤塔仓室7的中部设有煤炭添加口71，煤炭添加口71的四周等间距设置八个焦油渣添加口72；八根分配管5为L形结构，L形的分配管5的水平段连接在循环管3的出料口上，八根分配管5的竖直段底部分别安装喷嘴4，L形的分配管5的竖直段分别通过八个焦油渣添加口72插入在煤塔仓室7内部，使八个喷嘴4均布在煤塔仓室7的顶部，循环管3内的焦油渣可通过八根分配管5均匀投入到煤塔仓室7内。

八根分配管5的水平段上均设有电动切断阀1，当回转布料小车8转动到布料点，即回转布料小车8的布料口81与煤炭添加口71对齐时，限位开关73与回转布料小车8接触后被触发，限位开关73发送触发信号至生产系统的控制设备，限位开关73可采用接触式通断开关，当限位开关与回转布料小车8接触时开启，回转布料小车8离开限位开关73后关闭，用于感应回转布料小车8的机械移动位置。控制设备采集负荷检测器82的检测值，负荷检测器82可采用重力传感器，用于检测上游的煤料输送带83上是否有煤料。检测到回转布料小车8的煤料输送带83上的负荷为大于0，控制设备控制八个电动切断阀1同时开启，使循环管3内的焦油渣通过八根分配管5经喷嘴4均匀投入到煤塔仓室7内，同时，煤料输送带83输送煤料并通过回转布料小车8的布料口81和煤炭添加口71投入到煤塔仓室7内，解决了焦油渣投入断续难控制的问题。

在煤塔仓室7内，焦油渣通过喷嘴4从四周投入，煤料通过回转布料小车8的布料口经其中一个煤炭添加口71投入，焦油渣能从四周均匀包裹在煤料上，确保与煤料均匀混合，有利于炼焦作业。

回转布料小车8继续转动并离开布料点，布料口81和煤炭添加口71错开，限位开关73与回转布料小车8不接触并发送断开信号至控制设备，控制设备控制八个电动切断阀1同时切断，停止添加焦油渣，同时输送泵6与焦油渣收集槽10的连接切断，输送泵6推动焦油渣在循环管3内形成内循环流动，确保焦油渣不凝固。

在24小时不间断生产中，可通过控制设备切换输送泵6和备用输送泵9的通断实现一开一备输送泵的间歇运行，以满足生产运行需求，也避免了因输送泵故障导致停产的情况发生。为了防止焦油渣冷却凝固，在电动切断阀1、进料管2、循环管3、分配管5、输送泵6、备用输送泵9和焦油渣收集槽10上均设置钢质的保温夹套，在保温夹套的夹层内通入130±10℃的蒸汽，可起到保温作用，防止焦油渣凝固而堵塞添加装置。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。