一種具有隔熱保溫功能的焦爐爐頂結構的制作方法

本技術涉及焦爐爐體隔熱保溫，具體涉及一種具有隔熱保溫功能的焦爐爐頂結構。

背景技術：

1、為進一步解決節能減排技術研發投入不足、創新能力弱的問題，特別是為支持一些有重大帶動作用的共性關鍵技術的創新。2020年6月11日，為進一步加快焦化行業轉型升級，促進焦化行業技術進步，提升資源綜合利用率和節能環保水平，推動焦化行業高質量發展，我國煉焦行業協會根據國家有關法律、法規和產業政策，制定《焦化行業規范條件》。2021年1月6日，中國煉焦行業協會制定了《焦化行業“十四五”發展規劃綱要》，提出進一步加強行業關鍵技術、工藝、裝備研發和推廣應用，有效降低能耗、物耗、水耗和污染物排放量。

2、2021年11月，國家發展改革委等部門關于發布《高耗能行業重點領域能效標桿水平和基準水平(2021年版)》的通知，要求頂裝焦爐能效基準水平為135kgce/t，搗固焦爐基準水平為140kgce/t。2022年1月30日，國務院關于印發《“十四五”節能減排綜合工作方案的通知》，以鋼鐵、有色金屬、建材、石化化工等行業為重點，推進節能改造和污染物深度治理，到2025年完成5.3億噸鋼鐵產能超低排放改造，大氣污染防治重點區域燃煤鍋爐全面實現超低排放。“十四五”時期，規模以上工業單位增加值能耗下降13.5％，萬元工業增加值用水量下降16％。

3、2023年6月，生態環境部會同國家發改委、工信部等聯合印發了《關于推進實施焦化行業超低排放的意見》，提出到2025年底前，重點區域力爭60％焦化產能完成改造；到2028年底前重點區域焦化企業基本完成改造，全國力爭80％焦化產能完成改造。在各項國家、地方政策推動和準入門檻提高的前提下，我國煤焦化行業綠色化發展如火如荼，結合我國碳達峰、碳中和的發展目標，我國將進一步推進焦化行業本身的綠色發展，減少焦化行業的廢物排。在此背景下，包括焦化行業在內的我國工業將加快節能減排技術的升級改造步伐，重點是應用新型節能降耗技術、高耗能通用設備改造、余熱余壓高效回收利用等。

4、在節能減排完成雙碳的大背景下，焦爐熱量主要從加熱爐煤氣燃燒后的煙氣帶走熱量、紅焦帶走熱量、荒煤氣隨集氣管帶走熱量、以及爐體表面散失熱量，但前三類熱量通過煙氣余熱鍋爐、干熄焦、荒煤氣上升管余熱回收裝置等手段都得到了較大限度的熱量回收。目前，較為難以解決的是爐體的散熱損失，爐體目前的散熱損失主要來源于三個部位：爐底區(含地下室)、爐頂區(含水封蓋、除碳孔蓋、上升管底座、看火孔蓋)以及燃燒室(含小爐頭、爐門)。目前解決爐體散熱損失，已經成為了降低熱量損失最關鍵的一步，本實用新型主要是針對爐頂散熱損失做技術改進。

技術實現思路

1、本實用新型的目的在于：針對焦爐爐頂區域存在容易散失熱量的問題，而設計一種具有隔熱保溫功能的焦爐爐頂結構，解決此問題。

2、本實用新型是通過如下技術方案實現的：

3、本實用新型設計了一種具有隔熱保溫功能的焦爐爐頂結構，所述的焦爐爐頂具有隔熱層，所述隔熱層的下方設置有焦爐立火道；所述的隔熱層由上而下至少包括層疊設置的第一缸磚層和第二粘土磚層；

4、在所述第一缸磚層與所述第二粘土磚層的層間設置有第一納米隔熱保溫層，在所述第二粘土磚層上背離所述第一納米隔熱保溫層的一側設置有第二納米隔熱保溫層，在所述焦爐立火道的側面設置有第三納米隔熱保溫層。

5、進一步的，一種具有隔熱保溫功能的焦爐爐頂結構：所述的隔熱層還包括層疊設置于所述第二粘土磚層下方的第三粘土質空心磚層；所述的第二納米隔熱保溫層設置于所述第二粘土磚層與所述第三粘土質空心磚層的層間。

6、進一步的，一種具有隔熱保溫功能的焦爐爐頂結構：該焦爐爐頂結構還包括熱反射材料層，且所述的熱反射材料層設置于所述第一缸磚層與所述第一納米隔熱保溫層的層間。

7、進一步的，一種具有隔熱保溫功能的焦爐爐頂結構：該焦爐爐頂結構還包括特種纖維材料層，且所述的特種纖維材料層設置于所述第二粘土磚層與所述第二納米隔熱保溫層的層間。

8、進一步的，一種具有隔熱保溫功能的焦爐爐頂結構：所述第一納米隔熱保溫層、第二納米隔熱保溫層、第三納米隔熱保溫層的厚度分別設置為5.0～10.0mm。

9、進一步的，一種具有隔熱保溫功能的焦爐爐頂結構：所述納米隔熱保溫材料的隔熱系數為0.03～0.05w/m·k。

10、目前，焦爐爐頂通常用使用傳統的隔熱粘土磚、漂珠磚等常規的保溫材料。爐頂空間受限，磚與磚之間熱橋接縫較多，使得爐頂空間溫度較高。傳統的隔熱保溫材料，例如隔熱粘土磚的導熱系數在0.8～1.2w/m·k左右，漂珠磚的導熱系數在0.25～0.6w/m·k左右，火泥的導熱系數在0.5～0.7w/m·k左右。目前，夏季時焦爐爐頂的溫度一般在95～110℃左右、冬季時焦爐爐頂的溫度在60～70℃左右，爐頂空間的溫度高，對于檢修車和巡檢工作人員操作環境帶來了極大的挑戰，同時焦爐中的熱量通過爐頂空間也在源源不斷的向環境中釋放，導致了爐體的散熱損失。本實用新型設計的焦爐爐頂結構，通過納米隔熱保溫材料和特種纖維材料的應用，從而有效降低了焦爐爐頂的散熱損失，達到爐體保溫的效果，節約能源。

11、本實用新型的有益效果：

12、(1)本實用新型設計的焦爐爐頂結構通過在第一缸磚層以及第二粘土磚層上分別施工數毫米厚的隔熱系數僅為0.03～0.05w/m·k的納米隔熱保溫材料，同時在看火孔立火道側墻也設置數毫米厚的納米隔熱保溫材料，利用其納米級的細小顆粒和其致密性，可以更好地密封爐體表面，從而可以進一步防止煙氣、焦油等竄漏的問題，達到隔熱保溫的目的。

13、(2)本實用新型設計的焦爐爐頂結構其為了進一步提升材料的性能和進一步延長材料的壽命，還使用了熱反射材料和柔性纖維材料，從而降低了材料之間的摩擦力，提高了接觸熱阻，可以大大增強爐體整體的熱阻，減少熱量的散失，達到進一步隔熱保溫的效果。

14、(3)經本實用新型改造前焦爐爐頂夏季溫度一般在95～110℃左右、冬季爐頂溫度在60～70℃左右，經本實用新型爐頂結構改造后焦爐爐頂夏季溫度一般在55～75℃左右、冬季爐頂溫度在35～40℃左右，可見本實用新型設計的焦爐爐頂結構既有效降低了爐頂溫度，減少爐頂空間熱量的散失，同時低溫環境又利于檢修車和巡檢工作人員的操作。

技術特征：

1.一種具有隔熱保溫功能的焦爐爐頂結構，其特征在于，所述的焦爐爐頂(1)具有隔熱層(2)，所述隔熱層(2)的下方設置有焦爐立火道(3)；所述的隔熱層(2)由上而下至少包括層疊設置的第一缸磚層(21)和第二粘土磚層(22)；

2.根據權利要求1所述的一種具有隔熱保溫功能的焦爐爐頂結構，其特征在于，所述的隔熱層(2)還包括層疊設置于所述第二粘土磚層(22)下方的第三粘土質空心磚層；

3.根據權利要求1所述的一種具有隔熱保溫功能的焦爐爐頂結構，其特征在于，該焦爐爐頂結構還包括熱反射材料層(7)，且所述的熱反射材料層(7)設置于所述第一缸磚層(21)與所述第一納米隔熱保溫層(4)的層間。

4.根據權利要求1所述的一種具有隔熱保溫功能的焦爐爐頂結構，其特征在于，該焦爐爐頂結構還包括特種纖維材料層(8)，且所述的特種纖維材料層(8)設置于所述第二粘土磚層(22)與所述第二納米隔熱保溫層(5)的層間。

5.根據權利要求1所述的一種具有隔熱保溫功能的焦爐爐頂結構，其特征在于，所述第一納米隔熱保溫層(4)、第二納米隔熱保溫層(5)、第三納米隔熱保溫層(6)的厚度分別設置為5.0～10.0mm。

6.根據權利要求1所述的一種具有隔熱保溫功能的焦爐爐頂結構，其特征在于，所采用的納米隔熱保溫材料的隔熱系數為0.03～0.05w/m·k。

技術總結
本技術公開了一種具有隔熱保溫功能的焦爐爐頂結構，焦爐爐頂具有隔熱層，所述隔熱層的下方設置有焦爐立火道；隔熱層由上而下至少包括層疊設置的第一缸磚層和第二粘土磚層；在第一缸磚層與第二粘土磚層的層間設置有第一納米隔熱保溫層，在第二粘土磚層上背離第一納米隔熱保溫層的一側設置有第二納米隔熱保溫層，在焦爐立火道的側面設置有第三納米隔熱保溫層。本技術設計的焦爐爐頂結構通過在第一缸磚層以及第二粘土磚層上分別施工納米隔熱保溫材料，同時在看火孔立火道側墻也設置納米隔熱保溫材料，利用其納米級的細小顆粒和致密性，可以更好地密封爐體表面，從而可以進一步防止煙氣、焦油等竄漏的問題，達到隔熱保溫的目的。

技術研發人員：孟曉東,丁毅,汪琴,李紅飛,王涵宇,周有恒
受保護的技術使用者：江蘇龍冶節能科技有限公司
技術研發日：20240407
技術公布日：2025/3/13