CN201301300Y - 炼焦炉排气管道 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种炼焦设备中的气体管道。在具有弯头(14)的上升管(10)中，喷嘴(32)被设置成将冲洗液柱喷射到弯头(14)的内壁(22)上并且所述喷嘴被设置在多个轴向位置处。喷嘴(32)被布置成使得在轴向位置处，液柱被喷射到弯头内壁的顶部区域(24)上，从而在内壁上形成冲洗液流，所述冲洗液流从顶部经两侧向下流到弯头的底部。

Description

炼焦炉排气管道

技术领域

本实用新型通常涉及炼焦炉，更具体地，涉及防止焦油和其它沉积物在气体管道(诸如上升管弯头)的内壁上的形成。

背景技术

常规来说，现在的炼焦炉组以并排布置的多个相对窄炉的形式来构造。炼焦操作期间散发出的炼焦炉气体通过竖管从每个炉的顶部被收集，所述竖管在炉的顶部上方竖直伸出，并且通过该竖管的弯头(elbow)与收集总管连接，所述总管沿炼焦炉组的侧部延伸。

竖管弯头典型地包括通常为倾斜的或者向下弯曲的管形式的主体部分和垂直延伸部分。弯头主体部分连接于竖管并且限定出用于气体的向下的流动路径，因此，形成用于气体的锐角。气体从主体部分流入通向收集总管的垂直延伸部分。将被称为冲洗溶液的液体喷到垂直延伸部分中，并且通常还将冲洗溶液喷到收集总管中。该溶液的喷洒量足以冷却炼焦炉气体并使得由此产生的焦油沉淀。

如现有技术中已知的，从炼焦炉中出来的气体非常热并且大量载有夹杂固体、碳、焦油等等。这样的夹杂固体容易粘附到弯头的内表面。

迄今为止，为了防止这样的淀积，上升管弯头配备两个或更多个喷嘴，所述喷嘴位于上弯管部中，并且被定向为沿流动方向以汇聚方式喷水，即，在与垂直弯头延伸部分的接合处附近，喷水在某种程度上在弯管的中央处汇合。由于仍然能观察到大量堆积物和焦油垢的累积，因此这样的布置并未证明是完全令人满意的。另外，该喷射模式产生大量蒸汽，并且汇聚的喷水在其汇合之处趋向于衰竭，致使对润湿工艺的低效控制。

在DE 38 44 577 A1中披露了这种传统喷射的一种替换，该申请描述了一种用于向炼焦炉的上升管弯头的内壁表面洒水的工艺。中央喷嘴(舌形喷嘴)位于弯头的顶部区域中、靠近与垂直管的连接处并位于弯头顶点附近。在正常操作期间，该中央喷嘴喷出1巴和3巴之间压力下的扁平(flat)喷雾，该喷雾被定向为沿着气体流动方向并且进一步向下冲击在弯头的顶部(ceiling)上。在靠近垂直管的上弯头部区域中还布置有一对侧喷嘴，但这对侧喷嘴位于相对的内侧壁上。这些侧喷洒喷嘴(舌形喷嘴)相对于它们安装在其上的壁以15°角倾斜并且在这些壁上产生10巴压力下的扁平喷雾。在炉填料期间和/或在对弯头顶部的维修操作期间操纵这些侧喷嘴。通常还布置有高压喷嘴，以在垂直弯头延伸部分中提供垂直喷水，以便于在炼焦炉气体进入收集总管之前冷却该炼焦炉气体。

该系统仍然不能令人满意。不能很好地控制水在弯头内壁上的喷洒。喷嘴的布置还意味着内壁的一些区域不能被水喷到，这仍然使得在这些区域中能够积聚焦油和其他沉积物。

因此，需要一种替换的改进方式来防止炼焦炉管道中的焦油和其他壳垢，该管道输送载有焦油和/或其他夹杂固体的气体。

实用新型内容

本实用新型提供了一种炼焦炉排气管道。

本实用新型炼焦炉排气管道所要解决的技术问题是，防止输送载有焦油和/或其他夹杂固体的气体的炼焦炉管道中出现焦油和其他壳垢。

根据本实用新型，喷嘴被设置为将冲洗液柱喷射到弯头的内壁上并且这些喷嘴被设置在多个轴向位置处(即，喷嘴在弯头中沿纵向方向分布)。根据本实用新型的一个重要方面，喷嘴被布置成使得在这些轴向位置处，液柱被喷射到所述弯头的内壁的顶部区域上，以便于在内壁上形成冲洗液流，所述冲洗液流从顶部经两侧向下流到弯头的底部。

与现有技术(其中，洒水装置或者喷嘴喷出细小且定向的喷水，所述喷水用在弯头处以提供湿气)相比较，本实用新型使用冲洗液柱，即，相对而言更密集的液体喷射。通过使用沿着弯头在其预定长度上恰当分布的适当喷嘴，可以形成在弯头内壁表面上流动的连续冲洗液流。因此，能够在弯头的内壁上持续形成水膜，水由于重力从顶部沿侧面流向底部。由于保持在弯头内壁表面上的水膜，炼焦炉气根本不可能与壁表面接触。因此，避免产生壳垢而且无需清洁。

如本领域技术人员已知的，上升管弯头典型地包括与从炼焦炉室顶延伸的垂直管的上部相连接的主体部分和通向总管的垂直延伸部分。弯头主体部分形成用于气体的锐角。该弯头主体部分典型地包括通常具有圆形截面的倾斜管或弯曲管。本实用新型的喷嘴优选地被布置成将水柱喷射在该主体部分的顶部区域上。

喷嘴可以被布置成在弯头主体部分的任意期望长度上形成连续水膜。优选地，一个或多个喷嘴尽可能靠近与从炼焦炉顶延伸的垂直管相连接之处布置，从而使得第一冲洗液流形成在弯头主体部分的最上部区域上，但不落在垂直管中。

可以注意到，在朝向弯头的中央区域喷射冲洗液的现有技术中，产生大量蒸汽，且这需要大量的水。在本实用新型中，在弯头的内壁表面上形成冲洗液膜；与喷射相比较，这使得未处理的蒸馏气与冲洗液之间的接触最小化，并且避免冲洗液的大量蒸汽化。因此，需要较少的液体。优选地，喷嘴被设计为在弯头主体部分的整个内周上提供连续水膜(层)，该水膜具有0.5mm的最小厚度。

在一个实施例中，喷嘴采取管的形式，所述管的壁中具有多个轴向地间隔开的狭槽(slot)。该管位于弯头内(位于主体部分内)，从而使得狭槽面向弯头的顶部区域并且使得由狭槽喷射的水柱冲击在弯头主体部分的顶部区域上。在直的圆形管部分的情况中，管平行于内壁表面沿纵向方向布置，并且狭槽朝向顶部(主体部分的顶点)定向以基本垂直地朝向内表面进行喷射。

但是，喷嘴可以采取多种形式。代替上述的具有狭槽的管，可以在弯头中安装单独喷嘴，或者安装能够在弯头主体部分的顶部上喷射水柱以提供在喷嘴高度处覆盖弯头内周的水流的任意其他类型喷嘴。另外，在每个轴向位置处，可以有一个或多个朝向顶部定向的喷嘴。

在另一个实施例中，对称地布置喷嘴排(例如，两个如上述的具有狭槽的管)，以便朝向相应的顶部区域喷射水柱，每排喷嘴均在主体部分的相应侧面上产生冲洗液流。仍然在另一实施例中，可以在弯头内布置单独喷嘴的列，以朝向顶部喷射冲洗液柱并且形成周向流。优选地，喷嘴被设计为提供如通过有狭槽的喷嘴而能够获得的扁平喷雾。也可以使用导流片类型的喷嘴。

这些喷嘴可以提供与弯头主体部分的半径方向一致的冲洗液柱。换句话说，由喷嘴射出的液柱优选地垂直于它们所指向的表面。然而，可以选择用于冲洗液柱的其他入射角，以便形成沿弯头的内壁表面从顶部区域周向流动的液流。

优选地，喷嘴布置在弯头主体部分的以该主体部分的顶点为中心的扇形中，该扇形的角度不大于110°，优选地，不大于60°，更优选地，不大于30°，并且其中所述水柱冲击在位于所述扇形中的所述弯头部分的内壁上。

通常，为了气体冷却和清洁目的，可以布置一个或多个喷嘴，以将冲洗液喷到弯头的垂直延伸部分中。

优选地，在蒸馏阶段期间执行弯头的润湿，但是可在任何期望的时刻来执行弯头的润湿，并且如果期望的话，可以在整个炼焦过程(即，包括装料/推料阶段)期间执行该润湿。

附图说明

现在将参考附图通过实例来描述本实用新型，附图中：

图1是根据第一实施例的穿过炼焦炉排气管道的纵向截面图；

图2是穿过图1中弯头的横截面图；

图3是用在图1弯头中的具有狭槽的喷嘴的简图；

图4是穿过配备有替换喷嘴类型的弯头的纵向截面图；

图5是穿过配备有另一替换喷嘴类型的弯头的纵向截面图。

具体实施方式

图1示出了用于将来自于单独炼焦炉室的未处理的蒸馏气传输到收集总管的管道组件。在本实施例中，管道组件是所谓的竖管10(或上升管)，该竖管包括垂直管12，该垂直管通常加衬有耐火材料，且在其底部连接于炼焦炉的顶部(未示出)，例如，炼焦炉组的狭槽型室。参考标号14通常表示所谓的弯头(或鹅颈管)，该弯头用于将来自于垂直管12的未处理炼焦炉气体传输到炼焦设备的收集总管(未示出)，该收集总管典型地在炼焦炉组的整个长度上延伸。

弯头14(例如由铸铁制成)通常被设计为弯管并且典型地包括管状的倾斜或向下弯曲的主体部分16和垂直延伸部分18。主体部分16与垂直管12的上部连接并且形成用于气体的锐角。垂直延伸部分18通向收集总管。根据通常的实践，喷射喷嘴20被布置成用冲洗液(也叫冲洗溶液；典型地是氨水)喷射通过垂直延伸部分18从弯头中排出的气体。这使得能够在来自炼焦炉的未处理气体进入收集总管之前对该气体进行冷却和清洁。

应该理解的是，为了防止在气体管道(诸如上升管弯头14)的内壁上形成焦油和其他沉淀物，在弯头内部的沿着弯头(更准确地说，是沿着弯头14的主体部分16)的多个轴向位置处设置喷嘴，以在弯头14的内壁22上喷射冲洗液柱。

冲洗液可以是用在喷射喷嘴20处的循环氨水，或者是任意其他适当的液体。

喷嘴被布置成使得，在这些轴向位置处，液柱落(冲击)在弯头内壁22的顶部区域24上，以便于在内壁上形成从顶部24经两侧26，26’向下流动到弯头主体部分的底部28的冲洗液流。

在本实施例中，喷嘴以管32来实现，所述管具有形成在其壁中的多个轴向地间隔开的狭槽34。如图1和图3所示，该管平行于内壁22的表面安装在弯头主体部分中，并且被定位成使狭槽34面向弯头主体部分16的顶部区域24(优选地在顶点附近)。当冲洗液流入管32中时，扁平水柱从每个狭槽喷射出并且冲击在弯头14的内壁22的顶部区域上。因此，在主体部分16的内壁22上形成冲洗液流，该冲洗液流从顶部24经两侧26、26’向下流动至所述弯头的底部28。

因此，在本实施例中，狭槽喷嘴形成扁平冲洗液柱，该扁平冲洗液柱冲击在弯头顶点附近的内表面上，液柱方向基本垂直于内表面。如从图1可以理解的，每个狭槽喷嘴34的液柱在其冲击区域处分开，以在内壁表面上形成两个液流36，36’(或膜)(即，在弯头的每个侧面上流动)，这两个液流在重力作用下明显地沿垂直方向流动并且沿着该弯头部分的内周边流动。每个喷嘴产生的周向流具有图1中标记为W的确定宽度，该宽度取决于狭槽的长度和压力。

有利地，如从图1中可以理解的，喷嘴被设计并布置成沿着主体部分的给定轴向长度产生连续的水流，从而在弯头主体部分16的内壁表面上形成连续水层。优选地，喷嘴尽可能靠近垂直管12被定位并且向下延伸到由喷嘴20喷射的区域。

在图2中更详细地示出了具有狭槽喷嘴34的阵列的管32。出于对称的原因，所有的狭槽具有同样的宽度SW和长度SL，并且以恒定距离SD间隔开。

这种管32容易制造并且能够容易地安装在现有的炼焦炉中。可以通过管端部之一来提供冲洗液，而将另一端部封闭。可替换地，可以将两个管端部都封闭并且将冲洗液供给管从侧向连接到具有狭槽的管。冲洗液供给管典型地穿过弯头主体部分16的壁。

仍然参考图3，其示出了替换实施例，其中，虚线圆圈40，40’表示与管32相似的两个具有狭槽的管，这两个管被定位成将其液柱喷射在顶部区域上。因此，这两个具有狭槽的管40和40’中的每一个在其相应侧面上形成从弯头主体部分16的顶部流动到底部的冲洗液流。

如从图3中理解到的，由于由喷嘴喷射的液柱在撞击在顶部24上时分成为两个流，因此喷嘴管32使得能够形成覆盖整个内周边的流。可以注意到，在使用两个喷嘴管40和40’的该替换实施例中，通过管40，40’的适当定位和其喷射水柱的定向可以产生基本上覆盖整个内周边的液流。

优选地，喷嘴布置在以弯头顶点为中心的扇形(在图3中以α表示)中，该扇形的角度不大于110°，优选地不大于50°，更优选地不大于20°-30°，并且水柱落在位于该扇形中的弯头的内壁上。因此，顶部区域是扇形α。

回到图3，可以理解的是，本实施例的喷嘴管32被定位在主体部分16中，从而使得管的第一狭槽34处于主体部分的最顶部区域中，以便在主体部分的最顶部区域中形成冲洗液流但避免冲洗液落在垂直管12内。在这一点上，可以注意到，弯头主体部分16包括焊接至垂直管12上的固定管状部分38和通过法兰连接到管状部分38且连接弯曲延伸部分18的可拆卸管部分39。

现在转到图4和图5，其中示出了本实用新型的另外两个替换实施例。与在前面的实施例中一样，喷嘴被构造成沿着主体部分轴向隔开的喷嘴阵列。但是，在这些实施例中，喷嘴包括安装在主体部分中的单独喷嘴。但是，这些喷嘴通过位于主体部分外部的供给管彼此连接。

更具体地参照图4，冲洗液供给管50在主体部分外部沿着主体部分的顶点布置。五个喷嘴52组成的阵列布置在主体部分16内。喷嘴轴向隔开并且被定位成将其液柱喷射到顶部区域24上，并且更具体地，喷射到主体部分16的顶点附近，由此，以图3所示的同样方法形成冲洗液周向流。

如在细节图A中能够更清楚的看到的，每个喷嘴52由与供给管50连接的U型管56中的轴向狭槽54简单形成。与图1至图3的实施例中的狭槽喷嘴34相似，扁平液柱从狭槽54中喷射到主体部分16的顶部上。

在一实用的实施例中，在主体部分壁中的待安装喷嘴的每个轴向位置处设置有孔。喷嘴被构造成包括具有带狭槽的U形管56的供给管50，这些带狭槽的U形管56以期望的轴向间距(与主体部分中的孔相对应)间隔开。另外，盖子部分57安装在每个U形管56周围并且其尺寸被制成为覆盖主体部分的壁中的相应孔。因此，足以将U形管56与孔对齐并降低组件直到盖子部分封闭所述孔，且将盖子固定在主体部分上。

可以对图5的实施例使用同样的组装原理。该实施例与图4实施例的不同之处主要在于喷嘴的构造。这里，喷嘴60包括安置在开口64前面的导流片62，该开口位于与供给管50流体连通的小管66的端部处。从开口64排出的液体落在导流片62上，因此形成喷射在主体部分的顶部(优选地由盖子部分57来体现)上的冲洗液柱。

回到图1至3的实施例，可以注意到，如已经陈述的，不仅在制造方面，而且在维护方面，具有狭槽的管32形式的喷嘴的简单设计是有利的。典型地，根据通常的实践，冲洗液是循环氨水。尽管这种循环液体是经过过滤的，但其还可能包含焦油、碳等小颗粒。该喷嘴构造(即，基本上为具有毫米范围内的宽度SW的狭槽34)比传统的喷射喷嘴更不易堵塞。此外，通过使用具有径向齿的刚性柱(stud)形式的清洁工具(未示出)可以容易地清洁图2的具有狭槽的管，这些齿被设计为配合在狭槽34内并且以与狭槽34的间距相对应的间距布置在该柱上。如果一个或多个狭槽被颗粒堵塞，就将该柱定位在管内或管外，以便使这些齿与狭槽34对齐。随后，将这些齿同时接合在狭槽34中，并且来回移动柱以便清洁狭槽。

可替换地，管32可以在其下端装配有定期打开的阀(未示出)，用于通过冲洗将管内部的颗粒和沉积物除去。

如下是用于管32的优选指示性尺寸。狭槽的宽度SW可以在毫米范围内，优选地在2mm至4mm之间。狭槽的长度SL可以在1cm至3cm之间。狭槽间距SD与狭槽尺寸相适应，并且可在5cm至10cm之间。

实例1

在与图1构造相似的炼焦炉弯头中安装与管32相似的狭槽管。按照下面的参数设计管：SW＝2mm；SL＝15mm；SD＝80mm。向该管供以3-5巴压力下的循环水。弯头主体部分16的内径大约是600mm。在管的长度上，在弯头主体部分的内壁表面上形成连续的水层/膜。

Claims (14)

1.一种炼焦设备中的炼焦炉排气管道，所述气体管道包括具有弯头的上升管，其特征在于，多个喷嘴被设置成将冲洗液柱喷射到所述弯头的内壁上并且所述喷嘴被设置在多个轴向位置处；

所述喷嘴被布置成使得在所述轴向位置处，液柱被喷射到所述弯头内壁的顶部区域上，以便于在所述内壁上形成冲洗液流，所述冲洗液流从顶部经两侧向下流到所述弯头的底部。

2.根据权利要求1所述的炼焦炉排气管道，其特征在于，所述喷嘴被安置成使得冲洗液流沿着所述弯头的预定长度是连续的，从而形成在所述预定长度上覆盖所述弯头的整个内周的冲洗液膜。

3.根据权利要求1或2所述的炼焦炉排气管道，其特征在于，所述炼焦炉排气管道包括连接至冲洗液供给部的管，所述管被纵向布置在所述弯头中，并且设有轴向地间隔开的纵向狭槽，所述狭槽形成所述多个喷嘴。

4.根据权利要求3所述的炼焦炉排气管道，其特征在于，狭槽的数量及其尺寸被设计成使得在所述管的轴向长度上，冲洗液流基本覆盖所述弯头的整个内壁。

5.根据权利要求3所述的炼焦炉排气管道，其特征在于，所述管被纵向布置在所述弯头中并且平行于所述弯头的内壁。

6.根据权利要求1或2所述的炼焦炉排气管道，其特征在于，所述喷嘴沿所述弯头轴向地间隔开并且将冲洗液柱喷射到所述弯头的相应顶部上。

7.根据权利要求6所述的炼焦炉排气管道，其特征在于，所述喷嘴是位于所述弯头内部的单独喷嘴，由轴向安置在所述弯头外部的供给管支撑和供料。

8.根据权利要求6所述的炼焦炉排气管道，其特征在于，所述喷嘴是狭槽或者导流片类型的。

9.根据权利要求1所述的炼焦炉排气管道，其特征在于，所述弯头包括主体部分和垂直延伸部分，并且其中，所述喷嘴被布置在所述主体部分中。

10.根据权利要求9所述的炼焦炉排气管道，其特征在于，至少一个喷射喷嘴与所述垂直延伸部分相连。

11.根据权利要求1所述的炼焦炉排气管道，其特征在于，所述弯头具有圆形横截面，并且所述喷嘴布置在以所述弯头的顶点为中心的扇形中，所述扇形具有不大于110°的角度，优选地不大于50°，更优选地不大于30°，并且其中所述冲洗液柱落在所述扇形中的所述弯头的内壁上。

12.根据权利要求1所述的炼焦炉排气管道，其特征在于，所述液柱基本垂直于所述弯头的内壁。

13.根据权利要求中1或12所述的炼焦炉排气管道，其特征在于，所述液柱径向喷射到所述弯头的顶部上。

14.一种炼焦设备，所述炼焦设备包括一组炼焦炉和收集总管，其特征在于，所述炼焦炉通过根据前述权利要求中任一项所述的炼焦炉排气管道连接至收集总管。

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