ES2219439T3 - Puerta de horno de coque con canal de gas. - Google Patents

Abstract

Cámara de horno de coque con por lo menos una puerta de horno que presenta como mínimo una moldura de junta exterior y como mínimo una moldura de junta interior, estando la puerta del horno circundada esencialmente por completo con un canal de gas, caracterizada por el hecho de que la moldura de junta interior de la puerta (7) establece conexión fluida entre la cámara del horno de coque (2) y el canal de gas (1) en las diversas zonas de altura de la cámara del horno de coque (2), de modo que las zonas de la cámara del horno de coque con diferentes presiones gaseosas y el espacio de acumulación de gas se hallan conectados fluidamente entre sí a través de conexiones fluidas en la moldura de junta interior de la puerta (7) y el canal de gas (1) en el sentido de un equilibrio de la presión gaseosa.

Description

Puerta de horno de coque con canal de gas.

El invento hace referencia a una cámara de horno de coque con por lo menos una puerta de horno que presenta como mínimo una moldura de junta exterior y como mínimo una moldura de junta interior de la puerta, estando la puerta del horno circundada esencialmente por completo por un canal de gas.

En una cámara de horno de coque, el gas bruto que se desarrolla en el relleno de carbón se halla a una elevada presión, sobre todo al inicio de la destilación, la cual puede aumentar de mala manera en el espacio de acumulación de gas situado encima de la carga debido a la altura de dicha carga de carbón. Por tanto, existe el peligro de que, en puntos de la junta de la puerta que no pueden resistir esta elevada presión de gas en la cámara del horno de coque, el gas bruto atraviese la junta de la puerta y produzca emisiones. Durante la destilación se reduce la generación de gas bruto y con ello también el comportamiento de las emisiones. Hacia al final de la destilación, como consecuencia de la reducida generación de gas bruto en la cámara del horno de coque se produce una depresión en la zona inferior del horno de coque. Por tanto existe el peligro de que penetre aire del exterior en la cámara del horno de coque, lo cual puede causar daños al horno.

Se conocen numerosas formas de realización de puertas de horno de coque, las cuales deben garantizar un cierre hermético al gas de la cámara del horno de coque. A través de la patente DE-OS 2.658.196 se conoce una puerta de horno de gas con un canal que circunda completamente la puerta del horno de gas, limitado por molduras de junta elásticas. Este canal de gas está unido a tiros de calor de la cámara del horno de coque de tal modo que se provoca una aspiración. De este modo, caso de que gases brutos penetren en el canal de gas a través de una moldura de junta que no cierre completamente, los gases son aspirados en el respectivo tiro de calor. De este modo se evita, con toda seguridad, una salida del gas bruto de la cámara del horno a la atmósfera.

Gracias a la unión del tiro de calor con el canal de gas se regulan las relaciones de presión del tiro de calor (aspiración) en el canal de gas. En el canal de gas domina una constante depresión. Esto produce una aspiración no deseada de gas bruto de la cámara del horno, y si existen fugas en la moldura de junta exterior hay peligro de aspirar aire en el canal de gas.

La patente DE-OS-2.611.414 publica una puerta con un canal de guía para la separación del gas que sale de la cámara del horno de coque, de modo que los gases se encuentran en el canal de guía a una presión inferior a la existente en la cámara del horno de coque, en la zona de la carga de carbón. La moldura interior no es hermética al gas. Los canales de guía laterales no tienen ninguna unión entre sí en la zona inferior. La moldura de junta interior de la puerta de los canales de guía únicamente debe impedir la entrada de carbón.

La patente DE-OS-2.460.736 publica una puerta de horno de coque con un espacio hueco de forma anular (canal anular). El canal anular siempre se mantiene a una ligera depresión con respecto al interior de la cámara y también al aire exterior.

El invento tiene por objeto la reducción de emisiones y de entradas de aire en la cámara del horno de coque, proporcionando un sistema de junta que evite con seguridad tanto la salida de gases brutos de la cámara del horno de coque como también la entrada de aire en la cámara del horno de coque.

Este objeto se consigue gracias a las características que figuran en la reivindicación 1.

En las reivindicaciones complementarias se indican las características de otras formas de realización.

El canal de gas de acuerdo con el invento, que circunda la puerta del horno de coque, tiene como mínimo una conexión con el espacio de acumulación de gas. El gas bruto se halla a presión dentro de la cámara del horno de coque para iniciar la destilación. Debido a los puntos locales de presión el gas bruto puede llegar al canal de gas a través de la moldura de junta de la puerta. Allí se expande y ya no está en condiciones de atravesar todavía la moldura de junta exterior. Dado que el canal de gas está conectado con la cámara del horno de coque, el gas bruto acumulado en el canal de gas es conducido dentro del horno de coque sin que se formen emisiones. Esto también sirve en el caso de fugas, es decir, uniones no deseadas en la moldura de junta interior de la puerta.

De manera especial, una conexión duradera del canal de gas al espacio de acumulación de gas permite la formación sin impedimentos de la presión del espacio de acumulación de gas en el canal de gas. En cámaras de horno de coque altas es preferible prever también, debajo del espacio de acumulación de gas, conexiones fluidas en la moldura de junta interior de la puerta. Los puntos locales de presión cerca de la puerta de la cámara del horno de coque pueden así eliminarse rápidamente.

Durante la destilación la presión del gas bruto en la cámara del horno de coque puede reducirse hasta alcanzar una depresión (por ejemplo en la zona del fondo del horno). Ahora, a la inversa, el gas bruto puede salir del canal de gas a través de la moldura de junta interior, siendo aspirado en la cámara del horno de coque. Asimismo es ventajoso que no pueda aspirarse ningún aire en la cámara del horno de coque, puesto que el canal de gas no está lleno con aire sino con gas bruto.

Dado que el canal de gas no se halla en directa conexión con el fondo de coque, tampoco puede resultar obstruido por el carbón de coque llenado.

El canal de gas está unido de manera fluida con la cámara del horno de coque. Tal como ya se ha indicado, en el sentido de una compensación de presión gaseosa, dentro del canal de gas existe la misma presión que en la cámara del horno de coque. De este modo es posible, influir o regular la presión gaseosa en el canal de gas a través de un ajuste de la presión de la cámara. Ventajosamente, esto puede ocurrir mediante el sistema de regulación de la presión de la cámara conocido a través de la patente DE-4.321.676 C2. De acuerdo con esta patente, la regulación o gobierno de la presión del gas dentro de la cámara del horno de coque puede realizarse mediante un ajuste de la altura de nivel de agua en el órgano de estrangulación, en forma de taza que puede llenarse con agua, dispuesto en el tubo acodado de subida.

También es posible regular la presión gaseosa en el canal de gas a través del ajuste de la presión de entrada para todas las puertas del horno de coque conjuntamente durante el tiempo de destilación.

Ventajosamente, el canal de gas está colocado en la puerta del horno de coque. También puede estar conformado de manera que pueda ser utilizado como equipo de montaje posterior para una puerta de horno de coque ya existente. De este modo pueden reducirse, con un reducido coste, las emisiones en cámaras de hornos de coque ya existentes.

Otra posibilidad consiste en integrar el canal de gas en los marcos de puerta de la cámara del horno de coque.

En función de las particularidades espaciales disponibles en la zona de la puerta del horno de coque, el canal de gas puede tener fundamentalmente cualquier sección transversal. Así, por ejemplo puede tener la forma de un trapecio con lados irregulares.

Asimismo, las molduras de junta de la puerta del canal de gas pueden presentar diferentes formas de corte de junta de puerta. Así, por ejemplo, pueden estar realizadas con una forma de cuña en un costado, una forma ranurada o una forma circular. Es preferible la realización del corte de la junta de la puerta en forma en cuña por un costado. En pruebas llevadas a cabo se ha puesto de manifiesto que con esta realización en forma de cuña del corte de la junta se obtienen los mejores resultados de hermeticidad. En este caso tiene una importancia decisiva la disposición del costado de la cuña. Ventajosamente el respectivo costado de cuña de las molduras de juntas interior y exterior de la puerta debe estar dispuesto en sentido de la más alta presión de gas que se produce en la correspondiente moldura de junta de la puerta. De este modo es apretado en la forma de cuña el condensado de alquitrán que se produce y mejorando así la hermeticidad de la moldura de junta de la puerta.

Además, también pueden emplearse todas las formas de moldura de junta para puerta conocidas en la tecnología de la producción de coque.

Las fuerzas de apriete para las molduras de junta de puerta se ven decisivamente influidas por los respectivos mecanismos de enclavamiento de la puerta. En la puerta del horno de coque con canal de gas, de acuerdo con el invento, se requiere una distribución de las fuerzas de apriete sobre ambas molduras de junta de la puerta. Para ello, la distribución de las fuerzas de apriete puede hacerse de manera que la moldura de junta interior de la puerta experimente una fuerza de apriete superior a la ejercida en la moldura de junta exterior de la puerta. Esto puede ser necesario debido a la más alta presión del gas bruto que existe en la moldura de junta interior de la puerta.

Para conseguir, con las fuerzas de apriete disponibles, el mejor efecto de cierre hermético, hay que determinar la distribución de fuerzas de un caso a otro. La distinta distribución de fuerzas puede ser debida, por ejemplo, a no disponer al mismo tiempo de molduras de junta de puerta elásticas aplicadas sobre las superficies de cierre del marco de la puerta, es decir las molduras de junta de la puerta son de diferente longitud respecto al marco de puerta. Las molduras de junta de la puerta también pueden tener diferentes comportamientos a la flexión, por ejemplo, al conformarlas y debido a diferentes espesores de pared.

Es posible hacer funcionar la puerta de horno con canal de gas, en función del tiempo de destilación, con una depresión de cerca de 0 mbar en el canal de gas al comienzo de la destilación y hacia al final de dicha destilación eliminar la depresión en el canal de gas. De este modo es imposible que se produzcan emisiones. Una tan reducida depresión puede ajustarse, por ejemplo con el antes citado sistema de regulación de la presión de la cámara. Asimismo, con tan reducida depresión resulta casi imposible la entrada de aire del entorno en el canal de gas. Sin embargo, caso de que entrase aire en el canal de gas, este no causaría una combustión en dicho canal de gas, puesto que no pueden alcanzarse los límites de encendido para la mezcla gaseosa allí existente y las temperaturas de ignición necesarias. De este modo se excluye el peligro de una formación de llamas en el canal de gas. En todo caso no entra ningún aire en la zona del horno llena con carbón de coque. Por tanto, no pueden generarse procesos de combustión en las paredes del horno y sus consecuencias. El aire que pudiese entrar eventualmente en el canal de gas debido a una no deseada depresión sería conducido desde el canal de gas al espacio de acumulación de gas.

Según otro desarrollo del invento se ha previsto un estrangulador en las conexiones entre la cámara del horno de coque y el canal de gas, dispuesto en la moldura de junta interior de la puerta. El estrangulador está hecho de manera que puede ser accionado desde el exterior durante el funcionamiento del horno, sin escalonamientos entre la zona de totalmente abierto a la totalmente cerrada. Con ayuda de los estranguladores ajustables es posible influir de manera objetiva en la presión gaseosa existente en el canal de gas, abriendo o cerrando el estrangulador, y para cada puerta del horno.

De este modo, a pesar de una misma presión en el espacio de acumulación de gas puede ajustarse una diferente presión gaseosa en el costado del coque y en el costado de la máquina, así como el sentido de corriente deseado en el caja de gas de las respectivas puertas. De esta manera, con diferente desarrollo gaseoso, y por tanto diferente presión para cada puerta de horno, pueden evitarse las emisiones y la entrada de aire, respectivamente, regulado los estranguladores.

A través de pruebas se ha puesto de manifiesto que la temperatura en las molduras de junta de la puerta debe mantenerse, durante el funcionamiento del horno, dentro de una gama de temperaturas comprendida entre 100 y 200ºC aproximadamente. Así se consigue, gracias al alquitrán que existe en la moldura de junta de la puerta, un eficaz cierre de dicha moldura de junta.

Esta gama de temperaturas puede conseguirse con las medidas pertinentes, tales como un aislamiento o influyendo en el transporte de calor de los cortes de junta, eliminación del calor excesivo por medio de refrigeración, como por ejemplo nervaduras de refrigeración, y preveyendo pasos de calor adecuados. Mediante la correcta combinación de aislamiento, alimentación de calor y refrigeración es posible mantener la gama de temperaturas deseada. Para ello puede ser necesario prever diferentes combinaciones de refrigeración y aislamiento a lo alto de la puerta del horno de coque.

También es posible influir de manera activa la temperatura en las molduras de junta de la puerta. Cuando se produce una temperatura por encima de 200ºC en la zona de la moldura de junta de la puerta, puede refrigerarse con la aportación de un medio de refrigeración a la gama de temperaturas de 100 a 200ºC aproximadamente.

Lo antes citado, así como lo indicado en las reivindicaciones y en el ejemplo de forma de realización descrito, así como los componentes a utilizar de acuerdo con el invento, no comportan ningún tipo de exclusión especial por su tamaño, forma, elección de material y concepción técnica, de manera que se pueden adoptar conocidos criterios de elección en cada respectivo campo de empleo, sin limitaciones, dentro del ámbito de las reivindicaciones.

Otras particularidades, características y ventajas del objeto del invento se ponen de manifiesto en la siguiente descripción del dibujo correspondiente, en el que se representa - a modo de ejemplo - una forma de realización preferida de una puerta de horno. En el dibujo:

La figura 1 muestra una representación esquemática de la puerta de horno de coque con canal de gas, vista desde fuera (vista A según las figuras 2 y 3);

La figura 2 muestra una sección A-A- según la figura 1;

La figura 3 muestra una sección B-B-, según la figura 1;

La figura 4 muestra diferentes formas de corte de junta de puerta para molduras de junta de puerta del canal de gas; y

La figura 5 muestra un estrangulador en la conexión de fluido de la moldura de junta interior de la puerta.

En la figura 1 se ha representado una puerta de horno 5 con un canal de gas 1 que rodea (circunda) por completo la puerta del horno 5. La puerta del horno 5 cierra una cámara de horno de coque 2 llena de carbón de coque, en el costado de coque KS, hasta una altura de llenado de carbón 3. Sobre la altura de llenado de carbón 3 existe un espacio de acumulación de gas 4. El canal de gas 1 está limitado por una moldura de junta interior de puerta 7 y por una moldura de junta exterior de puerta 8. Las mismas forman una U abierta hacia al marco de puerta 14 de la cámara del horno de coque 2 que se cierra por medio del marco de puerta 14, mientras que las molduras de junta de puerta se apoyan sobre el marco de puerta 14 (figura 2). En la moldura de junta interior de puerta 7 existen conexiones de fluido 9 en forma de escotaduras. Las posibles corrientes de gas bruto se han indicado en las conexiones de fluido 9 por medio de flechas 6.

La figura 2 muestra la puerta del horno 5 según el corte A-A de la figura 1. El canal de gas 1 circunda la puerta del horno 5 incluso en la zona de la tapa del horno 11 y el fondo del horno 13. La puerta del horno 5 presenta un relleno de puerta 10. El carbón de coque 12 en la cámara del horno de coque llega hasta la altura de llenado 3.

La figura 3 muestra la puerta del horno 5 según el corte B-B de la figura 1. El espacio de acumulación de gas 4 está conectado con el canal de gas 1 a través de la abertura 9. Las referencias tienen el mismo significado que en las figuras anteriores.

En la figura 4 se han representado varias formas de realización de los cortes de junta de las molduras de junta de la puerta, hechas en forma de cuña por un costado. Las mismas muestran costados en cuña 15 y 16. La figura 4b muestra las molduras de junta de puerta 7 y 8 con ranuras. En la figura 4c pueden verse las molduras de junta de puerta 7 y 8 con una forma redondeada 18.

En la figura 5 puede verse, en la representación según la figura 1, el estrangulador de las conexiones 9. Las conexiones 9 en la parte superior del canal de gas 1 están provistas respectivamente de un estrangulador 19 y 20. Los estranguladores 19 y 20 muestran un sistema de accionamiento 21 y 22, con cuya ayuda pueden ajustarse los estranguladores 19 y 20 desde el exterior. El estrangulador 19 se ha representado en estado cerrado. El estrangulador 20 está abierto, es decir los gases pueden circular sin impedimentos a través de la conexión 9.

Lista de referencias

1

Canal de gas

2

Cámara de horno de coque

3

Altura de llenado de carbón

4

Espacio de acumulación de gas

5

Puerta del horno

6

Corriente de gas bruto

7

Moldura de junta interior de la puerta

8

Moldura de junta exterior de la puerta

9

Conexión

10

Relleno de la puerta

11

Tapa del horno

12

Carbón de coque

13

Fondo del horno

14

Marco de la puerta

15

Costado en cuña

16

Costado en cuña

17

Ranura

18

Forma redonda

19

Estrangulador

20

Estrangulador

21

Accionamiento

22

Accionamiento

KS

Costado del coque

Claims (16)

1. Cámara de horno de coque con por lo menos una puerta de horno que presenta como mínimo una moldura de junta exterior y como mínimo una moldura de junta interior, estando la puerta del horno circundada esencialmente por completo con un canal de gas, caracterizada por el hecho de que la moldura de junta interior de la puerta (7) establece conexión fluida entre la cámara del horno de coque (2) y el canal de gas (1) en las diversas zonas de altura de la cámara del horno de coque (2), de modo que las zonas de la cámara del horno de coque con diferentes presiones gaseosas y el espacio de acumulación de gas se hallan conectados fluidamente entre sí a través de conexiones fluidas en la moldura de junta interior de la puerta (7) y el canal de gas (1) en el sentido de un equilibrio de la presión gaseosa.

2. Cámara de horno de coque de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que se ha previsto una conexión de fluido (9) al espacio de acumulación de gas (4).

3. Cámara de horno de coque de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada por el hecho de que el canal de gas (1) va dispuesto en la puerta del horno (5).

4. Cámara de horno de coque de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada por el hecho de que el canal de gas (1) está integrado en el marco de la puerta (14).

5. Cámara de horno de coque de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada por el hecho de que el canal de gas (1) está conformado como equipo complementario para puertas de horno ya existentes.

6. Cámara de horno de coque de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 5, caracterizada por el hecho de que los molduras de junta de puerta (7, 8) del canal de gas (1) presentan cortes de juntas de puerta en forma de cuña en un costado.

7. Cámara de horno de coque de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 5, caracterizada por el hecho de que los molduras de junta de puerta (7, 8) presentan cortes de junta en forma de ranura.

8. Cámara de horno de coque de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 5, caracterizada por el hecho de que los s molduras de junta de puerta (7, 8) presentan cortes de junta de puerta de forma circular.

9. Cámara de horno de coque de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 8, caracterizada por el hecho de que los molduras de junta de puerta (7, 8) están conformados elásticas y de diferente longitud.

10. Cámara de horno de coque de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 9, caracterizada por el hecho de que los molduras de junta de puerta (7, 8) presentan paredes de diferente espesor.

11. Cámara de horno de coque de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 10, caracterizada por el hecho de que la conexión fluida de la moldura de junta interior de la puerta (7) presenta por lo menos un estrangulador.

12. Cámara de horno de coque de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 11, caracterizada por el hecho de las molduras de junta de puerta (7, 8) presentan una refrigeración, como nervaduras de refrigeración.

13. Cámara de horno de coque de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 12, caracterizada por el hecho de que los molduras de junta de puerta (7, 8) llevan un aislamiento.

14. Cámara de horno de coque de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 13, caracterizada por el hecho de que en las molduras de junta de puerta (7, 8) existe una entrada para un medio refrigerante.

15. Procedimiento para regular o controlar una cámara de horno de coque con por lo menos una puerta de horno que presenta como mínimo una moldura de junta exterior y como mínimo una moldura de junta interior, estando la puerta del horno circundada esencialmente por completo con un canal de gas, caracterizado por el hecho de que el canal de gas está unido fluidamente con la cámara del horno de coque y el espacio de acumulación de gas, y que para el gobierno o regulación de la presión gaseosa de la cámara del horno de coque se utiliza una ya conocida instalación de altura de nivel de agua en el órgano de estrangulador, en forma de taza que puede llenarse con agua, dispuesto en el tubo acodado de subida.

16. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que se ajusta una depresión en el canal de gas.