CN104854218A - 用于调节和控制气体压力的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于调节和控制炼焦炉组的各个炉的单个气体压力的装置和方法，在这种情况下上升管弯头伸入优选从上方伸入集流管。其下端通过水迷宫式密封与浸入管连接。浸入管被支撑从而使得其可通过致动器垂直地调节，并且浸没杯优选地位于浸入管下方。该装置旨在允许容易且可靠地调节和控制气体压力。这通过在浸入管中布置套筒，其下端通过至少一个导管连接到水迷宫式密封，以及用于供给水迷宫式密封的供水系统，和在浸入管弯头外面、顶部提供致动器而实现。气体压力的调节是通过浸入管的不同浸没深度和浸没杯中的恒定水位实现。浸没杯的平面溢出边缘改进了气体的调节特征和流出以及限定了恒定水位。

Description

用于调节和控制气体压力的装置和方法

本发明涉及根据主权利要求的前序部分的用于调节或控制炼焦炉组的各个炉的单个气体压力的装置和方法。属于所讨论的类型的装置从EP 0649455获知。该参考文献公开了多个实施方案，对其中根据图10的实施方案进行评论。

在该实施方案中，上升管弯头的垂直部分从上伸入集流管。该部分的下端在其上提供了水密封，由此所述部分以垂直可调的方式从在上升管弯头下方垂直延伸的浸入管封离。在上升管弯头内供给滴水，其目的是冷却气体并且其最终被收集在集流管贮槽中。在水迷宫式密封上方提供水喷嘴，以便保持水迷宫式密封内的水位高并导致上述的密封效果。

所述水迷宫式密封顶部开口，由此污染可能在其中积聚，这可能妨碍水的流动和恶化水迷宫式密封的冲洗效果。

所述浸入管在其下端至少部分地伸入集流管贮槽中。

通过提高和降低所述浸入管来调节所述气体压力。

然而，将浸入管浸入集流管是不利的，因为冷凝物和固体物质通常以非均匀方式在集流管中积聚，从而可能引起不同的水位。当浸入管与冷凝物接触时该浸入管将被污染。集流管中的非均匀积聚和装置的上升运动可能导致水面上的波动，其对压力调节有负面影响。

只能理论上确定集流管中的水位，实际的水位是未知的而且必须通过额外的测量来确定。上升管弯头的延伸以及位于其下方的浸入管导致不希望的总高度和额外的负荷，这在现有的炼焦炉组中是不能被接受的。

可以横向地，上方或下方布置用于浸入管的操作装置。在这样做的时候，集流管壁被穿透，并且单独的密封是必需的。

此外，参考文献还公开了浸入管的不同地设计的下端边缘，其影响气体的排出。

最后，参考文献还公开了例如在杯底部的区域中具有流出开口的浸没杯的各种实施方案。这些流出开口是不利的，因为他们往往由于水中所含的污染物而易于堵塞。为了恢复功能，必须定期清洗这些浸没杯，如通过冲洗，倾翻杯或倾斜以及使用清洁芯棒。

本发明的目的是提供一种压力调节装置，以及用于允许容易且可靠地调节或控制气体压力的方法。根据本发明，这个目的由主权利要求的特征部分的特征来实现。气体压力的调节通过浸入管浸入浸没杯的不同程度进行。这导致高度可靠的调节，因为浸没杯总是充满水达到溢流水平，这意味着水位恒定。

根据本发明，布置在上升管弯头内的套筒用于双重目的。一方面，其具有位于上升管弯头外的致动器用于以垂直可调的方式布置浸入管，并且，在另一方面，它的作用是供给在浸入管与上升管弯头之间提供的水密封或者水迷宫式密封。在位置的垂直变化的整个高度，上升管弯头和浸入管之间的良好密封以这种方式完成。

供给到套筒的水和致动器两者都布置在上升管弯头外，因此，不会遭受其中包含的热气体和可燃的、有毒的、侵略性的和污染的成分。这些成分尤其包括氢，一氧化碳，甲烷和烃以及焦油，苯和萘。这种布置防止污染并增加了操作可靠性。

当装置操作时，焦炉气以集流管的方向向下流过上升管弯头。由于可移动的浸入管的下端浸在浸没杯中包含的水中，该焦炉气必须流过该水到达集流管。取决于浸没杯中的浸没管的浸没深度，途径水的气体的路径长度将变化。

当浸入管的浸没深度增加时，途径水的距离也会增加，即，焦炉气将必须克服较高的水压力以便流过浸没杯。背压在弯头和炉中建立，直到压力足够高用于打破水屏障。

可在浸入管中提供的槽代表从浸入管的内部到集流管的直接连接从而气体能够流入集流管而没有任何穿过水的迂回。当浸入管的浸没深度增加时，水面上方的自由槽区将减少。这也导致背压，其导致炉和弯头内盛行的压力的增加。

在实践中，焦炉气的一部分流过槽的自由截面积而另一部分流过水，还有在很少气流的情况下，仅仅流过水。

浸入管的调整范围足够大以便允许从浸没杯完全地取出浸入管。除了可能存在的槽区，焦炉气可以流过的环形间隙因此在浸入管的下边缘和水面之间形成。

在正常操作期间，将浸入管浸入浸没杯至或大或小的程度，直到背压对应于所需的炉压力。深浸没导致炉内盛行的压力增加，浸没至较小的程度导致压力降低。

当炉断开，焦炭要被推出炉，并且，为此目的，打开炉门。通过这些大的开口吸入炉内和集流管中并且因此进入气体净化系统的空气(氧气！)的量会如此大以致这可能导致易燃混合物。为了防止这种情况，炉和集流管之间的连接必须关闭。

为了实现这一目标，将浸入管浸入浸没杯至来自炉的背压或者来自集流管的吸力都不能打破浸没杯中的水屏障的程度。在此之前，打开上升管盖从而仍然产生的焦炉气将流出，点燃并燃烧。

炉已被推之后，即当炉是空的时，其必须充满煤用于下一焦化工艺(连接炉)。这通常是通过炉顶中提供的装料口或者通过将煤饼通过炉门推入进行。当煤与热炉壁接触时，形成大量的所谓的填充气体，并且灰尘被吹起来。

该填充气体和灰尘必须吸出，以防止它们排放到环境中(排放保护)。为了允许尽可能顺利地转移到集流管，将压力调节装置打开到最大程度。为此，将浸没杯枢转离开。水流出杯，因此，枢转的杯揭开浸入管的整个横截面。

上升管弯头通常包括集流管区中基本垂直的部分。这允许气体的湍流自由流动到集流管。此外，上升管弯头的垂直部分允许套筒容易地通过弯头。在渗透的位置处可以提供简单的水密封，反过来，其溢流流入上升管弯头的内部并最终供给到集流管。

此外，当用于浸没杯的定位装置支撑在套筒的内部时是有利的。因此该定位装置免受热气体并且不遭受通过其中包含的气体及悬浮固体污染的上述风险。另外，可以将用于定位装置的驱动器布置在上升管弯头外，而这反过来又增加了操作的可靠性。除了在现有技术的情况下，这里没有必要使操作装置通过集流管的壁。

使定位装置作为管以及在其上端提供供水系统实施也将是有利的。水用于冷却管和供给浸没杯的水，浸没杯优选设置在浸入管的下方。用于水的排放口可以主要提供在浸入管的水迷宫式密封的附近，则水在套筒的内表面上向下流动并且通常收集在浸没杯中。

由于浸入管通常伸入浸没杯，浸没杯内的水位被恒定地保持在溢流边缘的水平。水主要通过至少一个喷洒喷嘴供给，喷洒喷嘴可以例如位于上升管弯头内。然而，额外的水通过套筒的水密封引入。该水也用于维持浸没杯内的恒定水位。

由于水的持续流入，浸没杯总是被填满。以这种方式实现恒定和限定的水位，这相对于已知的现有技术，允许气体压力的快速而精确的调节。

由于水从浸没杯的边缘上恒定溢出，污染物被持续地冲出。而在现有技术中，浸没杯包括有时窄且可能阻塞和变得堵塞的排放口，根据本发明的装置中的水流在浸没杯的整个边缘上发生，从而没有阻塞的风险。

当浸入管在其下端被水平地配置时，气体将在整个圆周上均匀地排出。但是，浸入管的下端也可以开槽或者提供其它规则或不规则的终端元件以便实现气体的顺利排出。

为了允许浸没杯的枢转，通过至少一个支承点固定杯的一侧并且在定位装置的帮助下围绕该支承点枢转该杯将是有利的。为了这个目的，在浸没杯上相互连贯定位装置的下端将是有利的。链或绳也可用作连接。

本发明的另一个实施方案可以这样设想，用于调节或控制炼焦炉组的各个炉的单个气体压力的装置不与集流管连接而是与上升管弯头连接。上升管弯头装备有套筒，其通过至少一个导管连接到在其下端的水迷宫式密封，并且在其上端，在上升管弯头外，具有用于供给水迷宫式密封的供水系统。上升管弯头的垂直部分，或者其延伸，可以具有适于装置的直径的直径，其可以例如比上升管本身更宽。

由于装置布置在上升管或者上述延伸内的事实，气体压力可以独立于集流管的形状被调节和控制。这提供了根据本发明的调节还可以用于小的集流管的优点，否则小的集流管将不为装置提供足够的空间。

本发明还通过一种方法实现，该方法的特征在于，位于浸入管下方的浸没杯连续地充满水，从而使得水流过溢流边缘并且建立了恒定的水位，调整浸入管的下端相对于该恒定的水位从而调节和控制气体压力。

在下文中，参照附图描述本发明，其中

图1示出浸入管处于升高状态的根据本发明的装置的第一实施方案的垂直截面；

图2示出浸入管处于降低状态的根据图1的装置的局部垂直截面并且指示了套筒内的水行进的路径；

图3示出根据图1的装置的局部垂直截面并且指示了定位装置内的水行进的路径；

图4示出根据图1的装置的上部的局部垂直截面，包括水密封的表示；

图5示出根据图1的装置的下部的局部垂直截面，具有已经向下枢转的浸没杯，以及

图6示出根据本发明的装置的第一实施方案的局部垂直截面，在其中压力调节装置不布置在集流管内而在上升管弯头内的情况下。

图1示出了根据本发明的压力调节装置15的垂直截面，当炉运转时，来自炼焦炉1的焦炉气2在上升管3内被垂直地向上引导。上升管在其上端具有检查和清洁襟翼(cleaning flap)，紧接着是从所述襟翼下方的点以斜角向下延伸的上升管弯头4。在弯头内布置至少一个喷洒喷嘴5，通过喷洒喷嘴5水可以引入弯头中用于冷却焦炉气。上升管弯头4以其在集流管7中的垂直部6终止，集流管7在其顶部具有水平封闭板8。

上升管弯头的下端具有在其上布置的水迷宫式密封9，其包括与上升管弯头同轴延伸并且在顶部通过水平边11连接到垂直部6的环10。弯头4，或者更确切地说，垂直部6连同环10一起限定圆形空间，该圆形空间底部开口并且浸入管12伸入其内，其同轴地围绕上升管弯头的下部。为了完成水迷宫式密封，浸入管12提供有环13，其反过来与浸入管同轴布置并且其下端通过水平边14固定到浸入管。环13连同浸入管12一起限定圆形空间，其顶部开口并且为了操作所示的装置15，其填充有水以实现水中浸没，这使得浸入管在装置的操作过程中垂直地放置并且其同时保证了密封效果。

在上升管弯头4的垂直部6内布置有双壁套筒16，其通过至少一个连接通道17与浸入管12和环13之间的环形迷宫空间流体连通。因此，该双壁套筒16终止于其在水迷宫式密封9的区域中的下端。其上端位于上升管弯头的垂直部6之外和上方并且在水密封18的帮助下与上升管封离。在上升管外，套筒16被连接到致动器19，借助于该致动器19，套筒16和浸入管12可垂直移动。在上端的区域中，套筒16额外地提供有供水系统20，其用于填充水进入双壁套筒的内部并且，通过连接通道17，也进入水迷宫式密封9和用于实现浸入管与上升管弯头的上述垂直可变的气封。

由于水从下方送入水迷宫式密封并且向上流动，固体物质被防止从上方进入水迷宫式密封。另外，水的连续流动还清洁密封的内部并且冲出污染物。

在集流管7内和浸入管12下方，提供浸没杯21，其可以通过轴承装置22在其一侧枢转。轴承装置22布置在悬吊系统23的下端，悬吊系统23被固定例如在集流管内被固定到封闭板8。

浸没杯21比浸入管12更宽并且可以被配置成顶部开口的截头锥。它具有侧壁24，其被布置成它们以例如相对于水平延伸的底部25以70℃的斜角延伸。浸没杯用于容纳通过例如喷嘴5，供水系统20以及供水系统29向其提供的水。因此，当装置运转时，浸没杯总是充满水。由于水连续流动，水会流过边缘进入集流管，由箭头26所指示。斜壁在排气过程中防止湍流。

由于水从浸没杯的溢出边缘持续溢出，可能包含在其中的可漂浮污染物被连续冲出。在现有技术中，这些污染物留在杯内，并且需要定期倾斜及排空杯子。

为了保持浸没杯21在图1所示的水平位置并且也为了出于排空的目的倾斜它，使用定位装置27，其布置在双壁套筒16内并且在顶部伸出超过所述套筒。在套筒外，定位装置27连接到致动器28。定位装置27实施为中空管并且在其上端具有供水系统29，通过供水系统29水被向下引导。

通过至少一个水排出口30，水可以离开定位装置和进入套筒16的内部。然后水向下流动进入浸没杯21。

定位装置27的下端在其上铰接连接件31，其反过来铰接在浸没杯的底部25上。连接件也可实施为绳索或链条。

定位装置27通过在套筒的上端上布置的插入式密封件32与双壁套筒16封离。实际密封效果由水产生。插入式密封件防止水从套筒逸出，当设定较高的水压力时。它允许可动管的柔性密封。

所示的装置15用于调节或者控制炼焦炉1的气体压力。具有大约800℃的温度的气体2离开该炉。从焦炭逸出的气体在上升管弯头4内冷却至大约80℃。由引入的水完成冷却，然而，其导致气体的成分，尤其是焦油，凝结。这导致形成沉积物，在根据本发明的装置的情况下其有害效果最小化。特别是，要避免该装置的操作元件的功能性的损伤。

在根据本发明的装置中，焦炉气2通过上升管弯头4向下导入上升管弯头的垂直部6。该气体通过喷洒喷嘴5润湿和冷却，由此其垂直向下流动并且在浸入管12内被引入浸没杯21中。浸入管在浸没杯的水区域内以及水位的下方终止。

为了实现气体从浸入管顺利排出，可以想象不均匀地形成浸入管的下边缘，例如，通过使用槽，锯齿，波浪组件等。

离开浸入管的气体流经浸没杯的水并超出浸入管的边缘进入集流管，然后被排出。通过浸入管的不同浸没深度执行所需的压力调节。

图2示出伸入浸没杯21的浸入管12的下端，所述下端位于浸入杯21的水位36的下方。

该图还示出水如何通过供水系统20引入双壁套筒16和从底部封闭的套筒经由连接通道17进入水迷宫式密封9中。在浸入管12的上端，即环13的上端，经由双壁套筒16引入的水溢出并且因此流入浸没杯21，由箭头33所指示。这具有固体物质被从水迷宫式密封冲出的效果。

在上升管弯头6内压力p1盛行，所述压力比在集流管中盛行的压力p2高。

图3示出水如何通过供水系统29引入定位装置27的内部。水通过开口30离开定位装置27的管并且流入双壁套筒16的内部。在套筒16的下端，水再次流入浸没杯21。

图4示出水密封18的功能。水以箭头35的方向流过供水系统34进入壳体的内部，由此套筒16通过水与上升管弯头4可滑动地封离。通过将套筒和壳体布置在弯头外实现有利的效果，因为较低的温度和更小的总高度可以以这种方式实现。

图5示出浸没杯21如何被清空。当浸没杯通过致动器28倾斜，不仅将水倒出，而且连同其中包含的所有悬浮固体和污染物一起倒出。

图6示出压力调节装置不在集流管7中而是在上升管弯头4中布置的情况下的本发明的变体，其可以例如出于该目的在长度和宽度上延伸。相同的部分提供有相同的标号。

尽管在上述实施方案中调节装置伸入集流管内，其现在在上升管弯头内终止，或者更确切地说，在所述上升管弯头的垂直部6的延伸38内终止。延伸比垂直部6宽，其位于上升管弯头4和集流管7之间并且其朝向例如集流管7逐渐变细。延伸38的上端提供有封闭板39，通过封闭板39其固定到垂直部6。同样浸没杯21的悬吊系统23布置在所述封闭板上。延伸在其下端终止在锥形物37中，其也提供至集流管7的连接。

延伸38的宽度足够大用于在其中容纳压力调节装置。然而，该实施方案的基本结构设计对应于先前描述的实施方案的基本结构设计。事实上唯一的区别是，它被布置在上升管弯头内。

该变型的优点是，已经存在的炼焦炉可以更容易地改型，因为没有必要改变集流管。尤其是在集流管不足够大的情况下，最好不要改变这些集流管以及最好为例如上升管弯头提供具有增加的宽度的延伸，然后它可用于在其中容纳调节装置。

本发明还允许水迷宫式密封被简单的水密封或某些其它类型的密封补充或替换。

Claims (17)

1.一种用于调节或控制炼焦炉组的各个炉的单个气体压力的装置，其中，上升管弯头特别地伸入集流管内并且所述上升管弯头的下端通过水迷宫式密封与浸入管连接，所述浸入管被支撑从而使得所述浸入管可通过致动器垂直调节，并且为了导致压力的变化所述浸入管可浸入优选地位于所述浸入管下方的浸没杯内不同的深度，其特征在于，所述上升管弯头(4)内布置有用于定位所述浸入管(12)的套筒(16)并且套筒(16)的下端通过至少一个导管(17)连接到水迷宫式密封(9)，并且在所述上升管弯头外面、顶部提供用于供给水迷宫式密封(9)的供水系统(20)和致动器(19)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述浸没杯(21)具有溢流边缘(36)并且当所述装置运转时浸没杯(21)被填充到所述边缘。

3.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置，其特征在于，所述套筒(16)内布置有浸没杯(21)的定位装置(27)。

4.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置，其特征在于，所述定位装置(27)在其上端装备有有致动器(28)。

5.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置，其特征在于，所述定位装置(27)被实施为管并在其上端具有供水系统(29)。

6.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置，其特征在于，所述定位装置(27)具有至少一个排水口(30)。

7.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置，其特征在于，所述定位装置(27)的下端通过连接件(31)铰接在浸没杯(21)上。

8.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置，其特征在于，以垂直可变的方式，套筒(16)与上升管弯头(4，6)封离和/或定位装置(27)与套筒(16)封离。

9.一种用于调节或者控制炼焦炉组的各个炉的单个气体压力的装置，其中，上升管弯头的下端通过密封，优选水迷宫式密封与浸入管连接，所述浸入管被支撑从而使得所述浸入管可通过致动器垂直调节，并且为了导致压力的变化所述浸入管可浸入优选地位于所述浸入管下方的浸没杯内不同的深度，其特征在于，所述上升管弯头(4)内布置有用于定位所述浸入管(12)的套筒(16)并且套筒(16)的下端通过至少一个导管(17)连接到水迷宫式密封(9)，并且在所述上升管弯头外面、顶部提供用于供给水迷宫式密封(9)的供水系统(20)和致动器(19)。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，密封(9)是水迷宫式密封和/或浸没杯(21)具有溢流边缘(36)并且当所述装置运转时浸没杯(21)被填充到所述边缘。

11.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置，其特征在于，所述套筒(16)内布置有浸没杯(21)的定位装置(27)。

12.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置，其特征在于，所述定位装置(27)在其上端装备有致动器(28)。

13.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置，其特征在于，所述定位装置(27)被实施为管并且在其上端具有供水系统(29)。

14.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置，其特征在于，所述定位装置(27)具有至少一个排水口(30)。

15.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置，其特征在于，所述定位装置(27)的下端通过连接件(31)铰接在浸没杯(21)上。

16.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置，其特征在于，以垂直可变的方式，套筒(16)与上升管弯头(4，6)封离和/或定位装置(27)与套筒(16)封离。

17.一种用于调节或者控制炼焦炉组的各个炉的单个气体压力的方法，根据该方法，上升管弯头的下端上密封地布置有用于调节或者控制气体压力的浸入管，所述浸入管的位置改变从而使得所述浸入管的下端浸入水中，其特征在于，位于所述浸入管下方的浸没杯连续地填充有水从而使得水流过溢流边缘并建立恒定的水位，相对于所述恒定的水位，调整所述浸入管的下端以便调节或者控制所述气体压力。