TW201313889A - 用於熱煤焦淬火之濕式淬火塔 - Google Patents

Abstract

本發明係關於用於熱煤焦淬火之濕式淬火塔，其具有淬火室(2)、位於該淬火室(2)上方之用於輸出淬火水之淬火噴水器(3)、置於該淬火室(2)上之煙囪(4)及至少一個分離裝置(6)，該分離裝置(6)係水平或以與垂直面呈傾斜角之方式安置且流動物可垂直穿過該分離裝置(6)，且該分離裝置(6)包含複數個在每一情形下皆具有無導流橫截面之片層(7)，流徑(8)在每一情形下皆形成於兩個毗鄰片層(7)之間。根據本發明，該等在每一情形下皆形成於兩個片層(7)之間之流徑(8)重複改變其方向且因此具有蛇形形狀。本發明之標的物亦係使用該所闡述濕式淬火塔實施該煤焦淬火之方法。

Description

用於熱煤焦淬火之濕式淬火塔

本發明係關於用於熱煤焦淬火之濕式淬火塔，其具有淬火室、位於淬火室上方之用於輸出淬火水之淬火噴水器、置於淬火室上之煙囪及至少一個分離裝置，該分離裝置係水平或以與垂直面呈傾斜角之方式安置且流動物可垂直穿過該分離裝置，且該分離裝置包含複數個在每一情形下皆具有無導流橫截面之片層，流徑在每一情形下皆形成於兩個毗鄰片層之間。

濕式淬火塔係用以冷卻焦化製程後即刻仍較熱之煤焦且用以避免熱煤焦之燃燒。出於此目的，將煤焦自爐口排放至淬火車中且然後將其與淬火車一起帶至濕式淬火塔。在濕式淬火塔中，借助淬火噴水器使用水噴淋熱煤焦，結果係立即形成非常大量之蒸汽，其亦稱作淬火蒸氣。由於突然冷卻及因蒸發水而致之體積之增加，因此亦生成大量粉塵且其隨淬火蒸氣向上帶起。

在濕式淬火之效率及環境污染方面，水之消耗及塵粒之排放二者實際上係決定性因素。為能夠回收盡可能大部分的淬火水且能夠分離出盡可能大部分的塵粒，將分離裝置(流動物可穿過該分離裝置)安置於置於淬火室上之煙囪中。此處必須考慮到以下事實：水滴(一方面)及塵粒(另一方面)由於不同尺寸分佈及不同比重而在分離能力方面亦展現不同特性。為分離出水滴，可利用包含方向之改變之 流徑。比空氣重之水滴不可遵循此一方向上之改變且因此沈積於分離裝置壁上。另一方面，亦為能夠分離出塵粒，給已知濕式淬火塔提供特殊措施，該等措施(例如)使得在分離裝置處產生紊流。

為使得能夠分離粉塵，根據DE 2 100 848 C已知具有分離裝置之濕式淬火塔，其中分離裝置基本上包含在末端處具有鼻狀物之扁平片層。

自DE 40 11 431 A1已知具有闡述於開篇處之特徵之濕式淬火塔。自根據DE 2 100 848 C之具有分離裝置之濕式淬火塔出發，提出呈成角度輪廓形式之片層之實施例。粉塵亦及水滴之良好分離意欲藉由角形彎曲(angular bend)與末端處之鼻狀物之組合來達成。然而，出現尤其在鼻狀物區域較難徹底清潔之缺陷。另外，對於水滴之分離效率亦需要提高。

已自DE 101 138 90 C1及DE 101 225 31 A1得知各自包含複數個用以提高分離能力之分離裝置的濕式淬火塔。此處同樣提供於末端處包含鼻狀物或T形流動導流之簡單彎曲片層。此片層輪廓之成形用以使煤焦淬火期間之固體排放物進一步減少。意欲產生紊流以(具體而言)增加粉塵之分離。然而，出現由分離裝置產生之流動阻力顯著增加之缺陷，而且產生紊流之結構難以清潔。

最後，已自DE 30 46 313 A1得知流水平穿過分離裝置之濕式淬火塔。個別片層於橫截面中包含呈鰭狀物形式之導流，該導流形成朝流方向開口之捕獲室。此一片層形狀不 適於流動物可垂直穿過之分離裝置，此乃因導流區域中沈積粉塵之清潔及去除隨後可非常困難。

針對此背景，本發明之問題係指定具有簡單設計、使得能夠有效分離水滴且易於清潔之濕式淬火塔。

自具有闡述於開篇處之特徵之濕式淬火塔出發，根據本發明，該問題係藉由形成於每兩個片層之間之流徑重複改變其方向之事實來解決。流徑遵循簡單蛇形行程，該行程基本上係在分離水滴方面經最佳化。

雖然根據先前技術總是提出特別針對分離粉塵經最佳化之片層(其亦難以清潔)，但在本發明範圍內指定針對分離水滴經最佳化之實施例，其中流徑至少兩次改變其方向。片層可具有弧狀物或角形彎曲彼此相隨之波紋形狀。在本發明範圍內，分離裝置可驚奇地以亦達成充分粉塵分離之方式來操作。

就此而言，本發明考慮到粉塵不僅直接且亦結合於水滴中分離之事實。為能夠滿足高排放要求，儘管將分離裝置簡化，但可藉助噴淋裝置噴灑在淬火噴水器上方升起之淬火蒸氣，以達成進一步溫度降低及由此增加冷凝、增大微滴尺寸及增加粉塵黏結。當流動物在垂直方向上穿過分離裝置時，升起之淬火蒸氣重複轉向(即至少兩次)，水滴由於其慣性而不能無限制地遵循流動物。

理論上考慮，顯示微滴尺寸係在分離裝置之片層處分離之決定性因素。在預設轉向下，大微滴由於其較大慣性而 不可遵循方向之改變，而小微滴仍可由升起之淬火蒸氣夾帶，從而不會到達片層表面。藉由重複轉向達成提高之分離能力。

另外，必須考慮到以下事實：如先前技術中所闡述，根據簡單彎曲片層來產生分離製程方面之嚴格要求。相反，在本發明範圍內可使片層輪廓適應淬火蒸氣中微滴之尺寸分佈。就此而言，可改變分離裝置產品之橫截面輪廓以及微滴之尺寸分佈二者，且藉由額外噴淋淬火蒸氣使其適應彼此。微滴尺寸之最佳化亦可藉助適應之噴淋在濕式淬火塔操作期間來達成。噴淋之控制可(例如)依賴於微滴尺寸之直接量測或間接地根據所釋放排放物之測定來達成。

根據本發明，分離裝置係以流動物垂直穿過後者之方式來安置。必須考慮到，沈積於片層上之流體在無其他措施時向下回滴至升起之淬火蒸氣中且可至少部分地再次夾帶。

為使得能夠產生垂直穿過流動物，可精確地水平安置分離裝置。然而另外，亦可以與垂直面呈傾斜角之方式安置分離裝置。具體而言，可使用傾斜佈置來使得能夠側向地去除片層上之冷凝物。出於此目的，傾斜地以沿個別片層(於其上側向去除冷凝物)形成斜坡之方式便利地放置片層。就此而言，亦可給片層提供以適宜傾斜位置促進側向去除之結構。因此，具體而言，可基本上藉由彼此相隨之相當大之弧狀物來形成流徑，同時片層包含額外精細結構以沿片層形成通道狀形成物。

為使得能夠產生盡可能筆直之片層，根據本發明之較佳實施例作出規定，以使片層沿其橫截面具有基本上一致之厚度。該等片層可藉由(例如)使金屬板或塑膠板重新成形來容易地產生。該筆直製法亦使得可以模組方式安置呈堆積形式之片層。

在本發明範圍內，省去導流，即例如末端處之鰭狀導流或T形導流。較佳地，不在流徑之入口橫截面及出口橫截面處提供片層之突彎，後者需要較高之生產支出及較昂貴清潔。就此而言，尤佳者係片層末端(如流方向上所觀察)以筆直或基本上筆直之方式終止之實施例。若流徑無導流、角形彎曲或諸如此類，則亦沿整個行程達成大致恆定之寬度。

為使分離裝置之片層不會有雜質及粉塵聚集，連續沖洗或間歇性沖洗係有利的。出於此目的，可提供自上、自下或自上及自下清潔分離裝置的沖洗裝置。出於此目的，可提供具有適宜定向之噴嘴之沖洗裝置。另外，在間歇性噴淋之情形下，提供安裝用於噴淋裝置之相應間歇樣致動之控制裝置。簡化之清潔可藉由本發明範圍內較佳之簡單波紋或鋸齒狀片層來達成。具體而言，片層可以其總表面在清潔期間可為適宜水膜所接近之方式形成。

本發明之標的物亦係使用上文所述之濕式淬火塔來淬火煤焦之方法，其中使用(例如)淬火車將來自煤焦爐之熱煤焦傳送至淬火室，其中使用淬火水來冷卻熱煤焦，同時形成淬火蒸氣，該淬火蒸氣含有水蒸氣及塵粒，其中使在煙 囪中升起之淬火蒸氣傳送穿過分離裝置，其中在分離裝置中藉由沿流徑重複轉向來分離其中結合粉塵之水滴，且其中使用沖洗裝置來連續或間歇性地清潔分離裝置。

亦通常使用淬火噴水器上方之水且在到達至少一個分離裝置之前噴淋升起之淬火蒸氣，以達成平均微滴尺寸之增加、淬火蒸氣之冷卻及由此冷凝之增加以及淬火蒸氣中塵粒之額外黏結。具體而言，噴淋可以遵守在顆粒排放物方面之嚴格要求之方式來達成。

在本發明範圍內，具體而言，層流可於介於片層之間之流徑中產生。在層流之情形下，通常產生尤其低之流動阻力，亦能夠使用沖洗裝置尤其容易地清潔具有相對簡單形狀之片層。具體而言，片層可以可在使用沖洗裝置清潔期間使用沖洗水徹底潤濕之方式成形。

在本發明範圍內，濕式淬火塔原則上亦可包含至少一個額外分離裝置，該額外分離裝置亦便利地包含形成具有複數個方向改變之流徑之片層。

下文借助僅代表實施例之一個實例之附圖闡釋本發明。

圖1展示用於熱煤焦淬火之濕式淬火塔，該濕式淬火塔在實施例之實例中藉由淬火車1引入至淬火室2中。為冷卻熱煤焦且避免燃燒，藉助淬火噴水器3使用水來噴淋淬火車1中所容納之煤焦，結果係形成含有水蒸氣及塵粒之淬火蒸氣。將煙囪4放置於淬火室2之上方，淬火蒸氣在煙囪4中向上升起。

噴淋裝置5安置於煙囪4之內部且自淬火噴水器3上方之淬火室2出發，使用該噴淋裝置5且使用淬火水來另外噴淋上升之淬火蒸氣。此噴淋裝置用以進一步冷卻淬火蒸氣且由此達成增加之冷凝。就此而言，亦增加平均微滴尺寸且因此促進分離裝置6中之分離，該分離裝置6跟隨流方向，即安置於上方。最後，藉助噴淋裝置5藉由額外噴淋將來自淬火蒸氣之額外塵粒結合於液體微滴中。該等塵粒在一定程度上藉助噴淋裝置自淬火蒸氣洗出。

分離裝置6經設計以使流垂直穿過且其相對於水平面略微傾斜。自圖1及圖2之對比考慮顯示分離裝置6之精確定向，圖2展示相比於圖1轉過90°之視圖。

已可自圖1看出，分離裝置6包含複數個平行片層7，片層7各自具有無導流橫截面，且流徑8在每一情形下皆形成於兩個毗鄰片層7之間。

根據圖2，在實施例之實例中，分離裝置6以使個別片層7沿其縱向延伸具有側向斜坡之方式相對於水平面傾斜，該斜坡能夠達到(例如)介於15°與45°之間。

作為實例，片層7之形狀表示於圖3A及圖3B中。根據本發明，在每一情形下皆形成於兩個片層7之間之流徑8之方向重複改變，根據圖3A，橫截面中之片層7呈具有至少兩個拐點之波紋形狀。由於重複轉向，因此對於微滴之分離能力增加，該等微滴由於其慣性不可遵循方向改變。另外，自圖3A及3B可對比地看出，流徑8沿其垂直方向上之行程具有大致恆定之橫截面，即片層7之間之間距大致恆 定。

另外，可看出，根據圖3A及3B之實施例之兩個實例的片層7沿其橫截面具有恆定厚度。圖示的片層7由此可藉由使金屬板或塑膠板重新成形以尤其筆直之方式來產生。甚至當藉由注射模製來形成片層時，圖示的輪廓線亦可尤其容易且因此成本有效地產生。

分離裝置6之分離能力基本上取決於微滴之尺寸分佈。可藉助噴淋裝置5藉由額外噴淋來在一定程度上調整此尺寸分佈。具體而言，亦可端視欲期望之微滴尺寸來最佳化經特別選擇之片層7之形狀，即片層7之精確行程以及片層7之間之間距。

根據圖1，沖洗裝置9(可使用其來清潔分離裝置6之片層7)提供於分離裝置之上方。此外或另一選擇為，沖洗裝置亦可提供於分離裝置6之下方。由於圖3A及3B中所圖示之片層7之簡單形狀，因此後者亦可藉助沖洗裝置9以尤其有效之方式來清潔。具體而言，可達成片層7之徹底潤濕及由此可靠之清潔。

以取決於流速達成層流或基本上層流之方式使片層7成形。

驚奇地，亦可使用針對分離微滴自身經最佳化之片層7之形狀來有效分離塵粒。就此而言，可利用以下事實：可藉助噴淋裝置5使用額外噴淋將大塵粒結合於水滴中，然後非常有效地分離該等水滴。與先前技術相比，來自分離裝置6之粉塵在更大程度上結合於水滴中並較不直接地加 以分離。

最後，圖1中指示，可將另一分離裝置安置於上方更遠處，此僅加以概述之分離裝置6亦較佳地如上所述來構成。

1‧‧‧淬火車

2‧‧‧淬火室

3‧‧‧淬火噴水器

4‧‧‧煙囪

5‧‧‧噴淋裝置

6‧‧‧分離裝置

7‧‧‧片層

8‧‧‧流徑

9‧‧‧沖洗裝置

A-A‧‧‧線

圖1展示濕式淬火塔之垂直橫截面，圖2展示圖1中所圖示之濕式淬火塔之煙囪在轉過90°之側視圖中之詳圖，圖3A及圖3B展示濕式淬火塔之分離裝置之片層於穿過圖2之線A-A之橫截面中之輪廓。

1‧‧‧淬火車

2‧‧‧淬火室

3‧‧‧淬火噴水器

4‧‧‧煙囪

5‧‧‧噴淋裝置

6‧‧‧分離裝置

7‧‧‧片層

9‧‧‧沖洗裝置

Claims (11)

1. 一種用於熱煤焦淬火之濕式淬火塔，其具有淬火室(2)、位於該淬火室(2)上方之用於輸出淬火水之淬火噴水器(3)、置於該淬火室(2)上之煙囪(4)及至少一個分離裝置(6)，該分離裝置(6)係水平或以與垂直面呈傾斜角之方式安置且流動物可垂直穿過該分離裝置(6)，且該分離裝置(6)包含複數個在每一情形下皆具有無導流橫截面之片層(7)，流徑(8)在每一情形下皆形成於兩個毗鄰片層(7)之間，該濕式淬火塔之特徵在於，該等在每一情形下皆形成於兩個片層(7)之間之流徑(8)重複改變其方向。
2. 如請求項1之濕式淬火塔，其中該等流徑(8)沿其行程具有大致恆定之寬度。
3. 如請求項1或2之濕式淬火塔，其中橫截面中之該等片層(7)呈具有至少兩個拐點之波紋形狀。
4. 如請求項1或2之濕式淬火塔，其中該等片層(7)沿其橫截面具有基本上相等之厚度。
5. 如請求項1或2之濕式淬火塔，其中噴淋裝置(5)係安置於該淬火噴水器(3)上方。
6. 如請求項1或2之濕式淬火塔，其中沖洗裝置(9)係用於清潔該分離裝置(6)。
7. 如請求項6之濕式淬火塔，其中控制裝置係安裝用於該沖洗裝置(9)之間歇性致動。
8. 一種使用如請求項6或7之濕式淬火塔淬火煤焦之方法，其中將熱煤焦自煤焦爐進給至該淬火室(2)， 其中使用淬火水來冷卻該熱煤焦，同時形成水蒸氣及含塵粒之淬火蒸氣，其中使於該煙囪(4)中升起之該淬火蒸氣傳送穿過該分離裝置(6)，其中在該分離裝置(6)中藉由沿該等流徑(8)重複轉向來分離其中結合粉塵之水滴，且其中使用沖洗裝置(9)來連續或間歇性地清潔該分離裝置(6)。
9. 如請求項8之方法，其中在介於該等片層(7)之間之該等流徑(8)中產生層流。
10. 如請求項8或9之方法，其中在使用該沖洗裝置(9)之該清潔期間使用沖洗水將該等片層(7)徹底潤濕。
11. 如請求項8或9之方法，其中亦使用該淬火噴水器(3)上方之水且在達到該至少一個分離裝置(6)之前噴淋該升起之淬火蒸氣。