[发明专利]将燃烧空气受控引入热回收型焦炉的次级加热空间的装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用将燃烧空气受控引入焦炉的次级空气底台的装置，其由至少一个用于燃烧空气的集气管构成，其在一组焦炉的焦炉的焦炉室门下方延伸，其中集气管具有进入至少一个焦炉室的至少一个支路，燃烧空气经由该支路被引入至少一个焦炉的次级空气底台，用于焦化气的完全燃烧，从而焦炉底台中的燃烧被优化，并且碳化工艺过程因而可被控制。优选地可以通过适当的调节设备向每个焦炉单独提供燃烧气体，从而在碳化工艺期间每个焦炉可以被单独供应燃烧空气，考虑到焦炉组的焦炉室中时间移位的碳化进度，这有巨大优势。本发明还涉及一种用于将燃烧气体受控引入一组焦炉的至少一个焦炉的次级空气底台的方法。

非回收型或热回收型焦炉(后者包括热回收设施)配备有焦炉室，其包括横向焦炉室壁、焦炉室底、通常为拱形的焦炉室顶棚和焦炉室前壁，后者装有焦炉室门，焦炉室门用于装载，并且在焦炉室的对侧用于卸载。这些炉类型的加热是通过使用在碳化期间从将要碳化的煤饼获得的焦化气来实现的。为此目的，焦炉室在工作期间仅被装载至某一高度，从而留空煤饼上方的气体空间。获得的气体空间也被称为主加热空间，并且用于燃烧直接从煤饼得到的焦化气，焦化气借助亚化学计量的燃烧空气而被部分燃烧。

为了控制主加热空间中的燃烧过程，后者设有布置在顶棚中、焦炉室门中或门上方墙壁中的开口。这些大多是可控的。在部分燃烧后，部分燃烧的焦化气通过横向气体通道被传送到废气烟道，废气烟道位于焦炉室下方并且还设有用于进入燃烧空气(所谓的次级燃烧空气)的开口。在废气烟道中，部分燃烧的焦化气在过量燃烧空气下完全燃烧。这样，将要碳化的煤饼也被从下方加热，这最终会获得改善的焦炭质量和同时减少的碳化时间。用于加热目的的废气烟道位于焦炉室底部的正下方，其也被称为次级加热空间。上述非回收或热回收炉类型在专利说明书US4344820A、US4287024A、US5114542A、GB1555400A和CA2052177C中有描述。

在位于焦炉室正下方的废气烟道的几乎所有实施例中，是从次级空气底台供应燃烧空气的，次级空气底台位于废气烟道下方，并且经由设置在废气烟道和次级空气底台之间水平面上的竖直通道连接到废气烟道。从而从大气环境流入次级空气底台的燃烧空气被预热。燃烧空气进入次级空气底台的开口也可以是可控的。

WO2007057076A1描述了燃烧空气进入焦炉的主加热空间和次级加热空间的并且可控的开口的结构设计。WO2010034383A1描述了燃烧空气进入焦炉的次级空气底台的并且特别耐高温和精准驱动的可控开口的结构设计。

不论开口和用于密闭的闭合元件如何设计，其中次级燃烧空气通过开口进入次级空气底台，对于设有这种开口和闭合元件的焦炉来说，不可能传送远离开口的燃烧空气。因此，燃烧空气是从环绕用于燃烧空气的开口的即时大气环境被吸入的。该空气常常是被高度污染的，从而无法将要求质量的燃烧空气馈入焦炉的次级空气底台中。此外，焦炉室中的负压常常并未高到足以确保燃烧空气可靠进入焦炉室。最后，最多可能仅在有限限度内建立对焦炉次级加热空间中的燃烧工艺的控制。

来自煤饼的焦炉煤气的演化取决于相应焦炉室中碳化的时间进度。因此大量焦化气是在碳化周期的开始阶段(即，在装载之后)产生的，其随着碳化进行持续下降。现有技术焦炉室的碳化时间取决于所使用的煤类型为48至192小时。上述WO2010034383A1给出了对焦炉室中焦化气演化时间进度的描述。

焦化气的燃烧以及进而焦炉室中温度的发展也取决于焦化气演化的时间进度。因为焦化气的产量取决于所用煤的类型，如果煤类型固定的话，无法由焦炉组的操作者影响该产量。然而焦炉组或工厂的操作者常常想要影响焦炉室中的碳化行为和温度发展，以便进而显著提高焦炭质量和焦炉组效率。因而，影响焦炉室中碳化工艺过程的唯一可能是控制燃烧空气的馈送质量和总量。

因此，尝试实现对进入焦炉组的次级空气底台的燃烧空气的馈送量和质量的精确控制。另一个问题是尽管在包括多个焦炉室的焦炉组中生产焦炭是持续进行的，但是焦炉室的装载和卸载是在不同时间进行的。由于个体焦炉室中的碳化是按批次进行的，因此个体焦炉室中的碳化操作以偏移时间发生，从而对于整个焦炉组来说焦炭产量保持近似恒定。为此，个体焦炉同样以偏移时间要求空气。因此，尝试了其他方法来个别地或很大程度上单独地控制燃烧空气向焦炉组的个体焦炉室的次级空气底台的馈送。