本發(fā)明涉及煉焦，具體涉及一種基于電磁熱連續(xù)煉焦工藝的渦流加熱結(jié)構(gòu)和方法。
背景技術(shù)：
1、冶金焦炭來自于煉焦工藝過程，煉焦過程是在由耐火磚砌筑的焦?fàn)t多個(gè)炭化室中間斷進(jìn)行的，工藝過程是：煉焦煤通過裝煤車，按照煉焦生產(chǎn)計(jì)劃，每間隔一個(gè)炭化室周轉(zhuǎn)周期裝入一爐煤到焦?fàn)t的某一炭化室中，此炭化室兩側(cè)為燃燒煤氣的燃燒室，煤氣燃燒產(chǎn)生的熱量通過炭化室爐墻傳遞給煉焦煤，將煉焦煤在炭化室中隔絕空氣干餾，煉焦煤經(jīng)過一個(gè)結(jié)焦周期的時(shí)間，經(jīng)過層狀干燥、熔融、固化、縮聚4個(gè)物理化學(xué)過程，最終形成~1000℃紅（熱）焦炭；紅焦炭再通過推焦車推出炭化室，之后通過焦罐車轉(zhuǎn)入干熄焦裝置進(jìn)行干法熄焦，焦炭溫度降低到200℃以下后從干熄焦裝置中排出，最終得到冷焦炭。煉焦的裝煤、結(jié)焦、推焦、熄焦過程都是間斷進(jìn)行的，裝煤車、焦?fàn)t炭化室、干熄焦是3個(gè)獨(dú)立的設(shè)備，物料在這3個(gè)設(shè)備之間依次相互轉(zhuǎn)移，從物理空間和時(shí)序空間都不是連續(xù)的過程，在物理空間轉(zhuǎn)移的過程中存在污染物無組織排放的現(xiàn)象，主要污染物有：粉塵、二氧化硫、荒煤氣、voc等，這些無組織排放治理起來需要投入大量的設(shè)備和能耗。在焦?fàn)t燃燒室中，煤氣燃燒主要是煤氣中的可燃成分：co、h2、ch4......等，這些成分在燃燒后形成大量的co2溫室氣體排放，據(jù)估算，每生產(chǎn)1噸焦炭排放2.4噸co2，這些co290%以上來自于焦?fàn)t加熱系統(tǒng)的煙氣排放。
2、中國(guó)專利2025103915316提出了一種基于電磁熱連續(xù)煉焦系統(tǒng)及工藝，從兩個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)從源頭上實(shí)現(xiàn)煉焦過程的零碳排放和零污染物排放：1、不通過煤氣燃燒來獲得加熱煉焦煤的熱量，采用綠電作為輸入的能源，通過電磁加熱煉焦來實(shí)現(xiàn)零碳排放；2、將煉焦工藝過程的裝煤、結(jié)焦、推焦、熄焦完全集中到一套密閉設(shè)備中，在這一套設(shè)備中實(shí)現(xiàn)加熱、冷卻、換熱等傳熱過程，使煉焦煤到最終冷焦炭的生產(chǎn)過程，物料始終在這一套密閉設(shè)備中連續(xù)進(jìn)行移動(dòng)，避免物料與大氣接觸，消除無組織污染物排放。其中，基于電磁熱連續(xù)煉焦系統(tǒng)包含給料、干燥、熔融、電磁加熱、焦炭冷卻、焦炭破碎及排出、循環(huán)換熱裝置。煤料經(jīng)給料裝置進(jìn)入干燥裝置去除水分，再依次經(jīng)熔融、電磁加熱等裝置，最終由焦炭破碎及排出裝置排出焦炭，循環(huán)換熱裝置實(shí)現(xiàn)熱量循環(huán)利用。煉焦工藝先將煉焦煤密封進(jìn)料，經(jīng)干燥、熔融、電磁加熱、焦炭冷卻、破碎排出等階段，循環(huán)氣體閉式循環(huán)，煤氣分質(zhì)利用。
3、但是，在焦炭生產(chǎn)過程中，總是盡可能希望提高焦炭粒度和生產(chǎn)效率，中國(guó)專利2025103915316中的電磁熱連續(xù)煉焦工藝為提高焦炭粒度，需要盡可能加大電磁渦流加熱裝置的內(nèi)物料通道的直徑，直徑加大后熱量傳輸距離也相應(yīng)加大，物料被加熱速率下降，整個(gè)裝置的生產(chǎn)效率也下降。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于電磁熱連續(xù)煉焦工藝的渦流加熱結(jié)構(gòu)，包括：
2、無機(jī)耐火圓管，用于接收熔融裝置排出的煤料；
3、磁性金屬圓弧板，安裝于所述無機(jī)耐火圓管內(nèi)壁上；
4、磁性金屬中心板，安裝于所述無機(jī)耐火圓管內(nèi)且與所述無機(jī)耐火圓管共軸；
5、電磁線圈，纏繞于所述無機(jī)耐火圓管外，所述電磁線圈通電后用于加熱所述磁性金屬圓弧板和所述磁性金屬中心板，加熱后的所述磁性金屬圓弧板和所述磁性金屬中心板用于加熱所述煤料。
6、進(jìn)一步地，還包括：無機(jī)耐火保溫層，安裝于所述無機(jī)耐火圓管外壁，所述電磁線圈纏繞于所述無機(jī)耐火保溫層外。
7、進(jìn)一步地，還包括：上法蘭，安裝于所述無機(jī)耐火圓管頂端，所述上法蘭用于將無機(jī)耐火圓與所述熔融裝置連接；下法蘭，安裝與所述無機(jī)耐火圓管底端，所述下法蘭用于將無機(jī)耐火圓管與冷卻裝置連接。
8、進(jìn)一步地，還包括：螺桿，兩端分別安裝于所述上法蘭和下法蘭上，且所述螺桿位于所述無機(jī)耐火圓管外。
9、進(jìn)一步地，所述磁性金屬中心板頂端與所述上法蘭連接。
10、進(jìn)一步地，所述磁性金屬中心板側(cè)邊與所述無機(jī)耐火圓管之間具有間隙以提供磁性金屬中心板受熱膨脹的空間。
11、進(jìn)一步地，多個(gè)所述磁性金屬圓弧板分別分布于所述無機(jī)耐火圓管的內(nèi)壁四周，多個(gè)所述磁性金屬圓弧板之間具有間隙使得能夠暴露出所述無機(jī)耐火圓管的管壁。
12、進(jìn)一步地，多個(gè)磁性金屬中心板以所述無機(jī)耐火圓管軸心為連接線連接在一起。
13、一種基于電磁熱連續(xù)煉焦工藝的渦流加熱結(jié)構(gòu)的加熱方法，包括如下步驟：
14、所述電磁線圈通電后，產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)中的一部分在磁性金屬圓弧板上產(chǎn)生渦流熱量，磁場(chǎng)中其余部分繞過磁性金屬圓弧板后作用在磁性金屬中心板上產(chǎn)生渦流熱量，所述煤料同時(shí)受到位于所述無機(jī)耐火圓管內(nèi)的磁性金屬中心板和位于所述無機(jī)耐火圓管內(nèi)壁上磁性金屬圓弧板兩個(gè)方向的加熱。
15、進(jìn)一步地，通過調(diào)小磁性金屬圓弧板的圓弧角，使得來源于磁性金屬圓弧板的熱量占總熱量的比例減??；通過調(diào)大磁性金屬圓弧板的圓弧角，使得來源于磁性金屬圓弧板的熱量占總熱量的比例增大。
16、本發(fā)明的有益效果為：
17、1.中國(guó)專利2025103915316中的空心鋼管外設(shè)置電磁渦流線圈，中頻或高頻電流通過線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，交變磁場(chǎng)在空心鋼管壁產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生熱量，熱量沿圓周向內(nèi)，向鋼管中的物料傳遞，鋼管中心的熱量傳輸距離最大為鋼管的內(nèi)半徑長(zhǎng)度，為提高焦炭粒度，需要盡可能加大電磁渦流加熱裝置的內(nèi)物料通道的直徑，直徑加大后熱量傳輸距離也相應(yīng)加大，物料被加熱速率下降，整個(gè)裝置的生產(chǎn)效率也下降。而本發(fā)明電磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)的一部分通過無機(jī)耐火圓管內(nèi)磁性金屬圓弧板之間的間隙傳遞到圓管內(nèi)部，使圓管內(nèi)部的磁性金屬中心板產(chǎn)生電磁渦流熱量，電磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)的另一部分在無機(jī)耐火圓管內(nèi)磁性金屬圓弧板上產(chǎn)生電磁渦流熱量，這樣對(duì)于圓管中的物料受到圓管中心和圓管圓周兩個(gè)方向的加熱，熱量傳輸最大距離只有圓管半徑的1/2，降低了50%的熱傳輸距離?？梢源蠓岣呒訜崴俾?，提高生產(chǎn)效率。
18、2.通過調(diào)小磁性金屬圓弧板的圓弧角能夠調(diào)節(jié)無機(jī)耐火圓管中心、外圈熱量占比，調(diào)節(jié)中心、外圈熱量占比可以調(diào)節(jié)中心、外圈焦炭溫度分布，使橫截面上各部位溫度盡可能均勻，提高焦炭質(zhì)量。
1.一種基于電磁熱連續(xù)煉焦工藝的渦流加熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁熱連續(xù)煉焦工藝的渦流加熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括：無機(jī)耐火保溫層（4），安裝于所述無機(jī)耐火圓管（1）外壁，所述電磁線圈（5）纏繞于所述無機(jī)耐火保溫層（4）外。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁熱連續(xù)煉焦工藝的渦流加熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括：上法蘭（6），安裝于所述無機(jī)耐火圓管（1）頂端，所述上法蘭（6）用于將無機(jī)耐火圓管（1）與所述熔融裝置（9）連接；下法蘭（7），安裝與所述無機(jī)耐火圓管（1）底端，所述下法蘭（7）用于將無機(jī)耐火圓管（1）與冷卻裝置（10）連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁熱連續(xù)煉焦工藝的渦流加熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括：螺桿（8），兩端分別安裝于所述上法蘭（6）和下法蘭（7）上，且所述螺桿（8）位于所述無機(jī)耐火圓管（1）外。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于電磁熱連續(xù)煉焦工藝的渦流加熱結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述磁性金屬中心板（3）頂端與所述上法蘭（6）連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于電磁熱連續(xù)煉焦工藝的渦流加熱結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述磁性金屬中心板（3）側(cè)邊與所述無機(jī)耐火圓管（1）之間具有間隙以提供磁性金屬中心板（3）受熱膨脹的空間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁熱連續(xù)煉焦工藝的渦流加熱結(jié)構(gòu)，其特征在于：多個(gè)所述磁性金屬圓弧板（2）分別分布于所述無機(jī)耐火圓管（1）的內(nèi)壁四周，多個(gè)所述磁性金屬圓弧板（2）之間具有間隙使得能夠暴露出所述無機(jī)耐火圓管（1）的管壁。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁熱連續(xù)煉焦工藝的渦流加熱結(jié)構(gòu)，其特征在于：多個(gè)磁性金屬中心板（3）以所述無機(jī)耐火圓管（1）軸心為連接線連接在一起。
9.一種基于權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述基于電磁熱連續(xù)煉焦工藝的渦流加熱結(jié)構(gòu)的加熱方法，其特征在于，包括如下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于電磁熱連續(xù)煉焦工藝的渦流加熱結(jié)構(gòu)的加熱方法，其特征在于：通過調(diào)小磁性金屬圓弧板（2）的圓弧角（a），使得來源于磁性金屬圓弧板（2）的熱量占總熱量的比例減?。煌ㄟ^調(diào)大磁性金屬圓弧板（2）的圓弧角（a），使得來源于磁性金屬圓弧板（2）的熱量占總熱量的比例增大。