TWI444461B - 用於將額外的燃燒空氣饋入至煉焦爐室的煙道氣通道區域中的可控制空氣導管 - Google Patents

Description

用於將額外的燃燒空氣饋入至煉焦爐室的煙道氣通道區域中的可控制空氣導管

本發明是有關一種用於改善二次燃燒空氣進入至水平式煉焦爐室之煙道氣通道區域內之饋入狀況的裝置。二次燃燒空氣是從二次空氣導管被供應至該煙道氣通道內，該二次空氣導管通常是被安裝於該煙道氣通道之下方。本發明亦是有關一種用於控制住來自二次空氣導管之二次空氣進入至煙道氣通道區域內之饋入流量的裝置。由於進入至該等煙道氣通道內之二次空氣的供應狀況得到改善和被控制住，熱量分佈狀況的控制結果和在”熱回收式”或”非熱回收式”煉焦爐室內之焦結氣的燃燒情形可以被改善。

在大多數的應用實例中，該”熱回收式”或”非熱回收式”種類之煉焦爐室被設置成為使得煤碳化作用是在一隔絕空氣的水平進料式煉焦爐室中產生。在煤的碳化過程中，煤的副產物是於傳統水平式煉焦爐內被擷取，且通過該傳統水平式煉焦爐用以進一步處理。煤的副產物主要是由氣體、一氧化碳、二氧化碳，以及更高等級碳氫化合物所組成。為了要確保碳化作用熱量的適宜供應，傳統煉焦爐必須是採用外部供應之燃燒氣體的燃燒作用來加熱。在”熱回收式”或”非熱回收式”種類之煉焦爐中，衍生自該碳化加工程序之煤的副產物是被用來作為燃燒氣體，用以產生煤碳化作用所需之燃燒熱量。為了要從所有側邊得到該焦炭餅之最均勻的可能加熱結果，僅有部份該等焦結氣是在該焦炭餅之上方被燃燒，且部份已燃燒焦結氣是僅於該焦炭餅之下方被完全燃燒，該焦炭餅之下方則被稱為煙道氣通道。

就技術性用語而言，藉由從被供應一次化學當量數量空氣之燃燒加工程序所產生的熱傳遞加工程序，在該爐內空間中之焦炭餅的上側末端得以被直接加熱。因此，在煤碳化過程中所產生之煤的副產物是被用來作為焦結氣而被排放進入至一爐內自由空間，該爐內自由空間是位於該焦炭餅之上方，當煤被進料至該煉焦爐室時，該焦炭餅則保持著並未被進料。開口被安置於該煉焦爐之天花板內或是在該煉焦爐之橫向壁面內，經由該開口，若干數量的空氣(亦即是被稱為主要空氣)可以被供應進入至該煉焦爐之上側區段部分內。部份數量的該焦結氣是以主要空氣來燃燒，使得以上這些氣體足夠加熱來自上方之該焦炭餅，用以確保得到適宜的煤碳化作用。用於導入主要空氣之該等開口可以是被控制和無法控制。採用可控制之方式來供應主要空氣的一項應用實例是在專利WO 2006128612 A1中被提供。

來自煤碳化作用之部份已燃燒焦結氣被傳送經過所謂的”降流管”通道，該降流管通道可以被容納於煉焦爐室壁面、煉焦爐室門內，或甚至是被容納於進入該等煙道氣通道內之焦炭餅，該等煙道氣通道被安置於該煉焦爐室之下方，且亦被指定作為底板加熱煙道。在此，部份已燃燒焦結氣則是以另一數量的空氣(被稱為二次空氣)來加以完全燃燒。由於相當多的熱量是藉由連同在該煙道氣通道內之二次空氣的該下游燃燒作用而產生，經由該等殘留碳化產物之燃燒作用，該焦炭餅亦是從下方被加熱。介於煙道氣通道與煉焦爐室之間的底部是相當薄，用以確保良好的熱傳遞現象從煙道氣通道進入至該煉焦爐室。為了要最適宜地利用來自二次燃燒作用之熱量，該煙道氣通道在該煉焦爐室地板之下方，類似一曲折道路而延伸出去。該煙道氣通道可以採用單一形式被使用，但是亦可以採用多重形式被使用。該煙道氣通道於其朝向外界環境之所有側邊均被關閉。煙道氣則是經由一額外的通道而被傳送進入至一煙道氣煙囪。

用於燃燒之二次空氣是從下方被傳送進入至該煙道氣通道。一個二次空氣導管被安置於該等煙道氣通道之下方，該二次空氣導管是由一通往外界環境之開口所組成，且該二次空氣導管一方面是被用來將冷卻的外界空氣預熱，另外一方面則是被用來將所供應之二次空氣分佈於該等煙道氣通道之上。二次空氣可以採用一種可控制之方式而被供應進入至該二次空氣導管內。於是，轉板或閥門可以被提供於在該等二次空氣導管之外部開口處的二次空氣所需之進氣開口。以上這些控制裝置能夠適宜地控制住所供應之空氣的化學當量比。雖然以上這些轉板或閥門是足以用於控制住該二次空氣，冷空氣則被傳送經過以上這些饋入裝置而流入至該二次空氣導管，因而流入至該煙道氣通道。此外，所需的二次空氣是無法被傳送至在該煙道氣通道內之所有位置點，但是該二次空氣在已通過該轉板之後，可以採用一種未受控制之方式而被分佈至被安置於該煉焦爐室下方之該煙道氣通道的所有位置點。

於是，所得到之構形係為饋入空氣是採用一種可控制之方式經過該”降流管”通道，流入至該焦結氣。專利US 6187148 B1描述一種水平容室形式煉焦爐，該煉焦爐可以將空氣傳送經過一在橫向安裝”降流管”通道內之開口，流入至該”降流管”通道內。由於該開口具有一控制裝置，在該煉焦爐內之熱量梯度以及在該煉焦爐室內部之氣體壓力可以被控制住。但是無法採用具選擇性之方式來影響在該煉焦爐室下方之該煙道氣通道內部的溫度分佈狀況和熱量梯度，用以依據一種可控制之二次燃燒作用而於待加熱焦炭底床之下方產生一種均勻的平面加熱作用。且該煉焦爐是無法控制住在煙道氣通道內之燃燒作用的化學當量比。

專利WO2006103043 A1描述一種煉焦爐的設計方式，依據該設計方式，二次空氣是從二次空氣導管被傳送經過連結通道，流入至該煙道氣通道內。經由此種安裝方式，二次空氣是藉由在該煙道氣通道內之精確選擇位置而被分佈出去。以此方式，二次空氣被饋入至該煙道氣通道的全部長度之上，而非被饋入至該煙道氣通道之單一位置處。原則上，已知在任意位置上，二次空氣被散佈於以一曲折道路之形式而延伸的該煙道氣通道之上。以上這些來自該等煙道氣通道之二次空氣導管的垂直連結通道是被構形成使得燃燒作用能夠被產生。

在該等二次空氣導管之外部開口內的該等轉板可以調節空氣流入狀況，以此方式使得被供應二次空氣的空氣量可以被控制住。但是卻無法按時地將被供應二次空氣的數量散佈出去。且亦無法控制住在該煙道氣通道之一不同位置處的被供應二次空氣數量。依照先前技術，一種二次空氣數量之控制方式是經由在二次空氣導管之該等外部開口內的轉板方為可行。然而，藉由此種解決方式，二次空氣是以未受控制之方式被饋入至該煙道氣通道的全部長度之上。於是，在該煙道氣通道內之若干位置承受到過度供應的二次燃燒空氣，同時在其他位置則維持短缺的供應量。結果導致以上這些具有二次燃燒空氣之過度供應量的位置承受到冷卻或過熱作用，同時以上這些具有燃燒空氣之供應量短缺的位置則產生不完全燃燒現象。

於是，本發明係提供一種系統，用以採用一受到控制之方式，將來自該二次空氣導管之二次燃燒空氣傳送至該等煙道氣通道的不同位置。該供應和控制作用必須能夠以個別或共同之方式，作動介於該二次空氣導管與該等煙道氣通道之間的個別不同連結通道。以上作用必須以手動之方式操作，但是亦可以被自動化操作。藉由採用一精確控制之方式來將二次燃燒空氣供應至該等煙道氣通道的全部長度以上之一已知位置點，在以上這些通道內的熱量分佈狀況將被更加適宜地控制住。以此方式，亦可防止該焦結氣於其他位置處出現不完全燃燒狀況，於是，以未燃燒狀態而從該煙道氣通道被排出。經由使用本發明，其意欲於焦炭底床下方之該等煙道氣通道內產生一種均勻的二次平面式加熱作用，其目標是縮短所需的碳化加工程序，因此，用以提供具經濟性效率的使用效益予該”熱回收式”或”非熱回收式”之碳化加工程序。

本發明是藉由提供一種控制裝置來解決以上問題，該控制裝置是被安裝於在該二次空氣導管與該等煙道氣通道之間的至少一垂直連結通道內。在煉焦爐組之功能驗證過程中，該控制作用可以被施行用於一特定時間，但是該控制作用亦是可以依據該碳化加工程序之需求和規則性而被連續施行。該控制作用可以被施行於在該二次空氣導管與煙道氣通道之間的一個連結位置點，但是該控制作用以是能夠亦被施行於在該二次空氣導管與煙道氣通道之間的若干連結位置點為較適宜。該等控制裝置是由一種經由金屬轉板、在砌磚內之轉板或是經由滑動磚來施行之控制作用所組成。以上控制裝置可以採用手動和電動或氣動之方式來作動。於是，該控制裝置亦是可以被自動化操作。依據不同的需求，該等控制裝置是可以個別或共同操作該煙道氣通道。

藉由以上所描述之二次空氣數量的控制方式，部份二次空氣是按時流入至該等煙道氣通道內，在全部煙道氣通道以上的溫度分佈狀況則得以被控制住。舉例而言，一種在該煉焦爐室地板以上的均勻溫度分佈狀況因而能夠得到。火焰的分佈狀況亦是以此方式來加以調整。但是亦可以藉由供應比例精確之空氣量來將燃燒作用予以最佳化，因此，得到最佳的焦結氣產生結果。大致上，在該煉焦爐室之操作期間，煤炭的消耗量將因此而減少。以此方式，亦可以施行一種二次區域加熱作用，經由該項加熱作用，該煉焦爐室地板於其全部區域以上被任意加熱，且以是受到有控制的加熱作用為較適宜。最後，亦可以採用一較佳之方式來抵銷掉煙道氣通道在燃燒過程中所產生的壓力差。

申請專利範圍特別是一種用於在一水平式煉焦爐室內之煤碳化作用的裝置，其中

‧該水平式煉焦爐室於其上側部份具有容許主要空氣流入之開口，在煤碳化之過程中所產生的一部份氣體將被燃燒，以及

‧朝向外部關閉之煙道氣通道被安置於該煉焦爐室地板之下方，用以收集來自該碳化加工程序之部份已燃燒氣體，且採用其他空氣(亦即是所謂的二次空氣)來將氣體完全燃燒，以及

‧該煉焦爐室是由所謂的”降流管”通道所組成，該等降流管通道是用於將來自該碳化加工程序之部份已燃燒氣體排出，該碳化加工程序則是被整合至橫向煉焦爐室壁面或煉焦爐室門或是焦炭餅內，以上這些”降流管”通道係將該煉焦爐室內部連接至該等煙道氣通道，以及

‧所謂的二次空氣導管被安置於該等煙道氣通道之下方，該二次空氣導管是藉由至少一個連結通道而被連接至外界空氣和被垂直連接至該等煙道氣通道，且被用來容許二次空氣流入，藉由該二次空氣，來自該碳化加工程序之部份已燃燒氣體將被完全燃燒，以及

‧煙道氣通道被連接至一被安置於該煉焦爐之外部的煙道氣收集管，該收集管將該等煙道氣傳送至圍繞著該煉焦爐之外界環境，且其特徵為

‧至少一煙道氣通道和該等二次空氣導管具有一項設備，藉由該項設備，介於煙道氣通道與二次空氣導管之間的氣流可以被校正和調節，以及

‧一種可控制式二次區域加熱作用被提出，可能連同位於該煙道氣通道之下方的可控制式通風系統。

介於該二次空氣導管與該等煙道氣通道中間之可控制式垂直連結通道的數目可以是任意數目。另外可以構形使得許多連結通道中僅有一個是一可控制式通道。但是可以構形使得其中有若干連結通道是可控制式通道。最後，亦可以構形使得介於該等二次空氣導管與該等煙道氣通道之間的全部垂直連結通道均為可控制式通道。

該等煙道氣通道可以是一種任意的構形。該煙道氣通道以是一種類似一在該煉焦爐室地板下方之曲折道路而延伸的通道為較適宜，且被關閉朝向外部和將廢氣承載進入用於排氣目的之另一廢氣煙道內。但是該等煙道氣通道亦可以是若干煙道氣通道。因此，亦是可以提供具有水平連結通道之煙道氣通道。接著，該水平連結通道可以是一種任意的構形。介於該等煙道氣通道之間的水平連結通道亦是可以被控制住。

介於該等煙道氣通道與二次空氣導管之間的本發明垂直連結通道亦可以是一種任意的構造。於是，可以將該等連結通道沿著垂直方向而導引進入至該等煙道氣通道。但是，亦可以採用一種升高、傾斜或倒角之構形來將該等垂直通道導引進入至該等煙道氣通道。重要之處係為容許一受到控制的氣流從該等二次空氣導管進入至該等煙道氣通道。

該等垂直連結通道亦可以被任意地安置於該等煙道氣通道或二次空氣導管。該等垂直連結通道以是採用一正常距離來將該等煙道氣通道連接至該等二次空氣導管為較適宜。特別有利之處是將該等垂直連結通道安置成與在該等煙道氣通道處之橫向進入”降流管”通道保持正常距離。此項結果使得部份已燃燒焦結氣能夠與二次空氣產生極佳和緊密的混合作用。該等垂直連結通道與該等橫向進入”降流管”管件相距的特別有利距離是0米到1米之距離。

甚至是二次空氣導管之種類和數目亦是可以改變。舉例而言，甚至是一由若干底部煙道和開口所組成之第二二次空氣導管可以被安置於一由若干底部煙道和開口所組成之第一二次空氣導管的下方。該等二次空氣導管亦可以是被個別安置，或是成為一種具有一外部開口之多重構形。該等二次空氣導管亦是可以於彼此之間被相互連接，或是以一種可控制之方式被連接。此項結果可以被設計成為一種簡單構形或是多重構形。該等二次空氣導管可以具有任意的數目和任意的組合。該等二次空氣導管可以具有一位於外部空氣進氣口之轉板或閥門，用以作為一控制住空氣流入所需之設備。

舉例而言，若干或許多個別不同二次空氣導管可以被導引於該煙道氣通道之下方，其中每一個不同通道被連接至該等煙道氣通道，同時，該等二次空氣導管彼此之間並未相互連接。另外，亦可以僅將個別已被連接和彼此之間並未相互連接之二次空氣導管安裝至該等煙道氣通道，然而，其中僅有一個二次空氣導管是可以被控制。最後，亦可以將彼此之間是以任意組合相互連接和以任意組合相連接的二次空氣導管安裝至該等煙道氣通道，其中任意數目的二次空氣導管是可以被控制。

介於該等煙道氣通道與用於施行本發明裝置之二次空氣導管中間的垂直連結通道在氣流中是可以被控制。然而，亦可以將用於控制該等連結通道安置成並未直接在該等煙道氣通道內，但是在該等二次空氣導管內，該等二次空氣導管則是位於被配置於上方之相關垂直連結通道的入口橫剖面之下方。

最後，該控制設備可以是一種不同的形式和/或構形。舉例而言，一種簡單的控制設備是一被埋入至砌磚內之滑動磚。依據開口的角度，該滑動磚可以被埋入至有氣體通過之通道內。另外，亦可以採用一滑動磚壁面突出部位或是一金屬轉板。該金屬轉板必須以是由一超高耐熱金屬所製成為較適宜。然而，該控制設備亦可以是由一管件區段部分所製成，該管件區段部分承載著在開啟位置之氣體的流動，且沿著一與氣流保持直角之軸心而被彎曲，因而降低氣體的流動。該管件區段部分是依據需求而被彎曲，且經由一完全的彎曲狀況來關閉氣體的流動。由於其能夠被使用於以上之高溫狀況下，一球閥旋塞亦是適宜被採用。

特別有利之處係使用一種被埋入至該等介於二次空氣導管與煙道氣通道中間之連結通道內的腳凳(駝峰)構造。該腳凳是被安置在介於二次空氣導管與煙道氣通道中間之連結通道的一突出部位內。一個具有一轉板之開口被埋入至該腳凳內。依據開口的角度，該轉板可以被往前拉動或是被壓入至該開口內。但是，該腳凳亦是可以在該二次空氣導管內沿著水平方向移動，用以影響氣流進入至該等垂直連結通道，以及流入至該等煙道氣通道。舉例而言，可以提供該腳凳具有一被配置於腳凳板之中央處的開口。經由氣流的完全開啟狀況，該中央開口在來自該垂直連結通道的分枝部位之下方產生滑動。為了要將氣流關閉，該腳凳接著是連同在該分枝部位之下方的關閉用腳凳板產生滑動。

該調節設備的控制作用可以被構形成為不同形式。在一種簡單的構形中，一金屬桿被連接至一位於壁面磚或腳凳處之懸吊部件。依據所需的氣體流量，藉由移動該金屬桿，該壁面磚或腳凳接著可以被滑動。一容納著用於導引之金屬桿的通道是被提供於在該等二次空氣導管旁邊或以上之該煉焦爐室地板內的砌磚中。

舉例而言，該調節設備亦可以被連接至一被支撐於一種耐熱配置方式中之繩子或鏈條，且被提供有一經由回復滑輪之作動機構。然而，亦是可以採用一桿子或棒連桿。該調節設備以是被設計和製作成為一種超高耐熱裝置為較適宜。為了要導引該控制裝置，該煉焦爐室地板以是具有被安置於一個二次空氣導管之溝槽旁邊的通道為較適宜。在此安置著繩滑車或該桿子和該棒連桿。除了本發明之可控制式連結通道以外，該導引通道接著是由一分歧部分所組成，該控制裝置則是經由該分歧部分而可以被作動。

最後，該控制裝置亦可以被設計和製作成使得該等煙道氣通道之天花板被設計成為滑動式耐火區段部分的形式。以上這些區段部分可以被滑動，使得開口的位置接著被轉換進入該等煙道氣通道。在以上這些區段部分之下方是具有凸出部位，藉由該凸出部位，該二次空氣導管被覆蓋得更加適宜。倘若該等開口僅於功能驗證之前，才得以被調節，此項實施例則是特別適宜。覆蓋住該等二次空氣導管之磚接著於功能驗證之前，被安置進入該所需位置處。為了要達到此項目的，該等煙道氣通道之前端側邊蓋板亦是可以被移除。

在該控制裝置之上游和下游處可以提供噴嘴束或扭轉元件予該等垂直連結通道，藉由該噴嘴束或扭轉元件，氣體的流動被混合得更加適宜。然而，被設計用來減緩氣體之流動的裝置和氣流的擁塞狀況亦是適合被採用。

配置有本發明之控制裝置的煉焦爐室爐可以是任何形式。該煉焦爐室爐以是一種”非熱回收式”或”熱回收式”種類之煉焦爐為較適宜。該煉焦爐可以被配置有一種二次空氣加熱作用之任何系統。該等煙道氣通道可以被導引於一種類似曲折道路之配置方式內，或是被導引於一種具有在該煉焦爐室下方之縱向配置橫越連結管的配置方式中。該等煙道氣通道亦可以被橫向導引和被配置有縱向連結管。用於將空氣從該等煙道氣通道，或從與該等煙道氣通道相連接之噴嘴排放出去的廢氣煙囪可以被安置在該等煙道氣通道之任何位置處。該等”降流管”通道亦是可以被安置於一任意位置處。舉例而言，該等”降流管”通道是可以被橫向安裝。甚至是該等”降流管”通道的數目亦是可以被改變。舉例而言，降流管通道的數目可以是6或是更多。但是亦可以是僅有一個或是二個”降流管”通道。

本發明亦是有關於一種方法，藉由該項方法，煤炭在一水平式煉焦爐室內能夠被碳化，其中

‧主要空氣容許經由一存在於該煉焦爐室之上側區段部分的開口，流入至該煉焦爐室，且藉由該主要空氣，引發出煤碳化作用之部份氣體則被燃燒，以及

‧部份已燃燒氣體是經由”降流管”通道而被傳送進入被安置於該煉焦爐室之下方的煙道氣通道，以及

‧其他空氣(亦即是所謂的二次空氣)被收集於二次空氣導管內，該等二次空氣導管則是被安置於該等煙道氣通道之下方，且該二次空氣是從該等二次空氣導管而被傳送經過一垂直連結通道，流入至該等煙道氣通道，以及

‧部份已燃燒氣體是與在該等煙道氣通道內之二次空氣做緊密地混合和被完全燃燒，因此，從下方來將該煉焦爐室加熱。

且其特徵為

‧介於該等煙道氣通道與該等二次空氣導管之間的至少一垂直連結通道是具有一設備，藉由該設備，介於該煙道氣通道與二次空氣導管之間的氣流能夠被校正和調節。

在一種簡單構形的種類中，該控制設備僅有於功能驗證之開始初期被作動。此種作動結果的是否可行則是例如藉由以手動之方式來滑動在砌磚內之凹處或是在該煉焦爐地板內之鬆脫壁磚。另外，亦可以採用一桿子和棒連桿經由被安置於該等二次空氣導管旁邊之該煉焦爐室地板內的通道，來控制住該等壁磚。亦可考量依據開口之所需角度，使用一鏈條來拉動管件內之轉板開啟或關閉。最後，亦可以提供一種氣動式操作控制設備用於本發明之連結通道。為了要達到此項目的，耐高溫空氣導管接著將被提供於該煉焦爐室地板內。

用於本發明之垂直連結通道的控制設備可以採用手動和電動之方式來作動。舉例而言，針對簡單的裝置，能夠以手動來操作之桿子和棒連桿可以變成適宜被採用。一旦是在一碳化加工程序之開始初期，例如是以上之手動操作則能夠被完成。但是亦可以於功能驗證之開始初期被施行，或是在一碳化加工循環中被連續施行。在一種特別有效率、雖然泛用之實施例中，該等作動裝置是藉由一自動化系統而採用電動之方式來操作和控制。舉例而言，以上結果可以是一種程序控制系統。為了要達到此項目的，測定探針可以被安裝於該等二次空氣導管、煙道氣通道內，或是在本發明之連結通道內，用以決定適宜的控制參數。舉例而言，以上的測定探針可以是用於測量在燃燒氣體內之溫度、壓力或含氧量的感測器。

藉由在煙道氣通道內之含氧量，被加熱的該煉焦爐組因而可以經由本發明之通道而被適宜地控制住。在該燃燒氣體內的氧氣含量可以被定義為一λ值(λ-Wert)。因為一化學當量之氧氣比例，燃燒作用的λ值是等於1。因為一次化學當量之氧氣比例(在空氣中用於燃燒所需之氧氣較少)，λ值是小於1，且因為一過化學當量之氧氣比例(在空氣中用於燃燒所需之氧氣較多)，λ值是超過1。在煉焦爐之上方的爐內自由空間中，倘若本發明被適宜地施行，λ值的範圍則是介於0.3與0.8之間。焦結氣僅是被不完全燃燒。在其中大致上有二次空氣被供應之二次底板室內，λ值的範圍則是介於1.0與1.7之間。以此方式，焦結氣的最佳產出狀況可以得到，用以製造出碳化熱量。

以上所描述之裝置提供一有效率控制的效益，用以將二次空氣供應至該煙道氣通道。本發明可以被應用至許多用於施行的可考量變化形式。一種帶有測量、控制和調節系統之非常複雜和具挑戰性的構形是可以被考量，連同一種具有一桿子和棒連桿及壁磚之簡單構形。藉由應用以上所描述之裝置和藉由施行用於將煉焦爐室之煙道氣通道加以通風的方法，在一煉焦爐室內之溫度分佈狀況能夠被調適成非常均勻，以上結果則是與一用於碳化加工程序之測量和控制系統有關聯。本發明之裝置和與其相關之方法亦容許用於將在該煙道氣通道內的壓力狀況予以最佳化，以及用於將火焰的分佈予以最佳化。因此，焦炭煤被更加適宜地開採，同時，焦炭的品質亦得以被最佳化。

圖1表示出一種水平式煉焦爐室(1)，其前端開口是被具有一開啟機構(2a)之煉焦爐室門(2)所關閉。在下文中，焦炭餅(3)被標示出來。爐內自由空間(4)被安置於該焦炭餅(3)之上方。焦結氣可以被積存於該爐內自由空間。經由一橫向開口(5)，該等焦結氣被傳送進入該等”降流管”通道(6)。另外，可以將一控制設備(7)安裝於該橫向開口(5)與該等”降流管”通道(6)之間。同樣地，一用於供應額外空氣之開口(9)可以被安置於煉焦爐天花板(8)。該等焦結氣被傳送經過該等”降流管”(6)，且更進一步持續流入該等煙道氣通道(10)。焦結氣與二次空氣的完全燃燒作用在此產生。該焦炭餅(3)被安置於該等煙道氣通道(10)之上方，該焦炭餅則是藉由在該等煙道氣通道(10)，經過該煉焦爐室地板(11)之燃燒作用而被加熱。該等煙道氣通道是經由水平連結通道(10a)而能夠彼此相互連接。用於將該等焦結氣完全燃燒之二次空氣是被供應經過被安置於該等煙道氣通道(10)之下方的該等二次空氣導管(12)。該等二次空氣導管(12)是由朝向前方的開口所組成，該等開口則是可以受到控制或是未受到控制。空氣氣流經由該開口而流入至該等二次空氣導管。從該等二次空氣導管，空氣氣流是經由垂直連結通道(13)而流入至該等煙道氣通道(10)。依照本發明，以上這些連結通道中的至少一連結通道被配置有一調節設備(14)。該圖形表示出所有的連結通道均具有一控制設備。在用於空氣流動之調節設備(14)的旁邊，吾人可以看到該控制裝置(15)。在此例中，一桿子和棒連桿(15a)被表示出是在一控制通道(15)內。接著，一種連同二次空氣之精確調節過燃燒作用將於該等煙道氣通道內發生。

圖2表示出一種水平式煉焦爐室(1)的正視圖。除了在該第一圖形(圖2)所示之煉焦爐室以外，該煉焦爐室(1)被提供有其他的二次空氣導管(16)，該等二次空氣導管(16)則是在該第一二次空氣導管之配置方式(12)的下方。該第一二次空氣導管之配置方式(12)可以被連接經過垂直通道(17)，且是由調節設備(14d、18)所組成。在此，該等控制裝置被設計和製作成為一種類似駝峰之可轉換裝置。

圖3表示出一煉焦爐室(1)之煙道氣通道配置方式的上視圖，該煙道氣通道是類似一曲折道路而延伸於該煉焦爐室地板之下方，用以將加熱作用予以最佳化。二次空氣係從被安置於圖形平面之下方的該等二次空氣導管流出。來自該等二次空氣導管之空氣氣流可以經過開啟調節設備(14a)或是半開啟調節設備(14b)。該空氣氣流則是無法經過已關閉調節設備(14c)。部份已燃燒的焦結氣係來自該等橫向配置之”降流管”通道(6)。該煙道氣流(19)被傳送經過一收集管或通道(20)，流入至該煙道氣煙囪(21)。

圖4表示出一煉焦爐室(1)之煙道氣通道配置方式(10)的上視圖，該煙道氣通道是類似一曲折道路而延伸於該煉焦爐室地板之下方，用以將加熱作用予以最佳化。二次空氣係從被安置於圖形平面之下方的該等二次空氣導管(12)流出，且在此項應用實例中，二次空氣是從二側邊被傳送至該煙道氣通道之全部長度以上的不同位置點。其中許多垂直連結通道到達用於每一個二次空氣導管之煙道氣通道，該等連結通道在許多位置處則是可以被個別控制住。若干調節設備是開啟的(14a)、一些調節設備是半開啟的(14b)和其他調節設備是關閉的(14c)。該等連結通道最後是可以採用任何組合或數目而被安裝於該等煙道氣通道內。部份已燃燒焦結氣係來自該等橫向配置之”降流管”通道(6)。該煙道氣流(19)被傳送經過一收集管(20)，流入至該煙道氣煙囪(21)。

圖5表示出一煉焦爐室(1)之煙道氣通道配置方式(10)的上視圖，該煙道氣通道是類似一曲折道路而延伸於該煉焦爐室地板之下方，用以將該煉焦爐之加熱作用予以最佳化。該二次空氣導管(13)是藉由形式為磚之區段部分(13a)而被覆蓋朝向頂端。僅有那些容許二次空氣流經其中而流入至該等煙道氣通道(12)的開口(13b)被保持清理乾淨。以上這些開口代表著該等垂直連結導管之控制單元。該等區段部分可以往外突出朝向底部，用以得到較佳的密封效果。此外，該等區段部分可以被配置有位於其頂端之懸吊部件，用以容許產生轉換。

圖6表示出一水平式煉焦爐室(1)的側視圖。該焦炭餅(3)的碳化作用是在該煉焦爐室內發生。該等焦結氣流入至在該焦炭餅(3)之上方的爐內自由空間(4)。當連同主要空氣之部份燃燒作用在此是容許經過位於該煉焦爐室天花板(22)內的開口時，該部份已燃燒焦結氣則將經過在該煉焦爐室壁面之橫向開口(5)，流入至該等”降流管”通道(6)。以上結果將該部份已燃燒焦結氣往下傳送進入至該等煙道氣通道(10)，用以得到完全燃燒作用。為了得到此項目的所需之二次空氣(23)是可以採用可控制之方式，從外界環境流經開口(24)，流入至該等二次空氣導管(12)。從該二次空氣導管開始，該二次空氣是經由垂直連結通道(13)而被傳送進入至該等煙道氣通道(10)。該調節設備是被安裝於該等垂直連結通道(13)內，該調節設備在此被表示出是在開啟狀態(14a)或關閉狀態(14c)。經由可控制式垂直連結通道(13)，在該煉焦爐室地板(11)上的熱量分佈狀況可以被構形成為更加均勻，且在煙道氣通道(10)內的燃燒作用能夠被更適宜地控制住。該煙道氣流(19)被傳送經過一煙道氣收集管(20)，流入至該煙道氣煙囪(21)。

圖7表示出一水平式煉焦爐室(1)的側視圖，該等垂直連結通道之流入該等煙道氣通道內的引入管端在此被再一次加以說明。該等垂直連結通道之流入該等煙道氣通道內的引入管端是從該等”降流管”通道(6)之橫向引入管端(6a)算起，維持於正常距離(26)內。該等垂直連結通道(13)之從該等二次空氣導管流入至該煙道氣通道內的橫向引入管端以是被安置於從該等”降流管”通道之橫向引入管端(6a)算起，維持於0米到1米之距離(26)為較適宜。

圖8表示出一種用於調節在該等二次空氣導管與該等煙道氣通道中間之空氣氣流的本發明裝置。在此項應用實例中，用於調節之該裝置被構形成為一種類似駝峰(腳凳)設備，其具有一被安置於該腳凳板(14d)之中央的開口(14e)。該裝置在此被表示出是於開啟狀態。空氣的流動可以僅是經過該開口(14e)。為了將空氣的流動關閉，該腳凳將連同該腳凳板一起被拉動超過分枝部分，到達該垂直連結通道(14f)。舉例而言，一鏈條經由回復滑輪而被連接至一牽引機構。牽引作用則例如是採用被鎖附至該腳凳之一桿子和棒連桿(15b)而產生。

圖9表示出一種用於調節在該等二次空氣導管與該等煙道氣通道中間之空氣氣流(14)的本發明裝置。該裝置在此被構形成為類似一管件區段部分(14g)，該管件區段部分則被旋轉來調節氣流。在開啟位置處，氣流經過管件(14h)的橫剖面。經由該管件在水平方向上之旋轉運動，氣流的橫剖面被逐漸收縮，直到整個氣流最後是被阻擋為止。

1．．．煉焦爐室

2．．．煉焦爐室門

2a．．．用於煉焦爐室門之移動裝置

3．．．焦炭餅

4．．．爐內自由空間

5．．．用於焦結氣之橫向開口

6．．．“降流管”通道

6a．．．“降流管”通道之橫向引入管端

7．．．用於進入”降流管”通道之氣流的調節設備

8．．．煉焦爐室天花板

9．．．用於額外主要空氣之開口

10．．．煙道氣通道

11．．．煉焦爐室地板

12．．．二次空氣導管

13．．．用於具有煙道氣通道之二次空氣導管的連結通道

13a．．．覆蓋煙道氣通道朝向底部之磚造區段部分

13b．．．連接二次空氣通道朝向頂端之開口

14．．．用於連結通道之調節設備

14a．．．用於連結通道之已開啟調節設備

14b．．．用於連結通道之已關閉調節設備

14c．．．用於連結通道之半開啟調節設備

14d．．．作為在二次空氣導管內之調節設備的腳凳

14e．．．在腳凳內之開口

14f．．．來自垂直連結通道之分歧部分

14g．．．作為關閉裝置之管件區段部分

14h．．．管件區段部分之橫剖面

15．．．用於連結通道之調節設備的控制作用

15a．．．調節設備之控制作用

15b．．．用於開啟或關閉之鏈條

16．．．其他二次空氣導管之配置方式

17．．．介於二次空氣導管之間的垂直連結通道

18．．．用於二次空氣導管中間之連結通道的調節設備

19．．．煙道氣流

20．．．用於煙道氣之收集管

21．．．煙道氣煙囪

22．．．用於在焦爐天花板內之主要空氣的可控制式開口

23．．．二次空氣氣流

24．．．用於容許二次空氣流入至二次空氣導管之轉板

25．．．橫向煉焦爐室壁面

26．．．介於連結通道與”降流管”通道之間的距離

本發明之裝置是藉由下列六圖式來加以說明，以下圖式僅是代表著用於本發明裝置之設計的實施例的範例。

圖1和圖2表示出一水平式煉焦爐室的正視圖。

圖3、圖4和圖5表示出一煙道氣通道作為一剖面圖，在該煉焦爐室地板之下方的俯視圖。

圖6和圖7表示出一水平式煉焦爐室的側視圖。

圖8和圖9表示出一用於在該煙道氣通道與該二次空氣導管中間之該等連結通道所需的控制設備。

1．．．煉焦爐室

2．．．煉焦爐室門

2a．．．用於煉焦爐室門之移動裝置

3．．．焦炭餅

4．．．爐內自由空間

5．．．用於焦結氣之橫向開口

6．．．“降流管”通道

6a．．．“降流管”通道之橫向引入管端

8．．．煉焦爐室天花板

10．．．煙道氣通道

12．．．二次空氣導管

13．．．用於具有煙道氣通道之二次空氣導管的連結通道

14a．．．用於連結通道之已開啟調節設備

14b．．．用於連結通道之已關閉調節設備

19．．．煙道氣流

20．．．用於煙道氣之收集管

21．．．煙道氣煙囪

22．．．用於在焦爐天花板內之主要空氣的可控制式開口

23．．．二次空氣氣流

24．．．用於容許二次空氣流入至二次空氣導管之轉板

Claims (27)

1. 一種用於在一水平式煉焦爐室內之煤碳化作用的裝置，其中‧該水平式煉焦爐室於其上側部份具有容許主要空氣流入之開口，在煤碳化之過程中所產生的一部份氣體將被燃燒，以及‧朝向外部關閉之煙道氣通道被安置於該煉焦爐室地板之下方，用以收集來自該碳化加工程序之部份已燃燒氣體，且採用其他空氣，亦即是所謂的二次空氣，來將氣體完全燃燒，以及‧該煉焦爐室是由所謂的”降流管”通道所組成，該等降流管通道是用於將來自該碳化加工程序之部份已燃燒氣體排出，該碳化加工程序則是被整合至橫向煉焦爐室壁面或煉焦爐室門或是焦炭餅內，以上這些”降流管”通道係將該煉焦爐室內部連接至該等煙道氣通道，以及‧所謂的二次空氣導管被安置於該等煙道氣通道之下方，該二次空氣導管是藉由至少一個連結通道而被連接至外界空氣和被垂直連接至該等煙道氣通道，且被用來容許二次空氣流入，藉由該二次空氣，來自該碳化加工程序之部份已燃燒氣體將被完全燃燒，以及‧煙道氣通道被連接至一被安置於該煉焦爐之外部的煙道氣收集管，該收集管將該等煙道氣傳送至圍繞著該煉焦爐之外界環境，其特徵為‧介於煙道氣通道和該等二次空氣導管之間的至少一垂直連結通道設有一設備，藉由該設備，介於煙道氣通道與二次空氣導管之間的氣流可以被校正和調節，以及‧藉由位於該煙道氣通道之下方的可控制式通風系統，一可控制式二次區域加熱作用變為可能。
2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵為數個垂直連結通道被安置於該等煙道氣通道與二次空氣導管之間，該等垂直連結通道設有一設備，藉由該設備，介於該煙道氣通道與二次空氣導管之間的氣流可以被校正和調節。
3. 如先前申請專利範圍第1項或第2項中任一項之裝置，其特徵為該等垂直連結通道之流入該煙道氣通道內的引入管端是被構形成為升高、傾斜或倒角之配置方式。
4. 如先前申請專利範圍第1項或第2項之裝置，其特徵為被安置於該等煙道氣通道與二次空氣導管之間的垂直連結通道與流入至該煙道氣通道之”降流管”通道的相關開口之上游或下游保持0米到1米的距離。
5. 如先前申請專利範圍第2項之裝置，其特徵為調節氣流之設備並非被配置於在該煙道氣通道與該二次空氣導管之間的該等垂直連結通道內，而是直接地被配置於該等二次空氣導管內，該等二次空氣導管則是在被配置於其上之相關垂直連結通道的入口橫剖面之下方。
6. 如先前申請專利範圍第1項或第2項之裝置，其特徵為用於供應更多二次空氣進入至煙道氣通道的進一步的二次空氣導管被安置於該等二次空氣導管之下方或橫向，且該等二次空氣導管是與至少一垂直或傾斜連結通道相連接。
7. 如先前申請專利範圍第1項或第2項之裝置，其特徵為至少一個二次空氣導管具有一位於調節氣流之空氣入口處之裝置。
8. 如申請專利第1項之裝置，其特徵為該等煙道氣通道彼此之間是與至少一水平通道相連接。
9. 如申請專利第8項之裝置，其特徵為介於煙道氣通道之間的至少一水平通道是可控制的。
10. 如申請專利第1項之裝置，其特徵為一個或更多個二次空氣導管是個別被導引經過該煉焦爐室地板，且經過一個通道而垂直地與相關的煙道氣通道連接，該一個通道是個別容許二次空氣流入至該等煙道氣通道。
11. 如申請專利第10項之裝置，其特徵為至少一個介於該等個別延伸二次空氣導管之間的垂直連結通道或是該等個別延伸二次空氣導管是設有一設備，藉由該設備，介於該煙道氣通道與二次空氣導管之間的氣流可以被校正和調節。
12. 如先前申請專利範圍第10項或第11項中任一項之裝置，其特徵為至少一個經由單一通道而與該煙道氣通道相連接的二次空氣導管設有一位於調節氣流之空氣入口處之裝置。
13. 如先前申請專利範圍第2項之裝置，其特徵為用於調節在該二次空氣導管與該煙道氣通道中間之氣流的設備是由一磚所組成，依據所需的流速，該磚被滑動進入至該氣體通道，使得該氣體通道的橫剖面能夠被減小或增大。
14. 如先前申請專利範圍第2項之裝置，其特徵為用於調節在該二次空氣導管與該煙道氣通道中間之氣流的設備是由一腳凳所組成，該腳凳被升高至一存在於該氣體通道內之突出部分上，且該腳凳是由一氣體孔口或氣體轉板所組成，該氣體孔口或氣體轉板將滑動進入至該氣流中，因此，依據所需的氣體流速來減小或增大該氣體通道之橫剖面。
15. 如先前申請專利範圍第2項之裝置，其特徵為用於調節在該二次空氣導管與該煙道氣通道中間之氣流的設備是由一腳凳所組成，該腳凳是沿著中央而被配置於該腳凳板內，且是由一開口所組成，該開口被水平地移動至該二次空氣導管內且連同該腳凳板一起滑動進入至該連結通道所分出的氣流中，用以減小或關閉氣流，且在分出連結通道之分枝機構以下，連同該中央開口一起滑動而開啟，因此，依據所需的氣體流速來減小或增大該分出連結通道之橫剖面。
16. 如先前申請專利範圍第2項之裝置，其特徵為用於調節在該二次空氣導管與該煙道氣通道中間之氣流的設備是由一金屬管所組成，當在開啟狀態下，該金屬管承載著氣體，該管件具有一沿著一與氣流保持直角之軸心而可以被旋轉的內管，且經由該內管的旋轉運動，該氣流是逐漸被關閉或開啟。
17. 如先前申請專利範圍第13項之裝置，其特徵為用於調節氣流的磚或轉板是由一懸吊裝置所組成，一金屬桿被導引經過該懸吊裝置，該金屬桿是可以從該煉焦爐室的外部被操作，使得該調節用磚或轉板能夠被滑動進入至該氣體通道，或是從該氣體通道拉出，因此，可以將氣流校正和調節。
18. 如先前申請專利範圍第13項之裝置，其特徵為用於調節氣流的設備可以連同一從外部被操作之繩滑車或一桿子和棒連桿一起被移動，因此，用以調節氣流。
19. 如先前申請專利範圍第13項之裝置，其特徵為用於將氣流調節設備加以移動的裝置是由一用於手動操作之裝置所組成。
20. 如先前申請專利範圍第13項之裝置，其特徵為用於將氣流調節設備加以移動的裝置是配置有一電氣致動馬達和被配置有與其相結合之處理設備。
21. 如先前申請專利範圍第1項或第2項之裝置，其特徵為用於溫度、氧氣含量或壓力的測量裝置被安裝於該等煙道氣通道、二次空氣導管內，或是在介於該等煙道氣通道與二次空氣導管之間的連結通道內。
22. 如先前申請專利範圍第1項或第2項之裝置，其特徵為用於改善所增加氣流的噴嘴束是被安置於該等可控制式垂直連結通道內。
23. 如先前申請專利範圍第1項或第2項之裝置，其特徵為用於改善所增加氣流的扭轉元件是被安置於該等可控制式垂直連結通道內。
24. 一種用於將在如先前申請專利範圍第1項到第23項中任一項之水平式煉焦爐室內之煤炭加以碳化的方法，其中‧主要空氣容許經由一存在於該煉焦爐室之上側區段部分的開口，流入至該煉焦爐室，且藉由該主要空氣，引發出煤碳化作用之部份氣體則被燃燒，以及‧部份已燃燒氣體是經由”降流管”通道而被傳送進入被安置於該煉焦爐室之下方的煙道氣通道，以及‧其他空氣，亦即是所謂的二次空氣，被收集於二次空氣導管內，該等二次空氣導管則是被安置於該等煙道氣通道之下方，且該二次空氣是從該等二次空氣導管而被傳送經過一個或數個垂直連結通道，流入至該等煙道氣通道，以及‧部份已燃燒氣體是與在該等煙道氣通道內之二次空氣做緊密地混合和被完全燃燒，因此，從下方來將該煉焦爐室加熱。其特徵為‧來自二次空氣導管的二次空氣係使用調節設備以一比例的量被引導至煙道氣通道之中，藉此能精確地調節燃燒。
25. 如申請專利範圍第24項之方法，其特徵為二次空氣從該二次空氣導管進入至該等煙道氣通道的流入動作是以手動之方式來控制。
26. 如申請專利範圍第24項之方法，其特徵為二次空氣從該二次空氣導管進入至該等煙道氣通道的流入動作是以電動或氣動之方式來控制。
27. 如申請專利範圍第26項之方法，其特徵為二次空氣流入動作的電動或氣動控制作用是經由一程序控制系統而產生。