[发明专利]焦化成套设备自动气流控制系统

说明书

对相关申请的交互引用

本申请要求，2012年8月17号提交的第13/589,009号美国非临时专利申请的权益，这里通过全文引用将其公开结合于此。

背景技术

本发明大致上涉及从煤块生产焦炭的焦化成套设备领域。焦炭是一种重要的被用于制造钢铁的原材料。焦炭是通过去掉煤块的挥发部分生产出的，该挥发性部分通常占煤块总重量的25％。焦炭生产过程中产生的热废气在理想状态中被重新获取并被用来产生电能。一种适于恢复这些热废气的焦炉是水平热回收(HHR)炉，其基于炉内部的相对的操作大气压强条件相比化学副产品炉有独特的环境优势。HHR炉在负压力下操作然而化学副产品炉在轻微的正大气压强下工作。该两种炉都一般都由耐火砖和其他材料组成，日复一日的操作期间裂缝可能在这些结构中形成，因而在其中创造一个基本密闭的环境是一个挑战。化学副产品炉被保持在正压力下，从而避免氧化可回收产品和使炉过热。相反地，HHR炉被保持在负压力下，使空气从炉外进入来氧化煤块的挥发物和释放炉内的燃烧热。该相反的操作压力条件和燃烧系统是HHR炉和化学副产品炉的重要设计不同点。最小化挥发性气体的减少非常重要，以至于正大气条件和化学副产品炉的小洞和裂缝的结合允许原材料焦炉气体(COG)和有毒污染物泄漏至大气。相反地，负大气条件和在HHR炉或焦化成套设备其他位置的小洞和裂缝简单地允许多余的空气进入炉或焦化成套设备的其他地方，以至于负压大气条件阻止COG损失进大气中。

总结

该发明的一种实施例设计一种焦炉，其包括炉室；与所述炉室流体连通的上升道管，所述上升道管被构造为从所述炉室接收废气；与所述上升道管流体连通的上升道闸板，所述上升道闸板被定位在多个位置的任意一个位置，包括完全打开和完全关闭的位置，所述上升道闸板被构造为控制炉气流；被构造为根据位置指令在多个位置之间改变所述上升道闸板位置的致动器；被构造为检测所述焦炉运行条件的的传感器，其中所述传感器包括被构造为检测所述炉气流的的气流传感器，被构造为检测上升道管温度或者检测底烟道温度的温度传感器，以及被构造为检测所述上升道管中上升道管氧气浓度的氧气传感器；以及与所述致动器和所述传感器通信的控制器，所述控制器被构造为响应所述传感器检测的运行条件向所述致动器提供位置指令。

该发明的另一种实施例涉及一种操作焦化成套设备的方法，其包括以下步骤：操作多个焦炉来产生焦炭和废气，其中每个焦炉包括适于控制所述焦炉内炉气流的上升道闸板；把废气从各个焦炉引导至公告通道；流体地连接多个热回收蒸汽发生器至公共通道；操作所有的热回收蒸汽发生器并分开废气以至于一部分废气流至所述各个热回收蒸汽发生器；并自动化地控制各个焦炉的上升道闸板以使各个焦炉的炉气流维持在目标炉气流之上。

该发明的另一种实施例涉及一种操作焦化成套设备的方法，其包括以下步骤：操作多个焦炉来产生焦炭和废气，其中每个焦炉包括适于控制从焦炉出去的废气的流向的上升道闸板；把废气从各个焦炉引导至公告通道；通过多个交叉管道流体地连接多个热回收蒸汽发生器至公共通道，其中各个热回收蒸汽发生器包括通过热回收蒸汽发生器适于控制废气流向的热回收蒸汽发生器阻尼器并且其中各个交叉管道连接至其中一个所述热回收蒸汽发生器且在交叉点连接至所述公共通道；流体地连接风机至所述多个热回收蒸汽发生器，其中所述风机位于所述多个热回收蒸汽发生器的下游；操作所有的热回收蒸汽发生器并分开废气以至于一部分废气流至所述各个热回收蒸汽发生器；通过主堆栈从所述焦化成套设备排出废气，其中所述主堆栈位于所述风机的下游；通过传感器检测所述多个焦炉的下游操作条件；以及响应检测到的操作条件自动地控制至少其中一个上升道闸板、热回收蒸汽发生器和风机。

该发明的另一种实施例涉及一种操作焦化成套设备的方法，其包括以下步骤：操作多个焦炉来产生焦炭和废气；检测所述焦炉中的炉气流；调整流体地连接至第一底烟道迷宫的第一上升道闸板的位置和流体地连接至第二底烟道迷宫的第二上升道闸板的位置来把检测到的炉气流维持在至少目标炉气流；检测第一底烟道迷宫中的第一底烟道温度；检测第二底烟道迷宫中的第二底烟道温度；对比第一底烟道温度和第二底烟道温度；以及响应第一底烟道温度和第二底烟道温度的对比相对于第二上升道闸板的位置偏置第一上升道闸板的位置，来把第一底烟道温度和第二底烟道温度维持在指定的温度范围内。

附图说明

图1是根据示范性实施例展示的水平热回收(HHR)焦化成套设备的示意图。