技术摘要：
本发明公开了一种利用煤热膨胀性压实炼焦装置及方法，该炼焦装置包括同圆心或平行的炉壁，相邻炉壁之间依次分布有多个受压力移动的隔板，进而将相邻炉壁内部空间分割成多个加热炉腔，每个加热炉腔由炉壁、出焦闸门、隔板、炉顶所密封，每个加热炉腔对应的炉顶上设有带  全部
背景技术：
煤焦化实质是煤隔绝空气的干馏过程，煤的热解分为三个阶段，包括(1)150℃时 煤的吸热反应，主要是煤析出水分和脱除吸附气体的过程；(2)在360～550℃的吸热反应， 该阶段煤发生解聚、分解生成气体和煤焦油等低分子化合物，该阶段煤种胶质体析出，煤发 生膨胀；(3)在750～850℃范围内，发生放热反应，煤热解残留物互相缩聚，生成半焦。从这 三个阶段可以看出煤焦化过程中包含了煤的膨胀与收缩，为此利用好煤在膨胀过程中膨胀 力和收缩行为，利用煤胶质体析出过程中产生的膨胀力作用于煤热解残留物相互缩聚过 程，进而提高焦炭密度，减少焦炭结焦过程中的孔隙，进而提高焦炭质量。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种利用煤热膨胀性压实炼焦装置及方法，利用煤成焦过程 中自身膨胀力作用于装煤压实，改善装煤堆密度，减少焦炭气孔率，提高焦炭质量。 为了实现发明目的，本发明的技术方案为： 一种利用煤热膨胀性压实炼焦装置，其特征在于包括同圆心或平行的炉壁，相邻 炉壁之间依次分布有多个受压力移动的隔板，进而将相邻炉壁内部空间分割成多个加热炉 腔，每个加热炉腔由炉壁、出焦闸门、隔板、炉顶所密封，每个加热炉腔对应的炉顶上设有带 密封盖的装煤口，每个加热炉腔内设有单独控制的加热源。 进一步的，所述加热炉腔的横截面为扇形，进而多个依次分布的横截面为扇形的 加热炉腔组成圆柱状炼焦装置，各加热炉腔内的圆弧形炉壁各自的环面设有供隔板水平移 动的导向滑道，隔板两边分别设有与对应导向滑道相配合的移动机构。 进一步的，所述加热炉腔的横截面为扇形，进而多个依次分布的横截面为扇形的 加热炉腔组成圆柱状炼焦装置，各加热炉腔内的内圆弧炉壁外环面设有与对应隔板一边相 连接的铰链，隔板另一边设有与对应外圆弧炉壁内环面导向滑道相配合的移动机构。 进一步的，所述加热炉腔的横截面为矩形，进而多个依次分布的横截面为矩形的 加热炉腔组成长条状炼焦装置，各加热炉腔两炉壁内平面上分别设有供隔板水平移动的导 向滑道，隔板两边分别设有与对应导向滑道相配合的移动机构。 进一步的，所述出焦闸门的形状是与对应加热炉腔横截面相适应的扇形，出焦闸 门任一圆弧边与对应炉壁下沿通过铰链连接，加热炉腔炉壁内侧下沿设有沿水平方向伸缩 的凸起，出焦闸门旋转至与之对应加热炉腔炉壁凸起上部后炉壁内的凸起伸出，出焦闸门 落在凸起上呈水平状态，出焦闸门处于关闭状态；出焦闸门在打开与关闭过程中以铰接轴 为轴心做弧形运动；出焦闸门与隔板动作方式为出焦闸门跟随隔板同步运动或相对独立运 动。 5 CN 111548807 A 说　明　书 2/11 页 进一步的，所述出焦闸门的形状是与对应加热炉腔横截面相适应的矩形，出焦闸 门任一平行于炉壁一边与炉壁下沿通过铰链连接，加热炉腔炉壁内侧下沿设有沿水平方向 伸缩的凸起，出焦闸门旋转至与之对应加热炉腔炉壁凸起上部后炉壁内的凸起伸出，出焦 闸门落在凸起上呈水平状态，出焦闸门处于关闭状态；出焦闸门在打开与关闭过程中以铰 接轴为轴心做弧形移动；出焦闸门与隔板动作方式为出焦闸门跟随隔板同步运动或相对独 立运动。 进一步的，所述出焦闸门为扇形波纹状，出焦闸门圆弧边两端点与对应炉壁下沿 通过铰链连接，出焦闸门一侧直边设有隔板插槽，隔板卡在隔板插槽内，出焦闸门与隔板同 步运动。 进一步的，所述两个相邻加热炉腔底部设有扇形底板，扇形底板的弧度≥隔板受 所在加热炉腔煤热膨胀压力移动最大弧度，扇形底板两端分别与相邻炉壁下沿固定连接； 所述出焦闸门为扇形平板状，出焦闸门紧密贴合在底板下表面并密封，出焦闸门与隔板相 对独立运动。 进一步的，所述出焦闸门为矩形波纹状，出焦闸门垂直炉壁的一边设有隔板插槽， 隔板卡在隔板插槽内，出焦闸门与隔板同步运动。 进一步的，所述相邻加热炉腔底部设有矩形底板，矩形底板的宽度≥隔板受所在 加热炉腔煤热膨胀压力移动最大距离，矩形底板两端分别与两侧炉壁固定连接，所述出焦 闸门为矩形平板状，出焦闸门紧密贴合在底板下表面并密封，出焦闸门与隔板相对独立运 动。 进一步的，所述出焦闸门下表面设有液压支撑杆，液压支撑杆支撑波纹状出焦闸 门保持展开状态。 进一步的，所述底板上设有液压支撑杆，液压支撑杆带动隔板移动。 进一步的，所述炉壁包括炉壳、隔热耐火层，所述加热源为电阻加热源或高温气体 加热源，加热源分布在隔热耐火层内侧，加热源保护套分布在加热源内侧，加热源保护套环 面或侧平面与炉壁的环面或侧平面为同一曲面或平面。 进一步的，所述导向滑道为凹槽型或凸起型，所述移动机构为滑轮、滑块或滑槽， 所述隔板两端设有电磁锁，电磁锁通电后可锁紧任一隔板移动机构，进而锁紧隔板。 进一步的，所述炉顶、隔板、出焦闸门均为耐高温抗压耐火材料。 进一步的，所述炉壁、出焦闸门、炉顶中的一种或多种内部装有加热源及相应的加 热源保护套；或隔板的一侧或者两侧装有加热源及相应的加热源保护套，所述加热源保护 套为耐高温抗压耐火材料。 一种利用煤热膨胀性冷态压实炼焦方法，其特征在于包括装煤、炼焦、出焦三个流 程，具体内容如下： 装煤流程：1)第一个加热炉腔的隔板移至原始状态，关闭出焦闸门，开启该加热炉 腔两侧隔板的电磁锁，固定加热炉腔两侧隔板移动机构进而固定隔板；打开第一个加热炉 腔炉顶带密封盖装煤口，从装煤口处将该加热炉腔装满炼焦煤，关闭装煤口密封盖； 2)当相邻加热炉腔处于等待装煤状态时，将相邻加热炉腔的远端隔板移至原始状 态，关闭相邻加热炉腔出焦闸门，开启该加热炉腔远端隔板电磁锁，固定加热炉腔隔板移动 机构进而固定隔板；打开相邻加热炉腔炉顶带密封盖装煤口，从装煤口处将相邻加热炉腔 6 CN 111548807 A 说　明　书 3/11 页 装满炼焦煤，关闭装煤口密封盖； 3)按照装煤流程2)重复进行装煤操作，直到所有隔板恢复原始状态且出焦闸门关 闭的加热炉腔装满炼焦煤为止； 炼焦流程：1)当装煤流程中处于完成装煤的加热炉腔为两个或两个以上时，关闭 该加热炉腔和相邻加热炉腔之间隔板的电磁锁，使隔板处于自由状态按照装煤顺序开启第 一加热炉腔的加热源； 2)按照炼焦加热制度对第一加热炉腔炼焦煤进行隔绝空气加热，第一加热炉腔内 炼焦煤受热膨胀，处于自由状态的隔板受膨胀压力沿导向滑道滑动，进而对相邻加热炉腔 炼焦煤进行压实，当受炼焦煤膨胀压力的隔板位移最大时，开启该隔板的电磁锁进而固定 隔板，此时相邻加热炉腔转换为第一加热炉腔； 3)按照炼焦流程1)和2)依次重复进行炼焦操作，直到所有处于等待炼焦状态的加 热炉腔焦炭成熟为止； 出焦流程：按照加热炉腔焦炭成熟的顺序，依次开启相应的出焦闸门，出焦闸门在 自身和焦炭重力作用下进行旋转，进而打开出焦闸门，焦炭自由落下； 所述的加热炉腔处于等待装煤状态是指加热炉腔两侧隔板通过电磁锁固定，出焦 闸门关闭的状态； 所述的加热炉腔处于等待炼焦状态是指按照压实顺序与该加热炉腔相邻的上一 加热炉腔内已经炼焦膨胀阶段结束，相邻的下一个加热炉腔已经装满炼焦煤状态。 一种利用煤热膨胀性热态压实炼焦方法，其特征在于包括装煤、炼焦、出焦三个流 程，具体内容如下： 装煤流程：1)第一个加热炉腔的隔板移至原始状态，关闭出焦闸门，开启该加热炉 腔两侧隔板的电磁锁，固定加热炉腔两侧隔板移动机构进而固定隔板；打开第一个加热炉 腔炉顶带密封盖装煤口，从装煤口处将该加热炉腔装满炼焦煤，关闭装煤口密封盖； 2)当相邻加热炉腔处于等待装煤状态时，将相邻加热炉腔的远端隔板移至原始状 态，关闭相邻加热炉腔出焦闸门，开启该加热炉腔远端隔板电磁锁，固定加热炉腔隔板移动 机构进而固定隔板；打开相邻加热炉腔炉顶带密封盖装煤口，从装煤口处将相邻加热炉腔 装满炼焦煤，关闭装煤口密封盖； 3)按照装煤流程2)重复进行装煤操作，直到所有隔板恢复原始状态且出焦闸门关 闭的加热炉腔装满炼焦煤为止； 炼焦流程：1)当装煤流程中处于完成装煤的加热炉腔为两个或两个以上时，按照 装煤顺序开启第一加热炉腔的加热源，按照炼焦加热制度对第一加热炉腔炼焦煤进行隔绝 空气加热； 2)在第一加热炉腔内炼焦煤析出水分和脱除吸附气体之后，未发生膨胀之前，开 启相邻加热炉腔加热源，第一加热炉腔内炼焦煤发生放热反应，煤热解残留物互相缩聚，生 成半焦时，关闭该加热炉腔和相邻加热炉腔之间隔板的电磁锁，使隔板处于自由状态，进一 步相邻加热炉腔炼焦煤胶质体析出，炼焦煤膨胀，两加热炉腔之间处于自由状态的隔板受 相邻加热炉腔内炼焦煤产生的膨胀压力沿导向滑道向第一加热炉腔滑动，进而对第一加热 炉腔内的热态炼焦煤进行热态压实，当受炼焦煤膨胀压力的隔板位移最大时，开启该隔板 的电磁锁固定隔板；当相邻加热炉腔炼焦煤析出水分和脱除吸附气体之后，未发生膨胀之 7 CN 111548807 A 说　明　书 4/11 页 前，开启下一相邻加热炉腔加热源，同时关闭下一相邻加热炉腔与相邻炉腔之间的隔板电 磁锁，使隔板处于自由状态，进一步下一相邻加热炉腔炼焦煤胶质体析出，炼焦煤膨胀，两 加热炉腔之间处于自由状态的隔板受下一相邻加热炉腔内炼焦煤产生的膨胀压力沿导向 滑道向相邻加热炉腔滑动，进而对相邻热炉腔内的热态炼焦煤进行热态压实，当受炼焦煤 膨胀压力的隔板位移最大时，开启下一相邻加热炉腔与相邻炉腔之间隔板的电磁锁固定隔 板； 3)依次重复炼焦操作，即下一相邻加热炉腔炼焦煤膨胀压力作用于上一加热炉腔 炼焦煤胶质体析出后的收缩阶段，直到所有加热炉腔焦炭成熟为止； 出焦流程：按照加热炉腔焦炭成熟的顺序，依次开启相应的出焦闸门，出焦闸门在 自身和焦炭重力作用下进行旋转，进而打开出焦闸门，焦炭自由落下； 所述的加热炉腔处于等待装煤状态是指加热炉腔两侧隔板通过电磁锁固定，出焦 闸门关闭的状态。 本发明的有益效果是：该方法在未利用外力条件下，通过煤成焦过程中的自身膨 胀力作用于相邻加热炉腔中的炼焦煤进而冷态压实或者热态压实，同时增大装煤堆密度， 降低焦炭气孔率，对提高焦炭质量效果显著。 附图说明 图1为利用煤热膨胀性压实圆柱状炼焦装置主视图； 图2利用煤热膨胀性压实圆柱状炼焦装置俯视图； 图3为炉壁凸起结构示意图； 图4为带有滑块或者滑轮隔板示意图； 图5为带插槽的扇形出焦闸门示意图； 图6为利用煤热膨胀性带底板压实圆柱状炼焦装置俯视图； 图7为利用煤热膨胀性压实长条状炼焦装置俯视图； 图8为利用煤热膨胀性带底板压实长条状炼焦装置俯视图； 图9为利用煤热膨胀性压实长条状炼焦装置(凹槽型滑道)侧视图； 图10为带插槽矩形出焦闸门示意图； 图11为利用煤热膨胀性压实长条状炼焦装置(凸起型滑道)侧视图； 图12为矩形出焦闸门示意图； 图13为带滑槽隔板示意图。 图中：1、炉顶；2、导向滑道；3、加热源；4、隔热耐火层；5、凸起；6、加热源保护套；7、 炉壳；8、出焦闸门；9、装煤口；10、隔板；11、移动机构；12、电磁锁；13、液压支撑杆；14、铰链； 15、插槽；16、底板。