RU2575761C2 - Method and device for automatic removal of carbon deposits from coke oven chambers of coke oven flow channels (without recovery) and (with recovery of heat) - Google Patents
Method and device for automatic removal of carbon deposits from coke oven chambers of coke oven flow channels (without recovery) and (with recovery of heat) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2575761C2 RU2575761C2 RU2013112665/05A RU2013112665A RU2575761C2 RU 2575761 C2 RU2575761 C2 RU 2575761C2 RU 2013112665/05 A RU2013112665/05 A RU 2013112665/05A RU 2013112665 A RU2013112665 A RU 2013112665A RU 2575761 C2 RU2575761 C2 RU 2575761C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coke oven
- chamber
- compressed air
- coke
- channels
- Prior art date
Links
- 239000000571 coke Substances 0.000 title claims abstract description 248
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 80
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 53
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims description 26
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 64
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 35
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 26
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 24
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 22
- 235000012970 cakes Nutrition 0.000 claims description 21
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 claims description 15
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 15
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 15
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 claims description 14
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 13
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 239000010431 corundum Substances 0.000 claims description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 2
- 235000015108 pies Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 2
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005039 chemical industry Methods 0.000 abstract 1
- 238000004450 types of analysis Methods 0.000 abstract 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 10
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitrogen oxide Substances O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000011068 load Methods 0.000 description 4
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 229910052813 nitrogen oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N oxozirconium Chemical compound [Zr]=O GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001088417 Ammodytes americanus Species 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 206010018987 Haemorrhage Diseases 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding Effects 0.000 description 1
- 231100000319 bleeding Toxicity 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003009 desulfurizing Effects 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atoms Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N o-xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 231100000814 pulsed exposure Toxicity 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000001340 slower Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
[0001] Изобретение относится к способу автоматического удаления углеродных отложений из проточных каналов коксовых печей «без рекуперации» и «с рекуперацией тепла», где использована одна коксовая батарея, обычно содержащая несколько расположенных в ряд камер коксовых печей, предназначенных для циклического коксования угля, и где использовано оборудование дозирования воздуха, работающее при избыточным давлении с целью удаления углеродных отложений, скапливающихся в проточных сечениях указанной системы печей, путем их сжигания, препятствуя, таким образом, снижению производительности печей. Настоящее изобретение также относится к устройству, посредством которого может быть осуществлен указанный способ, где указанное устройство встроено в коксовую батарею и в по меньшей мере одну из камер коксовых печей так, чтобы можно было удалить углеродные отложения во время работы без какого-либо изменения в устройстве.[0001] The invention relates to a method for automatically removing carbon deposits from the flow channels of coke ovens "without recovery" and "with heat recovery", where one coke oven battery is used, usually containing several coke oven chambers arranged in a row for cyclic coking of coal, and where used air dosing equipment operating at overpressure to remove carbon deposits that accumulate in the flow sections of the specified system of furnaces, by burning them, thus, decreasing the productivity of furnaces. The present invention also relates to a device by which the method can be implemented, where the device is integrated in a coke oven battery and in at least one of the coke oven chambers so that carbon deposits can be removed during operation without any change in the device .
[0002] Процесс коксования угля с целью получения кокса часто осуществляют в камерах коксовых печей так называемого типа «без рекуперации» или «с рекуперацией тепла», которые отличаются от традиционных камер коксовых печей тем, что газ коксовой печи, образующийся во время коксования угля, не собирается и не восстанавливается, а используется для сжигания и обогрева. В печи такого типа после завершения коксования угля газ, образующийся во время коксования, поступает в газовое пространство, расположенное над коксовым пирогом, где происходит частичное сгорание коксового газа с субстехиометрическим количеством воздуха. В результате такого сгорания уголь или коксовый пирог нагревается сверху. Газовое пространство над коксовым пирогом также называется основным пространством нагрева.[0002] The process of coking coal to produce coke is often carried out in coke oven chambers of the so-called “without heat recovery” or “heat recovery” type, which differ from traditional coke oven chambers in that coke oven gas generated during coal coking, it is not collected and not restored, but used for burning and heating. In a furnace of this type, after the coking of coal is completed, the gas generated during coking enters the gas space located above the coke cake, where coke oven gas is partially burned with a sub-stoichiometric amount of air. As a result of such combustion, coal or coke cake is heated from above. The gas space above the coke cake is also called the main heating space.
[0003] Далее из основного пространства нагрева недогоревший коксовый газ через так называемые «нисходящие» каналы поступает в каналы топочных газов, расположенные под дном камеры коксовой печи и предназначенные для дожига частично сгоревшего коксового газа. Вспомогательный воздух дожигания подается в эти каналы через подовые каналы вспомогательного воздуха, соединяющиеся с внешней атмосферой. Газовое пространство под коксовым пирогом также называется вспомогательным пространством нагрева. В большинстве компоновок установленные вертикально и обращенные вниз в направлении потока «нисходящие» каналы расположены в боковых непередних стенках камер коксовых печей, таким образом, недогоревший коксовый газ поступает в каналы топочных газов.[0003] Further, from the main heating space, unburned coke oven gas through so-called “downstream” channels enters the flue gas channels located under the bottom of the coke oven chamber and intended to re-burn partially burnt coke oven gas. Auxiliary afterburning air is supplied to these channels through the hearth auxiliary air channels connected to the external atmosphere. The gas space under the coke cake is also called the auxiliary heating space. In most configurations, “descending” channels installed vertically and facing downward in the direction of flow are located in the lateral non-front walls of the coke oven chambers, thus, unburned coke oven gas enters the flue gas channels.
[0004] Вариант осуществления камер коксовых печей, содержащий «нисходящие» каналы в боковых стенках, описан в заявке WO 2009077082 А2. Это изобретение относится к устройству подачи и регулирования вспомогательного воздуха из каналов вспомогательного воздуха в каналы топочных газов горизонтальных камер коксовых печей. Каналы топочных газов располагаются под дном камеры коксовой печи, на котором осуществляется коксование угля. Управляющие элементы, которые могут точно регулировать подачу воздуха в каналы топочных газов, устанавливаются в соединительных каналах между указанными каналами топочных газов и каналами вспомогательного воздуха, которые служат для подачи вспомогательного воздуха. Камера коксовой печи содержит так называемые «нисходящие» каналы для стравливания недогоревших газов, выделяющихся в процессе коксования, которые встроены в боковую стенку камеры коксовой печи, эти «нисходящие» каналы соединяют внутреннее пространство камеры коксовой печи с каналами топочных газов.[0004] An embodiment of coke oven chambers containing “downstream” channels in the side walls is described in WO 2009077082 A2. This invention relates to a device for supplying and regulating auxiliary air from auxiliary air channels to flue gas channels of horizontal coke oven chambers. Flue gas channels are located under the bottom of the coke oven chamber, on which coal coking is carried out. Control elements that can precisely control the air supply to the flue gas channels are installed in the connecting channels between the specified flue gas channels and the auxiliary air channels, which serve to supply auxiliary air. The coke oven chamber contains the so-called “downstream” channels for bleeding underburned gases released during the coking process, which are built into the side wall of the coke oven chamber, these “downstream” channels connect the interior of the coke oven chamber with the flue gas channels.
[0005] В большинстве конструкций число нисходящих каналов в одной стенке камеры коксовой печи достигает 12, таким образом, каждая печь может быть снабжена всего 24 нисходящими каналами. Нисходящие каналы направлены вниз и в большинстве конструкций расположены в стенках камер коксовых печей, поскольку каждую камеру коксовой печи охватывают две боковые стенки. Проточное сечение в верхней секции нисходящего канала может быть изменено с помощью регулирующего элемента, таким образом, можно регулировать объем отходящего газа, поступающий из канала в продольном направлении печи.[0005] In most designs, the number of downstream channels in one wall of the coke oven chamber reaches 12, so each furnace can be provided with only 24 downstream channels. The downward channels are directed downward and in most structures are located in the walls of the coke oven chambers, since each side coke oven chamber is surrounded by two side walls. The flow section in the upper section of the downward channel can be changed with the help of a regulating element, thus, it is possible to regulate the volume of exhaust gas coming from the channel in the longitudinal direction of the furnace.
[0006] Недогоревший коксовый газ состоит из газообразных компонентов, т.е. водорода, моноксида углерода, воды, метана, а также, хотя и в меньших количествах, этана, этилена, пропана, пропилена и высших углеводородов, например бензола, толуола, ксилола. Таким образом, он содержит летучие соединения, которые могут конденсироваться или подвергаться пиролизу в нисходящих каналах, что приводит к образованию нежелательных углеродных отложений. Образующиеся таким образом углеродные отложения состоят из насыщенных смолами сажеобразующих соединений, в частности из графита, и при этом в процессе эксплуатации печи такие отложения могут образовываться в существенных количествах. В частности, эти отложения накапливаются в нисходящих каналах в том случае, если в этих каналах поддерживается недостаточно высокая температура и туда не поступает дополнительный воздух горения. Соответственно, эти отложения ограничивают или блокируют проточные сечения нисходящих каналов.[0006] Unburned coke oven gas consists of gaseous components, i.e. hydrogen, carbon monoxide, water, methane, and also, although in smaller quantities, ethane, ethylene, propane, propylene and higher hydrocarbons, for example benzene, toluene, xylene. Thus, it contains volatile compounds that can condense or undergo pyrolysis in downstream channels, which leads to the formation of undesirable carbon deposits. The carbon deposits thus formed consist of soot-forming compounds saturated with resins, in particular graphite, and in the process of operation of the furnace, such deposits can be formed in significant quantities. In particular, these deposits accumulate in the descending channels if the temperature is not maintained in these channels and the additional combustion air does not enter there. Accordingly, these deposits limit or block the flow sections of the downward channels.
[0007] В заявке US 6187148 В1 описан клапан для коксовой печи без рекуперации, через который можно лучше регулировать давление газа внутри камеры коксовой печи и в результате чего возможна подача воздуха в нисходящие каналы. Клапан содержит вращающуюся заглушку с коническим концом, которая поступательно соединяет или разъединяет внутреннюю полость камеры коксовой печи при помощи нисходящего канала с целью контроля и регулирования давления газа внутри печи. Посредством контроля давления газа объем воздуха горения можно регулировать как функцию температурных градиентов, допущенных в печи. Сгорание большей части угольного газа во вспомогательных пространствах нагрева под камерой коксовой печи, в зависимости от степени открытия клапана, через пол камеры коксовой печи создает температурный градиент, тем самым существенно повышая качество кокса. В этой публикации не описано образование отложений, вызванное пиролизом коксового газа.[0007] In the application US 6187148 B1 describes a valve for a coke oven without recuperation, through which it is possible to better control the gas pressure inside the chamber of the coke oven and as a result of which air can be supplied to the downward channels. The valve contains a rotating plug with a conical end, which translationally connects or disconnects the internal cavity of the coke oven chamber using a downward channel in order to control and regulate the gas pressure inside the furnace. By controlling the gas pressure, the volume of combustion air can be adjusted as a function of the temperature gradients allowed in the furnace. The combustion of most of the coal gas in auxiliary heating spaces under the coke oven chamber, depending on the degree of opening of the valve, creates a temperature gradient across the floor of the coke oven chamber, thereby significantly improving the quality of coke. This publication does not describe the formation of deposits caused by pyrolysis of coke oven gas.
[0008] Вследствие комбинации низкого парциального давления и низкой температуры эти подвергнувшиеся крекингу углеводородные соединения преимущественно образуют отложения на входе или внутри нисходящих каналов, направленных вниз, в нижнюю часть печи, например, в виде элементарного углерода, графита, смолы, сажи или других подобных веществ. Насыщенные углеродом отложения представляют собой значительный фактор помехи в работе камер коксовых печей. Например, такие отложения затрудняют работу газопроводных систем, так что поток газа для подогрева замедляется или даже останавливается.[0008] Due to the combination of low partial pressure and low temperature, these cracked hydrocarbon compounds predominantly form deposits at the inlet or inside the downward channels directed downward to the bottom of the furnace, for example, in the form of elemental carbon, graphite, resin, soot or other similar substances . Carbon-rich deposits are a significant interference factor in the operation of coke oven chambers. For example, such deposits hinder the operation of gas piping systems, so that the gas flow for heating slows down or even stops.
[0009] До настоящего времени эта проблема, по сути, решалась путем периодической подачи в нисходящие каналы сжатого воздуха, в зависимости от внешнего вида выпускаемых отработанных газов печи и в зависимости от расчетной производительности печи, так чтобы удалить углеродные отложения из сечений каналов посредством импульсного воздействия сжатым воздухом. Для этого используются запираемые смотровые отверстия нисходящих каналов, расположенные на крыше печи, чтобы в открытом состоянии обеспечить доступ к расположенным ниже каналам. Для очистки этих каналов операторы в течение определенного периода времени вручную продувают сжатый воздух через воздушную пику в смотровое отверстие. Благодаря подаче сжатого воздуха углеродные отложения, находящиеся на пути потока, сгорают под действием свободных OH-радикалов, содержащихся в воздухе. Подача сжатого воздуха может, например, обеспечиваться передвижным компрессором.[0009] To date, this problem, in fact, has been solved by periodically supplying compressed air to the downward channels, depending on the appearance of the exhaust gases from the furnace and depending on the design capacity of the furnace, so as to remove carbon deposits from the cross-sections of the channels by impulse exposure compressed air. To do this, use lockable inspection openings of the downward channels located on the furnace roof in order to open access to the channels located below. To clean these channels, operators manually blow compressed air through an air lance into the inspection hole for a certain period of time. Due to the supply of compressed air, carbon deposits in the flow path are burnt by the action of free OH radicals contained in the air. The supply of compressed air may, for example, be provided by a mobile compressor.
[0010] Хотя данная процедура ручной обработки удаляет углеродные отложения, она может оказаться неудачной, поскольку в состоянии, когда двери печи закрыты, во время работы с крыши невозможно осуществить визуальный контроль входного сечения нисходящих каналов. Одновременное снижение скорости процесса, в свою очередь, приводит к задержкам в последовательности технологических операций.[0010] Although this manual processing procedure removes carbon deposits, it may be unsuccessful because in the state when the oven doors are closed, it is not possible to visually inspect the inlet section of the downward channels during operation from the roof. A simultaneous decrease in the speed of the process, in turn, leads to delays in the sequence of technological operations.
[0011] Постоянная подача воздуха в нисходящие каналы направленных вниз боковых стенок печи и так приводит к дожигу недогоревших неочищенных газов и, учитывая связанное с этим снижение эффективности подогрева, является нежелательной для каналов топочных газов, расположенных дальше вниз по потоку под камерой печи. Когда нисходящие каналы ограничены или заблокированы, разрежение в камере печи над углем снижается или может даже случиться, что возникает избыточное давления. При снижении указанного разрежения уменьшается доля всасываемого воздуха, а при избыточном давлении воздух, необходимый для первичного горения, уже не может поступать в камеру печи. В этом случае выделяемые неочищенные газы выходят через отверстия для основного воздуха в крыше печи и двери печи, создавая значительную нагрузку на окружающую среду. Соответственно, необходимо найти возможности избежать образования таких отложений или обеспечить периодическое их удаление. При этом, однако, визуальный контроль является нежелательным из практических и экономических соображений.[0011] A constant supply of air into the downward channels of the furnace side walls downward and so on leads to the burning of unburned crude gases and, given the associated reduction in heating efficiency, is undesirable for flue gas channels located further downstream under the furnace chamber. When the downward channels are restricted or blocked, the vacuum in the furnace chamber above the coal decreases or it may even happen that an overpressure occurs. With a decrease in this rarefaction, the fraction of intake air decreases, and at overpressure, the air necessary for primary combustion can no longer enter the chamber of the furnace. In this case, the emitted crude gases exit through the openings for the main air in the roof of the furnace and the door of the furnace, creating a significant burden on the environment. Accordingly, it is necessary to find ways to avoid the formation of such deposits or to ensure their periodic removal. At the same time, however, visual control is undesirable for practical and economic reasons.
[0012] Процесс коксования угля согласно принципу «без рекуперации» или «с рекуперацией тепла» следует определенному циклу коксования, во время которого в соответствующих зонах камеры коксовой печи преобладают определенные значения температуры и давления. Во время коксования угля определенное количество угля загружается при температуре окружающей среды в камеру печи, для загрузки и работы субстехиометрически над подом печи. Благодаря этому обстоятельству падение температуры, которое может быть зарегистрировано термопарами, обычно устанавливаемыми в сводчатой зоне камеры печи, изначально происходит в этой камере.[0012] The process of coking coal according to the principle of “without recovery” or “with heat recovery” follows a certain coking cycle, during which certain values of temperature and pressure prevail in the respective areas of the coke oven chamber. During coking of coal, a certain amount of coal is loaded at ambient temperature into the chamber of the furnace, to load and work sub-stoichiometrically on the hearth of the furnace. Due to this circumstance, a drop in temperature, which can be detected by thermocouples, usually installed in the vaulted zone of the furnace chamber, initially occurs in this chamber.
[0013] При нормальной работе после процедуры загрузки в течение интервала времени τ/τкон=0-0,15 падение температуры в камере печи характеризуется тем, что температурный минимум температуры камеры печи находится в пределах 800-1150°C, в зависимости от типа печи. Отношение τ/τкон соответствует стандартному времени работы печи. Начиная с первоначального уровня температуры приблизительно 1000-1450°C на момент загрузки печи (τ/τкон=0), температура в камере печи, в зависимости от типа печи, вскоре снижается до приблизительно 200-350°C. В течение следующего интервала времени (τ/τкон=0,15-1,0) температура в камере печи вновь приближается к начальному значению.[0013] During normal operation after the loading procedure during the time interval τ / τ con = 0-0.15, the temperature drop in the furnace chamber is characterized by the fact that the temperature minimum of the furnace chamber temperature is in the range of 800-1150 ° C, depending on the type ovens. The ratio τ / τ con corresponds to the standard time of the furnace. Starting from an initial temperature level of approximately 1000-1450 ° C at the time of the furnace load (τ / τ con = 0), the temperature in the furnace chamber, depending on the type of furnace, soon reduced to about 200-350 ° C. During the next time interval (τ / τ con = 0.15-1.0), the temperature in the furnace chamber again approaches the initial value.
[0014] В DE 102006004669 А1 описана коксовая печь горизонтальной конструкции, так называемая коксовая печь «без рекуперации» или «с рекуперацией тепла», которая содержит по меньшей мере измерительное устройство для измерения концентрации составляющих газа в камере коксовой печи, поде коксовой печи и/или дымовом канале печи и в которой оптимальная подача основного и/или вспомогательного воздуха определяется и регулируется посредством компьютера для контроля технологического процесса на основе этих данных. Изобретение также относится к процессу коксования угля, в котором используется такая печь. В этом изобретении описано применение параметров измерения для автоматического регулирования подачи воздуха горения, однако не описано удаление углеродных отложений и специфика этой задачи.[0014] DE 102006004669 A1 describes a horizontal coke oven, the so-called coke oven "without recovery" or "with heat recovery", which contains at least a measuring device for measuring the concentration of gas components in the coke oven chamber, the bottom of the coke oven and / or the smoke channel of the furnace and in which the optimum supply of main and / or auxiliary air is determined and controlled by a computer to control the process based on this data. The invention also relates to a coal coking process in which such a furnace is used. This invention describes the use of measurement parameters for automatically controlling the combustion air supply, but does not describe the removal of carbon deposits and the specifics of this task.
[0015] В US 4124450 А описан способ для уменьшения количества первичного воздуха, подаваемого в камеру коксовой печи в течение периода коксования посредством сохранения количества нагретого вспомогательного воздуха для сжигания, частично сгоревшего коксового газа в боковых нисходящих каналах так, чтобы в боковых каналах установилась температура 1200-2400°F, а в подовых каналах вспомогательного воздуха под камерой коксовой печи установилась температура 1800-2700°F, где посредством дальнейшего сжигания частично сгоревшего коксового газа из нисходящих каналов по причине того, что коксование происходит от потолка к дну и сторонам коксового пирога, оставшийся частично сгоревший коксовый газ сжигается в боковой камере сгорания, загруженной брикетами при температуре по меньшей мере 1600°F, и выходящие газы удаляются в шахту выходящих газов при разрежении в водяной столб в диапазоне от 3,8-4,3 мм.[0015] US 4,124,450 A describes a method for reducing the amount of primary air supplied to a coke oven chamber during a coking period by storing the amount of heated auxiliary combustion air that partially burned coke oven gas in the side down channels so that a temperature of 1200 is established in the side channels -2400 ° F, and in the bottom channels of the auxiliary air under the coke oven chamber, a temperature of 1800-2700 ° F was established, where by further burning partially burnt coke oven gas from the downstream channels due to the fact that coking occurs from the ceiling to the bottom and sides of the coke cake, the remaining partially burnt coke oven gas is burned in the side combustion chamber loaded with briquettes at a temperature of at least 1600 ° F, and the exhaust gases are removed into the exhaust gas shaft when rarefied water column in the range from 3.8-4.3 mm.
[0016] В WO 2006128612 А1 описано устройство для сжигания коксового газа в камере сгорания коксовой печи типа «без рекуперации» и «с рекуперацией тепла», где множество входных отверстий для первичного воздуха расположено на крыше каждой камеры печи таким образом, что коксовый газ, который формируется во время коксования, равномерно вступает в контакт с необходимым количеством первичного газа для частичного сжигания коксового газа, и эти входные отверстия для первичного газа над печью для каждой камеры печи сгруппированы отдельно посредством системы подачи воздуха, а системы подачи воздуха отдельных камер печи присоединены к системе подачи воздуха общей для многих камер печи, и управляющий элемент для изменения количества первичного воздуха во время процесса коксования в каждом случае предусмотрен между общей системой подачи воздуха и системами подачи воздуха для отдельных камер печи.[0016] WO 2006128612 A1 describes a device for burning coke oven gas in a combustion chamber of a coke oven of the type “without recovery” and “with heat recovery”, where a plurality of inlets for primary air are located on the roof of each furnace chamber so that coke oven gas which is formed during coking, evenly comes into contact with the required amount of primary gas for partial combustion of coke oven gas, and these inlet openings for primary gas above the furnace for each furnace chamber are grouped separately by means of topics of air supply, and the air supply systems of individual chambers of the furnace are connected to the air supply system common to many chambers of the furnace, and a control element for changing the amount of primary air during the coking process is in each case provided between the common air supply system and air supply systems for individual chambers ovens.
[0017] В DE 3701875 А1 описан способ производства кокса в коксовой печи «без рекуперации», имеющей камеру коксования, в которой уголь подогревают посредством газопровода, ведущего к нагретому потоку под камерой коксования, в то время как в камере коксования достигается разрежение, и где воздух подается в камеру коксования в таком количестве, что уменьшение атмосферного воздуха достигается не только в камере коксования, но также и в нагретом потоке, где, кроме того, горячие газообразные продукты сгорания, все еще содержащие горючие вещества, подаются из нагретого потока в камеру сгорания выходящих газов, в которой горючие вещества сжигают посредством избыточного воздуха при температуре, которая уменьшает до минимума образование оксидов азота, сформированных из составных частей оксида азота в газах сгорания, и затем осуществляется десульфурация и рекуперация тепла.[0017] DE 3701875 A1 describes a method for producing coke in a “non-recuperated” coke oven having a coking chamber in which coal is heated by means of a gas pipe leading to a heated stream under the coking chamber, while vacuum is achieved in the coking chamber, and where air is supplied to the coking chamber in such an amount that atmospheric air is reduced not only in the coking chamber, but also in a heated stream, where, in addition, hot gaseous products of combustion, still containing combustible substances, are fed Xia heated stream of exhaust gases in the combustion chamber in which flammable substances is burnt by means of excess air at a temperature which minimizes formation of nitrogen oxides formed from the nitrogen oxide constituents in the combustion gases, and then desulfurization is carried out and heat recovery.
[0018] Давление в камере коксовой печи также изменяется в процессе получения кокса. Коксовые печи «без рекуперации» и «с рекуперацией тепла» работают в режиме разрежения, благодаря чему этот тип печей имеет репутацию безопасных с точки зрения выбросов. Уровень разрежения в камерах обычно регулируется и устанавливается посредством всасывающего вентилятора или посредством использования естественной тяги в дымовой трубе с тем, чтобы обеспечить достаточный поток воздуха в объеме, достаточном для сгорания максимального объема неочищенных газов, выделяющихся на начальном этапе коксования угля, чтобы избежать потерь, связанных с затуханием пламени и выбросами через отверстия для основного воздуха и двери печи. Разрежение в камере печи над угольным пирогом может находиться в пределах -10÷-100 Па.[0018] The pressure in the chamber of the coke oven also changes during the production of coke. Coke ovens “without heat recovery” and “with heat recovery” operate in rarefaction mode, so this type of furnace has a reputation for being safe from the point of view of emissions. The vacuum level in the chambers is usually regulated and set by means of a suction fan or by using natural draft in the chimney so as to ensure a sufficient air flow in a volume sufficient to burn the maximum amount of untreated gases emitted at the initial stage of coal coking, to avoid losses associated with with flame attenuation and emissions through openings for the main air and the furnace door. The vacuum in the furnace chamber above the coal cake may be in the range of -10 ÷ -100 Pa.
[0019] Таким образом, имеются признаки, на основе которых можно осуществлять периодическое удаление углеродных отложений. Следовательно, целью является осуществление удаления углеродных отложений в соответствующих зонах внутри камеры коксовой печи на основе замеренных значений давления и температуры. Удаление углеродных покрытий должно осуществляться как можно более простым способом, чтобы позволить осуществление удаления данных покрытий без выключения камеры коксовой печи или даже во время ее работы.[0019] Thus, there are signs on the basis of which it is possible to periodically remove carbon deposits. Therefore, the goal is to remove carbon deposits in the corresponding areas inside the coke oven chamber based on the measured pressure and temperature. The removal of carbon coatings should be as simple as possible in order to allow the removal of these coatings without turning off the coke oven chamber or even during its operation.
[0020] Настоящее изобретение решает эту задачу посредством предоставления способа, согласно которому сжатый воздух периодически подается в нисходящие каналы в зависимости от по меньшей мере одного параметра измерения таким образом, чтобы обеспечить возможность удаления скопившихся там углеродных отложений посредством подачи сжатого воздуха в нисходящий канал. Удаление покрытий осуществляется путем сжигания таким образом, чтобы указанные углеродные отложения вступали в реакцию со свободными OH-радикалами, а также с содержащимся в подаваемом газе кислородом и чтобы обеспечить дополнительный эффект всасывания и очистки, полученный посредством импульсного воздействия впускаемого сжатого воздуха. Подача сжатого воздуха осуществляется предпочтительно через смотровые отверстия нисходящих каналов, поскольку они легкодоступны и поскольку легко осуществить их модернизацию.[0020] The present invention solves this problem by providing a method whereby compressed air is periodically supplied to downstream channels depending on at least one measurement parameter so as to enable removal of carbon deposits accumulated therein by supplying compressed air to the downstream channel. Coating is removed by burning so that these carbon deposits react with free OH radicals, as well as with the oxygen contained in the feed gas, and to provide an additional suction and purification effect obtained by pulsed exposure to the intake compressed air. The supply of compressed air is preferably carried out through the inspection openings of the downward channels, since they are easily accessible and since it is easy to upgrade them.
[0021] Управление подачей воздуха может быть выполнено, например, посредством измерения давления в каких-либо точках камеры коксовой печи. Однако управление подачей воздуха также может быть выполнено, например, посредством измерения температуры в каких-либо точках камеры коксовой печи. Подаваемый сжатый воздух содержит кислород, необходимый для выгорания покрытий. Для осуществления настоящего изобретения также может быть использован другой обогащенный кислородом газ.[0021] Air supply control can be performed, for example, by measuring pressure at some points in the coke oven chamber. However, the control of the air supply can also be performed, for example, by measuring the temperature at some points of the coke oven chamber. The supplied compressed air contains oxygen necessary for the burning of coatings. Other oxygen-enriched gas may also be used to implement the present invention.
[0022] Настоящее изобретение позволяет удалять углеродные покрытия во время работы печи, без необходимости приостановки работы и разборки камеры коксовой печи. Воздух или насыщенный кислородом газ подается в нисходящие каналы с использованием выбранного подхода посредством сигналов измерительного оборудования или по истечении заданного временного интервала с тем, чтобы осуществить временное введение насыщенного кислородом газа. Таким образом, это позволяет избежать частичного охлаждения используемых нисходящих каналов в результате неконтролируемой или чрезмерной подачи насыщенного кислородом газа и вызванного этим возможного повреждения камеры коксовой печи.[0022] The present invention allows the removal of carbon coatings during operation of the furnace, without the need for suspension and disassembly of the coke oven chamber. Air or oxygen-saturated gas is supplied to the downstream channels using the selected approach through the signals of the measuring equipment or after a predetermined time interval so as to temporarily introduce oxygen-saturated gas. Thus, this avoids the partial cooling of the downstream channels used as a result of the uncontrolled or excessive supply of oxygenated gas and the consequent possible damage to the coke oven chamber.
[0023] В частности, заявляется способ автоматического удаления углеродных отложений из проточных каналов в коксовых печах «без рекуперации» и «с рекуперацией тепла», а также входных отверстий их нисходящего сечения, которые находятся на боковой стороне камеры печи, где[0023] In particular, a method is claimed for automatically removing carbon deposits from flow channels in coke ovens “without heat recovery” and “with heat recovery”, as well as downstream inlet openings that are located on the side of the furnace chamber, where
- коксовая батарея содержит несколько камер коксовых печей, каждая из которых содержит две боковые стенки камеры коксовой печи и расположенные в них нисходящие каналы, по магистрали сжатого воздуха подается сжатый воздух,- the coke oven battery contains several coke oven chambers, each of which contains two side walls of the coke oven chamber and downstream channels located in them, compressed air is supplied along the compressed air line,
и который отличается тем, чтоand which is different in that
- часть потока сжатого воздуха отводится в по меньшей мере одну камеру коксовой печи и поступает в нисходящие каналы и может быть перекрыта и- part of the compressed air stream is diverted into at least one coke oven chamber and enters downstream channels and can be shut off and
- сжатый воздух подается посредством конца трубы в нисходящие каналы, где конец трубы расположен так, что воздух попадает на точки, где, как установлено опытным путем, собирается большая часть отложений, и- compressed air is supplied through the end of the pipe to the downward channels, where the end of the pipe is located so that the air enters the points where, as established experimentally, most of the deposits are collected, and
- такая часть потока сжатого воздуха подается в по меньшей мере один нисходящий канал в зависимости от по меньшей мере одного параметра измерения для давления или температуры таким образом, чтобы можно было удалить скопившиеся там углеродные отложения путем продувки сжатого воздуха, подаваемым в нисходящий канал.- such a portion of the compressed air stream is fed into at least one downward channel depending on at least one measurement parameter for pressure or temperature so that carbon deposits accumulated therein can be removed by blowing off the compressed air supplied to the downward channel.
[0024] Этот параметр измерения, например, представляет собой манометрический параметр, который измерен по меньшей мере в одной точке коксовой печи. Затем он сопоставляется с уже известным расчетным значением или с другим измеримым значением давления. Как правило, таким образом измеряют одно или два отдельных манометрических параметра. Например, манометрический параметр представляет собой перепад давлений, измеренный в камерах сгорания над и под угольно-коксовым пирогом, т.е. между основным пространством нагрева и расположенными под камерой коксовой печи каналами топочных газов, и который достигает Δр>30 Па, для запуска и активации подачи сжатого воздуха. Манометрический параметр может представлять собой перепад давлений, измеренный между газовым пространством камеры коксовой печи, основным пространством нагрева и окружающей атмосферой и который достигает -70 Па<Δр<+40 Па, для запуска и активации подачи сжатого воздуха.[0024] This measurement parameter, for example, is a gauge parameter that is measured at least at one point in a coke oven. Then it is compared with an already known calculated value or with another measurable pressure value. Typically, one or two separate gauge parameters are measured in this way. For example, the gauge parameter is the pressure drop measured in the combustion chambers above and below the carbon-coke cake, i.e. between the main heating space and the flue gas channels located under the coke oven chamber, and which reaches Δp> 30 Pa, to start and activate the supply of compressed air. The gauge parameter can be a pressure differential measured between the gas space of the coke oven chamber, the main heating space and the surrounding atmosphere and which reaches -70 Pa <Δp <+40 Pa, to start and activate the compressed air supply.
[0025] В случае, когда нисходящие каналы заблокированы из-за засорения выше по потоку, тогда перепад давления между обеими камерами сгорания, т.е. между основным пространством нагрева и вспомогательным пространством нагрева, как установлено опытным путем, повышается до значений Δр>30 Па. Из-за засорения процесс дожигания в подовых каналах вспомогательного воздуха не обеспечивается недогоревшим коксовым газом. В результате угольная шихта нагревается только сверху, т.е. теплом от процесса первичного горения. Это приводит к уменьшению скорости процесса, что, как установлено опытным путем, приводит к снижению производительности печи.[0025] In the case where the downflow channels are blocked due to upstream clogging, then the pressure drop between the two combustion chambers, i.e. between the main heating space and the auxiliary heating space, as established experimentally, rises to values Δp> 30 Pa. Due to clogging, the afterburning process in the hearth channels of the auxiliary air is not provided by unburned coke oven gas. As a result, the coal charge is heated only from above, i.e. heat from the primary combustion process. This leads to a decrease in the speed of the process, which, as established experimentally, leads to a decrease in the productivity of the furnace.
[0026] Измеряемый параметр может также представлять собой температурный параметр, который измерен по меньшей мере в одной точке коксовой печи. Этот температурный параметр представляет собой, например, температуру, измеренную в газовом пространстве над коксовым пирогом и которая превышает Т=1100°C, для запуска и активации подачи сжатого воздуха.[0026] The measured parameter may also be a temperature parameter, which is measured at least at one point in the coke oven. This temperature parameter is, for example, the temperature measured in the gas space above the coke cake and which exceeds T = 1100 ° C, to start and activate the supply of compressed air.
[0027] Сжатый воздух представляет собой, например, обычный неосушенный воздух с составом, как у атмосферного. Его пропускают через компрессор до уровня давления, подходящего для введения или подачи в смотровые отверстия нисходящих каналов. Несмотря на это сжатый воздух может также представлять собой воздух, который обогащен кислородом. Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения сжатый воздух также может быть заменен на чистый кислород. Для лучшего исполнения сжатый воздух также может обогащаться негорючими газами. Таким образом, сжатый воздух также может обогащаться азотом или отходящим газом, отводимым из зоны процесса сжигания. Рабочая среда также может представлять собой чистый кислород. Наконец, сжатый воздух может представлять собой воздух, смешанный с частично или полностью прогоревшим отходящим газом камеры коксовой печи. Рабочая среда обычно подается при избыточном давлении 0,1-10 бар. Рабочая среда может быть осушенной или неосушенной.[0027] Compressed air is, for example, ordinary, non-dried air with atmospheric composition. It is passed through a compressor to a pressure level suitable for introducing or feeding downward channels into the inspection openings. Despite this, compressed air may also be air that is enriched with oxygen. According to another embodiment of the present invention, compressed air can also be replaced with pure oxygen. For best performance, compressed air can also be enriched with non-combustible gases. Thus, compressed air can also be enriched with nitrogen or exhaust gas discharged from the combustion process zone. The working medium may also be pure oxygen. Finally, the compressed air may be air mixed with partially or completely burnt off gas from the coke oven chamber. The working medium is usually supplied at a pressure of 0.1-10 bar. The working environment may be drained or not drained.
[0028] Для запуска и активации продувки сжатого воздуха предпочтительно считываются замеренные значения зондов, анализируемые и контролируемые цифровым вычислительным устройством. Для реализации настоящего изобретения уже достаточно, если цифровым вычислительным устройством считывают, анализируют и контролируют значения измерения по меньшей мере одного манометрического или температурного параметра таким образом, чтобы это вычислительное устройство, в зависимости от значений измерения, включало по меньшей мере одну продувку сжатого воздуха во вспомогательный трубопровод и связанные нисходящие каналы. Однако указанное вычислительное устройство может также включать по меньшей мере одну продувку подаваемого сжатого воздуха в распределительную магистраль и связанный нисходящий канал в зависимости от значений измерения.[0028] To start and activate a purge of compressed air, preferably measured probe values are read and analyzed and monitored by a digital computing device. For the implementation of the present invention, it is already sufficient if at least one gauge or temperature parameter is read, analyzed and controlled by a digital computing device so that this computing device, depending on the measurement values, includes at least one purge of compressed air in the auxiliary pipeline and associated downward channels. However, said computing device may also include at least one purge of the supplied compressed air to the distribution line and the associated downward channel, depending on the measurement values.
[0029] В еще одном варианте осуществления определено множество измерений таким образом, что, например, осуществляется комбинированное измерение и анализ измеряемых сигналов температуры и давления, и часть потока сжатого воздуха периодически подается в по меньшей мере один нисходящий канал в зависимости от по меньшей мере двух параметров измерения.[0029] In yet another embodiment, a plurality of measurements are defined such that, for example, a combined measurement and analysis of the measured temperature and pressure signals is performed, and a portion of the compressed air stream is periodically supplied to at least one downstream channel depending on at least two measurement parameters.
[0030] Кроме того, возможно осуществление периодической подачи сжатого воздуха на основе эмпирических значений с тем результатом, что измеряемое значение представляет собой эмпирическое определение временного интервала, согласно которому эта часть потока сжатого воздуха периодически передается в по меньшей мере один нисходящий канал. В качестве примера, эмпирические значения могут определяться посредством предшествующих измерений по меньшей мере одного параметра измерения значения давления или температуры.[0030] In addition, it is possible to periodically supply compressed air based on empirical values with the result that the measured value is an empirical determination of the time interval according to which this part of the compressed air stream is periodically transmitted to at least one downstream channel. As an example, empirical values may be determined by previous measurements of at least one pressure or temperature measurement parameter.
[0031] Удаление углеродных покрытий может осуществляться в каждом нисходящем канале всех камер коксовых печей. Однако удаление углеродных покрытий также может осуществляться в отдельном нисходящем канале всех камер коксовых печей или в каждом нисходящем канале только одной коксовой батареи. Кроме того, возможно осуществление удаления углеродных покрытий в других участках камеры коксовой печи, хотя нисходящие каналы представляют предпочтительное место для применения настоящего изобретения. Для этого конец трубы располагают таким образом, чтобы, в зависимости от по меньшей мере одного параметра измерения значения давления или температуры, часть потока сжатого воздуха поступала на точки, где, как установлено опытным путем, собирается большая часть отложений.[0031] The removal of carbon coatings can be carried out in each downward channel of all coke oven chambers. However, the removal of carbon coatings can also be carried out in a separate downstream channel of all coke oven chambers or in each downstream channel of only one coke oven battery. In addition, it is possible to carry out the removal of carbon coatings in other parts of the chamber of the coke oven, although the downward channels represent a preferred place for the application of the present invention. To do this, the end of the pipe is positioned so that, depending on at least one parameter for measuring pressure or temperature, part of the compressed air stream flows to the points where, as established experimentally, most of the deposits are collected.
[0032] Из-за большого геометрического расстояния в несколько метров до соответствующих нисходящих каналов, расположенных ниже по потоку, удаление углеродных покрытий посредством известной из уровня техники регулируемой подачи повышенного объема основного воздуха в камеру коксовой печи не дает очищающего эффекта. Для печей с подачей воздуха через крышу это объясняется тем фактом, что поток основного воздуха, подаваемый через крышку печи, изначально в нормальном направлении поступает в камеру коксовой печи, причем указанный поток воздуха направлен вертикально вниз и попадает на поверхность угольного пирога. Далее вниз по этому пути концентрация кислорода непрерывно снижается из-за процессов горения, и остаточная концентрация кислорода у поверхности угольного пирога оказывается настолько низкой, что не имеет какого-либо эффекта с точки зрения горения и удаления отложений из-за значительного расстояния до нисходящих каналов.[0032] Due to the large geometric distance of several meters to the corresponding downstream channels located downstream, the removal of carbon coatings by means of the prior art controlled delivery of an increased volume of main air into the coke oven chamber does not have a cleaning effect. For furnaces with air supply through the roof, this is due to the fact that the main air stream supplied through the furnace lid initially enters the coke oven chamber in the normal direction, and this air flow is directed vertically downward and hits the surface of the coal cake. Further down this path, the oxygen concentration continuously decreases due to combustion processes, and the residual oxygen concentration at the surface of the coal cake turns out to be so low that it does not have any effect in terms of combustion and removal of deposits due to the considerable distance to the descending channels.
[0033] Непропорциональное увеличение объема основного воздуха невозможно, поскольку процесс требует субстехиометрических условий над шихтой в камере сгорания.[0033] A disproportionate increase in the volume of the main air is impossible, since the process requires sub-stoichiometric conditions above the charge in the combustion chamber.
[0034] Кроме того, заявлено устройство, посредством которого может быть реализован способ согласно изобретению. В частности, заявлено устройство в камере коксовой печи для автоматического удаления углеродных отложений из проточных каналов в коксовых печах «без рекуперации» и «с рекуперацией тепла», причем указанное устройство содержит[0034] Furthermore, an apparatus is claimed by which the method of the invention can be implemented. In particular, the claimed device in the chamber of the coke oven for the automatic removal of carbon deposits from flow channels in coke ovens "without recovery" and "with heat recovery", and this device contains
- магистраль сжатого воздуха, установленную на крыше печи коксовой батареи, содержащую несколько камер коксовой печи и соединяющую камеры коксовых печей в поперечном направлении,- a compressed air line installed on the roof of the coke oven furnace, containing several coke oven chambers and connecting the coke oven chambers in the transverse direction,
и которое отличается тем, чтоand which differs in that
- магистраль сжатого воздуха на крыше содержит по меньшей мере один отвод, который далее по направлению потока оканчивается трубой, которая в одном нисходящем канале в камере коксовой печи содержит конец трубы для выпуска сжатого воздуха, и- the compressed air line on the roof contains at least one outlet, which further in the direction of flow ends with a pipe, which in one downward channel in the coke oven chamber contains the end of the pipe for discharging compressed air, and
- конец трубы расположен таким образом, чтобы воздух поступал на точки, где, как установлено опытным путем, собирается большая часть отложений, и по меньшей мере один зонд измерения давления или температуры расположен в по меньшей мере одной точке в коксовой печи, и- the end of the pipe is arranged so that air enters the points where, as established experimentally, most of the deposits are collected, and at least one probe for measuring pressure or temperature is located at least at one point in the coke oven, and
- последняя имеет цифровой вычислительный блок, который считывает и контролирует контрольные значения из по меньшей мере одного датчика давления или одной термопары таким образом, что этот вычислительный блок, в зависимости от измеренных значений, включает продувку сжатого воздуха во вспомогательный трубопровод и в по меньшей мере один нисходящий канал.- the latter has a digital computing unit that reads and monitors the control values from at least one pressure sensor or one thermocouple so that this computing unit, depending on the measured values, includes a purge of compressed air into the auxiliary pipeline and at least one downstream channel.
[0035] Например, сжатый воздух можно обеспечивать посредством компрессора. Затем он поступает в магистраль сжатого воздуха. Предпочтительно она проходит в поперечном направлении относительно коксовой батареи. Она может быть установлена на уровне крыши коксовой батареи. Однако она также может быть установлена, например, на уровне площадок обслуживания пода печи, расположенных сбоку в передней части печи коксовой батареи. Кроме того, возможна установка этой линии на уровне земли.[0035] For example, compressed air may be provided by a compressor. Then it enters the compressed air line. Preferably, it extends laterally with respect to the coke oven battery. It can be installed at the roof level of the coke oven battery. However, it can also be installed, for example, at the level of the hearth service platforms located laterally in the front of the coke oven furnace. In addition, it is possible to install this line at ground level.
[0036] Трубопровод на крыше коксовой батареи содержит отвод, который далее по направлению потока оканчивается во вспомогательном трубопроводе, проходящем в продольном направлении печи от машинной стороны до коксовой стороны печи, и от которого далее по потоку отходит по меньшей мере еще один трубопровод, при этом указанный трубопровод, оканчивающийся в конце трубы, подходит для выпуска сжатого воздуха в нисходящий канал.[0036] The pipeline on the roof of the coke oven battery contains a branch, which then ends in the direction of flow in the auxiliary pipe, passing in the longitudinal direction of the furnace from the machine side to the coke side of the furnace, and from which at least one more pipe leaves further downstream, the specified pipe ending at the end of the pipe, suitable for the release of compressed air into the downward channel.
[0037] Для такого результата каждая камера коксовой печи коксовой батареи может иметь отвод в проходящей поперек коксовой батареи магистрали сжатого воздуха, при этом указанный отвод далее ведет к другому отводу в каждый нисходящий канал стенки камеры коксовой печи. Однако также возможно, что только одна камера коксовой печи имеет отвод, от которого все нисходящие каналы снабжаются сжатым воздухом в другие отводы. Кроме того, также возможно, что каждая камера коксовой печи имеет отвод в поперечно проходящей магистрали сжатого воздуха, тем самым сжатый воздух снабжает только один нисходящий канал. Наконец, также возможно, что только один трубопровод на крыше коксовой батареи имеет отвод, который далее по направлению потока оканчивается во вспомогательном трубопроводе, проходящем в продольном направлении печи от машинной стороны до коксовой стороны печи и от которого отходит только еще одна распределительная магистраль далее по направлению потока, которая оканчивается в конце трубы, которая подходит для выпуска сжатого воздуха в нисходящий канал.[0037] For such a result, each coke oven chamber of the coke oven battery may have a branch in the compressed air line extending across the coke oven battery, while this branch further leads to a different outlet into each downward channel of the coke oven chamber wall. However, it is also possible that only one coke oven chamber has a branch, from which all downstream channels are supplied with compressed air to other branches. In addition, it is also possible that each chamber of the coke oven has a branch in the transverse passage of compressed air, thereby compressed air supplies only one downward channel. Finally, it is also possible that only one pipeline on the roof of the coke oven battery has a branch that further in the direction of flow ends in an auxiliary pipe extending in the longitudinal direction of the furnace from the machine side to the coke side of the furnace and from which only one more distribution line goes further flow, which ends at the end of the pipe, which is suitable for the release of compressed air into the downward channel.
[0038] В одном из простых вариантов осуществления возможно, что конец трубы, подходящий для выпуска сжатого воздуха, оканчивается в каждом нисходящем канале каждой камеры коксовой печи коксовой батареи.[0038] In one simple embodiment, it is possible that a pipe end suitable for discharging compressed air ends in each downstream channel of each coke oven chamber of the coke oven battery.
[0039] В одном из вариантов осуществления способа согласно изобретению по меньшей мере один конец трубы имеет встроенное струйное сопло, которое подходит для выпуска сжатого воздуха. В предпочтительной конструкции выходные отверстия струйного сопла могут быть сконфигурированы так, чтобы сжатый воздух поступал в сечение отверстия нисходящего канала под углом к вертикальной оси, большим чем 0°. В еще одном варианте осуществления способа согласно настоящему изобретению по меньшей мере один конец трубы изогнут горизонтально. Как результат, конец трубы, который подходит для выпуска продуваемого сжатого воздуха, может быть направлен на входное отверстие сечения нисходящего канала. В другом варианте осуществления выходное отверстие конца трубы может иметь щелевидную, прямоугольную, кольцеобразную или круглую форму, а также включать комбинацию нескольких этих форм выпускного отверстия. Формы трубы или конфигурации концов трубы, как было описано выше, могут реализовываться только для одной трубы или конца трубы, а также для произвольного числа труб или концов труб.[0039] In one embodiment of the method according to the invention, at least one end of the pipe has an integrated jet nozzle that is suitable for discharging compressed air. In a preferred construction, the outlet openings of the jet nozzle may be configured so that compressed air enters the section of the opening of the downward channel at an angle to the vertical axis greater than 0 °. In yet another embodiment of the method according to the present invention, at least one end of the pipe is bent horizontally. As a result, the end of the pipe, which is suitable for the discharge of purged compressed air, can be directed to the inlet section of the downward channel. In another embodiment, the outlet end of the pipe end may have a slit, rectangular, annular or circular shape, and also include a combination of several of these shapes of the outlet. Pipe shapes or configurations of pipe ends, as described above, can be implemented for only one pipe or pipe end, as well as for an arbitrary number of pipes or pipe ends.
[0040] Принимая во внимание высокие температуры в нисходящем канале, которые находятся в пределах 950-1500°C, конец трубы изготавливают из любого материала, который должен быть устойчивым к повышенным температурам. В примерных конфигурациях конец трубы изготавливают из материалов на основе жаростойкого чугуна, кварцевой керамики или корунда. Предпочтительно материал выбирается из числа жаростойких сталей или из числа огнеупорных керамических строительных материалов. Из этой группы строительных материалов наиболее подходящими являются, например, материалы с повышенным содержанием глинозема, а также материалы с высокой степенью обжига на основе необработанного корунда с долей Al2O3 в диапазоне 50-94%, долей SiO2 в диапазоне 1,5-46%, долей Cr2O3 менее 29%, долей Fe2O3 менее 1,6% и долей ZrO2 менее 32%, поскольку эти материалы характеризуются высокой рабочей температурой свыше 1500°C.[0040] Given the high temperatures in the downward channel, which are in the range of 950-1500 ° C, the end of the pipe is made of any material that must be resistant to elevated temperatures. In exemplary configurations, the end of the pipe is made of materials based on heat-resistant cast iron, quartz ceramic or corundum. Preferably, the material is selected from among heat resistant steels or from among refractory ceramic building materials. From this group of building materials, the most suitable are, for example, materials with a high content of alumina, as well as materials with a high degree of firing based on untreated corundum with a share of Al 2 O 3 in the range of 50-94%, a share of SiO 2 in the range of 1.5- 46%, the share of Cr 2 O 3 less than 29%, the share of Fe 2 O 3 less than 1.6% and the share of ZrO 2 less than 32%, since these materials are characterized by a high working temperature above 1500 ° C.
[0041] Для регулирования потока сжатого воздуха во вспомогательном трубопроводе вспомогательный трубопровод содержит автоматизированный вентиль, служащий как запорное устройство для регулирования подачи сжатого воздуха. Вспомогательный трубопровод также может содержать автоматизированный шиберный затвор для управления и регулирования потока сжатого воздуха. То же относится к концам труб с или без встроенного струйного сопла. Для управления продувкой подаваемого сжатого воздуха по меньшей мере один конец трубы с или без встроенного сопла может содержать автоматизированный вентиль для управления и регулирования потока сжатого воздуха. Однако для управления и регулирования потока сжатого воздуха можно выбрать автоматизированный шиберный затвор. Наконец, управление сжатым воздухом может осуществлять посредством любого произвольного устройства управления и/или регулирования.[0041] To control the flow of compressed air in the auxiliary pipe, the auxiliary pipe contains an automated valve that serves as a shut-off device for regulating the supply of compressed air. The auxiliary pipeline may also include an automated slide gate for controlling and regulating the flow of compressed air. The same applies to pipe ends with or without integrated jet nozzle. To control the purge of the supplied compressed air, at least one end of the pipe with or without an integrated nozzle may include an automated valve for controlling and regulating the flow of compressed air. However, to control and regulate the flow of compressed air, you can choose an automated slide gate. Finally, compressed air can be controlled by any arbitrary control and / or regulation device.
[0042] Все запорные устройства, которые служат для управления и регулирования потока сжатого воздуха, могут приводиться в действие электрически, гидравлически или посредством сжатого воздуха. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения элемент для управления и регулирования потока сжатого воздуха приводится в действие гидравлически. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения элемент для управления и регулирования потока сжатого воздуха приводится в действие электрически. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения элемент для управления и регулирования потока сжатого воздуха приводится в действие пневматически.[0042] All shut-off devices that control and regulate the flow of compressed air can be actuated electrically, hydraulically, or by means of compressed air. In one embodiment of the present invention, an element for controlling and controlling the flow of compressed air is hydraulically actuated. In yet another embodiment of the present invention, an element for controlling and controlling the flow of compressed air is electrically driven. In yet another embodiment of the present invention, an element for controlling and controlling the flow of compressed air is pneumatically actuated.
[0043] Расположение зондов измерения значений на крыше, например, подбирается таким образом, чтобы зонды измерения давления для измерения давления проходили через смотровые отверстия в нисходящие каналы камеры коксовой печи, которые необходимо очистить от углеродных отложений. Однако их также могут вводить в основное пространство нагрева. Например, 1-24 зондов измерения давления для измерения давления вводятся через смотровые отверстия в нисходящие каналы камер коксовой печи, которые необходимо очистить от углеродных отложений. Однако для измерения давления возможно также введение 1-3 зондов измерения давления через крышу печи камеры коксовой печи, которую необходимо очистить от углеродных отложений. Также возможно введение 1-2 зонда измерения давления для измерения давления сбоку через двери камеры печи, которую необходимо очистить от углеродных отложений. Наконец, также возможно введение 1-4 зонда измерения давления для измерения давления сбоку через передние стенки печи, расположенные над дверями камеры коксовой печи и закрывающие основное пространство нагрева. Таким образом, можно получить сравнительный сигнал, который берет значения измерения температуры или давления в одной точке, расположенной в верхней секции камеры коксовой печи и связанной с основным пространством нагрева.[0043] The location of the value measurement probes on the roof, for example, is selected so that the pressure measurement probes for pressure measurement pass through the inspection openings into the descending channels of the coke oven chamber, which must be cleaned of carbon deposits. However, they can also be introduced into the main heating space. For example, 1-24 pressure measuring probes for pressure measurement are introduced through the inspection openings into the descending channels of the coke oven chambers, which must be cleaned of carbon deposits. However, for pressure measurement, it is also possible to introduce 1-3 pressure measurement probes through the roof of the furnace of the coke oven chamber, which must be cleaned of carbon deposits. It is also possible to introduce 1-2 pressure probes to measure the pressure from the side through the chamber door of the furnace, which must be cleaned of carbon deposits. Finally, it is also possible to introduce a 1-4 pressure measuring probe for measuring pressure from the side through the front walls of the furnace located above the coke oven chamber doors and covering the main heating space. Thus, it is possible to obtain a comparative signal that takes the values of the temperature or pressure at a single point located in the upper section of the coke oven chamber and associated with the main heating space.
[0044] Расположение других зондов измерения значений может быть, например, выбрано таким образом, чтобы 1-4 зонда измерения давления для измерения давления вводились через боковые передние стенки камеры печи, расположенные под дверью камеры коксовой печи и закрывающие вспомогательное пространство нагрева, или в подовый канал вспомогательного воздуха. Для измерения давления также возможно введение 1-8 зондов измерения давления через боковые передние стенки камеры печи, расположенные под дверью камеры коксовой печи и закрывающие вспомогательное пространство нагрева, или в подовый канал вспомогательного воздуха. Кроме того, возможно размещение 1-2 зондов измерения давления для измерения давления в соединительных каналах между вспомогательным пространством нагрева под угольным пирогом и каналом сбора отходящего газа коксовой батареи. Кроме того, возможно размещение 1-2 зонда измерения давления для измерения давления в канале сбора отходящего газа, проходящем поперек коксовой батареи на крыше печи. Кроме того, возможно размещение 1-2 зонда измерения давления для измерения давления в канале сбора отходящего газа, проходящем поперек коксовой батареи под дверями камер коксовых печей. Приведенные выше количества следует понимать как примерные конфигурации, где также возможна установка отдельного или нескольких зондов измерения давления в других местах.[0044] The location of the other value measurement probes may, for example, be selected so that 1-4 pressure measurement probes for pressure measurement are introduced through the side front walls of the furnace chamber located under the coke oven chamber door and covering the auxiliary heating space, or into the hearth auxiliary air channel. For pressure measurement, it is also possible to introduce 1-8 pressure measuring probes through the side front walls of the furnace chamber located under the coke oven chamber door and closing the auxiliary heating space, or into the baking channel of the auxiliary air. In addition, it is possible to place 1-2 pressure measuring probes for measuring pressure in the connecting channels between the auxiliary heating space under the coal cake and the coke-oven battery exhaust gas collection channel. In addition, it is possible to place 1-2 pressure measuring probes for measuring pressure in the exhaust gas collection channel extending across the coke oven battery on the roof of the furnace. In addition, it is possible to place 1-2 pressure measuring probes for measuring pressure in the exhaust gas collection channel, passing across the coke oven battery under the doors of the coke oven chambers. The above quantities should be understood as exemplary configurations, where it is also possible to install a single or several pressure measuring probes in other places.
[0045] Таким образом, измерения давления также могут производиться в соединительных каналах между вспомогательным пространством нагрева под угольным пирогом и каналом сбора отходящего газа коксовой батареи. В одном из вариантов осуществления в этих каналах поток направлен вверх, поскольку канал сбора отходящего газа находится на крыше печи. В этом случае эти каналы называют «вертикальными», и они также располагаются в боковых стенках коксовой печи, хотя и между нисходящими каналами. Посредством размещения зондов измерения давления в газовом потоке выше и ниже по потоку от отложений, затрудняющих нормальную циркуляцию, следовательно, можно определить перепад давления как измеренный параметр.[0045] Thus, pressure measurements can also be made in the connecting channels between the auxiliary heating space under the coal cake and the exhaust gas collection channel of the coke oven battery. In one embodiment, the flow is directed upward in these channels, since the exhaust gas collection channel is located on the roof of the furnace. In this case, these channels are called "vertical", and they are also located in the side walls of the coke oven, although between the descending channels. By placing the pressure measuring probes in the gas stream upstream and downstream from deposits that impede normal circulation, it is therefore possible to determine the pressure drop as a measured parameter.
[0046] Для работы в качестве управляющего сигнала также возможно определение значений измерения температуры. С тем чтобы освободить камеру коксовой печи от углеродных отложений, по меньшей мере одна термопара вводится в верхнюю точку свода камеры коксовой печи, которую необходимо очистить от углеродных отложений, через крышу печи или через боковые двери печи над коксовым пирогом. Кроме того, по меньшей мере одна термопара может быть введена в газовое пространство над коксовым пирогом через двери камеры коксовой печи камеры коксовой печи, которую необходимо очистить от углеродных отложений. Кроме того, можно ввести по меньшей мере одну термопару через смотровые отверстия в нисходящие каналы камеры коксовой печи, которую необходимо очистить от углеродных отложений. Поскольку для считывания значений измерения температуры не требуется определять перепад температуры относительно другого значения измерения, возможна установка зондов измерения температуры только в одной из этих точек. По сути дела, однако, может быть предоставлено несколько зондов измерения температуры. Кроме того, установка зондов возможна в других местах, подходящих для этих целей. Например, возможна установка зондов на стенке камеры коксовой печи, хотя этот подход имеет меньше преимуществ. Кроме того, возможно комбинированное измерение и анализ сигналов измерения температуры и давления.[0046] To operate as a control signal, it is also possible to determine temperature measurement values. In order to free the coke oven chamber from carbon deposits, at least one thermocouple is introduced into the upper point of the coke chamber vault, which must be cleaned of carbon deposits, through the furnace roof or through the side doors of the furnace above the coke cake. In addition, at least one thermocouple can be introduced into the gas space above the coke cake through the doors of the coke oven chamber of the coke oven chamber, which must be cleaned of carbon deposits. In addition, you can enter at least one thermocouple through the inspection openings in the downward channels of the coke oven chamber, which must be cleaned of carbon deposits. Since it is not necessary to determine the temperature difference with respect to another measurement value for reading temperature measurement values, it is possible to install temperature measuring probes at only one of these points. In fact, however, several temperature probes may be provided. In addition, the installation of probes is possible in other places suitable for these purposes. For example, probes can be installed on the coke oven chamber wall, although this approach has fewer advantages. In addition, a combined measurement and analysis of temperature and pressure measurement signals is possible.
[0047] Управляющий сигнал может также подаваться в соответствии с фиксированными временными интервалами без сбора данных измерений. Соответственно, главным образом на начальном этапе процесса коксования угля, который характеризуется особо высокими темпами образования углеродных отложений из-за преобладающих в верхней камере печи субстехиометрических условий, предпочтительной является подача сжатого воздуха в нисходящие каналы с меньшими временными интервалами, например 10 ч, 24 ч и 36 ч, после процедуры загрузки, таким образом, препятствуя замедлению процесса в целях профилактики.[0047] The control signal may also be provided in accordance with fixed time intervals without collecting measurement data. Accordingly, mainly at the initial stage of the coal coking process, which is characterized by particularly high rates of carbon deposition due to the prevailing sub-stoichiometric conditions in the upper chamber of the furnace, it is preferable to supply compressed air to the descending channels with shorter time intervals, for example 10 hours, 24 hours, and 36 hours after the loading procedure, thus preventing the process from slowing down for prevention.
[0048] В одном из вариантов осуществления для каждой стенки печи приводится в действие только один управляющий элемент, что изолирует вспомогательную трубу, проходящую от главной питающей трубы от машинной стороны до коксовой стороны печи. В этом случае запорные элементы во вспомогательной трубе находятся в открытом положении, и подача сжатого воздуха происходит автоматически, как только вычислительный блок передаст сигнал для открытия. В этом случае объем воздуха на каждый нисходящий канал может регулироваться и устанавливаться вручную посредством положения вентиля или с помощью калибровочного элемента.[0048] In one embodiment, only one control element is actuated for each furnace wall, which isolates the auxiliary pipe extending from the main feed pipe from the machine side to the coke side of the furnace. In this case, the locking elements in the auxiliary pipe are in the open position, and compressed air is supplied automatically as soon as the computing unit transmits a signal for opening. In this case, the air volume for each downward channel can be manually adjusted and set by means of the valve position or by means of a calibration element.
[0049] В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения по меньшей мере одна распределительная магистраль, которая отходит от вспомогательного трубопровода, или один конец трубы с или без встроенного струйного сопла содержит автоматизированный вентиль для управления и регулирования продувки сжатым воздухом. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения по меньшей мере одна распределительная магистраль, которая отходит от вспомогательного трубопровода, или один конец трубы с или без встроенного струйного сопла содержит автоматизированный шиберный затвор для управления и регулирования продувки сжатым воздухом.[0049] In yet another embodiment of the present invention, the at least one distribution line that extends from the auxiliary pipeline, or one end of the pipe with or without an integrated jet nozzle, comprises an automated valve for controlling and controlling purging by compressed air. In yet another embodiment of the present invention, at least one distribution line that extends from the auxiliary pipeline, or one end of the pipe with or without an integrated jet nozzle, comprises an automated gate valve for controlling and regulating the purge of compressed air.
[0050] Настоящее изобретение предлагает преимущество в том, что углеродные покрытия и отложения, образующиеся из-за пиролиза насыщенных углеродом коксовых газов во время работы в камерах коксовых печей типа «с рекуперацией тепла» или «без рекуперации», могут быть удалены без какой-либо дальнейшей остановки работы и немеханической обработки. Таким образом, можно обеспечить стабильную работу камер коксовых печей. Поскольку подача воздуха регулируется посредством значений измерения, можно избежать подачи избыточного количества воздуха и возникающего в результате остывания нисходящих каналов.[0050] The present invention offers the advantage that carbon coatings and deposits resulting from the pyrolysis of carbon-saturated coke oven gases during operation in coke oven chambers of the “heat recovery” or “without recovery” type can be removed without any or further shutdown and non-mechanical processing. Thus, it is possible to ensure stable operation of the coke oven chambers. Since the air supply is controlled by means of measurement values, it is possible to avoid the supply of excess air and the downstream channels resulting from cooling.
[0051] Более подробно настоящее изобретение объясняется посредством четырех фигур, при этом способ согласно изобретению не ограничивается этими вариантами осуществления. На ФИГ. 1 изображена камера коксовой печи с расположенными сбоку нисходящими каналами, которые можно увидеть в прямой проекции наискосок сбоку сверху. На ФИГ. 2 изображена коксовая батарея с двумя камерами коксовых печей, которые можно увидеть в прямой проекции наискосок сбоку сверху. ФИГ. 3 представляет собой вид сбоку камеры коксовой печи, которая содержит канал сбора отходящего газа под дверями камеры коксовой печи. ФИГ. 4 представляет собой вид сбоку камеры коксовой печи, которая содержит канал сбора отходящего газа, расположенный на крыше камеры.[0051] In more detail, the present invention is explained by means of four figures, the method according to the invention being not limited to these embodiments. In FIG. 1 shows a coke oven chamber with descending channels located on the side, which can be seen in a direct projection obliquely from the side from above. In FIG. Figure 2 shows a coke oven battery with two coke oven chambers, which can be seen in a direct projection obliquely from the side from above. FIG. 3 is a side view of a coke oven chamber, which comprises an exhaust gas collection channel under the doors of a coke oven chamber. FIG. 4 is a side view of a coke oven chamber that includes an off-gas collection channel located on the roof of the chamber.
[0052] На ФИГ. 1 изображена камера (1) коксовой печи, на которой двери (2) камеры коксовой печи удалены, чтобы можно было увидеть отверстие (3) камеры коксовой печи. В камере (1) коксовой печи виден угольный пирог (4), который подвергается коксованию и который, соответственно, выделяет коксовый газ (5). Коксовый газ (5) поступает в основное пространство (6) нагрева, где смешивается с субстехиометрическим объемом воздуха и частично сгорает. Частично сгоревший коксовый газ (7) поступает через боковые отверстия (8) в стенку (9) камеры коксовой печи в нисходящие каналы (10), где образуются углеродные отложения (11), обусловленные уровнем температуры и пиролизом, происходящим в субстехиометрических условиях. От магистрали (12) сжатого воздуха, проходящей поперек камеры (1) коксовой печи, отходит вспомогательный трубопровод (13), который проходит вдоль камеры (1). От этого вспомогательного трубопровода, в свою очередь, отходят трубы (14), которые снабжают отдельные нисходящие каналы (10) сжатым воздухом (15). Эти трубы (14) проходят через смотровые отверстия (16) нисходящих каналов (10) в крыше (17) камеры (1) коксовой печи. Подача сжатого воздуха (15) контролируется и регулируется запорным элементом (18), который в данном случае представляет собой шиберный затвор (18а). Шиберный затвор приводится в действие электрическим блоком (18b) управления, который соединен с вычислительным блоком. После открытия шиберного затвора (18а) воздух (15) или насыщенный кислородом газ поступает через конец (19) трубы в нисходящие каналы (10). Магистраль (12) сжатого воздуха и вспомогательный трубопровод (13) также изолированы друг от друга посредством управляемого запорного вентиля (18с) и блока (18d) управления. Конец (19) трубы может быть расположен на произвольном уровне в нисходящем канале (10), но в предпочтительном варианте расположен таким образом, чтобы воздух (15) попадал на участки (11), где, как установлено опытным путем, скапливается большая часть отложений. Благодаря временной и дозированной подаче воздуха (15) сжигаются углеродные отложения (11) в нисходящем канале (10). После этого частично сгоревший коксовый газ поступает во вспомогательные пространства (20) нагрева, где происходит его дожиг за счет дополнительно подаваемого вспомогательного воздуха (21).[0052] FIG. 1 shows a coke oven chamber (1), on which the doors (2) of the coke oven chamber are removed so that the opening (3) of the coke oven chamber can be seen. In the chamber (1) of the coke oven, a coal cake (4) is visible, which is coked and which, accordingly, emits coke oven gas (5). Coke oven gas (5) enters the main heating space (6), where it mixes with a sub-stoichiometric volume of air and partially burns out. Partially burnt coke oven gas (7) enters through the side openings (8) into the wall (9) of the coke oven chamber into downstream channels (10), where carbon deposits (11) are formed due to the temperature level and pyrolysis occurring under substoichiometric conditions. An auxiliary pipeline (13), which runs along the chamber (1), leaves the line (12) of compressed air passing across the chamber (1) of the coke oven. From this auxiliary pipeline, in turn, pipes (14) depart, which supply the individual downward channels (10) with compressed air (15). These pipes (14) pass through the inspection holes (16) of the downward channels (10) in the roof (17) of the coke oven chamber (1). The supply of compressed air (15) is controlled and regulated by a shut-off element (18), which in this case is a slide gate (18a). The slide gate is actuated by an electric control unit (18b), which is connected to the computing unit. After the slide gate (18a) is opened, air (15) or oxygen-saturated gas enters through the end (19) of the pipe into the downward channels (10). The compressed air line (12) and the auxiliary pipe (13) are also isolated from each other by means of a controlled shut-off valve (18c) and a control unit (18d). The end (19) of the pipe can be located at an arbitrary level in the downward channel (10), but in the preferred embodiment it is positioned so that air (15) enters the sections (11), where, as established experimentally, most of the deposits accumulate. Due to the temporary and metered air supply (15), carbon deposits (11) are burned in the downward channel (10). After this, partially burnt coke oven gas enters the auxiliary spaces (20) of heating, where it is burned due to the additional supplied auxiliary air (21).
[0053] На ФИГ. 2 изображено расположение двух камер (1) коксовых печей в коксовой батарее (22), над которыми находится центральная магистраль (12) сжатого воздуха, проходящая поперек камер (1) коксовых печей. От этой магистрали (12) сжатого воздуха отходит вспомогательный трубопровод (13), который проходит вдоль камер (1) коксовых печей. От этого вспомогательного трубопровода (13) ответвляется еще одна распределительная магистраль (14), которая подает сжатый воздух (15) в отдельные трубы (14). Распределительная магистраль (14) содержит концы (19) труб, которые оканчиваются в нисходящих каналах (10), где насыщенный кислородом сжатый воздух (15) вызывает сгорание углеродных покрытий и отложений (11). Два из этих концов (19) труб изогнуты (19а) горизонтально. Распределительная магистраль (14) перекрывается запорными элементами (18), таким образом, позволяя регулировать подачу воздуха в эту распределительную магистраль (14). В основном пространстве (6) нагрева коксовые газы (5), выделяемые коксовым пирогом (4), горят в присутствии субстехиометрического объема воздуха, т.е. основного воздуха (23). Необходимый для этой цели воздух (23) горения поступает через отверстия (24) для основного воздуха в крыше (25) камеры коксовой печи. Нисходящие каналы (10) обеспечивают забор частично сгоревшего коксового газа (7) из основного пространства (6) нагрева и направляют его во вспомогательные пространства (20) нагрева, в которые подается воздух (21) через подовые каналы (26) вспомогательного воздуха. Отходящий газ из вспомогательного пространства (20) нагрева подается в центральную магистраль отходящего газа (27).[0053] In FIG. 2 shows the location of two chambers (1) of coke ovens in a coke oven battery (22), above which there is a central line (12) of compressed air passing across the chambers (1) of coke ovens. An auxiliary pipeline (13) departs from this compressed air line (12), which runs along the coke oven chambers (1). Another distribution line (14) branches off from this auxiliary pipeline (13), which supplies compressed air (15) to individual pipes (14). The distribution line (14) contains the ends (19) of the pipes, which terminate in the downward channels (10), where compressed oxygen saturated with oxygen (15) causes the combustion of carbon coatings and deposits (11). Two of these pipe ends (19) are bent (19a) horizontally. The distribution line (14) is blocked by the shut-off elements (18), thus allowing the air supply to this distribution line (14) to be regulated. In the main heating space (6), coke oven gases (5) emitted by the coke cake (4) burn in the presence of a sub-stoichiometric air volume, i.e. main air (23). The combustion air (23) necessary for this purpose enters through the openings (24) for the main air in the roof (25) of the coke oven chamber. The descending channels (10) provide the intake of partially burnt coke oven gas (7) from the main heating space (6) and direct it to the auxiliary heating spaces (20) into which air (21) is supplied through the hearth auxiliary air channels (26). The off-gas from the auxiliary space (20) of heating is supplied to the central exhaust gas line (27).
[0054] ФИГ. 3 представляет собой вид сбоку камеры (1) коксовой печи. Здесь видны передние двери (2) камеры коксовой печи, которые изображены в одном из вариантов осуществления, в котором указанные двери (2) входят с идеальной посадкой в расположенные над ними стенки (28) камеры коксовой печи. Выделяющийся из угольного или коксового пирога (4) коксовый газ (5) поступает в основное пространство (6) нагрева, откуда через отверстия (8) попадает в нисходящие каналы (10). Оттуда коксовый газ поступает во вспомогательные пространства (20) нагрева, где сгорает, через отверстия (20а, 20b) посредством вспомогательного воздуха, поступающего из подовых каналов (26) вспомогательного воздуха. Полностью сгоревший коксовый газ (29) проходит через канал (30) сбора в центральную магистраль (27) отходящего газа, где отходящий газ (29) собирается и утилизируется в печах «с рекуперацией тепла» с целью рекуперации тепла. Нисходящие каналы (10) могут засоряться углеродными отложениями (11). Поэтому в них через центральную магистраль (12) сжатого воздуха и вспомогательный трубопровод (13) подается сжатый воздух, который затем посредством распределительной магистрали (14) и концов (19) труб распределяется в нисходящие каналы (10). Как распределительная магистраль (14), так и концы (19) труб могут перекрываться посредством вентилей (18с, 18). Вентили (18), в свою очередь, подключены к цифровому вычислительному блоку (31), который управляется посредством контрольных сигналов, поступающих от датчиков (32). Датчики (32) расположены в основном пространстве (6) нагрева камеры (1) коксовой печи, где расположены датчик (32а) измерения давления и термопара (32b), во вспомогательном пространстве (20) нагрева под камерой (1) коксовой печи, где также расположены один датчик (32а) давления и одна термопара (32b), а также в центральной магистрали (27) отходящего газа, где в канале (30) сбора отходящего газа и в центральной магистрали отходящего газа (27) расположено по одному датчику (32а) давления. Значения измерения датчиков считываются цифровым вычислительным блоком (31), который затем активирует вентили (18) магистрали сжатого воздуха, ведущие в нисходящие каналы (10). Благодаря подаче сжатого воздуха удаляются углеродные покрытия (11) в нисходящих каналах (10). Для сравнения на эскизе изображены два нисходящих канала с углеродными отложениями (11).FIG. 3 is a side view of the coke oven chamber (1). Here, the front doors (2) of the coke oven chamber are visible, which are depicted in one embodiment in which said doors (2) fit perfectly into the coke oven chamber walls (28) located above them. Coke oven gas (5) released from the coal or coke cake (4) enters the main heating space (6), from where it enters downstream channels (10) through the openings (8). From there, coke oven gas enters the auxiliary spaces (20) of the heating, where it burns out through the openings (20a, 20b) by means of auxiliary air coming from the hearth channels (26) of the auxiliary air. Fully burnt coke oven gas (29) passes through the collection channel (30) to the central exhaust gas line (27), where the exhaust gas (29) is collected and disposed of in “heat recovery” furnaces in order to recover heat. Downstream channels (10) may become clogged with carbon deposits (11). Therefore, they are supplied with compressed air through the central line (12) of compressed air and an auxiliary pipeline (13), which is then distributed through the distribution line (14) and pipe ends (19) into the downward channels (10). Both the distribution line (14) and the ends (19) of the pipes can be closed by means of valves (18c, 18). Gates (18), in turn, are connected to a digital computing unit (31), which is controlled by control signals from sensors (32). The sensors (32) are located in the main space (6) of the heating chamber (1) of the coke oven, where the sensor (32a) for measuring pressure and a thermocouple (32b) are located, in the auxiliary space (20) of heating under the chamber (1) of the coke oven, where also there is one pressure sensor (32a) and one thermocouple (32b), as well as in the central exhaust gas line (27), where one sensor (32a) is located in the exhaust gas collection channel (30) and in the central exhaust gas line (27) pressure. The measurement values of the sensors are read by a digital computing unit (31), which then activates the valves (18) of the compressed air line leading to the downstream channels (10). Due to the supply of compressed air, carbon coatings (11) are removed in the downward channels (10). For comparison, the sketch depicts two downward channels with carbon deposits (11).
[0055] ФИГ. 4 представляет собой вид сбоку той же самой камеры (1) коксовой печи, но с каналом (26) сбора отходящего газа на крыше (25) камеры коксовой печи. Также на крыше (25) находится центральная магистраль (12) сжатого воздуха, от которой отходит вспомогательный трубопровод (13) и от которой отходит отдельная распределительная магистраль (14) с концами (19) труб, где распределительная магистраль (14) входит в нисходящие каналы (10). В центральной магистрали (27) отходящего газа, которая установлена на крыше (17) камеры (1) коксовой печи, расположен датчик (32а) давления. Во вспомогательном пространстве нагрева расположены два датчика (32а) измерения давления, а в основном пространстве нагрева - один датчик (32а) измерения давления и один датчик (32b) измерения температуры. Также на фигуре показаны углеродные покрытия (11) в двух нисходящих каналах (10), которые удаляются посредством подачи сжатого воздуха (12).FIG. 4 is a side view of the same coke oven chamber (1), but with an exhaust gas collection channel (26) on the roof (25) of the coke oven chamber. Also on the roof (25) is the central line (12) of compressed air, from which the auxiliary pipeline (13) leaves and from which a separate distribution line (14) with pipe ends (19) leaves, where the distribution line (14) enters downstream channels (10). In the central line (27) of the exhaust gas, which is installed on the roof (17) of the chamber (1) of the coke oven, there is a pressure sensor (32a). Two pressure measuring sensors (32a) are located in the auxiliary heating space, and one pressure measuring sensor (32a) and one temperature measuring sensor (32b) are located in the main heating space. The figure also shows the carbon coating (11) in two downward channels (10), which are removed by the supply of compressed air (12).
[0056] Список позиционных обозначений[0056] the List of reference signs
1 Камера коксовой печи1 Coke oven chamber
2 Передние двери камеры коксовой печи2 Front doors of the coke oven chamber
3 Отверстие камеры коксовой печи3 Coke oven chamber opening
4 Коксовый или угольный пирог4 Coke or charcoal pie
5 Коксовый газ5 Coke oven gas
6 Основное пространство нагрева6 Main heating space
7 Недогоревший коксовый газ7 Unburned coke oven gas
8 Отверстия нисходящих каналов8 downstream holes
9 Стенка камеры коксовой печи9 Wall of the coke oven chamber
10 «Нисходящие» каналы10 downstream channels
11 Углеродные отложения11 Carbon deposits
12 Центральная магистраль сжатого воздуха12 Central line of compressed air
13 Вспомогательный трубопровод13 Auxiliary pipeline
14 Трубы распределительной магистрали14 Distribution pipe
15 Сжатый воздух15 compressed air
16 Смотровые отверстия16 inspection holes
17 Крыша камеры коксовой печи17 Coke oven chamber roof
18 Запорное устройство18 Locking device
18а Шиберный затвор18a slide gate
18b Электрическое устройство управления18b Electrical control device
18с Вентиль18s valve
18d Электрическое устройство управления18d electrical control device
19 Конец трубы магистрали сжатого воздуха19 End of compressed air pipe
19а Горизонтально изогнутый конец трубы19a horizontally bent pipe end
20 Вспомогательные пространства нагрева20 Auxiliary heating spaces
21 Вспомогательный воздух21 Auxiliary air
22 Коксовая батарея22 Coke oven battery
23 Основной воздух23 Main air
24 Отверстия для основного воздуха24 Holes for main air
25 Крыша камеры коксовой печи25 Coke oven chamber roof
26 Подовые каналы вспомогательного воздуха26 Hearth auxiliary air ducts
27 Центральная магистраль отходящего газа27 Central gas line
28 Стенки камеры коксовой печи28 Walls of the coke oven chamber
29 Отходящий газ29 Flue gas
30 Канал сбора отходящего газа30 Channel exhaust gas
31 Цифровой вычислительный блок31 Digital computing unit
32 Измерительный датчик32 measuring sensor
32а Датчик измерения давления32a pressure sensor
32b Датчик измерения температуры32b temperature sensor
Claims (40)
- коксовая батарея (22) содержит несколько камер (1) коксовых печей, каждая из которых имеет две боковые стенки (9) камеры коксовой печи, и в расположенные в них нисходящие каналы (10) по магистрали (19) сжатого воздуха подают сжатый воздух (15),
отличающийся тем, что
- часть потока сжатого воздуха (15), которая поступает в «нисходящие» каналы (10) и может быть перекрыта, отводят в по меньшей мере одну камеру (1) коксовой печи, и
- сжатый воздух (15) подают через конец (19) трубы в нисходящие каналы (10), при этом конец трубы расположен таким образом, что воздух (15) поступает на точки, где, как установлено опытным путем, собирается большая часть отложений (11), и
- эта часть потока сжатого воздуха (15) периодически подается в по меньшей мере один «нисходящий» канал (10) в зависимости от по меньшей мере одного параметра (32) измерения для давления (32а) или температуры (32b) таким образом, чтобы можно было удалить содержащиеся там углеродные отложения (11) путем продувки сжатым воздухом (15), подаваемым в «нисходящий» канал (10).1. The method of automatic removal of carbon deposits (11) from the flow channels (10) of coke ovens “without recovery” and “with heat recovery” and their downstream inlet openings (10), which are located on the side of the furnace chamber, where
- the coke oven battery (22) contains several chambers (1) of coke ovens, each of which has two side walls (9) of the coke oven chamber, and compressed air is supplied to the downstream channels (10) through the compressed air line (19) ( fifteen),
characterized in that
- part of the compressed air stream (15), which enters the "downstream" channels (10) and can be blocked, is diverted to at least one chamber (1) of the coke oven, and
- compressed air (15) is fed through the end (19) of the pipe into the downward channels (10), while the end of the pipe is located in such a way that air (15) enters the points where, as established experimentally, most of the deposits (11) are collected ), and
- this part of the compressed air stream (15) is periodically supplied to at least one “downstream” channel (10) depending on at least one measurement parameter (32) for pressure (32a) or temperature (32b) so that it is possible it was to remove the carbon deposits contained therein (11) by blowing with compressed air (15) supplied to the “downward” channel (10).
- магистраль (12) сжатого воздуха, установленную на крыше (17) печи коксовой батареи, состоящей из нескольких камер (1) коксовой печи, и соединяющую друг с другом указанные камеры (1) коксовой печи в поперечном направлении,
отличающаяся тем, что
- магистраль (12) сжатого воздуха на крыше (17) содержит по меньшей мере один отвод, который далее по направлению потока оканчивается в запираемом вспомогательном трубопроводе (13), который в «нисходящем» канале (10) в камере (1) коксовой печи, расположенном в боковой стенке (9) коксовой печи, имеет конец (19) трубы для выпуска сжатого воздуха (15),
- конец (19) трубы расположен таким образом, чтобы воздух (15) поступал на точки, где, как установлено опытным путем, собирается большая часть отложений (11), и зонд (32) измерения для давления (32а) или температуры (32b) расположен в по меньшей мере одной точке в коксовой печи (1) и
- устройство имеет цифровой вычислительный блок (31), который считывает, анализирует и контролирует контрольные значения с по меньшей мере одного датчика (32а) давления или одной термопары (32b) таким образом, что одну продувку сжатого воздуха (15) во вспомогательный трубопровод (13) и в по меньшей мере один нисходящий канал (10) включают посредством этого вычислительного блока (31) в зависимости от измеренных значений.15. A chamber (1) of a coke oven containing a device for automatically removing carbon deposits (11) from the flow channels (10) of coke ovens “without recovery” and “with heat recovery” or their downstream inlet openings (10), which are located on the side of the furnace chamber, where the specified coke oven chamber contains
- a line (12) of compressed air mounted on the roof (17) of the coke oven furnace, consisting of several chambers (1) of the coke oven, and connecting to each other these chambers (1) of the coke oven in the transverse direction,
characterized in that
- the compressed air line (12) on the roof (17) contains at least one outlet, which then ends in the direction of flow in a lockable auxiliary pipe (13), which is in the “downward” channel (10) in the chamber (1) of the coke oven, located in the side wall (9) of the coke oven, has an end (19) of the pipe for the release of compressed air (15),
- the end (19) of the pipe is positioned so that air (15) enters the points where, as established experimentally, most of the deposits (11) are collected, and the probe (32) is measured for pressure (32a) or temperature (32b) located at at least one point in the coke oven (1) and
- the device has a digital computing unit (31), which reads, analyzes and monitors the control values from at least one pressure sensor (32a) or one thermocouple (32b) so that one purge of compressed air (15) into the auxiliary pipeline (13 ) and in at least one downstream channel (10) are included by means of this computing unit (31) depending on the measured values.
крышу (17) камеры (1) коксовой печи, которую необходимо очистить от углеродных отложений (11).31. The chamber (1) of the coke oven according to claim 15, characterized in that 1-3 pressure measuring probes (32a) for measuring pressure are introduced through
the roof (17) of the coke oven chamber (1), which must be cleaned of carbon deposits (11).
пирогом (1) через двери (2) камеры коксовой печи камеры (1) коксовой печи, которую необходимо очистить от углеродных отложений (11).38. The chamber (1) of the coke oven according to claim 15, characterized in that at least one thermocouple (32b) is introduced into the gas space (6) above the coke oven
pie (1) through the doors (2) of the coke oven chamber of the chamber (1) of the coke oven, which must be cleaned of carbon deposits (11).
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102010044938A DE102010044938B4 (en) | 2010-09-10 | 2010-09-10 | Method and apparatus for the automatic removal of carbon deposits from the flow channels of non-recovery and heat-recovery coke ovens |
| DE102010044938.5 | 2010-09-10 | ||
| PCT/EP2011/004110 WO2012031665A1 (en) | 2010-09-10 | 2011-08-16 | Method and apparatus for automatic removal of carbon deposits from the oven chambers and flow channels of non-recovery and heat-recovery coke ovens |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013112665A RU2013112665A (en) | 2014-10-20 |
| RU2575761C2 true RU2575761C2 (en) | 2016-02-20 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU115160A1 (en) * | 1957-07-31 | 1957-11-30 | Л.Е. Златин | Automatic device for cleaning sinks |
| US4124450A (en) * | 1975-11-24 | 1978-11-07 | Pennsylvania Coke Technology, Inc. | Method for producing coke |
| SU651859A1 (en) * | 1977-09-26 | 1979-03-15 | Восточный научно-исследовательский углехимический институт | Method of cleaning pipelines from carbonaceous deposits |
| DE3701875A1 (en) * | 1986-01-31 | 1987-08-06 | Westinghouse Electric Corp | COMBINED METHOD FOR GENERATING COOK AND ELECTRIC ENERGY |
| WO2006128612A1 (en) * | 2005-06-03 | 2006-12-07 | Uhde Gmbh | Feeding of combustion air for coking ovens |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU115160A1 (en) * | 1957-07-31 | 1957-11-30 | Л.Е. Златин | Automatic device for cleaning sinks |
| US4124450A (en) * | 1975-11-24 | 1978-11-07 | Pennsylvania Coke Technology, Inc. | Method for producing coke |
| SU651859A1 (en) * | 1977-09-26 | 1979-03-15 | Восточный научно-исследовательский углехимический институт | Method of cleaning pipelines from carbonaceous deposits |
| DE3701875A1 (en) * | 1986-01-31 | 1987-08-06 | Westinghouse Electric Corp | COMBINED METHOD FOR GENERATING COOK AND ELECTRIC ENERGY |
| WO2006128612A1 (en) * | 2005-06-03 | 2006-12-07 | Uhde Gmbh | Feeding of combustion air for coking ovens |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| В.С. ТКАЧЕВ и др., Оборудование коксохимических заводов, Москва, Металлургия, 1983, стр.212-215. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2011300894B2 (en) | Method and apparatus for automatic removal of carbon deposits from the oven chambers and flow channels of non-recovery and heat-recovery coke ovens | |
| RU2697555C2 (en) | Improved combustion profiles for coke production | |
| RU2539011C2 (en) | Air diffuser for primary air in coke ovens | |
| KR20100100886A (en) | Controllable air channels for feeding additional combustion air into the area of flue gas channels of coking chamber furnaces | |
| TWI433919B (en) | Device for a directed introduction of primary combustion air into the gas space of a coke oven battery | |
| EP2898048B1 (en) | Reduced output rate coke oven operation with gas sharing providing extended process cycle | |
| KR101149142B1 (en) | Apparatus and method for removing carbon | |
| US8419422B2 (en) | Method of monitoring an exhaust fumes main linking a carbon block baking furnace to a fume treatment | |
| CN102753926B (en) | Method for adjusting an oven for baking anodes, and oven suitable for implementing same | |
| US20120006668A1 (en) | Coking plant with flue gas recirculation | |
| KR101421816B1 (en) | Preventing apparatus of discharging coke oven gas | |
| KR101442919B1 (en) | Device for controling pressure of coke oven | |
| RU2575761C2 (en) | Method and device for automatic removal of carbon deposits from coke oven chambers of coke oven flow channels (without recovery) and (with recovery of heat) | |
| JP2011052857A (en) | Sintering machine | |
| CN101377381A (en) | Method and apparatus for processing high temperature flue gas of petroleum coke calcined by rotary kiln | |
| JPH06100866A (en) | Control of internal pressure in carbonization chamber of coke oven | |
| CN217838815U (en) | Sludge carbonization pyrolysis system | |
| UA60099A (en) | A method for purifying effluent gases of fuel-burning furnaces | |
| RU147687U1 (en) | DEVICE FOR HEATING STAFFED GAS | |
| JP5909583B1 (en) | Operation method of waste gasification melting furnace | |
| RU2328685C2 (en) | Hardware steam-gas clearing installation | |
| JPS59152988A (en) | Combustion and removal of carbon attached to carbonization chamber of coke oven | |
| GB2093367A (en) | Combustion method and apparatus | |
| JPH0753963A (en) | Raising of temperature in flue at end of coke oven | |
| JPH05148485A (en) | Vertical-type coke oven |