專利名稱：煉焦設施和該設施的控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種煉焦設施，所述煉焦設施包括由煤制造焦炭的爐，焦炭用于供給冶金高爐，作為煉鐵反應器中的還原劑，本發(fā)明還涉及這種設施的控制方法。
背景技術：
煤向焦炭的轉化 是通過在成組布置的耐火爐中隔絕空氣烘烤來進行的。該轉化在烘烤開始伴隨有大體積的熱氣體(約700°C至750°C)釋放并且該釋放隨著烘烤的進行而減少。在每個爐中，這些氣體通過其頂部被閥門件關閉的立管排出。這些立管的每一個通過彎曲排放管道通到筒管(barillet)內，筒管是大直徑管道，其收集爐組的氣體并將它們向處理回路運送。每個彎曲排放管道包括氨水噴嘴和封堵板，氨水用于在氣體進入筒管前將氣體冷卻至約80°C，封堵板稱為盤件，放置在與筒管的接合處并且能夠處于兩種位置。在打開位置，盤件是豎直的并使氣體完全無約束通過。在關閉位置，盤件是水平的并能夠完全中斷朝向筒管的氣體的通過。在煉焦階段期間，每個爐的立管的閥門件被關閉，這允許氣體向筒管排放，爐的盤件因而在打開位置。煉焦結束后，當焦炭出爐時，則閥門件打開而爐的盤件在關閉位置，這能夠隔絕爐的筒管并通過立管排放余留的氣體。在大部分焦化廠里，僅筒管處的壓力可圍繞按照爐的高度在70Pa和150Pa之間變化的一定值點調節(jié)。在烘烤開始，爐內高的氣體壓力是氣體從爐門排出的根源，不管給予關注的爐門保養(yǎng)和其良好密封性。包括細微粉塵、一氧化碳、聚芳族碳氫化合物(HAP:hydrocarbures poIy-armoatique)的這些排出對于工作條件和周圍空氣質量有很大影響。在烘烤的最后，爐可以是負壓的并且外部空氣能夠進入，由于爐的入口附近的燃燒，最終弓I起耐火材料的損壞。某些優(yōu)先考慮爐的使用壽命的焦化廠在生產時用高的筒管壓力，用以在烘烤的最后在爐內維持正壓力，以爐的入口有排出為代價。受到很嚴的環(huán)境約束、比如受到美國的空氣清潔法約束的其它的焦化廠在生產時用很低的筒管壓力，以損壞爐的入口以及最終損害爐的使用壽命為代價。為了減少裝爐時煙的排出，已知第一類型的煉焦設施，其中，被布置在彎曲排放管道中的氨水噴嘴沿氣體流動方向噴射高壓(30bar至40bar)的水，因此產生這些氣體朝處理回路吸排的效果。噴嘴僅在煤裝入爐中時的兩分鐘期間以及在隨后的五分鐘中內在高壓下運行，而烘烤持續(xù)16至20小時。可如果保持高的筒管壓力，該技術不能消除爐在烘烤的最初幾個小時期間的排出。為了改善對這些氣體排出的管理，已知第二類型的煉焦設施，其中，可以獨立的方式控制每個爐的壓力，這尤其記載在文獻W002/094966中。該設施包括通過一直管道延伸到筒管內的彎曲排放管道，直管道具有切開的缺口，氣體穿過切開的缺口通過。該管道通入以虹吸方式填充有水的圓頂(coupole),圓頂連接至氣動柱,氣動柱能夠變化圓頂高度因而變化氣體通過的表面。氣動柱根據(jù)爐內壓力的測量進行控制，筒管在爐的整個烘烤周期期間不保持在吸進狀態(tài)。該系統(tǒng)能夠有效調節(jié)爐的壓力和特別地在烘烤最后保持爐內微小的正壓力。但是，具有的缺點是因機械上的復雜性而需要很多的維護。還需要對現(xiàn)存設施做重大修改。最后，為了安全的原因，所有設備應當是雙份的，并且其使用不能避免在煉焦的開始氣體從爐門逃逸。還已知最后一類型的煉焦設施，其中，可以獨立的方式控制每個爐的壓力。該系統(tǒng)在于，通過確定和控制爐的盤件位置來改變第一類型的設施，以使得盤件能夠處于在豎直打開位置和水平關閉位置之間的可能的任何中間位置。還可根據(jù)在每個立管基部測量的壓力而部分關閉盤件來調節(jié)每個爐內的壓力。盤件還被改變以在其上部分具有鐘形，以便優(yōu)化系統(tǒng)靈敏度，特別是在完全關閉的情況下。但該系統(tǒng)在實踐中具有缺點，因為對壓力的較小變化太敏感和需要精細調節(jié)而難于操作?！?br>
發(fā)明內容
因此本發(fā)明的目標是解決上面提及的問題。本發(fā)明特別為了提供一種煉焦設施和這種設施的控制方法，能夠減少煉焦氣體排出同時不損壞這些設施使用壽命。本發(fā)明還為了能夠簡單控制煉焦并減少維護，不需要頻繁停止生產，也不需要尖端的調節(jié)系統(tǒng)。在此目標下，本發(fā)明的第一目標是一種煉焦設施，所述煉焦設施包括一系列煉焦爐，每個煉焦爐包括裝配有出爐側門的煉焦殼體，所述煉焦殼體與裝配有煉焦氣體排放管道的立管連通，每個煉焦爐的煉焦氣體排放管道通到收集筒管內，收集筒管本身連接至煉焦氣體處理回路，所述煉焦爐之一的至少一煉焦氣體排放管道還包括將加壓液體相對于氣體離開煉焦殼體的流動方向逆流地噴射到所述煉焦氣體排放管道的壁上的加壓液體噴射部件。根據(jù)本發(fā)明的設施還可以包括以下特征之一或者以下特征的組合:一加壓液體噴射部件由噴嘴構成，所述噴嘴將液體噴射成空心錐體形狀。一煉焦氣體排放管道包括安全部件，所述安全部件位于收集筒管之上且被定尺寸以使得由加壓液體噴射部件噴射的加壓液體不能到達立管，一由加壓液體噴射部件噴射的液體被注入到連接至收集筒管的容器內，加壓液體噴射部件后來被連接泵的所述容器供給，—煉焦設施還包括煉焦爐的壓力測量部件，一煉焦設施還包括加壓液體噴射部件的壓力控制部件，所述壓力控制部件與煉焦爐的壓力測量部件連接，一噴射的液體是以水為基礎的，一煉焦設施包括封堵筒管的盤件，以及加壓液體噴射部件位于該盤件之上。本發(fā)明的目標還有根據(jù)本發(fā)明的煉焦設施的一種控制方法，其中，通過致動加壓液體噴射部件，至少部分地封堵煉焦氣體排放管道。在一優(yōu)選實施方式中，按照預定的圖表，自煉焦周期的第二半周期起致動加壓液體噴射部件。在另一優(yōu)選實施方式中，當在煉焦爐的煉焦殼體內的壓力變?yōu)樨摰臅r，通過致動加壓液體噴射部件，至少部分地封堵煉焦氣體排放管道，優(yōu)選使得煉焦爐的壓力保持在+5Pa和+ IOPa之間直至出爐。


通過下面作為實例給出的參照附圖1至4進行的描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點得以顯現(xiàn)。
具體實施例方式圖1示意性示出根據(jù)本發(fā)明的一組I煉焦爐的橫向剖面。首先看到的是爐2包括前爐門3和后爐門4。爐2的殼體與上置有閥門件6的立管5連通。立管5由(稱為馬頭的)側向的彎曲排放管道7延長，側向的彎曲排放管道通到部分充水的收集筒管8中。彎曲排放管道7包括傳統(tǒng)類型的噴嘴9，噴嘴在爐料烘烤的整個期間噴射低壓水，以冷卻蒸餾氣體和冷凝一部分浙青在筒管中。該噴嘴還能夠沿氣體流出爐的殼體的流動方向噴射約30bar至40bar的高壓水，如此產生這些氣體朝爐2的外部吸排的效果。被噴射的水通常是在設施中產生并循環(huán)的氨水。在一些設施中，IObar至15bar的蒸汽噴射代替高壓氨水噴射。筒管配有傳統(tǒng)類型的封堵盤件10，能夠處于如圖所示的打開位置和通過樞轉直至到達水平的關閉位置。在本發(fā)明的框架內，第二噴嘴11可被定位在彎曲排放管道7和筒管8的接合處之上，即在封堵盤件10之上。該噴嘴11在此可被供給直至5bar的低壓水。在此，該水也是再循環(huán)的氨水。在圖1所示的特別實施方式中，噴嘴11能夠產生圖2所示類型的空心錐體形狀的水簾。爐2的氣體或多或少可透過該空心錐體通過朝向筒管8，并且該空心錐體能夠至少部分地封堵排放管道7。無論水的噴射壓力如何，空心錐體將觸及排放管道7的壁，根據(jù)水壓，氣體是或多或少可透過水簾的。當然可實施其它類型的能夠產生其它形狀的簾的噴嘴，這例如具有側孔的產生口子被十分擴大的近乎平面的錐體形狀的簾的噴嘴。噴嘴的類型以及逆流噴嘴11出口處的壓力取決于所涉及的爐的特別構型，因此本領于技術人員將對這些直接進行選擇。在任何情況下壓力應當是足夠的，以形成至少部分對抗氣體通過的濃密的和規(guī)則的水簾。重要的還有，如此形成的水簾既不被噴射向爐2的內部，以便不損壞耐火磚，也不沿氣體離開殼體的流動方向噴射，以避免產生文里丘效應，該效應與尋求的目標相反，其加劇了爐的殼體內的負壓。在一優(yōu)選實施方式中，彎曲排放管道7可以裝配安全部件，安全部件能夠保證由噴嘴11噴射的液體在任何情況下不能到達立管5，更不必說到達爐2，即使當噴嘴11的壓力被調至最大。

這些安全部件可以有任何合適的形式并特別可以是彎曲排放管7被剛好定位于筒管8之上的非彎曲的管段的延長部分的形式，筒管由此朝下挪移。這些安全部件還可以是在排放管道7與立管5之間的接合處部分封堵排放管道7截面的側凸緣的形式。隨后，筒管8被連接至氣體排放管道12，氣體排放管道通到氣體處理區(qū)域13，自氣體處理區(qū)域出來，氣體在被再利用之前被運送至儲氣罐14。在新的煉焦周期開始，爐2的爐門3和4被關閉，新鮮的煤通過重力由爐的上方經(jīng)裝爐口 15裝爐，閥門件6處在水平關閉位置。筒管8的盤件10處在豎直打開位置。在裝爐期間和接下來的幾分鐘，噴嘴9被高壓供給，以在爐內產生負壓并因此截收所有裝爐氣體。在裝爐的最后，噴嘴被停止供給高壓氨水并因此被供給低壓氨水，以便在氣體進入筒管8之前冷卻氣體。為了在爐內具有高壓(幾百帕)的烘烤第一小時期間避免在爐門處的泄漏，根據(jù)本發(fā)明，筒管8內的壓力調節(jié)為約40Pa至50Pa的小的正值。筒管8內如此低的壓力能夠以強烈的方式在裝爐后的幾分鐘內減小在爐門3和4處的排出，甚至完全消除所述排出。在烘烤的最后，當爐2內的壓力變?yōu)樨摃r，噴嘴11從而啟用，逆向于被排放的氣體噴射低壓水，這能夠使爐2保持5Pa至IOPa的正壓力。因此避免爐2內的任何負壓，負壓能夠引起空氣從爐門進入，和遠期導致爐門入口處的損壞。在出爐時，噴嘴I的活動被中 斷而盤件10被放在水平關閉位置直至下一煉焦周期。由噴嘴11噴射的水與冷凝物和來自噴嘴9的水一起被收集在筒管8內，并隨后在被處理和再循環(huán)之前被排放到收集容器(未示出)內。在本發(fā)明的框架內，已經(jīng)在噴嘴9處被使用的氨水將優(yōu)選被使用作為噴射液體。通過在煉焦爐中裝配BEX類型或類似的逆流噴嘴來實施根據(jù)本發(fā)明的方法，大量真實的試驗被實施，證明的是可以精確調節(jié)爐內壓力，如圖3的圖表上可見的爐內壓力，該圖標表示爐內壓力曲線隨煉焦時間的變化。尤其可以從中看到，自從在一小時四分鐘之后啟用噴嘴11和在水壓的各種變化之后，噴嘴出口處的2bar (在泵處對應3bar)的壓力水平被證明是需要的并足以在爐內達到一微小的正壓，能夠避免經(jīng)由爐的爐門的任何空氣進入。通過這樣對由逆流噴嘴噴射的水的壓力的運用，可精細地調節(jié)每個煉焦爐的壓力。不用說，根據(jù)本發(fā)明的逆流噴嘴的使用可以與煉焦爐的其它單個調節(jié)部件組合，仍在本發(fā)明的框架內。為了使根據(jù)本發(fā)明的方法自動化，只要連續(xù)測量有關的每個爐內的壓力并將信息傳遞給根據(jù)測量的壓力水平來起動噴嘴11的致動的方法管理計算器就足夠了。在第二時間，當爐2的壓力將進一步降低而同時煤向焦炭的轉化結束時，則只要提高噴射的水的壓力以保持相關的爐的壓力在所尋求的壓力范圍內就足夠了。當不希望連續(xù)測量爐的壓力時，還可以設想僅給爐裝備超出壓力閾值的示意裝置，這因而能夠起動彎曲排放管道7的封堵部件的致動。還可以不測量爐組中的壓力但預先確定通常煉焦周期的壓力和調整噴嘴11的控制部件，以便噴嘴在預定時刻以規(guī)定的壓力噴射液體，規(guī)定的壓力根據(jù)預定圖表變動。因此可規(guī)定，例如，當煉焦周期的最后四分之一時液體的噴射將開始。
還可以由操作員對系統(tǒng)進行控制，操作員在需要時可以收集由方法管理計算器傳遞的信息。
權利要求
1.一種煉焦設施(1)，所述煉焦設施包括一系列煉焦爐(2)，每個煉焦爐(2)包括裝配有出爐側門(3，4)的煉焦殼體，所述煉焦殼體與裝配有煉焦氣體排放管道(7)的立管(5)連通，每個煉焦爐(2)的煉焦氣體排放管道(7)通到收集筒管(8)內，所述收集筒管本身連接至煉焦氣體處理回路(12，13，14)，所述煉焦爐(2)之一的至少一煉焦氣體排放管道(7)還包括將加壓液體相對于氣體離開所述煉焦殼體的流動方向逆流地噴射到所述煉焦氣體排放管道(7)的壁上的加壓液體噴射部件(11)。
2.根據(jù)權利要求1所述的煉焦設施，其特征在于，所述加壓液體噴射部件(11)由噴嘴構成，所述噴嘴將液體噴射成空心錐體形狀。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的煉焦設施，其特征在于，所述煉焦氣體排放管道(7)包括安全部件，所述安全部件位于所述收集筒管(8)之上且被定尺寸以使得由所述加壓液體噴射部件(11)噴射的加壓液體不能到達所述立管(5 )。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的煉焦設施，其特征在于，由所述加壓液體噴射部件(11)噴射的液體被注入到連接至所述收集筒管(8)的容器內，所述加壓液體噴射部件(11)后來被連接泵的所述容器供給。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的煉焦設施，其特征在于，所述煉焦設施還包括所述煉焦爐(2)的壓力測量部件。
6.根據(jù)權利要求5所述的煉焦設施，其特征在于，所述煉焦設施還包括所述加壓液體噴射部件(11)的壓力控制部件，所述壓力控制部件與所述煉焦爐(2)的所述壓力測量部件連接。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的煉焦設施，其特征在于，所述液體是以水為基礎的。
8.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的煉焦設施(I)的控制方法，其特征在于，通過致動所述加壓液體噴射部件(11)，至少部分地封堵所述煉焦氣體排放管道(J)。
9.根據(jù)權利要求8所述的煉焦設施(I)的控制方法，其特征在于，按照預定的圖表，自煉焦周期的第二半周期起致動所述加壓液體噴射部件(11)。
10.根據(jù)權利要求8所述的煉焦設施(I)的控制方法，其特征在于，當所述煉焦爐(2)的煉焦殼體內的壓力變?yōu)樨摰臅r，通過致動所述加壓液體噴射部件(11)，至少部分地封堵所述煉焦氣體排放管道(7)。
11.根據(jù)權利要求10所述的煉焦設施(I)的控制方法，其特征在于，致動所述加壓液體噴射部件(11)，以使得所述煉焦爐的壓力保持在+ 5Pa和+ IOPa之間直至出爐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煉焦設施(1)，所述煉焦設施包括一系列煉焦爐(2)，每個煉焦爐(2)包括裝配有出爐側門(3，4)的煉焦殼體，所述煉焦殼體與裝配有煉焦氣體排放管道(7)的立管(5)連通，每個煉焦爐(2)的煉焦氣體排放管道(7)通到收集筒管(8)，收集筒管本身連接至煉焦氣體處理回路(12，13，14)，所述煉焦爐(2)之一的至少一煉焦氣體排放管道(7)還包括將加壓液體相對于氣體離開煉焦殼體的流動方向逆流地噴射到所述煉焦氣體排放管道(7)的壁上的加壓液體噴射部件(11)，本發(fā)明還涉及這種設施的控制方法。
文檔編號C10B27/06GK103154198SQ201180048042
公開日2013年6月12日 申請日期2011年10月5日 優(yōu)先權日2010年10月5日
發(fā)明者J-P·加耶, E·珀蒂, D·伊斯勒, J·德蘭尚特 申請人:安塞樂米塔爾梅季耶斯研究股份有限公司