CN111436202A - 用于生产焦炭的、具有被环流的循环流动路径的焦炉装置及运行该焦炉装置的方法以及控制装置和用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于通过煤的焦化来生产焦炭的焦炉装置(10)，通过焦炉装置内部的措施最小化氮氧化物排放，该焦炉装置具有多个双加热烟道(13)，每个双加热烟道具有经受火焰的加热通道(11)和引导废气的加热通道(12)，其通过分隔壁(14)并通过顺砖壁(15)分隔开，其中成对的加热通道在流体技术上借助于上部和下部连接通口(14.2)为了在外部的循环流动路径上的内部废气再循环彼此连接，其中在加热烟道的底部(5.4)中分别设有至少一个选自以下的入口：焦炉气入口(18)、燃烧空气入口(16)、混合气体入口(17)；其中各个分隔壁(14)具有至少一个另外的下部和上部的连接通口(14.2)，其布置在比外部循环流更靠近加热通道的高度中心的更中心的高度位置，且设置用于形成附加的内部的循环流动路径(19.2,19.3)。本发明还涉及运行焦炉装置的方法。

Description

用于生产焦炭的、具有被环流的循环流动路径的焦炉装置及 运行该焦炉装置的方法以及控制装置和用途

技术领域

本发明涉及用于生产焦炭的装置和方法，以及控制设备和相应的用途。本发明尤其涉及一种根据各个独立权利要求的前序部分所述的装置和方法。

背景技术

对焦炉的需求在全世界一如既往的高，并且甚至在未来也被认为是持续高的，例如在以下公开文献中描述的：K.Wessiepe et al.:Optimization of Combustion andReduction of NOx-Formation at Coke Chambers….COKE MAKING INTERNATIONAL；9,2；42-53；VERLAG STAHLEISEN MBH；1997。焦炉的计划和构建必须在长的时间水平(Zeithorizont)之前进行，尤其焦炉的运行时间或寿命也须非常长，因此重要的是要知道在下几年内在焦炉上可以实现何种环境技术上的改进。尽管环境标准日益严格，如今每年都有几百个焦炉新建并运行。尽管如此，对于大多数政治家还同时已知的是，借助于焦炉的能量获取并非特别环境友好。因此，对于新的焦炉的构建或者现有焦炉的运行，从很多方面对排放物、尤其有关氮氧化物(NOx)提出越来越严格的要求。有关于此，存在许多努力来改进焦化效率或环境友好性，例如在以下公开文献和其中引用的文章中可以参阅：A.J.Nowaket al.:CFD model of coupled thermal processes within coke oven battery….Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences,17:161–172,2010。该公开文献致力于对预先已知的优化措施的模拟。

作为当前允许的或在现有设备中还容许的排放极限值为500mg/Nm³，相应地在5％氧气O₂下约250ppm。作为在欧洲的未来的极限值可为约350mg/Nm³(在5％O₂下约170ppm)，或马上在亚洲、尤其日本、韩国、中国台湾地区和中国内地甚至也许仅约200mg/Nm³。换言之：NOx排放应尽可能迅速降低一半或更多。然而，一些环境机构现在已经要求在仅大约100mg/Nm³的范围中的上极限值，尤其在亚洲，这将对应于5倍。鉴于越来越严格的要求，尤其也包括对于柴油驱动的车辆，对于欧洲也必须期望，允许的极限值在短时间内就低于350mg/Nm³。

氮氧化物尤其通过由焦炉气燃烧产生的烟气释放或在燃烧时形成，尤其从大约1250℃的(在底部的引导废气的加热通道中的)喷嘴砖温度起(所谓的热NOx形成)。随着温度升高，NOx的热形成进一步指数地促进或激起，从而氮氧化物的排放很大程度上由焦炉中的热条件来决定。已知的是，尤其在焦炉的竖直的引导烟气的加热烟道中，通过设置一定的温度范围可以对NOx排放施加影响。在此适用的是经验公式：温度越高，NOx排放越强。炉操作者因此努力或者由于环境技术的规定而被迫保持尽可能低的温度，尤其不能升高到超过1250℃的极限。但是，炉操作者也对高效的焦化工艺感兴趣并且期望在至高1325℃的喷嘴砖温度下的运行模式；焦化的效率随着温度而增加，并且运行温度越高，炉组(Ofenbatterie)就可以在相同的输出下被设计得越紧凑。例如：取代100个炉，在较高的运行温度下只需构建大约95至98个炉，相应地在设备上节省了2至5个百分比(更小的投资额，降低至高5％的设备成本，例如就1至8亿欧的投资额而言)。

因此，为了降低NOx排放，仅非常不希望地尝试在焦化期间实现降低的温度水平或避免加热烟道中的温度峰值，尤其通过匹配运行方式，因为这导致功率损失并且使得焦炭生产不经济。因此，对于炉的操作者来说，不在最佳运行状态中运行的焦炉是不感兴趣的或不可实现的。因此将容忍NOx排放负面地保持高。然而，炉操作者知道：如果能够在相对适度的、降低的温度下将热量输入保持恒定地保持得高，则这在可比的输出中积极地影响NOx排放。

炉操作者必须考虑不同类型的焦炉的这些边界条件。尤其，根据焦炭的挤出方向，垂直箱式炉与水平箱式炉的区别之处在于：在水平箱式炉中，焦化是分批进行的。焦化后，焦炭以水平方向(分批操作)挤出。与此相对的是，在垂直箱式炉中，煤在垂直方向上被连续地送入和送出(连续操作)。本发明尤其涉及水平箱式炉。

炉室通常具有在4至8.5m范围内的高度，其中，炉室或加热通道的高度也通过运行方式预先给定。该高度对在加热通道中产生的压力差有影响。如果需要大的压力差，则必须选择大的高度。可以假定，温度在高度上应该尽可能保持恒定，因为只有这样才可能设置有效的运行状态，而不会使NOx排放强烈升高。尤其在炉室的温度在1000℃到1100℃范围内时，温度降应该尽可能明显小于40K或者40℃。明显高于平均温度的温度最大值将促进NOx的热形成。因此，当温度保持均匀地稍微低于开始发生NOx热形成的温度，则焦炉能够在高输出和低NOx排放之间的最佳折衷下运行。

运行状态的模拟是可以更好地估计各个优化措施的效果的有用工具。但是，焦炉是模拟相应复杂的相对复杂的设备。例如，具有气体输送的新类型和方式的新结构可意味着每个计算的数周的计算耗费，使得在模拟中也可出现数年的工作耗费(例如超过100个所需的变体时)。因此，不仅必须在受限的可能性下在技术规模上实施新措施的试验，而且在该措施可通过模拟进一步研究之前，必须单独出于成本原因首先在众多方面中检查简单的结构性措施。这导致，对现有的炉设计的结构变化确切地说仅以非常适度的、保守的方式进行。

迄今为止，直接在焦炉上或者在焦炉的结构性构造上试验过的措施-这些措施也应在功率优化的运行方式下起作用-通常是内部的压力差驱动的或者是通过温度和密度差驱动的、来自从下向上流通的加热烟道的烟气送回(烟气的部分体积流的内部循环输送，所谓的循环流)和/或燃烧空气的分级，也就是来自分隔壁或者是横砖壁(Binderwand)的燃烧气体在不同的高度位置引入到加热烟道中。在此，尤其鉴于以下标准进行分级：在煤装料上方的相邻炉室中气体收集室温度的最大值必须小于820℃；顶表面温度必须尽可能小于或等于60℃；炉室壁内部温度差≤40K，尤其在炉底/燃烧器平面上方500mm和炉室上边缘的下方500mm之间的高度位置。

在此，循环流引导(部分地在加热通道的端部上或在整个圆周地在循环中)通常在所谓的双加热烟道中实现。成对地彼此并列布置的加热烟道或加热通道尤其在竖直的定向中彼此连接，其方式是，将来自经受火焰的加热通道的气体送回到未经受火焰的加热通道中，这仅在上/下反转点处进行，或者不仅在上反转点而且还在下反转点进行。在水平箱式炉中，沿挤出方向可设有大约24至40个加热通道，即大约12至20个双对(Zwillingspaar)。选择性可实现的循环流在此可以由于压力差自主地形成，即没有附加的主动的在流体技术上的调节或支持。

尤其还为了均匀的热分布，循环流的优化在1920年代就已经在工业规模上开始。自从1970年以来，还伴随研究了循环流引导对NOx排放的影响。

迄今为止在大多数情况下所使用的具有循环流引导装置的焦炉的构造可以如下描述：加热气体在成对的加热通道(双加热烟道)中沿流动方向上升地、即在经受火焰的加热通道中向上引导并且在此尤其多级地燃烧，该加热气体然后作为烟气通过平行的引导废气的加热通道向下送回到底部并且在那里被抽吸，其中，惰性的(烧尽的)废气的部分体积流在循环中送回到向上引导的、经受火焰的加热通道中。加热通道在此可以在上端和下端各自借助于废气再循环开口或通口(Durchlass)相互连接，尤其在炉室的底部区域中至少大致在如入口的相同高度水平上。由此，能够控制加热烟道中的平均喷嘴砖(Düsenstein)温度，并且尤其通过降低局部火焰温度(对于富煤气加热来说高于2000℃，对于混合气体加热则低于2000℃)而保持在适度的水平(例如1240至1300℃的喷嘴砖温度)，具有降低NOx排放的效果。例如，下部通口的随后的布置(高度位置)可以这样指定：在燃烧器平面上方0mm(即直接位于燃烧器平面的水平上)至300mm之间。在此，横截面面通常由大约120mm的位置高度来预先给定。如果需要，在底部的布置中，可以借助于辊关闭下部通口，辊可以在燃烧器的平面上在通口的前面卷起。有利的是，所述通口借助于壁层中的缺口实现(空隙或砖材缺口)。

这种成对布置的并且沿竖直方向定向的加热通道或双加热烟道因此使得在相对较小的耗费下能够尤其在烟气的循环引导的特定匹配中对温度曲线产生影响。在此，总是区分两种类型的加热烟道/加热通道：向上流通的经受火焰的加热通道；向下流通的、引导废气的加热通道。成对的加热通道在上部区域中通过一个空余的开口横截面彼此连接，也就是一个通口，通过该通口加热通道在流体技术上相互连接。烟气的通常送回到经受火焰的加热通道中的部分体积流对于富煤气加热来说例如为向上流通的加热通道中产生的总烟气体积的30至45％。这种具有循环流的双加热烟道的布置的一个例子是所谓的组合火焰加热系统，其自80年代末建立。对此，空气分级与循环流引导相结合。在1980年代中期之前要么进行空气分级(Otto系统)要么进行循环流引导(科佩斯(Koppers)系统)。

只要在本说明书中提到单个通口，也可以指成对地布置在相同的高度位置上的通口对。

如上所述，也可以通过以下方式进行燃烧分级，即，将气体或空气通过至少一个分级空气通道在燃烧器平面(底部)上方的至少一个高度位置上导入到相应的加热烟道中，或者将相应的废气导出。分级燃烧可与循环流引导相结合。

如果专门考虑直接在焦炉上的这些措施，即用于在热技术上优化的、尤其通过优化介质引导的类型或方式的措施，则焦炉的结构性构造和由此随之而来的焦炉的稳定性至关重要，尤其是相应炉室和相应加热烟道的各个壁的结构性构造(顺砖壁、分隔壁)。在结构性构造上的小措施可对温度平衡和焦化工艺具有大的影响。然而，每个措施如有可能也具有非常不利的、需避免的例如对于加热壁的静力学、流动阻力或者最终设定的流动速度和温度曲线的副作用。因此期望，对在下面详细描述的构造的改变只能在一个窄的公差范围内进行。本领域技术人员尤其是面临以下任务，通过新的措施来不冒加热壁复合体被削弱的风险。因为取决于运行状态，高的侧向力可以作用于每个壁上。例如在炼焦时间(Garungszeit)的约75％之后，尤其在燃烧器平面上方约1m高度处的顺砖壁上产生高的侧向内压(煤装料的驱动压力)，该驱动压力在此甚至可导致，接缝变宽且由此在各个加热烟道和(相邻的)炉室之间产生不合需要的旁路流(结合焦炉气溢出以及随之而来的CO形成)。气体混合物的平衡由此被干扰：尤其是对于附加的在加热通道中待燃烧的气体量仅提供不足够高的空气量。不同的填充时间点，例如分别错开12小时，在相邻的炉室中也导致在相应的壁中不同的侧向力。因此，即使在减少排放的措施中，炉的稳定性也具有高的优先级。通常通过砖的榫卯布置来实现高的稳定性。这种构造方式在密封性方面也优选用于避免旁路流和预燃烧。

在具有多个炉室，例如40或60个炉室的组中，所述炉室通过顺砖壁相对于输送气体的加热通道隔开，尤其是在各自通道的相对较窄的端侧上，尤其是通过两个沿着整个相应的炉室延伸的、相对而置的顺砖壁。各个加热通道在此通过所谓的横砖壁(分隔壁)彼此隔开，所述分隔壁尤其垂直于两个顺砖壁在顺砖壁之间延伸，尤其在炉室的相对较宽的侧上延伸。三个横砖壁将两个通道彼此隔开或者将双加热烟道与另一个双加热烟道隔开。因此，相应的加热通道通过两个顺砖壁区段和两个横砖壁来隔开。在挤出方向(深度y)上，各相应加热通道的长度或深度大约为450至550mm(中心至中心)。顺砖壁厚在此例如为在80至120mm的范围内。在此，横砖壁厚例如为在120至150mm的范围内。

概念“横砖壁”已经在普遍的语言使用中存在。在本说明书中，该概念与概念“分隔壁”同义地使用，尤其为了清楚起见，可用相同的构造方式制造顺砖壁和横砖壁/分隔壁，即通过各自在其窄侧上彼此排列的砖材来制造。水平箱式炉的“顺砖壁”也可被描述为沿挤出方向纵向布置的纵向壁，并且“横砖壁”也可被描述为横向于挤出方向布置的横向(分隔)壁。

在各个加热通道的下侧处设有燃烧空气开口和混合气体开口，其功能可根据加热(混合气体加热或焦炉气加热)的类型来选择或调节。焦炉气开口在下侧处汇入加热通道中。在循环流引导中，分别将一对加热通道经由布置在炉室下侧上的废气再循环开口相互连接，从而形成具有循环流引导的双加热烟道。可以选择性地调节通过废气再循环开口的体积流量，尤其是借助于在燃烧器平面中布置在底部上的并且在那里可移动的调节辊。在横砖壁中设有分级气体通道，它们在一个或多个高度位置上将燃烧空气(分级气体)导入炉室中(空气级或横砖壁开口)。被引入炉室中的体积流量的常见比例可指定为：30％通过底侧的燃烧空气入口，30％通过底侧的混合气体入口，并且40％通过至少一个分级气体入口(横砖壁开口)。此比例也可以类似地根据功率要求为从炉室中气体的导出进行调整。

在废气拐点(再循环通口)的上方，为了匹配焦化参数，可以以加热差动的方式形成旁路流。旁路流可以经由尤其水平的壁或盖与加热烟道隔开，其中设有通口，所述盖通口例如借助于滑动砖覆盖或可基于横截面来调整。

在K.Wessiepe的前述公开文献中尤其也考虑到对具有双加热烟道(至少借助于上部通口彼此连接的加热烟道)的炉的措施，其中，在90年中也已经验证出，所谓的环流装置可以在尽可能低的NOx浓度方面提供优点。

例如可以列举专利文本DE 34 43 976 C2和DE 38 12 558 C2，在这些专利文本中，尤其以连接-循环流-炉为例讨论了对于燃烧空气的分级导入的最佳的循环流率和有意义的高度位置的问题。其中还提到，烟气送回到加热烟道底部的区域中的高度位置使得相应加热烟道中的温度能够降低，由此具有减少NOx排放的效果。

在2017年8月公开的CN 107033926 A公开文本中，描述了一种具有带有燃烧空气的分级导入和循环流开口的双加热烟道的装置，所述循环流开口布置在分级空气通道的两侧。

还对特定类型的气体引导部件或填充体进行实验，以能够影响焦炉中的热分布。例如在专利文献DE 39 16 728 C1中，加热室(加热烟道)设有可穿透的蜂窝状或蜂窝网格状或球形填充物形式的内部构件，其中，特定类型的烟气输送应该是区段性有利的。在此涉及到加热室中的流动条件的改进，并且也建议，在不同的高度位置中输送燃烧空气。

同样，进行了通过特定涂层来有效地消散或反射来自内表面的热能的实验。

直接在焦炉或加热烟道中，或在焦炉或加热烟道处的上述措施在此可以称为一级措施。在所有前述措施中必须注意，在此所述的炉通常在自动点火时(尤其在高于800℃时)运行，从而用于冷却或降低气体温度的相应措施只能在窄的边界条件下或只能在窄的温度范围内进行，尤其为了避免燃烧熄灭。

此外，已经进行了可以在之后的设备组件中的焦炉下游进行的次级措施的测试，例如在烟囱内使用选择性催化剂(SCR或DeNOx)，或者将已经从烟囱抽出的烟气由外部送回焦炉。与这些之后的措施多么有效的问题无关，在许多情况下，它们由于成本极高(达到整个焦炉总投资的50％)或者附加维护费用而失败。这些措施虽然有效，但在许多情况下过于昂贵。

此外，可以提到专利申请DE 40 06 217 A1，其中描述了多种措施的组合，包括在炉中间结构中的热流交换器处的措施和用于外部烟气循环流的措施，目的是在高的炉室中也达到均匀加热状态和低的NOx排放。

公开文献DE 10 2009 015 270 A1描述了一种具有废气送回装置的焦化设备，其中，设有用于将废气送回的单个循环流开口。

尤其也可以采取化学反应类型的措施，例如已经考虑了引入CH4气体或通过喷入水来增加湿度。然而，水或蒸汽的喷入不可能在室的任意点处实现，而是尤其仅在中间高度位置的中央，并且对所使用的(硅酸盐)材料具有不利影响。同时认为气体和空气的再生预热温度的升高是耗费不小且不经济的措施。

然而，目前还不可设想的是，尤其通过之前所描述的内部的一级措施，不管各自单独或累加，都可以满足之前所描述的要求。因此，NOx的排放降低2至5倍无法实现，至少在合理的花费下无法实现，也就是说无法以经济的方式实现。

发明内容

尽管存在上述的考虑，本发明的目的在于通过直接在焦炉上或在焦炉的结构性构造处的措施来优化焦炉，尤其是通过在已建立的具有至少一个再循环开口的加热烟道的加热系统处的措施来优化焦炉，所述加热系统尤其具有循环流引导，尤其是为了获得以下选择，在功率优化的运行方式下、在完全在没有之后的设备组件的情况下，焦炉也可以运行。在此，可能有希望能够获得大的改善潜力，对于炉操作者来说也具有大的优点，并且由此也具有在市场上实施技术方案的良好机会。

本发明的目的是提供一种焦炉装置和一种用于运行焦炉装置的方法，借此可以将NOx排放保持得低或者在现有的或新的设备中即使在满负荷下运行时也可以将其最小化，其中焦炉装置应优选在没有之后的设备组件的情况下实现有利的低的NOx排放水平。本发明的目的尤其是提供一种焦炉装置和一种用于运行焦炉装置的方法，借此可以通过在加热烟道内部的措施减少NOx排放。

根据本发明，此目的通过一种用于通过煤或煤混合物的焦化来生产焦炭的焦炉装置来实现，其中，该焦炉装置被设置为通过借助焦炉自身的气体或气流、通过焦炉装置内部的一级措施通过内部热量或温度平衡来最小化NOx排放，该焦炉装置具有多个双加热烟道，双加热烟道分别具有一个通过气体或燃烧空气而经受火焰(并且因此向上流通)的加热通道和一个向下输送废气流通的加热通道，加热通道分别成对地由分隔壁或横砖壁彼此隔开并且通过焦炉装置的各个相应炉室的两个彼此相对而置的顺砖壁隔开，其中，成对的加热通道，尤其在上端和下端两者处，借助于连接上方的通口和连接下方的通口分别为了内部废气再循环而在外部的循环流动路径上彼此在流体技术上连接，其中，在各个双加热烟道的底部处的下部区域中设有至少一个选自以下的组中的入口：用于将焦炉气导入加热通道的焦炉气入口、燃烧空气入口、混合气入口；其中，所述各个分隔壁至少具有另一个下部和上部连接通口，所述通口布置在比所述外部循环流更靠近加热通道的高度中间的更加中间的高度位置处，并且设置成用于向上和向下的附加的内部循环流以在附加内部循环流动路径上形成惰性中间层。循环流动路径的冗余实施方式尤其提供了在不同高度位置的高可变性和强烈效果，这在特别高的炉室中也是有利的。在此，通过采取用于全面封闭的循环流的措施，该效果在两个加热通道上延伸。

由此，尤其是在底部区域中也能够使温度分布均匀。尤其已表明，借助附加的再循环通口可有效地避免在特定的高度位置中的温度峰，尤其不存在加热壁复合体被削弱的风险。换言之：在加热通道之间的分隔壁中，可借助于气体形成隔热的中间层，通过该中间层可引导来自下降加热通道的废气/烟气的部分体积流，且可再次送回到上升加热通道中，其中，借助于该中间层可产生具有延迟燃烧作用的燃烧惰性中间流。

根据一个实施例，附加的内部循环流动路径延伸经过成对的下部和/或上部的通口，所述通口分别成对地布置在至少近似相同的高度位置上。这在x方向上在大的宽度上提供均匀的温度分布。可选地，在相同的高度位置上也可以设有多于两个或三个的通口。

根据一个实施例，借助于通口形成至少一个另外的内循环流动路径，其由至少两个外循环流在外循环流动路径上环流。循环流的多重冗余提供了特别均匀的温度分布并且能够实现大的可变性。

根据一个实施例，至少一个废气再循环通口相对于加热通道的宽度(x)，即顺砖壁之间，比至少一个入口更中心地(更靠近加热通道的中心纵轴)布置，并且限定由至少一股经由入口进入的气体环流的、中心的或更中心的流动路径。尤其是至少所有下部的废气再循环通口都比所有入口更中心。此废气再循环流动路径比进入的气体的相应的流动路径或流入路径更中心地布置。由此，首先可以优化、尤其是均匀化加热通道中的热分布。由此，各个焦炉气入口可以在流体技术和热能技术上相对于至少一个通口或入口布置。效果：借助于内部气流，即借助于内部的流体技术上的措施，对尤其在底部区域中的热分布和气体充分混合产生影响。不需要外部措施。在此，内部措施可以是纯粹被动的措施，尤其是纯粹结构性的措施。由于结构上的措施，可以自主地调节流动条件。这还同样简化了装置的运行。炉的控制/调节可以与迄今为止的方式和方法可比地进行。

在此，各个入口在相对而置的分隔壁之间的y位置优选可以各自至少近似位于中心。已经表明，y位置应当在x位置之后次级地选择并且可以基本独立于x位置选择，尤其是根据各自结构性优点或者取决于所期望的入流角。

各个上部通口在此布置在选择性地存在的加热差动装置(Beheizungsdifferenzial)之下，尤其在沿着xz平面延伸的分隔壁中。相反地，加热差动装置的开口布置在沿xy平面中延伸的隔离部中。不必设有下部通口。

通过在xy平面中观察尽可能中心地布置的所述一个/多个通口，可以在附加的、位于内部的、被环流的循环流流动路径上提供位于内部的被环流的循环流，所述位于内部的循环流动路径在外部(偏心地)由至少一种进入的气体来环流或也由位于外部的循环流动路径上的位于外部的循环流来环流。

对于不应该设有经由一个或多个下部的通口的再循环的情况，概念“循环流”或“循环流动路径”也可以涉及不是完全闭合的、而是涉及例如仅在圆周中在180°或270°上引导的流体。

这些措施尤其实现燃烧惰性的和延迟混合的中间层以及在底部区域的冷却，并且可以直接在焦炉上或在焦炉的结构性构造上，尤其在加热系统上进行，而不需要之后的设备组件。由此，尤其也可以降低燃烧器平面和最下部的通口之间的温度最大值。尤其可以实现的目标是，在平均的煤装料温度在1000℃的范围中并且最大温度在1050℃的范围中并且无论如何小于1100℃的情况下，将在加热通道的整个高度上的温度差保持得明显低于50K。借助于这些措施使得相对于当前的350至500ppm NOx水平(在5％O₂下)预期在70至80％范围内的NOx减少潜力。尤其可预期的是，可以实现低于100ppm(在5％的O2下)的NOx的水平。还可预期的是，在输出相同的情况下，耐火材料的量可降低至多5％。因此，从经济的观点来看，这种技术方案也是非常令人感兴趣的。炉操作者可以以高输出或在高喷嘴砖温度下以相对低的NOx排放来运行炉。

在本说明书中描述的措施尤其可以涉及具有在填料过程和挤出过程之间的在15h和28h之间的室运行时间的焦炉，或涉及具有在大约1200至1350℃范围内的加热烟道温度或喷嘴砖温度的焦炉。

迄今为止，通常将相应的再循环开口靠近顺砖壁布置。同样，通常入口布置在底部的中心。在本发明的范围中，在优化NOx排放的研究的范围中已经表明，通过焦炉气与燃烧空气一起在炉室的下部区域中已经形成非常热的气体混合物，由此产生高的燃烧温度。通过根据本发明的入口的定位，可以避免温度峰。这种布置还可以在废气转折点(通口)上方配有一个加热差动装置(旁路流)。可选地，之后的设备组件还可以进一步降低NOx排放，只要这在经济上还能实现。

加热通道在此也可以描述为加热井。各个加热通道向下由底部界定，该底部也称为燃烧器平面，即使在那里不使用燃烧器(自点燃，尤其在高于800℃时)。

在此，加热通道可理解成用于双加热烟道的两个竖直加热烟道的十分特定的竖直加热烟道的概念。在此，双加热烟道的两个竖直加热烟道中的任意一个可理解为加热烟道。在焦炉的相应工作状态中，加热通道要么向上、经受火焰，要么向下流通。如果在解释的相应的上下文中，气体沿哪个方向流动不重要，那么在此使用加热烟道的概念来代替加热通道的概念。因此，加热烟道的概念可涉及向上或向下流通的加热通道。

在此，煤混合物应理解为主要由不同的煤类型组成的混合物，其中，该混合物例如也可以包括至少一种来自以下组的添加剂：石油焦、油、沥青类，例如以旧轮胎、煤尘和焦炭尘的形式、粘结剂或焦化助剂，例如糖蜜、油残留物、纤维素状添加剂、亚硫酸盐化合物或硫酸盐化合物或碱液，其中混合物也可以具有生物质。

除非另有说明，否则关于通道、入口、通口或喷嘴的距离说明分别基于相应的中间纵向轴，对于墙或壁来说则基于相应内表面。

已经表明，根据本发明的空气或气体引导不仅可以在双加热烟道中实现，而且也可以在所谓的四烟道炉或这样的替代性的装置中实现，其中采用在流体技术上连接的加热烟道的概念并且尤其在加热烟道分别成对地连接时增强。

导入的燃烧空气或加热气体用于产生必需的工艺热，在底部区域中，或在特定的分级的高度位置中。

已经表明，根据本发明的装置还能够取消多个分级空气入口(由此尤其仅设有一个单个的气体级)，尤其是在炉室高度低于8m的情况下。因此，根据本发明的下方的、底部侧的入口的位置的变化使得能够在其他位置处降低炉的结构性耗费或复杂性。

优选地，各分隔壁具有80至200mm、进一步优选120至150mm的宽度(壁厚)。优选地，各个顺砖壁具有80至120mm的宽度(壁厚)。这提供足够强的绝缘和稳定性。

在分隔壁中，独立于各个所述优化措施，可在至少一个燃烧级高度位置中设有至少一个燃烧空气或分级空气入口，用于将燃烧空气从在分隔壁中延伸的分级空气通道引入到所述加热通道中。

在加热烟道的底部的下部区域在此可对应于燃烧器平面，或者也可对应于超过砌成的炉的最大2到3层的砖(2到3个壁层)的高度位置，在相应层在大约120mm的范围内的高度。例如，根据本说明书的定义的底部区域还可至高延伸到1200mm的高度。优选地，底部区域被定义为从燃烧器平面直至燃烧器平面上方100至最高800mm的高度的区域。在本说明书中的高度说明在此基于燃烧器平面，即基于各个加热通道的最低点。下部通口是限定循环流或流体的下转折点的通口，尤其是在上部通口的下方。各个下部通口不一定必需布置在底部区域中。

根据一个实施例，所有废气再循环通口布置成比入口中的至少一个更中心。这能够实现与顺砖壁特别有效的解耦。根据一个实施例，至少一个废气再循环通口布置成比所有入口更中心。这使得顺砖壁能够通过由进入的新气体形成的气幕气幕(Gasteppich)与再循环废气隔开。根据一个实施例，所有废气再循环通口都布置成比所有入口更中心。这提供了特别有效的布置。

根据一个实施例，包括焦炉气入口的至少两个入口如此地更靠近顺砖壁地布置在一个或多个连接的通口的两侧，使得从所述一个或多个通口流出的循环流在循环流动路径上比通过相应入口导入的气体的流入路径进一步靠内地更靠近加热通道的中心纵向轴地布置。由此，尤其可以防止焦炉气和燃烧空气或混合气体的过于突然的充分混合。

根据一个实施例，入口中的至少两个如此地更靠近顺砖壁地布置在连接的通口的两侧，使得各个废气再循环通口在入口之间在侧向上被包围或者与入口分开地布置，并且在相应的加热通道中在流动路径上形成至少三个或四个向上流动的分流，这些分流至少在一定的高度区段(尤其在0至1000mm的高度范围内)上至少近似彼此平行地或者至少彼此并排地延伸，并且导致在此高度区段中的延迟的充分混合。只有在这个高度区段的上方才进行完全的充分混合。

根据一个实施例，各个焦炉气入口与相应的顺砖壁相邻地布置，和/或各个燃烧空气入口与焦炉气入口相对而置地、与相应的顺砖壁相邻地布置。这种尽可能靠近顺砖壁的布置使得即使在底部区域中也能够实现中心再循环，这在均匀的热分布方面提供了优点。尤其已经表明，各个气流的充分混合可以由此被延迟或进一步移动到更高的高度位置。

根据一个实施例，各个的燃烧空气和/或混合气体入口与相应的顺砖壁相邻地布置，并且各个的废气再循环通口居中地布置，尤其相对于中间纵轴镜像对称地布置在相应的加热通道中。优化措施的这种组合提供了特别强的效果。

根据一个实施例，各个分隔壁包括至少一个另外的连接的下部和/或上部的通口，其布置在比外部循环流动路径更靠近加热通道的高度中间的更加中间的高度位置(在z方向上更加中间)处，并且设置用于在气体体积流和空气体积流之间的中心流动路径上形成内部惰性中间层。该流动路径可以形成或补充循环流。

根据本发明，借助于单个附加的通口就已经可以实现显著的NOx降低效果。废气或较大的废气体积流可如此地导入到向上流通的加热通道中，尤其是在不同的高度位置上，尤其是在底部区域中的很下方，使得局部温度下降并且使在宽度和/或高度上的温度曲线变得均匀。

根据本发明，各个分隔壁可在更上方具有至少一个另外的连接通口，其在比外部的循环流动路径更靠内地更靠近加热通道的高度中间地布置，并且设置成用于在气体体积流和空气体积流之间形成(在燃烧技术上或在充分混合技术上起作用的)内部惰性中间层。这使得在较高的高度位置处也能够实现均匀的温度分布。

已经表明，对于流动关系有利的是，至少一个附加的废气再循环通口(用于通过横砖壁送回到向上流通的加热通道中的废气体积)布置在分级空气入口与加热通道的底部侧的气体入口之间的高度位置中。根据本发明，通过内部导入内部再利用的惰性废气，可以形成具有绝热功能的惰性分隔层，其具有延迟、推迟充分混合的效果。尤其可形成分隔性的层流的层，其防止横向混合或至少将横向混合稍微进一步向上移动到较高的高度位置中。

在此，本发明还基于以下认识，在与在上端部和下端部处相比更小的压力差的情况下，废气也可以附加地引导到相应的加热通道的中间高度位置中，意指相对于最外置的废气再循环通口处于更内部的旁路。位于更内部的、由外部的循环流包围的旁路或循环流在此不影响外部循环流或不明显地影响，尤其是由于较小的压力差。同样可以以有效的方式对传热或局部温度产生影响。

尤其已经表明，在一个或多个内部的循环流动路径中也不存在使外部的循环流短路或在体积流量中过强地减小的风险。通过使各通口之间的距离和/或直径比与各相应炉中的压力比相匹配，可以尤其有效地避免与外部循环流或各个通口之间的短路。还可以控制在相反方向上形成循环流的风险，尤其在通过使用进入的气体的流动脉冲。

根据一个实施例，各个分隔壁具有至少一个另外的连接的下部和上部废气再循环通口，其比位于外部的循环流更靠近加热通道的高度中间地布置在更居中的高度位置中并且设置成用于向上或向下的额外的内部的旁路循环流(额外的再循环)以用于在额外的内部的旁路循环流动路径上在气体体积流和空气体积流之间形成(在燃烧技术上或在充分混合技术上起作用的)内部的惰性中间层，其中，内部的惰性中间层由外部的循环流动路径界定。

根据一个实施例，各个分隔壁具有多个另外的连接的废气再循环通口，其在分隔壁中布置在至少一个空气级之上和之下并且设置成用于至少两个额外的旁路循环流，所述额外的旁路循环流比一个或多个空气级周围的外部循环流更向内地更靠近加热烟道的高度中间，以在额外的内部的旁路循环流动路径上在气体体积流和空气体积流之间形成一个或多个(在燃烧技术上或在充分混合技术上起作用的)内部惰性中间层，其中，各个内部惰性中间层优选由外部循环流动路径界定。这使得能够独立于分级空气通道在不同的高度位置中对流体曲线和温度曲线产生分级的影响。

根据本发明可阻止或至少延迟送回的废气与新导入气体的横向混合，尤其由于在至少一个惰性中间层中的主要为层流的流动条件。横向混合的延迟可以根据流动条件或多或少有效地进行，但尤其至少如此进行，使得横向混合最早在NOx形成区的上方进行。在此，当存在非常高的火焰温度时，即在富煤气加热时，也可以有利地继续完全利用在能量和经济上有利的循环流引导的方案。

根据一个实施例，下部的且可选地还有上部的废气再循环通口在高度方向上在至少2至5个上、尤其在至少3至4个壁层上和/或在最大8至10个壁层上构造。这提供了在结构的足够稳定性和再循环气体的适当流动阻力或流动速度之间的良好折衷。根据一个实施例，各个下部/最下面的废气再循环通口在高度方向上在多个壁层或耐火层上、尤其在至少2至5个壁层上延伸。这也实现了适当的流体曲线。也可以以简单的方式进行集成到现有的结构中。

根据一个实施例，内部的惰性中间层在x方向上比流入的气体的流动路径更靠内地或更居中地布置并且比外部的循环流动路径更居中地或在更居中的高度位置上布置。这有利于在各个相关的高度位置中的分级的影响。

根据一个实施例，废气再循环通口被布置在加热通道的中心宽度(x)的范围内，尤其是在距中心纵向轴的x距离处，该x距离小于加热通道的宽度的30％或20％或10％。这提供了先前关于惰性中间层说明的优点。

根据一个实施例，各个下部废气再循环通口布置在各个焦炉气入口与各个燃烧空气和/或混合气入口之间。这实现了对尤其在底部区域中温度曲线和流体曲线的前述影响，尤其对各个气流的分离。

根据一个实施例，各个焦炉气入口布置成比加热烟道的三分之一宽度更靠近(比宽度的三分之一更靠近)顺砖壁(相对而置的顺砖壁之间的x-距离)，尤其与顺砖壁的内表面相距10至350mm，尤其小于300mm的x-距离，其中，各个下部废气再循环通口布置成比加热烟道的三分之一宽度更靠近加热烟道的中心或中心纵向轴，尤其以30至300mm的x-距离。这提供了气流的有效分离。流动路径可以平行延伸而没有横向混合，或在横向混合之前平行延伸。

根据一个实施例，各个燃烧空气入口和/或混合气体入口布置成比加热烟道的三分之一宽度(相对而置的顺砖壁之间的x距离)更靠近顺砖壁，并且各个下部废气再循环通口布置成比加热烟道的三分之一宽度更靠近加热烟道的中心，尤其以30-300mm的x距离。这提供了气流的有效分离。流动路径可以平行延伸，而没有交叉混合或在交叉混合发生之前。

尤其在流体试验的范围内已经表明，将下部的废气再循环通口移到更靠近加热烟道中心实现了流入的气体的分离和横向混合的减少。由此，尤其在所选择的高度位置中能够有针对性地影响温度分布。已经表明，由此可以尤其在炉室的下部区域设定相对较低的均匀燃烧温度T2，这对NOx排放具有积极的影响。

根据一个变体，各个焦炉气入口布置成比各个下部的废气再循环通口更靠近相应的顺砖壁，尤其它的中心纵轴与顺砖壁的内表面间隔10至350mm、尤其是小于300mm。这也可以提供结构性优点。

根据一个实施例，各个双加热烟道设有至少一个另外的下部的废气再循环通口或至少一个另外的下部的废气再循环通口对，尤其是在至少一个另外的、(第一)下部的连接通口之上的，尤其是在至少一个分级空气入口之下的高度位置上。这使得能够在选择的高度位置有针对性地影响温度曲线和流体曲线。

根据一个实施例，每个双加热烟道在两个分级空气入口之间设有至多五个另外的下部的废气再循环通口或者至多五对下部的废气再循环通口。这在各个高度位置上发挥影响时提供了特别大的灵活性。

根据一个实施例，每个双加热烟道在最下方的通口对上方的至少两个另外的高度位置中设有至少两对另外的下部的废气再循环通口，尤其在三至七个另外的高度位置中设有三至七对下部的废气再循环通口。这通过至多七个内部循环流提供了大的可变性。

根据一个实施例，每个双加热烟道在一个/多个分级空气入口下方的另外的高度位置处布置有至多十个另外的下部的废气再循环通口或至多十对下部的废气再循环通口。这如此实现了再循环的气体的分配，使得循环流能够均匀地构成并且气体能够在各自的高度位置中逐渐地相互混合。较大数量的通口还开启了在几何上使通口与期望的流动状态匹配而没有过窄的边界条件的选择。

分级空气的概念在此与分级气体的概念同义。也就是说，分级空气通道也可以输送不同于空气的气体。

根据一个实施例，每个双加热烟道在至少两个分级空气入口之间的至少一个另外的高度位置处布置有至少一个另外的下部的废气再循环通口或至少一个另外的下部的废气再循环通口对。这实现了通过将再循环气体的循环流动路径和分级气体的流入路径的组合来进行优化。

根据一个实施例，每个双加热烟道在一个或所有分级空气入口的下方或上方布置有至少一个另外的下部的废气再循环通口或至少一个另外的下部的废气再循环通口对。这提供了特别高的可变性。

根据一个实施例，每个双加热烟道在一个或所有分级空气入口的上方的至少一个另外的高度位置布置有至少一个另外的下部的废气再循环通口或至少一个另外的下部的废气再循环通口对。这也实现了与分级导入的气体解耦的内部循环流(路径)。

根据一个实施例，每个双加热烟道在一个或所有分级空气入口的上方布置有最多五个另外的上部的废气再循环通口或者最多五个另外的上部的废气再循环通口对。这提供了特别高的可变性。

通过上述措施，尤其是在减少CO份额的情况下，可以确保增加的停留时间和更完全的燃尽，并且还可以实现至炉室中的更高的且在竖直高度方向上更均匀的热输入。尤其已经表明，在大于50％的废气再循环中，可以确保可燃的气体成分完全燃烧成废气。由此，能够更好地利用介质的能量含量，尤其是在时间进程上连续地利用。由此也可以进一步降低在废气中的通常200至400ppm的CO份额。

如果废气再循环通口布置在所有分级气体入口上方，则一部分热的废气可以在反转位置之前就已经被送入向下流通的加热通道中，这对尤其也包括在装料上方的气体收集室中的温度控制具有积极的影响。这里通常不超过800至820℃(炭烟形成(Ruβbildung)，荒煤气(Rohgas)的化学品质)。通过进一步送回下方的废气，也可以降低各炉室的温度。

废气再循环通口可以各自成对地或单独地设置，也就是说即使在奇数数量的情况下，例如三个或五个另外的废气再循环通口。

已经表明，根据焦炉装置的结构类型，数量在两个和十个之间的另外的废气再循环通口是有利的。

根据一个实施例，在各个通口之间分别设有至少两个中间层。这也提供了良好的稳定性。由顺砖壁和横砖壁组成的加热壁复合体的这种稳定化在相对于煤膨胀压力的稳定性方面是有利的(在大约75％的焦化周期时最大)。焦炉通常分层构成，具有包括接缝在内在100至160mm之间、尤其约120至130mm的层高度。焦炉的结构理论教导，加热壁的尽可能所有的砖借助于榫卯连接或借助于榫卯拱形结构。如果希望在多个层上有大的通口横截面积，则加热壁复合体被削弱，并且存在涉及变形和荒煤气通过扩展的接缝从炉室中溢出的风险。这可以以不利的方式由于加热通道中存在的不充分的燃烧空气量而导致CO形成。因此，在横向(水平)方向上的高稳定性是非常重要的。

在竖直方向上，加热壁的预紧也是期望的，以保护加热壁复合体免于竖直的弯曲。因此，在砖的上侧和下侧也优选榫卯连接。加热壁的竖直预紧尤其通过足够大的盖件重量来实现。

例如当在焦化周期结束时通过穿过室室的钢柱塞水平挤出焦炭装料时，在壁复合体上的出现另外的较大的负载力，并且必须通过加热壁复合物在横向和竖直方向上的足够大的预紧来考虑。因此，附加的通口、尤其这些具有相对大的横截面的通口需要对于炉的稳定性和耐久性的成熟的考虑。

根据一个变体，将再循环通口布置如下：分别一个具有再循环通口的壁层和在其上的无通口的复合物稳定性耐火材料层，一直交替直至例如最大10个通口；或者分别一个具有再循环通口的壁层和两个在其上的无通口的复合物稳定性耐火材料层，以及接着一个具有再循环通口的壁层和一个或两个在其上的无通口的复合稳定物性耐火材料层。这提供了良好的稳定性。通口相对较小，但可以很好地集成到炉的结构形式中。

根据一个实施例，在分隔壁中构造有至少一个尤其是布置在中心的分级空气通道，其具有至少一个分级空气入口，尤其是具有至少一个位于至少一个再循环通口上方的分级空气入口。这实现了影响流体曲线和温度曲线的另外的可能性。

根据一个实施例，在(各自的)分隔壁中构造有至少两个尤其平行地布置的分级空气通道，其在上方的/最上方的废气再循环通口上方汇合并且在所有的废气再循环通口上方的最上方的分级空气入口中汇入到经受火焰的加热通道中。这使得例如在不同的宽度位置或(x)位置也能借助分级导入的气体优化温度曲线和流体曲线。在此，汇合的通口能够以简单的方式从上方由盖件通过调节机构或滑块来调节。

根据一个实施例，在至少一个分隔壁中构造至少两个尤其平行布置的分级空气通道，其在上方/最上方的废气再循环通口的上方在所有废气再循环通口上方的两个最上方的分级空气入口中汇入入到经受火焰的加热通道中。由此，分级导入的气体可以在宽度(x方向)上均匀地导入到加热通道中。

无论是分别具有单独的入口还是具有共同的入口，多级空气通道的冗余的实施方式提供了这样的优点，即循环流尤其是在加热通道的下部区域中可以任意远地挪到中心，并且因此可以非常有效地与进入的气体解耦。在此，也可以得到结构性的优点，也可以得到在构造所述装置时的成本优点，或者对于运行的优点。多级空气通道也可以向外移动，从而惰性废气流可以借助再循环的气体尽可能在中心(至少比其它气体更靠中心)形成。也可以获得有利的次级热分布。尤其是产生结构性优点。

根据一个实施例，各个下方/最下方的废气再循环通口布置在加热通道的下部区域或底部的上方至少间隔50mm处。因此，尤其与入口的布置相协调，可以实现良好的流体技术上的效果。最下面的再循环通口的下边缘尤其是布置在燃烧器平面上方0至150mm的范围中，在其上为具有大约120至130mm高度的稳定的分离层，在其上为具有例如约120mm最小高度的另一通口，其中，在通口和分离层之间的这种交替可以延伸至800mm的高度。

根据一个实施例，焦炉气入口或相应的气体烟道(喷嘴或管)以与中心纵向轴为加热通道的宽度的至少50％的间隔布置。这种间隔提供了与再循环气体的更中心布置的流动路径的有效解耦。

根据一个变体方案，所述分级仅设置在上升的加热通道中。

根据一个变体方案，设有至少三个附加的连接的废气再循环通口，其中，形成至少两个内部的附加的循环流，其中，在气体级(分级空气通道的出口)的上方和下方各自设有废气再循环通口。这实现了这些措施的有效组合。

根据一个实施例，燃烧空气入口和/或混合气体入口和/或焦炉气入口相对于加热通道的中心纵轴(或者相对于底部的法线或者相对于竖直线)以0°的角度定向，或者相对于竖直线(z)以小于30°、尤其是小于20°或小于10°的角度定向，尤其是所有入口都在相同的方向上倾斜或者定向。这种尽可能垂直向上地定向的定向实现了布置在中心的火焰，这在温度分布方面提供了优点。因此，废气体积流可以在加热通道中中心地并且几乎垂直向上地(即在垂直高度方向z的法线方向上)流入，并且导入的新气体可以形成用于分隔的气幕。与强烈倾斜的定向相反，体积流不碰撞壁。由此，燃烧可以指向加热通道中心，即不是指向外面，由此可以调节到适度的温度。可以有效地避免局部温度峰。已经表明，在此各个流入脉冲可以特别有利地用于从不经受火焰的加热通道额外地抽吸烟气或用于更有针对性地充分混合气体。各个的流入脉冲可以被输出到另外气体上，即不在壁上消散。相反，在迄今为止的炉中，入口通常以超过30°的较大的倾斜角倾斜定向。已经表明，在此定向中，各个气体的流入脉冲没有被特别有效地利用，尤其没有被用于从不经受火焰的加热通道中抽吸烟气。根据本发明的定向实现了特别高的再循环率。

根据一个实施例，各个燃烧空气入口和/或各个混合气体入口和/或各个焦炉气入口具有最大0.06m²的横截面积，尤其还在炉室高度大于6m的情况下。此上限可以确保导入的气体以一定的最小脉冲或一定的最小速度流入加热管道，使得借助于入口可以以有效的方式影响加热管道中的流动状态。通过这种相对小的横截面，可以实现高的喷射器效果。尤其可以如此导入气体，使得循环流比率或再循环气体的份额被提高。通过这种减小的或小的横截面，介质的进入脉冲也可以如此提高，使得送回的废气的比率可以提高，尤其是在焦炉气加热时从大约30至45％提高到大约50至80％。可以设定高的流动速度，这具有提高吸入的或夹带的废气的体积流量的效果。尤其，在加热烟道中能够实现大于2m/s的高流入速度。还可以保证稳定的火焰轮廓，这有助于延迟的燃尽特征。

根据一个实施例，各个下部和/或上部废气再循环通口的横截面大于0.005m²，尤其大于0.01m²。这实现了再循环废气的相对较弱的流动脉冲，其具有使得新进入的气体的流动脉冲具有更强烈的影响的效果。由此，通过相对小的新进入的体积流能够实现大的效果，并且能够选择高的循环流比率。

根据一个实施例，各个下部废气再循环通口的横截面具有矩形的、尤其在横向于挤出方向的宽度方向(x)上拉长的几何形状。这以简单的方式实现了在壁中的集成，这具有在最小的结构性花费的情况下的尺寸匹配的选择。各个上部的废气再循环通口的横截面同样可以具有矩形的、尤其是在宽度方向(x)上横向于挤出方向的长形的几何形状或正方形的几何形状。

各个入口和/或各个通口在此可以是相同大小的，或者具体根据高度位置来匹配。

根据一个实施例，各个废气再循环通口具有至少一个倒圆的流动边缘和/或凸出的拱形，其尤其具有壁层的至少四分之一的半径(相应地以度或毫米为单位)或至少30°，尤其是相对于各个循环流动路径的内部的倒圆的流动边缘或凸出的拱形。这使得循环流变得容易，尤其是即使在仅有小的压力差的情况下。同时可以确保在向上流通的加热通道中的有利的流体曲线。

根据一个实施例，各个废气再循环通口具有至少一个尖锐的流动边缘和/或凹下的拱形，其尤其具有最大一个或两个壁层(相应地以度或毫米为单位)的半径，尤其具有相对于各个循环流动路径的外部的尖锐的流动边缘或凹下的拱形。这可以确保流体在最佳流动路径上流动。可以借助于所述通口或者在所述通口中提供气体引导轮廓(Gasleitkontur)。

根据一个实施例，各个废气再循环通口具有至少一个具有至少一个半径部和至少一个尖锐的流动边缘(或轮廓边缘)的环流轮廓。此组合的轮廓提供在流体技术上特别好的效果并且具有如下优点，即，额外的内部的循环流在压差非常小的情况下已经能够形成。各个半径部尤其可以在30至60°的角度上构成。这种流动优化可以更灵活地设计通口的布置，尤其是因为在相对较高的加热通道中也可以仅存在非常小的、在几个帕斯卡(Pa)范围内的压力差。借助于边缘，可以在通口中产生流动障碍，具有使流体仅被继续引导回到各个向上流通的加热通道中的效果。

根据一个实施例，下部的废气再循环通口在延伸在分隔壁中的分级空气通道的两侧上相互错开地布置，尤其与分隔壁中的稳定桥接件连接。由此也可以在较大的宽度范围(x)内对流体曲线产生影响。相对于水平线，10至200mm之间的错开可能是有利的，尤其是为了改善冷却效果。

根据一个实施例，在废气再循环通口下方，尤其在焦炉装置的热流交换器上方的中间结构中，设置至少一个转移通口，其用于在混合气体入口和燃烧空气入口之间的位置，在各个加热通道的下侧导入再循环的废气。这些转移通口具有较大的流动道并且呈通道状地(圆形或矩形地)构造，并且可以与之前所描述的旁路开口(加热差动装置)相组合地设置。

根据一个实施例，在下部区域中的入口的至少一个，尤其焦炉气入口，包括入口喷嘴，并且在加热通道的底部上方0.0到0.45m的高度位置处，尤其0.05到0.25m的高度位置处，汇入到加热通道中。已经表明，这种与底部的间隔对底部区域中的流体曲线具有有利的影响。喷嘴的此设计方案可被称为气体分级，并且可有利地与在此所描述的其它措施相组合。布置在加热通道的底部处的喷嘴管优选在通道底面(燃烧器平面)上方大约0.25m高处终止并且优选由耐火材料组成。也就是说，焦炉气从此管中在约0.25m的高度位置流入并且与在底部流入的空气充分混合。

在顶部加热炉(＝侧面燃烧炉)中，用于体积流量校准的入口喷嘴可以布置在此喷嘴管中，优选在其底部处位于通道底面/燃烧器平面的高度上。同样，小于500mm，或者优选小于350或300mm的喷嘴管的高度位置也可以保护其内布置的喷嘴不受减小流动横截面的碳或炭黑烧结以及高温的损害，并且可以预防功率损失。在底部燃烧器炉中，喷嘴在燃烧平面下方布置在炉组室(Batteriekeller)中，该炉组室在大气条件下运行(不会由于高温而受到损害)。喷嘴管在两种类型的炉中都伸入到加热通道中0.05到0.5m、优选0.25m，使得气体在底部燃烧器炉中被引入到与侧面燃烧器相同的高度位置上。

根据一个实施例，入口喷嘴垂直于加热通道的底部定向，尤其是竖直的。优选地，另外的入口也至少近似垂直地或竖直地定向。

根据本发明，上述目的还通过一种运行焦炉装置的方法来实现，该焦炉装置用于通过煤或煤混合物的焦化来生产焦炭，其中通过借助于焦炉自身的气体的内部热平衡通过焦炉装置上的内部的一级措施使Nox排放最优减少，所述方法尤其用于运行上述焦炉装置，其中，在具有经受火焰的加热通道和引导烟气或废气的加热通道的各个双加热烟道中，尤其在加热通道的上端部以及下端部，围绕分隔壁，借助于穿过分隔壁的至少一个连接的上部通口和下部通口，设有在围绕分隔壁的外部循环流动路径上的内部废气再循环，其中，在各个双加热烟道的底部的下部区域引入焦炉气和/或燃烧空气和/或混合气体，即至少一种选自以下的气体：焦炉气，燃烧空气，混合气；其中所述废气再循环在至少一个额外的内部的循环流动路径上引导，尤其在两侧由进入的气体包围。这能够实现尤其在不同的高度位置的影响。

在此，废气再循环可以在一个/相应的循环流动路径或至少一个中心的流动路径上分别比进入的气体更中心地(即更靠近在xy平面中的中心纵轴)引导，尤其是在两侧由进入的气体包围或环流，尤其是分别在整个循环中。这提供了上述优点。在此，借助于进入的气体中的至少一种可以在流动技术上和热能技术上实现与废气再循环的解耦。

通过尤其在向上流通的加热通道的底部区域中，在加热气体体积流和在底部处流入通道中的空气部分体积流中的至少一个之间导入至少一个送回的部分废气体积流，可以这样继续引导和使用作为惰性中间层的、送回的部分气体体积流，使得惰性中间层首先加热通道的下部区域中分隔(燃烧技术解耦)反应物气体和空气并且在进一步的流动进程中在竖直方向上在更上面引起延迟的燃尽特征。这可引起还原NOx的作用。

根据一个实施形式，废气再循环在至少两个额外的内部循环流动路径上引导。这使得能够在其它高度位置上影响流体曲线和温度分布。所述至少两个额外的内部的循环流动路径能够分别同心地在外部由各个相应的外部的循环流动路径包围和/或并排地在加热通道的宽度(x)上分布地布置，尤其根据分级空气通道的布置。

根据一个实施形式，在分别具有成对的加热通道的多个双加热烟道中，分别在加热通道之间的分隔壁中，由来自下降的加热通道的废气/烟气的部分体积流形成至少一个隔热中间层。

根据一种实施形式，至少一个额外的内部循环流设置成比进入的气体更中心地并且比外部循环流动路径更靠内并且由外部循环流动路径包围，尤其是经由至少一对上部的和下部的额外的通口。已经表明，当存在在几个帕斯卡的范围内的压力差时，就已经可以形成布置在更里面的内部的循环流。压力差可以明显低于1mbar，尤其是在小于10或5帕斯卡(Pa)的范围中，例如2至4Pa，并且仍然可以形成附加的循环流。

根据一个实施形式，在所述一个或多个循环流动路径上内部再循环的废气的份额在富煤气加热时或在混合气体加热时设置成超过50％、尤其超过70％、尤其是80％。与此不同的是，目前为止再循环的废气的份额在富煤气加热中为最大25至45％或在混合气体加热中为最大10至20％。高再循环比率可以通过优化的气体引导来实现，并且在最小化排放的情况下实现具有能量效率的工艺。

根据一个实施形式，通过基本上使用焦炉气来执行用于富煤气加热的方法；或者其中通过基本上使用高炉煤气、焦炉气和选择性的转炉煤气的混合物来执行用于混合气体加热的方法；或者其中通过天然气作为焦炉气的至少部分替代来执行方法。已经表明，根据本发明的流动方案可以在这些运行方式中的任意一种下实现。

混合气体通常由两种或三种气体或气体混合物组成：高炉气(大部分)、焦炉气(小部分)以及选择性的转炉气。通常，焦炉(尤其是复合炉)在明显更高的、超过2000℃的火焰温度(富煤气或焦炉气的高热值)下仅用富煤气加热一年中的大约5％的运行时间。对于混合气体加热(高炉气)，火焰温度例如仅在约1700℃的范围内。然而，还存在这样的炉，其不以复合形式运行，并且必须用100％的焦炉气或富煤气运行。根据本发明已表明，对于富煤气加热和混合气体加热，尽管火焰温度非常不同，仍可以实现相对低的NOx排放。这为炉操作者提供了在其操作炉时的最大灵活性，或多或少独立于可能的时间性或基于日历预定的排放规定。尤其，炉操作者可以毫无顾虑地选择在富煤气加热时的运行模式。

作为富煤气，尤其在之后的设备组件中使用具有在17000至19000KJ/Nm³之间的下限热值的净化的焦炉气。富煤气通常由CO、H2、CH₄、O₂、N₂、CO₂和高级烃组成。

根据本发明，送回的废气的循环流比率可在富煤气加热中从目前大约30至45％提高到超过50％，而在混合气体加热中从目前大约15至25％同样提高到超过50％。这使得能够利用相对较冷的废气非常有效地冷却在向上流通的加热通道中的火焰温度。尤其，可以实现在至少5至60℃的范围内的冷却效果，由此可以实现热形成的氮氧化物的最小化。除此之外，尤其由于非常均匀的热流，也可以获得均匀的焦炭品质，并且由于更小的温度降，可以使室壁的热负荷最小化。炉可以在较低的加热温度下运行，焦化速度至少接近迄今为止在较高温度下具有较强的NOx排放运行的炉。

在此，也可以通过焦炉气的入口供给天然气，尤其是作为LNG(液态天然气)提供的天然气。根据输送地点/来源，天然气由90至100％的甲烷(CH₄)以及边缘性的其他高级烃组成。由于甲烷的低火焰温度，甲烷是焦炉气(形成较少的热NOx)的优选替代物。然而，甲烷/天然气更昂贵。此外，在工厂内自己生产的净化的焦炉气找不到买主。取决于运行方式，焦炉气可以至少部分地由天然气代替。本发明的效果也可以通过使用天然气来实现。

根据一个实施形式，亚化学计量燃烧比设置为＜0.9，尤其燃烧比在0.5-0.8的范围内，尤其0.7，尤其在各加热通道的底部处的燃烧器平面中的底部区域内。在第一燃烧级之下设定的空气过剩(λ)越小，则在加热烟道的下部区域中的燃烧或热传递可设置得越弱。已表明，在各加热通道的底部区域内的过量空气系数小于0.9、尤其在0.5至0.8的范围内的情况下，可以以良好的安全系数遵守对于NOx排放要求的极限值。在头部区域中，与此无关地，可以在1.2至1.3的范围内设定过量空气系数。

燃烧比可以通过由例如10至25个双加热烟道组成的加热壁输送到到整个炉组前面的空气阀中的总空气量来调节。为此，例如使用金属板作为阻力放置在各个阀的入口截面中，以例如引起吸入的空气量的减少并因此实现整个加热壁的所谓的过量空气系数的减少。附加地，在空气阀中可以设有调节活门以进一步影响部总量或分量的方向，所述分量分别流入各个热流交换器区段中。例如，第一热流交换器预热各个在底部流入的分量的气体和空气，并且第二热流交换器预热用于分级空气的分量。

根据一个实施形式，借助再循环废气，尤其在加热通道的高度的5至75％、优选15至50％的高度范围内，尤其在0.25至4m的高度区段上，在进入的气体和分级空气通道或者来自分级空气通道的气体之间形成优选层流的中间层。这可以使气流的分开变得容易。

根据一个实施形式，借助于所引入的气体，在各个顺砖壁和一个或多个循环流动路径之间形成绝缘的和延迟混合的气幕。层流或者中间层的特征尤其在于小于2320的雷诺数。

根据一个实施形式，所导入的气体量的份额在第一级(底部级)，尤其是在底部通过燃烧空气和混合气体的入口引入的，与第二级(一个或多个横砖壁级)之间被设置成50：50或者第一级具有更小的份额。通过再循环气体的较高份额可以选择性地用于降低在第一级中引入到底部的气体的份额。这使得能够进一步改变对流体曲线的影响，尤其在底部区域中。

根据一个实施形式，将引入加热通道的体积流量的比例调节为如下：＜30％通过燃烧空气入口，＜30％通过混合气体入口，和＞40％通过再循环通口，以及可选地至少一个分级空气入口。根据一个实施形式，在燃烧空气入口和混合气体入口处引入到炉室中的体积流量设置或调节到通过再循环通口和可选地至少一个分级空气入口引入的体积流量的45％至55％之间。这也分别实现了在不同高度位置上更有效的影响。在此，该方法尤其用富煤气加热来实施。优选地，以富煤气加热在富煤气加热模式中利用具有降低的下限热值的贫化的富煤气来执行所述热的方法，其方式是，提供具有在14000至最大17000kJ/Nm³范围内的下限热值的气体作为富煤气。由此，火焰温度可以与之前所描述的措施相结合地显著降低，尤其以50至300K的差。

根据本发明，上述目的还通过设置用于执行上述方法的逻辑单元或控制装置来实现，其中根据上述比例调整导入加热通道中的体积流量，和/或其中尤其每15至25分钟循环地改变加热烟道中的流动方向。由此即使在频繁的转换中也可以实现非常均匀的温度曲线。在此，转换时间例如为在1至2分钟的范围内。

根据本发明，上述目的还通过在双加热烟道或焦炉装置、尤其上述焦炉装置中使用至少一个分隔壁来实现，该分隔壁具有在宽度方向(x)上比至少一个气体入口更中心的、尤其是比所有气体入口更中心地、更靠内地定位的至少一个废气再循环通口。由此产生前面所述的优点。

根据本发明，上述目的还通过仅在焦炉装置的双加热烟道的面向焦炉装置的焦炭侧的一半中使用至少一个分隔壁来实现，该分隔壁具有在宽度方向(x)上比气体入口更靠内、更中心地定位的至少一个废气再循环通口。由此产生前面所述的优点。

根据本发明，上述目的还通过尤其分别在前面描述的焦炉装置中使用至少一个分隔壁来实现，该分隔壁具有至少两个尤其平行布置的分级空气通道，这些分级空气通道在上部的/最上部的废气再循环通口上方汇合并且在所有的废气再循环通口上方的最上部的分级空气入口中汇入到经受火焰的加热通道中；和/或通过使用至少一个分隔壁，该分隔壁具有至少两个尤其平行布置的分级空气通道，这些分级空气通道在上部的/最上部的废气再循环通口上方，在所有的废气再循环通口上方的两个最上部的分级空气入口中汇入到经受火焰的加热通道中。这在单独的优化措施方面提供了高的可变性。

已经表明，通过这种构造可以使结构性耗费最小化。在许多运行状态下，焦炭侧的一半比煤侧的一半热，因此在焦炭侧的一半中实现这里所述的措施就足够了，也就是说例如在挤出方向上继续向后布置的6至25、尤其最大20个双对中，即每个炉室在大约6至25个、尤其最多20个分隔壁中。

根据本发明，上述目的还通过使用上述的用于焦化煤或煤混合物的焦炉装置来实现，该焦炉装置包括来自以下组的至少一种添加剂：石油焦、油、沥青类(例如以旧轮胎、煤尘和焦炭尘的形式)、粘结或焦化助剂，例如糖蜜、油残留物、纤维素添加剂、亚硫酸盐化合物或硫酸盐化合物或碱液，其中，混合物也可以具有生物质。

根据本发明，上述目的还通过在运行上述焦炉装置时使用具有降低的下限热值的贫化的富煤气来实现。贫化的富煤气在此尤其通过混合高炉煤气和富煤气来提供。

尤其，对于高炉煤气(炉顶煤气)和富煤气(在辅助开采中净化的焦炉气)两者而言，以体积％(潮湿状态)为单位的优选组成和下限热值热值(KJ/m³，干燥状态，无水)可列举以下值：

高炉煤气：1.92％的H₂、59.5％的N₂、24.24％的CO、11.96％的CO₂、2.37％的H₂O，具有大约3349的下限热值

富煤气：54.98％的H₂、0.66％的O₂、5.33％的N₂、5.75％的CO、1.52％的CO₂、26.66％的CH₄、2.74％的C₂H₆、2.37％的H₂O，具有大约18422的下限热值

这里，分别根据本领域技术人员为各相应的气体混合物的选择的各个百分比数据的和为100％。在此，在各气体混合物中可以在痕量范围内包含另外的成分，尤其是高级烃以及NH₃和H₂S，尤其是分别低于1.5％。作为各个成分的波动区域可以指定±15％的公差。

尤其可以由高炉煤气和净化的富煤气混合成混合气体或贫化的富煤气，尤其根据以下省略至小数点第一位的成分，各成分的波动范围各自为±15％公差：

混合气体：5.6％的H₂、0.1％的O₂、55.7％的N₂、23.0％的CO、11.2％的CO₂、1.9％的CH₄、0.2％的C₂H₆、2.4％的H₂O，具有大约4396的下限热值，

贫化的富煤气：45.1％的H₂、0.6％的O₂、14.4％的N₂、8.9％的CO、3.3％的CO₂、22.2的CH₄、2.3％的C₂H₆、2.4％的H₂O，具有大约15910的下限热值。

已经发现，使用贫化的富煤气已经可以使NOx减少30-50ppm(基于废气中的7％O2)，尤其通过将局部火焰温度降低到低于2000℃的范围。与上述措施相结合，进一步增强了NOx减少的有利效果。

附图说明

本发明的另外的特征和优点由借助于以下附图的至少一个实施例的说明来给出以及借助于附图本身来示出，图中：

图1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H各自示意性地示出了根据现有技术的双加热烟道或者焦炉的剖面侧视图和俯视图；

图2、3、4、5、6、7各自示意性地示出了根据实施例的在宽度和深度方向上的双加热烟道的剖面侧视图；

图8A、8B、8C、8D、8E各自示意性地示出了根据实施例的双加热烟道或焦炉设备的剖面侧视图和俯视图；

图9示意性地在剖面侧视图中示出了根据示例性实施例的双加热烟道中的通口的横截面或横截面轮廓；

图10示出了根据实施例的有关焦炉装置的运行的方法图；和

图11、12分别示意性地在剖面侧视图示出根据实施例的双加热烟道。

对于就单个附图而言未详细描述的附图标记，参考其它附图。在描述现有技术的附图中，各个入口和通口或流动路径的位置和角度定向仅仅是示例性的(尤其仅在各个加热通道中)，并且未完全示出或未以精确角度布置。在描述当前发明的附图中，示意性地阐述各个入口和通口或流动路径(尤其仅在各个加热通道中)的位置和角度定向，其中，在说明书中更详细地限定了各个距离或角度定向。

具体实施方式

图1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H示意性地示出了水平箱式炉形式的焦炉1，其具有多个各自带有煤装料的炉室2。炉室2具有例如6至8米的的高度z2。炉室2由顺砖壁3隔开，所述顺砖壁分别在yz平面中延伸。在两个顺砖壁3之间成对的加热通道5.1、5.2分别形成一个双加热烟道5，其内壁5.3将被气体(无煤)流过的加热空间与各个相应的炉室分开。加热通道5.1、5.2交替地作为经受火焰的或引导废气的加热通道运行，这要求流动方向的转换并且以例如为20min的周期进行。

成对的加热通道各自通过连接的分隔壁(横砖壁)4彼此分开，在所述分隔壁中在上方和下方设有连接的通口4.4，通过所述通口能够实现再循环的废气的环流9。

相邻的双加热烟道通过完全没有通口的、隔开的分隔壁4a彼此完全隔开。

在分隔壁4、4a中分别布置有分级空气通道4.1，其经由至少一个燃烧级4.2或相应的入口或出口连接到加热通道处。各个燃烧级4.2布置在特征性的高度位置z4中。例如限定两个或三个高度位置z4，在所述高度位置中允许分级空气进入。

各个壁由砖材砌成，这些砖材分别限定了壁层3.1。

x方向表示炉1的宽度，y方向表示深度(或在水平箱式炉中的水平挤出方向)，且z方向表示竖直(高度轴)。各加热通道的中心纵轴M延伸通过各加热通道的在x和y方向上相对于内表面/内壁居中布置的中心。各个双加热烟道的中心没有标出。其大致位于各个被循环流过的分隔壁的中心，尤其是位于布置在中心的分级空气通道的中心。这里，术语“中心”或“居中”是指在xy平面上的中心，而术语“中间”或“中部”是指高度方向(z)。

在所谓的燃烧器平面5.4中或在各个加热通道的底部上布置有多个入口，即一个(第一)燃烧空气入口6(尤其用于焦炉气加热)和另一燃烧空气入口7(尤其用于混合气加热)和焦炉气入口8。通过入口导入的气体在分隔壁的壁表面4.3上以及在顺砖壁的内壁上向上流动。

可以指定的焦炉1处的温度为：喷嘴砖温度T1、各个加热通道的(气体)温度T2和各个炉室中的温度T3。本发明尤其涉及温度T2的尽可能均匀的分布。

参考图1F至图8E，下面描述各个气流。气流G1表示新进入或输入的加热气体或燃烧空气。气流G1可以包括气流G1a(焦炉气)和/或气流G1b(混合气体)。气流G4表示再循环废气，其被送回或在循环中被引导。气流G5表示来自各个燃烧级4.2、14.11的气体或空气，气流G6表示从各个加热通道或加热烟道导出的废气。

参照图1D、图1E，以下将描述各个入口和通口的迄今为止常见的距离和相对位置。

已知的通口4.4在x方向上彼此间的距离d4比较大。焦炉气入口8与另外的入口6、7之间的在x方向上的距离d5、尤其是在焦炉气入口8；G1a和另外的进入的气流G1之间的距离是相对小的。距离d5小于距离d4。各个通口4.4到顺砖壁3的内壁的距离x4是相对小的(尤其到目前为止顺砖壁和通口的外边缘之间的距离保持在120至140mm)。入口6、8到顺砖壁3的距离x6、x8相对较大。距离x8小于距离x6。距离x4明显小于距离x6、x8。

在图1D中示出的再循环箭头仅示意性地示出并且不精确地反映相应的气流的方向。

图1G示意性地示出了具有各个开口5.61的加热差动装置5.6，通过所述开口可以使加热通道的头部区域中的气体转向。加热差动装置5.6通过(之间的)盖件5.7与各个相应的双加热烟道隔离。加热差动装置5.6独立于循环流9。

出于对更好的概括性的目的，有意地放弃对炉的布置在燃烧器平面5.4下方的中间结构的展示。在中间结构中可以进行气体的导入和体积流的调节。

图2、3、4、5、6、7示出了根据本发明的用于优化各个加热通道中的温度曲线的各个措施。在图8A、8B、8C、8D、8E中进一步详细地阐述了各个措施。

具有炉室10.2、尤其具有水平箱式炉室的焦炉装置10具有多个双加热烟道13，该双加热烟道分别具有经受火焰的加热通道11和引导废气的加热通道12。加热通道通过其内壁11.1限定用于引导气体通过的加热烟道。各个加热通道通过具有连接的通口14.2的分隔壁(横砖壁)14和不具有通口的分隔壁14a彼此隔开。在分隔壁14、14a中分别设有至少一个带有一个或多个燃烧级14.11或来自/通向加热通道的入口或出口的分级空气通道14.1。顺砖壁15在y方向上限定炉室和加热通道。

气体可以通过多个入口16、17、18流入各个加热通道中，尤其通过尤其用于焦炉气加热的第一燃烧空气入口16，通过尤其用于混合气体加热的另一燃烧空气入口17，并且通过焦炉气入口18或焦炉气喷嘴。进入的和再循环的气体不仅在中心而且在各个分隔壁或顺砖壁的内表面14.3、15.1上通过各个加热通道向下或向上流动。

在图2中主要说明了一个根据本发明的措施。循环流19由多个循环流形成，这些循环流在多个路径上彼此环绕地流动。在图2中示出了外部的循环流动路径19.1，所述外部的循环流动路径包围和环流两个更靠内布置的循环流动路径19.2、19.3，其中内部的循环流动路径19.2、19.3通过相应的附加的废气再循环通口14.2来限定。

图2示出了具有三个循环流动路径19.1、19.2、19.3的布置，这三个循环流动路径围绕至少近似在加热通道中的一半高度位置上布置的分级空气出口14.11延伸。分级气体G5从分级空气出口14.11流出。可选地，也可以设有多个分级空气出口，尤其是也包括在最内部的循环流动路径19.3上方。在此，流动曲线和热曲线的优化可以尤其借助再循环的气体G4来进行，不仅在底部区域中而且在其上方的多个高度位置中。

图3示出了具有多于三个循环流动路径的布置，其中，下部通口的数量大于上部通口的数量。在此，尤其可以在底部区域中主要借助再循环气体G4进行优化，而不需要分级气体的分级的入口。在加热通道的头部区域中设有一个加热差动装置5.6，它例如借助于滑块砖能够独立于各个循环流接入。

图4示出了具有多于三个循环流动路径的布置，其中，下部通口的数量明显大于上部通口的数量。尤其将六个下部通口(或通口对)设置在六个不同的高度位置处。下部通口全部布置在中心的分级空气通道的分级空气出口14.11下方。六个下部通口与分级空气通道成对相邻设置，且上部通口被单独设置并布置于中心。单个中心下部通口布置在分级空气出口上方。在这种布置中，得到了从下向上的特别宽的中心的双流的流动路径，这在更上部通过分级气体和中心导入的再循环气体来补充。

参照附图5、6、7，将描述各个连接通口14.2在加热通道的内表面处的横截面Q14。布置在分级空气通道14.1上方的通道14.2的横截面Q14比布置在分级空气通道14.1旁侧的通口14.2的横截面Q14更宽或更长。

图5示出了具有与图4相比更多的中心分级空气出口14.11并且具有不同横截面的通口的布置：下部通口至少部分地在z方向上伸长，并且上部通口在x方向上伸长。在该变体方案中，分级空气通道在两侧由多个下部的通口包围，然而不是成对地包围。一侧的下部通口的数量与另一侧的通口的数量不相同。沿z方向延伸的通口实现了有利的相对布置，尤其是非常更中心的(相对较小的距离d2)并且尤其在优化的流体曲线的情况下。在右侧示出的通口的相对大的横截面Q14能够实现被引入的气体G1的强烈的流动效果，尤其在大的高度区段上。

在图5中示出了相应的通口14.2的位于内部的壁/边缘和尤其居中地设置在加热烟道中的分级形空气通道14.1的位于外部的壁/边缘之间的沿x方向的距离d2。根据本发明，该距离d2非常小，尤其30至100mm，优选50至70mm。尤其在分级空气通道14.1居中布置的情况下，通口14.2根据本发明可以尽可能近地在x方向上定位在其旁边。

图6示出了具有两个分级空气通道的布置，这两个分级空气通道单独地在多个高度位置通入加热通道中。所有位于最上面的分级空气出口下方的下部的通口14.2居中地布置，尤其相对于中心纵轴对称地布置。在分级空气入口14.11的上方，另外两对下部通口(四个通口)布置在至少近似对应于分级空气出口14.11的宽度位置的宽度位置(x)处。成对的通口也可布置在多个高度位置上，也可在侧向上直接并排布置。

下部通口也可以替代地构造成窄于上方通口和/或窄于最上方的下部通口。最上方的下部通口也可以设置为单个通口(不成对)并且可以布置在这样的宽度位置处，使得分级气体可以沿着各自的通口流动或经过其，并且与再循环气体汇合。

图7示出了具有两个分级空气通道的布置，这两个分级空气通道在各个下部的通道14.2之间的高度位置中统一地、居中地通到加热通道中，其中，在各个分级空气通道中可选地可以设有另外的单独的分级空气出口。中心分级空气入口14.11尤其在宽度上延伸，该宽度与位于其上的下部通口完全重叠。下部通口沿x方向彼此错开错位x2地布置。错位x2还提供了特别宽的均匀的流动(没有强的流动核心)的优点，尤其对沿x方向比较宽的通口14.2来说。循环流由此可以更均匀地设计。可选地，可以设置多个上部通口。这种错位也可以在图6中示出的布置中设置。

在图7中示出了在x方向上的错位x2。相邻的通口14.2之间的这种错位尤其为50-100mm，并且具有良好的热分布的优点。

以下参照附图8A、8B、8C、8D、8E，将在另一实施例中描述根据本发明的各个入口和通口的距离和相对位置。

在图8A中示意性地(在一些加热通道中)示出入口16、17、18彼此相对而置，以及在x方向上与中心纵轴尽可能靠近顺砖壁15地间隔的布置。这种布置可以在每个加热通道中选择，或者也可以变化。

在图8B中示出，入口16、17、18在x方向上比通口14.2更靠外地布置。这些通口以距离d14相互间隔，该距离d14小于入口的距离d15。

在图8C中示出，在最远处、在中间居中流入的分级气体G5在更外侧由再循环气体G4两侧环流，再循环气体G4在更外侧分别由进入的气体G1、G1a、G1b环流。图8C中所示的角度α，尤其与焦炉气入口18相关的角度α，为了更好理解而被设置为过大。根据本发明，角度α可以特别小，尤其接近零，或者可以为0°。根据该中部结构的设计方案，在5°至10°的范围内的角度也可以是额外的结构上的、设备技术上的耗费和所实现的流体技术效果之间的合理的折衷。

图8C中示出的通口14.2和分级气体入口14.11可以根据图2至图7中讨论的变体在布置、数量和几何形状方面变化。在图8C中所示的各气流G1、G1a、G4、G5中可以看出，根据本发明可以以何种方式实现至少在一定高度区段上的气流分离或平行流动。

通口14.2在x方向上彼此的距离d14相对小，尤其小于加热通道的宽度(x)的50％、45％、40％、35％或30％。焦炉气入口18与另外的入口16、17沿x方向的距离d15相对较大，尤其是大于加热通道的宽度(x)的70％、75％、80％或85％。距离d15明显大于距离d14，尤其是大至少35％、40％、45％、50％或55％。各个通口14.2与顺砖壁3的内壁的距离x14是相对大的，尤其是大于加热通道的宽度(x)的35％、40％或45％(在成对的通口的情况下)。特别优选地，距离x14至少大于加热通道的宽度(x)的40％，尤其是在底部区域中。入口6、8到顺砖壁15的距离x16、x18相对较小，尤其小于加热通道的宽度(x)的20％、15％或10％。距离x16、x18分别小于距离x14。尤其是，距离x14是距离x16、x18的至少两倍或至少三倍。

参考图8B至图8E，下面描述各个气流。根据本发明，各个气流路径GP1表示根据本发明的经由入口导入的气体G1中的至少一种的流入路径或流动路径。各个气流路径GP4表示根据本发明的再循环废气/烟气G4的流动路径，并且各个气流路径GP5表示分级导入的气体G5的流动路径。

在图8C、8E中说明的尤其是对于焦炉气基于z轴的流入角α优选小于30°，尤其是小于10°。流入角α也可以类似地对另外的入口17、18实现。

各个入口的相应的y位置尤其可以位于中心。

关于各个入口和通口所述的距离和相对位置也可以相互地涉及相应的气流路径/循环流动路径的距离和相对位置，至少在与相邻的气流的后续充分混合的上游的区段中。

在图9中示出了在yz平面中的通口横截面。再循环气体G4从上方流过各个下部通口14.2，并且也再次向上流出。气体G4在此绕流两个倒圆的流动边缘14.21，并且从两个尖锐的流动边缘14.22旁流过。分隔壁14在上方通过凸起的拱形来向下限定通口。这有利于低流动阻力。分隔壁14在下方也限定通口。在此具有非常窄的半径的圆形的循环流因此能够在没有强的涡流的情况下流动通过通口并且向上转向。一个或多个尖锐边缘14.22可以向下限制流动。这种类型的流动优化还实现了借助于这种方式和方法引入新气体，并实现大的效果。再循环气体G4尤其不产生湍流或仅产生小的湍流，使得流动曲线能够借助于入口被有效地优化。

在图10中示意性地示出，该焦炉装置10可以具有一个控制单元20，该控制单元形成用于控制/调节先前描述的体积流量V(t)，尤其是至少体积流量G1、G1a、G1b、G4、G5、G6中的一个。体积流量的控制和调节实现了对在相应的加热通道11、12中的流动曲线和温度曲线的影响。因此，也可以通过体积流量间接地调节NOx排放。

图11、12示出了在图5中示出的实施例的变体方案。在图11中，布置在最上方的分级空气出口上方的一些下部通口成对地形成，其中设有单个的较大较宽的下部通口。

在图12中，在最下方的分级气体开口与燃烧器平面之间仅设有两个再循环通口，尤其是在大于500mm的相对高的高度位置上。这使得能够省去布置在底部区域更下方的通道。

图2至12中所示的入口和通口的位置被示例性地示出。每个入口或通口可以单独地布置和定向。所示的实施例尤其也可以通过改变下部通口的布置来改变。

尤其参考附图5、6、11、12的实施例，通口、尤其布置在最上方的分级空气出口上方的通口和/或布置在各个分级空气出口之间的高度位置中的通口的布置和大小的变化分别通过交替为成对通口来实现。在这些通口进一步向上挪到500mm以上的高度范围中时，在此也可以省去布置在底部区域中的一些或所有通口。分级空气出口或具有分级的高度位置的数量不限于所示的变体方案。

附图标记列表：

1 焦炉、尤其水平箱式炉

2 具有煤装料的炉室

3 顺砖壁

3.1 壁层

4 连接的分隔壁或横砖壁

4a 没有通口的隔开的分隔壁

4.1 分隔壁中的通道或分级空气通道

4.2 燃烧级或分级空气通道上的自/到加热通道的入口或出口

4.3 壁表面

4.4 连接两个加热通道的通口

(或废气反转位置或加热气体的反转位置)

5 双加热烟道(两个竖直加热烟道成对地布置)

5.1 经受火焰的加热通道(竖直加热烟道)

5.2 引导废气的加热通道(竖直加热烟道)

5.3 内壁

5.4 燃烧器平面或加热通道的底部

5.6 加热差动装置

5.61 加热差动装置中的单独的开口

5.7 加热通道的(中间)盖件

6 (第一)燃烧空气入口，尤其用于焦炉气加热

7 用于混合气体加热的入口或另外的燃烧空气入口

8 焦炉气入口或焦炉气喷嘴

9 循环流

10 焦炉装置、尤其具有水平箱式炉

10.2 炉室

11 经受火焰的加热通道(竖直加热烟道)

11.1 内壁

12 引导废气加热通道(竖直加热烟道)

13 双加热烟道(两个竖直加热烟道成对布置)

14 分隔壁或横砖壁

14a 无通口的隔开的分隔壁

14.1 分隔壁中的通道或分级空气通道

14.11 燃烧级或在分级通道上的自/到加热通道的分级空气入口或出口

14.2 连接两个加热通道的通口

14.21 倒圆的流动边缘

14.22 尖锐的流动边缘

14.3 分隔壁的内表面

15 顺砖壁

15.1 顺砖壁内表面

16 (第一)燃烧空气入口，尤其用于焦炉气加热

17 用于混合气体加热的入口或另外的燃烧空气入口

18 焦炉气入口或焦炉气喷嘴

19 循环流

19.1 外部循环流动路径

19.2 (第一)内部循环流动路径

19.3 (另外的)内部循环流动路径

20 逻辑单元或控制装置

d2 相应通口14.2的位于内部的壁/边缘和尤其居中地布置在加热通道中的分级形空气通道14.1的位于外部的壁/边缘之间的沿x方向的距离，

d4 双加热烟道的预知的通口4.4在x方向上彼此间的距离

d5 焦炉气入口8和另外的入口在x方向上的距离，尤其焦炉气入口8；G1a和所述另外的被引入的气流G1之间的距离

d14 根据本发明的双加热烟道的通口14.2在x方向上彼此间的距离

d15 根据本发明的焦炉气入口16与另外的入口在x方向上的距离，尤其在G1和G1a之间

G1 加热气体或燃烧空气

1a 焦炉气

G1b 混合气体

G4 再循环废气

G5 分级气体或来自燃烧级的分级空气

G6 废气

GP1 用于通过入口引入的气体中的至少一种的流入路径或流动路径

GP4 再循环废气/烟气的流动路径

GP5 分级地导入的气体的流动路径

M 各个加热通道的中心纵轴

Q14 在加热通道的内表面处的连接的通口的横截面

T1 喷嘴温度

T2 加热烟道/加热通道中的(气体)温度

T3 炉室内的温度

V(t) 各个气流的体积流，例如以m³/h计

X 水平方向(宽度或长度)

x2 在x方向上的错开

x4 预先已知的通口4.4与顺砖壁3的内壁之间的距离

x6 预先已知的入口6与顺砖壁3的内壁的距离

x8 预先已知的入口8到顺砖壁3的内壁的距离

x14 根据本发明的通口14.2到顺砖壁的距离

x16 根据本发明的入口16到顺砖壁的距离

x18 根据本发明的入口18到顺砖壁的距离

y 深度或水平挤出方向

z 竖直的方向(竖轴)

z2 炉室高度

z4 各个分级空气进/出口的高度位置

α 焦炉气基于z轴(竖直线)的流入角度

Claims (18)

1.用于通过煤或煤混合物的焦化来生产焦炭的焦炉装置(10)，所述焦炉装置设置成通过借助于焦炉自身气体(G1，G4，G5)的内部热能平衡通过在焦炉装置内部的措施来最小化氮氧化物排放，所述焦炉装置具有多个双加热烟道(13)，所述双加热烟道分别具有经受利用气体的火焰的加热通道(11)和引导废气的向下流通的加热通道(12)，所述加热通道分别成对地由分隔壁(14)彼此分开并且由两个相对而置的顺砖壁(15)与相应的炉室(10.2)分隔开，其中，成对的加热通道在流体技术上借助于上部连接通口(14.2)并且借助于下部连接通口分别为了在外部的循环流动路径(19.1)上的内部废气再循环(19)彼此连接，其中在各个加热烟道的底部区域(5.4)中分别设有至少一个选自以下的组的入口：焦炉气入口(18)、燃烧空气入口(16)、混合气体入口(17)；

其特征在于，各个分隔壁(14)具有至少一个另外的下部和上部的连接通口(14.2)，所述另外的下部和上部的连接通口(14.2)布置在比外部循环流更靠近加热通道的高度中间的更中间的高度位置处，并且设置用于额外的向上和向下的内部的环流，以在额外的内部的循环流动路径(19.2、19.3)上形成中间层。

2.根据权利要求1所述的焦炉装置，其中，所述额外的内部的循环流动路径(19.2)经由成对的下部和/或上部的通口(14.2)延伸，所述通口分别成对地布置在至少近似相同的高度位置上。

3.根据前述权利要求中任一项所述的焦炉装置，其中，借助于所述通口(14.2)形成至少一个另外的内部的循环流动路径(19.3)，所述至少一个另外的内部的循环流动路径由在外部的循环流动路径(19.1、19.2)上的至少两个外部循环流环流。

4.根据前述权利要求中任一项所述的焦炉装置，其中至少一个、优选所有废气再循环通口(14.2)相对于加热通道的宽度(x)比入口(16，17，18)中的至少一个更中心地布置并且环流更中心的、由进入气体(G1，G5)中的至少一种限定的流动路径(GP4)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的焦炉装置，其中，各个燃烧空气入口(16)和/或各个混合气体入口(17)和/或各个焦炉气入口(18)具有最大0.06m²的横截面积；和/或其中各个下部的和/或上部的废气再循环通口(14.2)的横截面大于0.005m²，尤其大于0.01m²。

6.根据前述权利要求中任一项所述的焦炉装置，其中，燃烧空气入口(16)和/或混合气体入口(17)和/或焦炉气入口(18)以相对于加热通道的中心纵轴0°的角度(α)定向或者以小于30°、尤其小于20°或小于10°的角度定向；和/或其中入口中的至少一个，尤其焦炉气入口(18)包括入口喷嘴，并且在加热通道的底部上方0.0到0.45m、尤其0.05到0.25m的高度位置汇入到加热通道(11、12)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的焦炉装置，其中，在所述分隔壁(14)中构造有至少一个尤其居中布置的分级空气通道(14.1)，所述分级空气通道具有至少一个分级空气入口(14.11)；或者其中在所述分隔壁(14)中构造有至少两个尤其平行地布置的分级空气通道(14.1)，所述分级空气通道在所述上部的/最上部的废气再循环通口(14.2)的上方汇合并且在在所有的废气再循环通口(14.2)的上方的最上方分级空气入口(14.11)中汇入经受火焰的加热通道(11)中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的焦炉装置，其中，在所述分隔壁(14)中的至少一个中构造有至少两个尤其平行布置的分级空气通道(14.1)，所述分级空气通道在所述上部的/最上部的废气再循环通口(14.2)上方在所有废气再循环通口上方的两个最上方的分级空气入口(14.11)中汇入到经受火焰的加热通道(11)中。

9.根据前述权利要求中任一项所述的焦炉装置，其中，各个废气再循环通口(14.2)具有至少一个倒圆的流动边缘(14.21)和/或凸出的拱形，尤其具有至少四分之一壁层的半径或者至少30°，尤其相对于各个循环流动路径位于内部的倒圆的流动边缘或者凸出的拱形；和/或其中各个废气再循环通口具有至少一个尖锐的流动边缘(14.22)和/或凹下的拱形，尤其具有最大一个或两个壁层或120mm的半径，尤其具有相对于各个循环流动路径位于外部的尖锐的流动边缘或凹下的拱形；和/或其中，各个废气再循环通口(14.2)具有至少一个带有至少一个半径部和至少一个尖锐的流动边缘的环流轮廓。

10.一种用于运行焦炉装置(10)的方法，所述焦炉装置用于通过煤或煤混合物的焦化产生焦炭，其中通过借助于焦炉自身的气体(G1，G4，G5)的内部热能量平衡通过焦炉装置内部的措施来优化最小化氮氧化物排放，所述方法尤其用于运行根据前述权利要求中任一项所述的焦炉装置，其中，在具有经受火焰的加热通道(11)和引导废气的加热通道(12)的焦炉装置的各个双加热烟道(13)中，借助于穿过分隔壁(14)的至少一个连接的上部和下部的通口(14.2)在围绕分隔壁的外部循环流动路径(19.1)上设置内部废气再循环(19)，其中，在各个双加热烟道的底部(5.4)的下部区域中，引入选自以下组中的至少一种气体：焦炉气(G1a)、燃烧空气(G1)、混合气体(G1b)，

其特征在于，在至少一个额外的内部的循环流动路径(19.2、19.3)上引导废气再循环(19)，尤其是在两侧地由进入的气体包围的情况下。

11.根据前述方法权利要求中任一项所述的方法，其中，在至少两个额外的内部的循环流动路径(19.2、19.3)上引导所述废气再循环(19)。

12.根据上述方法权利要求中任一项所述的方法，其中，至少一个额外的内部的循环流(19.2，19.3)设置成比进入的气体(G1)更中心并且比外部的循环流动路径(19.1)更靠内并且由外部的循环流动路径包围，尤其是通过至少一对额外的上部和下部通口(14.2)。

13.根据前述方法权利要求中任一项所述的方法，其中，在富煤气加热或混合气体加热时，将在一个或多个循环流动路径(19.1、19.2、19.3)上的内部再循环的废气的份额设置成超过50％、尤其超过70％、尤其80％；和/或其中通过基本上使用焦炉气或通过使用具有降低的、尤其小于17000kJ/Nm的下限热值的贫化的富煤气，使得所述方法实施用于富煤气加热；或者通过基本上使用由高炉煤气、焦炉气和选择性的转炉煤气组成的混合物，使得所述方法实施用于混合气体加热；或者其中所述方法用天然气作为焦炉气的至少部分的替代来实施。

14.根据前述方法权利要求中任一项所述的方法，其中，设置＜0.9的亚化学计量燃烧比，尤其将燃烧比设置在0.5至0.8的范围内，尤其在0.7的范围内，尤其在各个加热通道(11、12)的底部处的燃烧器平面(5.4)中。

15.根据前述方法权利要求中任一项所述的方法，其中，借助于再循环废气(G4)在进入的气体(G1)与分级空气通道(14.1)或来自分级空气通道的气体(G5)之间形成中间层，尤其是在加热通道的高度的5％至75％、或15％至50％的高度范围内或在0.25至4m的高度区段上；和/或其中，借助于进入的气体(G1)在各自的顺砖壁(15)和所述一个或多个循环流动路径(19.1，19.2，19.3)之间形成气幕。

16.根据上述方法权利要求中任一项所述的方法，其中，导入的气体量的份额在第一级、尤其在底部(5.4)上通过燃烧空气和混合气体入口(16、17)所引入的，与第二级(z4)之间被设置为50：50或者设置为第一级具有更小的份额，尤其是通过富煤气加热时；和/或其中，导入到加热通道(11，12)中的体积流的比例如下设置：＜30％通过燃烧空气入口(16)，＜30％通过混合气体入口(17)，＞40％通过循环通口和可选地至少一个分级空气入口(14.11)，尤其通过富煤气加热时；和/或其中，在燃烧空气入口和混合气体入口处导入到炉室中的体积流量设置成通过再循环通口和可选地至少一个分级空气入口导入的体积流的45％至55％之间，尤其通过富煤气加热时。

17.控制装置(20)，设置用于实施根据前述方法权利要求中任一项所述的方法，其中，导入到加热通道(11、12)中的体积流(G1、G4、G5)根据权利要求13中所述的比例来设置。

18.具有降低的、下限热值的贫化的富煤气用于根据前述方法权利要求中任一项所述的方法运行焦炉装置的用途，尤其在根据前述装置权利要求中任一项所述的焦炉装置中。

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