CN102482578A - 在余热锅炉停机状态下为焦炉室保温的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在余热锅炉停机状态下给焦炉室保温的方法，其中在停机状态期间，焦炉室在排空后通过外部加热燃烧器而保持温度，由此获得污染物含量低的烟气，使得在正常工作时能够冷却来自焦炉组的烟气并且使用该烟气来产生蒸汽的余热锅炉能够被停机和维修，并且通过燃烧器的工作获得含少量污染物的烟气，该烟气能够被直接排放到大气中去。本发明还涉及给焦炉室保温的设备，该设备特别包括部分的焦炉室组、烟气集流管道、烟气囱、余热锅炉、废气集流管道、以及废气净化设备，其中烟气囱和余热锅炉可以在烟气一侧和废气一侧截止。

Description

在余热锅炉停机状态下为焦炉室保温的方法及设备

发明涉及在余热锅炉(Abhitzekessel)停机状态下给焦炉室(Koksofenkammer)保温的方法，其中在至少一个焦炉室工作时余热锅炉用于产生蒸汽或热水，并且该方法允许对焦炉群(Koksofenbatterie)中的焦炉室进行保温，其中焦炉室通过外部加热燃烧器来取代通过焦化进行保温，通过这种加热方式将减少焦炉室的污染物排放，使得当在停机状态下实现较少的污染物排放。本发明还涉及了在余热锅炉停机状态下给焦炉室保温的设备，其中该设备包括焦炉室，该焦炉室则包括至少一个外部加热燃烧器，其中外部加热特别是指可用燃气或燃油加热的燃烧器。

在焦炉室工作时，对所谓的余热锅炉进行不时的或者定期的维修或清洗是十分必要的。余热锅炉在正常工作时用于冷却来自至少一个焦炉室的烟气，并通过该烟气获得热蒸汽或热水。通常这些余热锅炉也被称作为换热器(Rekuperatore)并且与之相关的技术称为“热回收技术”。但是在维修和清洗的时候，余热锅炉必须停机，并因此不再能用于冷却烟气。然而在焦炉室中，焦化过程通常会继续进行，以致于通常充满大量污染物的热的烟气未经清洁就被直接排放到大气中。而这是不希望看到的情况。出于维修或清洁的目的而让焦炉室停机冷却会导致焦炉室的耐火结构(Feuerfestaufbau)损坏，并且出于这种原因不会执行焦炉室的停机冷却。

因此人们努力寻找一种方法，使用这种方法为焦炉组(Koksofenbank)的焦炉室保温，而不会产生不希望看到的对含污染物的焦化气体的排放。焦炉室通常被概括为一个群组，因为焦炉室装载、焦化和排空的周期不是连续的，因此被分割成多个焦炉室。焦炉室群组也被称为焦炉室组(Koksofenkammerbank)。“热回收”类型的典型焦炉室使用在焦化时得到的焦化气体进行燃烧，并由此生成热。

由此产生的被完全燃烧的烟气可以从燃烧室完全排出，并被导入相对于焦炉室横向放置的集流管道(Sammelleitung)中，该集流管道可以容纳来自每个焦炉室的热的烟气并且可以通过输出管道(Ausführleitung)导入一个或多个余热锅炉中。余热锅炉通过间接热交换来冷却烟气以制造蒸汽或热水，以便得到被冷却的废气。这个过程通常会通过废气净化设备(Abgasreinigungsanlage)来执行。在废气净化装置下游的是用于抽气和产生真空，以便将燃烧气体吸入炉室里的设备。如果余热锅炉不再被用来冷却烟气，那么也不再使用废气净化设备。在余热锅炉停机状态下焦炉室由于已提到的原因将继续工作，烟气通过可直接接通的烟气囱被排出，以致于大量的污染物进入大气中，这些污染物包含被完全燃烧的焦化气体。

US 4045299A描述了一种焦炉室，其具有侧向的焦炉室壁、正面的焦炉室门、在天花板处的装载开口、以及焦炉室底部，其中要进行焦化的煤砖就装载到焦炉室底部处。次级气体底板位于所述焦炉室底部的下方，这些次级气体底板通过在焦炉室侧面中的管道和焦炭砖上方的气室相连。另一方面，次级气体底板和后燃室(Nachverbrennungskammer)相连，该后燃室安装了外部加热燃烧器，通过此外部加热燃烧器能够在焦化气体中未燃尽的残留气体(Restgas)进入换热器之前将其完全燃烧。根据需要可以用来自焦炭砖上方气室的焦化气体给后燃室提供燃料，使得烟气被不断地完全燃烧并且保持适于烟气燃烧的温度。但是这种结构只用于确保在最低温度水平上能够完全燃烧而不是保温。

在余热锅炉的停机状态下产生的问题是焦炉室的冷却。焦炉室通常由必须经得住高温的材料构成，但是受自身条件的限制在冷却时可能受到破坏。特定的材料在低温时会改变它们的性质，以致于无法用于预期目的。

由此本发明的目标在于，制造一个设备，其保证了余热锅炉在停机状态下焦炉室的最低温度，而不会造成过多的烟气被排放到大气中去。因为在余热锅炉停机状态下不能再使用废气净化设备，所以应当要存在一种方式，使焦炉室保持最低温度而不会通过进一步的焦化产生大量的烟气和废气。绕过余热锅炉(所谓的旁路通道)是不可能的，因为在这段时间烟气会未经冷却就进入烟气净化设备。而且出于技术原因这也是不可取或不能实现的。人们也希望尽可能避免污染气体的排放。

本发明通过在余热锅炉停机状态下对焦炉室保温的方法来实现该目标，通过该方法保证每个焦炉室配备至少一个外部加热燃烧器，其中在气流方向上，在烟气进入余热锅炉的入口处前面，集流管道配备有截流阀(Absperrvorrichtung)，并且集流管道还配备有在气流方向上的、在截流阀前面垂直向上输出的烟气囱。通过这种方式，焦炉室在排空后可以被进一步加热，而不必再使用余热锅炉，同时避免了对焦炉室有害的冷却和重新加热。

使用根据本发明的方法，焦炉室可以按“热回收”的方式工作。这些焦炉室被成组地安装在所谓的焦炉组中。这些焦炉室可以在焦炉组中任意安装。这样就使得焦炉组按照根据本发明的方法工作成为可能，在这个方法中焦炉组里仅安装了两个焦炉室。然而，在焦炉组中可以任意安装多个焦炉室，比如在焦炉组中以镜像方式安装两个焦炉室。余热锅炉的数量在原则上也是随意的。这些余热锅炉可按任意方式和焦炉组或焦炉室相连。

此外，在每个焦炉室中可以安装一个或多个燃烧器，其中最好是每个焦炉室安装一个燃烧器。一般情况下，在每个焦炉室中都是安装一个燃烧器。在典型的实施方式中，焦炉室中的燃烧器加热位于工作位置处的空焦炉室焦炭砖上方的气室。燃烧器优选地通过天然气、通过含碳氢化合物的燃气、或者通过液态的燃料来驱动。

要求权利的特别是在余热锅炉停机状态下给焦炉室保温的设备，该设备包含：

·至少两个焦炉室，其被包括在一个焦炉组中；

·至少一个集流管道，其吸收由焦化气体燃烧所产生的热烟气，并且该集流管道可以通到总的输出管道；

·余热锅炉，其通过输出管道被供给热烟气，并且配备至少一条锅炉给水的供料管道，一条蒸汽或热水的排出管道，以及一条经冷却的废气的输出管道，其中使得从焦化气体燃烧所产生的热烟气间接传热给冷却介质，即锅炉给水成为可能；

·废气管道，其输出经冷却的来自余热锅炉的废气，并且这条废气管道安装有烟气的截流阀；

并且，所述设备的特征在于，

·焦炉室配备至少一个外部加热燃烧器，并且

·在气流方向上在烟气进入余热锅炉的入口处前面，集流管道配备有截流阀，此外集流管道还配备有在气流方向上的、在截流阀前面垂直向上输出的废气囱。

所述的烟气囱从集流管道通到大气中，并且用于将燃烧器所产生的烟气释放到大气里。在一个有优势的实施方式中，烟气囱安装在进入余热锅炉的输出管道前面。烟气囱有利地安装有截流阀。例如在正常工作时，烟气囱相对于环境空气被截止。

余热锅炉可以是任意形式的。其在烟气一侧上与烟气的导管相连，并且在废气一侧与废气的输出管道相连。为进行间接热交换，余热锅炉配备有给水导管以及蒸汽或热水的输出管道。

为实现本发明，余热锅炉必须在烟气一侧配备截流阀。所述截流阀比如活阀门、闸门阀或者截止阀叶(Absperrblech)。在优选的实施方式中，余热锅炉既要在烟气一边也要在废气一侧配备截流阀。

根据本发明的设备优选地包括废气净化设备。其可以是任意形式的。根据本发明的设备可以比如配备用于经冷却的废气的吸风机(Saugventilator)，通过该吸风机可以产生真空。吸风机可以被用于控制在焦炉室中的真空。吸风机优选地安装在废气净化设备的后面，废气囱可位于废气净化设备的后面。

要求权利的还有根据本发明的方法，使用该方法，在焦炉室停机状态下可为焦炉室保温。

要求权利的特别是在余热锅炉停机状态下用于给焦炉室保温的方法，其中：

·在“热回收”类型的焦炉组中包括至少两个焦炉室，并且可区分焦炉组的工作周期和停机周期；并且

·在工作周期内，焦化气体被用来通过和空气一起燃烧以便加热焦炭砖，并且提供焦化所必需的热量，以便产生热烟气，热烟气被导入余热锅炉，在其中这些烟气被用于产生蒸汽或热水；并且

·在工作周期内，热烟气通过集流管道从焦炉室导入余热锅炉中；并且

·在停机周期内，焦炉室被排空，使其不再含有煤和焦炭；

并且，所述方法的特征在于

·在停机周期内，焦炉室使用外部加热燃烧器保持温度，以便即使在停机周期还可以提供热烟气，该热烟气源自于燃烧器的烟气；并且

·在停机周期内，集流管道中的气流在进入余热锅炉前被截止，其中燃烧器的热烟气不被导入余热锅炉而是被导入烟气囱中，所述烟气囱位于余热锅炉前面。

燃烧器可以是任何形式的。其可以例如用天然气加热。还有其他可能，即使用其他的气体或者液态的燃料来燃烧。所述燃料主要是含碳氢化合物的燃料。

根据本发明的设备和根据本发明的方法提供的优点在于，避免了当焦炉组的余热锅炉在停机状态下排放出过量的污染物。

根据本发明的设备可以根据附图来说明，其中附图仅仅是根据本发明的设备的一个结构的实施例。

在由第一焦炉组(1a)和第二焦炉组(1b)所组成的两个焦炉组的配置(1)中，在两个焦炉组的每一个中都安装了5个焦炉室(2)。每个焦炉室(2)可以配备一个燃烧器(2a)，该燃烧器加热各自的焦炉室。每个焦炉室(2)都通过烟气道(3)和烟气的集流管道(4)连接，通过焦炉室从烟气道(3)给集流管道(4)供给烟气。集流管道(4)通入一条总的排放管道，该排放管道在另一面通到余热锅炉(5)中。一个垂直向上输出的烟气囱(6)位于余热锅炉(5)前面，该烟气囱可通过截流阀(6a)截止。此外，排放管道(7)可通过截流阀(7a)在气流进入余热锅炉(5)之前截止该气流。最终，排放管道(7)通入余热锅炉(5)中，该余热锅炉被提供给水(5a)并且通过间接热交换产生蒸汽或热水(5b)。由此可得到经冷却的废气。这些废气通过废气排放管道(8)引导到废气集流管道(9)中。废气排放管道(8)同时还配备有关于该废气排放管道的截流阀(8a)。废气集流管道(9)最终通入废气净化设备(10)。通风机(11)位于废气净化设备(10)后面，该通风机可以生成真空。经过净化的废气被引入废气囱(12)中。

为了实现本发明，在每个焦炉室(2)中，燃烧器(2a)存在于焦炭砖(2b)上方的气室内，在排空焦炉室后，这些燃烧器在停机周期内加热空的焦炉室(2)并且提供热烟气。此外，在余热锅炉(5)前面的截流阀(7a)关闭，并且在烟气囱中的截流阀(6a)打开。这就是说，来自燃烧器(2a)的、具有少量污染物的烟气将被排入大气。由此，焦炉室(2)可以不必冷却，而同时余热锅炉(5)又可以被维修和/或净化。

附图标记列表

1    焦炉组

1a   第一焦炉组

1b   第二焦炉组

2    焦炉室

2a   燃烧器

2b   煤砖/焦碳砖

3    烟气道

4    烟气的集流管道

5    余热锅炉

5a   给水供料设备

5b   蒸汽排放/热水排放

6    烟气囱

6a   烟气囱中的截流阀

7    烟气输出管道

7a   烟气输出管道的截流阀

8    废气输出管道

8a   废气输出管道的截流阀

9    废气集流管道

10    废气净化设备

11    废气通风机

12    废气囱

Claims (8)

1.一种在余热锅炉停机状态下给焦炉室保温的设备，所述设备包括：

·至少两个焦炉室，所述焦炉室被包括在一个焦炉组中；

·集流管道，所述集流管道能够吸收由焦化气体燃烧所生成的热烟气，并且所述集流管道能够通到总的输出管道；

·余热锅炉，所述余热锅炉通过输出管道被供给热烟气，并且所述余热锅炉配备至少一条锅炉给水的供料管道、一条蒸汽或热水的排出管道、以及一条经冷却的废气的输出管道，使得间接传热成为可能，所述间接传热是从焦化气体燃烧所产生的热烟气到冷却介质，即锅炉给水的热交换；

·废气管道，所述废气管道能够输出经冷却的来自所述余热锅炉的废气，并且所述废气管道安装有烟气的截流阀；

其特征在于，

·所述焦炉室配备至少一个外部加热燃烧器；并且

·在气流方向上在烟气进入所述余热锅炉的入口处前面，所述集流管道配备有截流阀，此外所述集流管道还配备有在所述气流方向上的、在所述截流阀前面垂直向上输出的废气囱。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述烟气囱配备有截流阀。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的设备，其特征在于，所述经冷却的废气的废气管道配备有吸风机，通过所述吸风机能够产生真空。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的设备，其特征在于，所述焦炉室包括其中被输出的烟气源自焦化气体的完全燃烧的焦炉室。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的设备，其特征在于，在每个焦炉室中安装至少一个燃烧器，通过该燃烧器能够给所述焦炉室加热。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括废气净化设备。

7.一种在余热锅炉停机状态下用于给焦炉室保温的方法，其中：

·在“热回收”类型的焦炉组中包括至少两个焦炉室，并且能够区分焦炉组的工作周期和停机周期；并且

·在所述工作周期内，焦化气体被用来通过和空气一起燃烧以便加热焦碳砖，并且提供焦化所必需的热量，以便产生热烟气，所述烟气被导入所述余热锅炉，在所述余热锅炉中所述烟气被用于产生蒸汽或热水；并且

·在所述工作周期内，热烟气通过集流管道从所述焦炉室导入所述余热锅炉中；并且

·在停机周期内，所述焦炉室被排空，使得所述焦炉室不再含有煤和焦炭；

其特征在于，

·在所述停机周期内，所述焦炉室使用外部燃烧器保持温度，以便即使在所述停机周期内还能够提供热烟气，所述热烟气源自于所述燃烧器的烟气；并且

·在所述停止周期内，集流管道中的气流在进入所述余热锅炉前被截止，其中所述燃烧器的热烟气不被导入所述余热锅炉而是被导入烟气囱中，所述烟气囱位于所述余热锅炉前面。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，一个或多个燃烧器使用天然气来燃烧，或者使用其他的气体或液态的燃料来燃烧。

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