CN105273729A - 干熄焦设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种干熄焦设备，其以低成本防止干熄焦设备中暂时贮留循环气体中的粉尘的料斗产生结露。该干熄焦设备包括：循环路径，其在送风机动作时，使包括不活泼气体的循环气体在熄焦塔内外循环；热回收设备，其回收从所述熄焦塔排出到所述循环路径的循环气体的热能；第1除尘机，其设置于一级循环路径，所述一级循环路径配置在所述循环路径中比所述热回收设备靠上游侧；和第2除尘机，其设置于二级循环路径，所述二级循环路径配置在所述循环路径中比所述热回收设备靠下游侧，所述干熄焦设备还具有：料斗，其用于暂时贮留由所述第2除尘机除尘的粉尘；和分支管，其使用从所述循环路径分流的循环气体的热能对所述料斗加热。

Description

干熄焦设备

技术领域

本发明涉及一种使用循环气体对红焦进行熄焦处理的干熄焦设备，尤其涉及可防止贮留循环气体中的粉尘的料斗产生结露的干熄焦设备。

背景技术

干熄焦设备(CDQ：CokeDryQuenchingequipment)为下述的设备，即，将在焦炭炉中干馏后的红焦装入熄焦塔，并通过使气体在熄焦塔内外循环以对红焦进行熄焦处理，在红焦熄焦处理中的气体的热能通过废热回收锅炉转换为蒸汽能而被有效利用(例如，参照专利文献1)。

在由熄焦塔排出的循环气体中包含有由焦炭脱落的小径(微小)的粉尘，循环管道、锅炉软管等会由于存在该粉尘而产生磨损。因此，在循环管道的废热回收锅炉的上游侧设置第1除尘机，而且在废热回收锅炉的下游侧设置第2除尘机。

第2除尘机捕集由废热回收锅炉流出的循环气体中的粉尘，并贮留在料斗中。在粉尘的贮留量达到规定量时，对料斗进行料位控制，将粉尘排出阀打开以使粉尘排出。

专利文献1：日本专利特开昭62-250090号公报

然而，在寒冷地带，极低温的外部空气会使料斗冷却。另一方面，由于在料斗中贮留有含循环气体中的水分的粉尘，因此粉尘与温度较低的料斗接触会在料斗上产生结露。其结果，会发生粉粘挂、固着的现象，导致料斗堵塞。为了消除该堵塞状态，必须暂时停止干熄焦设备的作业，因此会导致丧失回收蒸汽能的机会。

尤其是，在干熄焦设备以低负荷作业时，会使卸除所贮留的粉尘的周期变长(也就是说，粉尘在料斗内的贮留时间会变长)，由于粉尘的温度一直较低，因而很容易引起结露。即，由于料斗在粉尘贮留量达到规定量之前不对粉尘进行卸除处理，因此，在干熄焦设备以低负荷作业时，在极低温的外部空气的作用下，粉尘的冷却时间长，而容易引起结露。

在现有技术中，考虑通过使用蒸汽管道或电热器对料斗加热以防止产生结露，但由于必须增设新的加热设备，从而使成本增加。另外，在使用蒸汽管道的情况下，在工厂的蒸汽生产能力不足时，不能导入蒸汽。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于，以低成本防止干熄焦设备中暂时贮留循环气体中的粉尘的料斗产生结露。

为了解除上述问题，本发明的技术方案1的干熄焦设备的特征在于，包括：循环路径，其在送风机动作时，使包括不活泼气体的循环气体在熄焦塔内外循环；热回收设备，其回收从所述熄焦塔排出到所述循环路径的循环气体的热能；第1除尘机，其设置于一级循环路径，所述一级循环路径配置在所述循环路径中比所述热回收设备靠上游侧；和第2除尘机，其设置于二级循环路径，所述二级循环路径配置在所述循环路径中比所述热回收设备靠下游侧，所述干熄焦设备还具有：料斗，其用于暂时贮留由所述第2除尘机除尘的粉尘；和分支管，其使用从所述循环路径分流的循环气体的热能对所述料斗加热。

在上述技术方案1的基础上，本发明的技术方案2的干熄焦设备中，所述料斗为内部形成有循环气体的气体流道的中空结构，所述分支管包括第1分支管和第2分支管，所述第1分支管使循环气体从所述循环路径向所述料斗的所述气体流道分流，所述第2分支管使分流到所述料斗的所述气体流道的循环气体返回至所述循环路径。根据技术方案2的结构，通过使料斗为中空结构，能够防止外部空气与料斗的内表面直接接触。因此，料斗的内表面的温度不会受外部气温影响，从而能够抑制结露的产生。进而，通过使循环气体分支流入气体流道的内部，从而能够对料斗加热，更有效地抑制结露的产生。

在上述技术方案2的基础上，本发明的技术方案3的干熄焦设备中，所述第1分支管的分支气体流入口形成在比所述第2除尘机靠所述循环路径的下游侧。根据技术方案3的结构，由于使用经第1除尘机和第2除尘机除尘后的含有非常少粉尘的循环气体对料斗加热，从而能够抑制分支管的磨损。

在上述技术方案3的基础上，本发明的技术方案4的干熄焦设备中，在所述循环路径设置有用于调节循环气体流量的风门，所述风门设置在所述分支气体流入口和所述第2分支管的分支气体流出口之间，利用所述分支气体流入口和所述分支气体流出口之间的压力差，使循环气体分流到所述第1分支管。根据技术方案4的结构，由于循环气体能够利用风门前后的压力差而分流到料斗的气体流道，从而能够以简单机构防止在料斗产生结露。进而，由于不需为了使循环气体分流到分支管而增加送风机的风量，从而能够降低送风机的工作能量(功率)。

在上述技术方案2的基础上，本发明的技术方案5的干熄焦设备中，所述送风机为吸气式，所述第1分支管的分支气体流入口形成比所述送风机靠所述循环路径的下游侧，所述第2分支管的分支气体流出口形成比所述送风机靠所述循环路径的上游侧，利用所述分支气体流入口和所述分支气体流出口之间的压力差，使循环气体分流到所述第1分支管。根据上述技术方案5的结构，由于循环气体能够利用送风机前后的压力差而分流到料斗的气体流道，从而能够以简单机构防止在料斗中产生结露。

发明效果

根据本发明，将在循环路径中流动的循环气体作为热源对料斗加热，由此能够防止结露产生。由于不需使用电热器等的独立(外置)的加热机构，从而能够降低成本，并防止料斗产生结露。

附图说明

图1是表示干熄焦设备的示意图(实施方式1)。

图2是表示干熄焦设备的示意图(实施方式2)。

图3是循环气体的风量和加热料斗用的分支气体的风量的比例的说明用图(实施方式1)。

图4是循环气体的风量和加热料斗用的分支气体的风量的比例的说明用图(实施方式2)。

图5是表示干熄焦设备的示意图(变形例1)。

符号说明

1熄焦塔；1a小烟道；1b气体吹入口；2循环管道(循环路径)；2a一级循环管道(一级循环路径)；2b二级循环管道(二级循环路径)；20第1除尘机；21热回收设备；22第2除尘机；23料斗；23a收入口；23b粉尘排出口；23c气体流道；24粉尘排出阀；25、250循环风机(送风机)；26吹入风门(风门)；27阀；30分支管道(分支管)；31、310抽气管；32、320气体返回管；100、200干熄焦设备；231、233气体导入口；232、234气体排出口；P1、P4上游侧分支部；P2、P3下游侧分支部。

具体实施方式

实施方式1

下面参照图1对本实施方式的干熄焦设备的大致结构进行说明。干熄焦设备100具有熄焦塔1和循环管道2(相当于循环路径)。熄焦塔1通过由下方吹入的循环气体对由未图示的焦罐批量装入的红焦进行熄焦处理。循环管道2，其一端与熄焦塔1的小烟道1a连接，其另一端与熄焦塔1的气体吹入口1b连接。循环气体可使用不活泼气体(例如，氮气)。

对循环管道2中配置在比热回收设备21靠上游侧的一级循环管道2a，设置第1除尘机20。第1除尘机20用于粗捕集从小烟道1a流出的循环气体中所含的粉尘。第1除尘机20可使用重力除尘机或离心除尘机。重力除尘机可使用冲击反转式或重力沉降式，该冲击反转式是使循环气体冲击遮挡循环气体流而配置的档板，并通过离心力捕集粉尘；该重力沉降式是在因循环气体中所含粉尘因自重而下落的部位设置凹陷来捕集粉尘。另一方面，离心除尘机通过使循环气体在容器内旋转，对粉尘施加离心力，从而与循环气体流分离。通过粗捕集循环气体中的粉尘，能够抑制热回收设备21中的导热管等发生磨损。

流入热回收设备21的循环气体，与从热回收设备21下侧流入的水进行热交换，从而能够由大约900℃～1000℃冷却至150℃～200℃。此时，因与循环气体发生热交换而使水形成蒸气，生成发电用的能量。

对循环管道2中配置在比热回收设备21靠下游侧的二级循环管道2b，设置第2除尘机22。第2除尘机22捕集未被第1除尘机20捕集循环气体中所含的粉尘。由此，通过连续进行基于第1除尘机20的除尘处理和基于第2除尘机22的除尘处理，能够捕集95％以上的粉尘。第2除尘机22可使用重力除尘机或离心除尘机。此处，不再对重力除尘机、离心除尘机进行重复说明。

由第2除尘机22清除的粉尘贮留在料斗23内。在图1中用黑色表示贮留在料斗23内的粉尘。在料斗23的上端部设置有与第2除尘机22的排气口连通的收入口23a，其形成下端部逐渐变窄的漏斗形状。

料斗23为夹套结构，也就是中空结构。通过使料斗23的结构为中空结构，能够防止外部空气与料斗23的内面发生接触。由此，使外部空气的温度难以影响到料斗23的内面，即，难以影响到与所贮留的粉尘接触的料斗23内面的温度。

另外，通过使料斗23的结构为中空结构，能够将料斗23的内部用作防止结露的气体流道23c。该气体流道23c所实现的效果将在后述进行说明。在料斗23的外壁上形成有气体导入口231和气体排出口232。气体导入口231形成在气体排出口232的上侧。

在料斗23的下端部形成有粉尘排出口23b。在粉尘排出口23b处设置有排出阀24。粉尘排出阀24可使用旋转阀。料斗23设置有用于监视贮留量的未图示的料位计，根据该料位计的检测结果，进行粉尘排出阀24的排出控制。

这里，贮留于料斗23的粉尘起到防止外部空气从粉尘排出口23b吹入到料斗23内部的料封层的功能。当粉尘的贮留量过少时，会失去作为料封层的功能，因此在贮留量达到规定值前，不对粉尘排出阀24进行排出控制。

因此，在干熄焦设备100的作业状态为低负荷的情况下，由于贮留于料斗23的粉尘的贮留速度较慢，会使粉尘的滞留时间相对较长。干熄焦设备100的负荷由批量装入到熄焦塔1中的红焦的装入周期决定。也就是说，红焦的装入周期越短，干熄焦设备100的作业负荷越大，红焦的装入周期越长，干熄焦设备100的作业负荷越小。

利用配置在第2除尘机22下游的循环风机25(相当于送风机)的转动动作，生成使循环气体在熄焦塔1内外循环的循环流。即，循环风机25吸入循环气体，并将该吸入的气体按照箭头方向送风。

在第2除尘机22和循环风机25之间设置有分支管道30(相当于分支管)，该分支管道30包括抽气管31(相当于第1分支管)和气体返回管32(相当于第2分支管)。抽气管31的一端与循环管道2的上游侧分支部P1连接，另一端与料斗23的气体导入口231连接。气体返回管32的一端与料斗23的气体排出口232连接，另一端与循环管道2的下游侧分支部P2连接。

在循环管道2上设置有用于调节循环气体流量的吹入风门26。该吹入风门26设置在上游侧分支部P1及下游侧分支部P2之间。在本实施方式中，在将吹入风门26的开度设定为规定的开度(并非全开)的状态下，使干熄焦设备100作业。

接下来，结合对干熄焦设备100工作的说明，详细阐述防止料斗23产生结露的方法。在循环风机25工作时，用于红焦的熄焦处理的循环气体流入一级循环管道2a，并通过第1除尘机20对循环气体中所含的粉尘进行粗捕集。由第1除尘机20除尘后的循环气体在热回收设备21中进行热交换后，流入二级循环管道2b。

流入二级循环管道2b的循环气体通过第2除尘机22进一步除尘。由第2除尘机22捕集的粉尘与循环气体中含有的水分一起被贮留在料斗23内。由第2除尘机22除尘后的循环气体向上游侧分支部P1的两个流道分流。即，由于在上游侧分支部P1和下游侧分支部P2之间设置有用于调节循环气体的流量的吹入风门26，因此在上游侧分支部P1和下游侧分支部P2之间会产生压力差，从而使循环气体的一部分从较高压侧的上游侧分支部P1向较低压侧的下流侧分支部P2流动，经由抽气管31、气体流道23c及气体返回管32分流。

通过使循环气体分流到形成于料斗23的气体流道23c的内部，能够对料斗23的内表面加热，而抑制贮留在料斗23内的粉尘的温度下降。即，即使外部空气的温度极低，也能够通过循环气体加热料斗23，从而抑制料斗23的温度下降。由此，能够抑制由于贮留的粉尘的温度的下降而产生的结露。另外，在干熄焦设备100的作业状态为低负荷时，即使料斗23内的粉尘的贮留时间较长，也能够有效防止结露的产生。在干熄焦设备100的作业状态为低负荷的情形下，可通过减小吹入风门26的开度，充分确保用于吹入分流气体的压力差。

如上所述，在本实施方式中，仅通过利用吹入风门26前后的压力差吹入一部分循环气体，就能够抑制料斗23产生结露。由于不需要为了防止结露而使用电热器等的独立的加热机构，从而能够以低成本防止结露的产生。

另外，由于流过分支管道30内部的循环气体是由第1除尘机20及第2除尘机22除尘后的粉尘非常少的气体，因此能够抑制分支管道30磨损。

为了对料斗23进行加热而使用的循环气体，从料斗23的气体排出口232排出到气体返回管32，然后再流入循环管道2。返回至循环管道2的循环气体，由于对料斗23加热，而自身温度下降，从而能够将温度较低的循环气体吹入熄焦塔1。由此，能够提高对红焦的冷却效果。在循环风机25的下游侧可设置给水预热器(未图示)，该给水预热器用于对返回至熄焦塔1的循环气体进行温度管理，具体为，该给水预热器具有多根用于冷却水流动的导热管，返回至熄焦塔1的循环气体通过与上述导热管进行热交换而被冷却。如上所述，根据本实施方式的结构，由于能够将更低温度的循环气体吹向给水预热器，从而可减少导热管的根数。

实施方式2

下面参照图2对本实施方式的干熄焦设备200进行说明。在本实施方式中省略与实施方式1重复部分的说明。在本实施方式中，将吹入风门26的开度以全开(最大开度)状态下固定，并在该状态下使干熄焦设备200工作。因此，由于在吹入风门26的前后没有产生压力差，即使在吹入风门26的前后设置分支管，也不能使循环气体分流到料斗23。因此，在本实施方式中，利用循环风机250前后的压力差使循环气体分流。

利用控制部250a控制循环风机250的转动速度等，可使用变压变频调速(variablevoltagevariablefrequency)。也就是说，在实施方式1中，通过调节吹入风门26的开度调节循环气体的风量，而在本实施方式中，通过控制循环风机250的转动速度调节循环气体的风量。因此，控制部250a可使用CPU等。

在循环风机250的下游侧设置有形成分支气体流入口的下游侧分支部P3，在循环风机250的上游侧设置有形成分支气体流出口的上游侧分支部P4。抽气管310的一端与下游侧分支部P3的分支气体流入口连接，抽气管310的另一端与形成在料斗23外表面的气体导入口233连接。气体返回管320的一端与上游侧分支部P4的分支气体流出口连接，气体返回管320的另一端与形成在料斗23外表面的气体排出口234连接。

在上述的结构中，在使循环风机250工作时，循环管道2内的循环气体被吸向箭头方向，并利用在下游侧分支部P3和上游侧分支部P4之间产生的压力差，使循环气体的一部分经抽气管310、气体流道23c及气体返回管320，由较高压侧的下游侧分支部P3向较低压侧的上流侧分支部P4分流流动。

根据本实施方式的结构，能够使用分流的循环气体对料斗23进行加热，从而能够抑制料斗23产生结露。由于不需要为了防止结露而使用电热器等的独立的加热机构，从而能够降低成本。由于上述点与实施方式1相同，在此省略对其的详细说明。

结合图3及图4对实施方式1及实施方式2进行比较。图3及图4为干熄焦设备的部分示意图，用于说明循环气体的风量和对料斗23加热使用的分支气体的风量的比例，图3与实施方式1相对应，图4与实施方式2相对应。管道内部的箭头表示循环气体的流动方向，在该箭头的相邻的位置上所表示的数字表示风量的值。在本实施方式中，令循环气体的风量为“100”，令加热料斗23使用的分支气体的风量为“10”。

参照图3，在循环管道2内流动的循环气体在通过上游侧分支部P1时，风量由“100”下降为“90”，在通过下游侧分支部P2时，由于与加热料斗23所使用的分支气体再次合流，风量又从“90”恢复至“100”。因此，循环风机25的功率被设定为与风量“100”相对应的数值。

参照图4，在循环管道2内流动的循环气体在通过上游侧分支部P4时，由于又流入来自气体返回管320的分支气体，使风量由“100”增加至“110”。因此，循环风机250的功率被设定为与风量“110”相对应的数值。

综上所述，根据实施方式1的结构，循环气体在循环管道2的内部循环时，由于不需要增加循环风机25的风量，从而能够避免伴随着风量的增加而使循环风机25大型化(例如，叶轮、外壳的大型化)。即，不会像实施方式2那样为了保持在循环管道2内流动的循环气体的风量为“100”，而要增加循环风机25的风量，从而能够防止循环风机25的大型化。

变形例1

下面参照图5对实施方式1的变形例进行说明。图5与图1相对应，是本变形例的干熄焦设备的示意图。循环气体在通过第1除尘机20及第2除尘机22时除尘，但通过上述的除尘处理也很难捕集到全部的粉尘，因此在流入到抽气管31内的循环气体中还会含有微量的粉尘。因此，在一直进行对料斗23的加热处理的情况下，长期下去会导致分支管道30的磨损。

因此，在本实施例1的抽气管31上设置阀27。阀27在容许分支气体流入的全开位置(相当于容许位置)和禁止分支气体流入的全闭位置(相当于禁止位置)之间动作。在不需要对料斗23加热的情况下，例如干熄焦设备的作业状态为高负荷的情况下，或外部气温较高的情况下，通过使阀27向全闭位置动作，能够禁止分支气体流入料斗23。

只在需要对料斗23进行加热时才使分支气体流入，从而能够防止料斗23产生结露，而且能够有效防止分支管道30磨损。本变形实施例也可应用于实施方式2的干熄焦设备200。

阀27的开闭控制可以是自动控制，也可以是手动控制。在这种情况下，可通过监视料斗23的温度以及干熄焦设备的负载状态，对阀27进行驱动控制。

变形例2

在上述的实施方式中，料斗23的结构为中空结构，但本发明并不局限于此，也可以是能够使用由循环管道2分流的分支气体的热能对料斗23进行加热的其他结构。例如，可使分支管道30沿着实心结构的料斗23的外表面接触。在分支管道30的内部流入分支气体时，由于从分支管道30向料斗23传导分支气体的热量，从而能够防止料斗23产生结露。另外，作为其他的结构，也可以采用利用分支管道30构成料斗23的外壁的一部分的结构，换言之，也可以采用类似于在转炉的OG罩群(skirtofoxygenconvertergasrecovery)等中所使用的水冷管构造的结构。

Claims (5)

1.一种干熄焦设备，其特征在于，包括：

循环路径，其在送风机动作时，使包括不活泼气体的循环气体在熄焦塔内外循环；

热回收设备，其回收从所述熄焦塔排出到所述循环路径的循环气体的热能；

第1除尘机，其设置于一级循环路径，所述一级循环路径配置在所述循环路径中比所述热回收设备靠上游侧；和

第2除尘机，其设置于二级循环路径，所述二级循环路径配置在所述循环路径中比所述热回收设备靠下游侧，

所述干熄焦设备还具有：

料斗，其用于暂时贮留由所述第2除尘机除尘的粉尘；和

分支管，其使用从所述循环路径分流的循环气体的热能对所述料斗加热。

2.根据权利要求1所述的干熄焦设备，其特征在于，

所述料斗为内部形成有循环气体的气体流道的中空结构，

所述分支管包括第1分支管和第2分支管，

所述第1分支管使循环气体从所述循环路径向所述料斗的所述气体流道分流，

所述第2分支管使分流到所述料斗的所述气体流道的循环气体返回至所述循环路径。

3.根据权利要求2所述的干熄焦设备，其特征在于，

所述第1分支管的分支气体流入口形成在比所述第2除尘机靠所述循环路径的下游侧。

4.根据权利要求3所述的干熄焦设备，其特征在于，

在所述循环路径设置有用于调节循环气体流量的风门，

所述风门设置在所述分支气体流入口和所述第2分支管的分支气体流出口之间，

利用所述分支气体流入口和所述分支气体流出口之间的压力差，使循环气体分流到所述第1分支管。

5.根据权利要求2所述的干熄焦设备，其特征在于，

所述送风机为吸气式，

所述第1分支管的分支气体流入口形成比所述送风机靠所述循环路径的下游侧，

所述第2分支管的分支气体流出口形成比所述送风机靠所述循环路径的上游侧，

利用所述分支气体流入口和所述分支气体流出口之间的压力差，使循环气体分流到所述第1分支管。