用于调节和控制气体压力的装置和方法
【专利说明】用于调节和控制气体压力的装置和方法
[0001]本发明涉及根据主权利要求的前序部分的用于调节或控制炼焦炉组的各个炉的单个气体压力的装置和方法。属于所讨论的类型的装置从EP 0649455获知。该参考文献公开了多个实施方案，对其中根据图10的实施方案进行评论。
[0002]在该实施方案中，上升管弯头的垂直部分从上伸入集流管。该部分的下端在其上提供了水密封，由此所述部分以垂直可调的方式从在上升管弯头下方垂直延伸的浸入管封离。在上升管弯头内供给滴水，其目的是冷却气体并且其最终被收集在集流管贮槽中。在水迷宫式密封上方提供水喷嘴，以便保持水迷宫式密封内的水位高并导致上述的密封效果。
[0003]所述水迷宫式密封顶部开口，由此污染可能在其中积聚，这可能妨碍水的流动和恶化水迷宫式密封的冲洗效果。
[0004]所述浸入管在其下端至少部分地伸入集流管贮槽中。
[0005]通过提高和降低所述浸入管来调节所述气体压力。
[0006]然而，将浸入管浸入集流管是不利的，因为冷凝物和固体物质通常以非均匀方式在集流管中积聚，从而可能引起不同的水位。当浸入管与冷凝物接触时该浸入管将被污染。集流管中的非均匀积聚和装置的上升运动可能导致水面上的波动，其对压力调节有负面影响。
[0007]只能理论上确定集流管中的水位，实际的水位是未知的而且必须通过额外的测量来确定。上升管弯头的延伸以及位于其下方的浸入管导致不希望的总高度和额外的负荷，这在现有的炼焦炉组中是不能被接受的。
[0008]可以横向地，上方或下方布置用于浸入管的操作装置。在这样做的时候，集流管壁被穿透，并且单独的密封是必需的。
[0009]此外，参考文献还公开了浸入管的不同地设计的下端边缘，其影响气体的排出。
[0010]最后，参考文献还公开了例如在杯底部的区域中具有流出开口的浸没杯的各种实施方案。这些流出开口是不利的，因为他们往往由于水中所含的污染物而易于堵塞。为了恢复功能，必须定期清洗这些浸没杯，如通过冲洗，倾翻杯或倾斜以及使用清洁芯棒。
[0011]本发明的目的是提供一种压力调节装置，以及用于允许容易且可靠地调节或控制气体压力的方法。根据本发明，这个目的由主权利要求的特征部分的特征来实现。气体压力的调节通过浸入管浸入浸没杯的不同程度进行。这导致高度可靠的调节，因为浸没杯总是充满水达到溢流水平，这意味着水位恒定。
[0012]根据本发明，布置在上升管弯头内的套筒用于双重目的。一方面，其具有位于上升管弯头外的致动器用于以垂直可调的方式布置浸入管，并且，在另一方面，它的作用是供给在浸入管与上升管弯头之间提供的水密封或者水迷宫式密封。在位置的垂直变化的整个高度，上升管弯头和浸入管之间的良好密封以这种方式完成。
[0013]供给到套筒的水和致动器两者都布置在上升管弯头外，因此，不会遭受其中包含的热气体和可燃的、有毒的、侵略性的和污染的成分。这些成分尤其包括氢，一氧化碳，甲烷和烃以及焦油，苯和萘。这种布置防止污染并增加了操作可靠性。
[0014]当装置操作时，焦炉气以集流管的方向向下流过上升管弯头。由于可移动的浸入管的下端浸在浸没杯中包含的水中，该焦炉气必须流过该水到达集流管。取决于浸没杯中的浸没管的浸没深度，途径水的气体的路径长度将变化。
[0015]当浸入管的浸没深度增加时，途径水的距离也会增加，S卩，焦炉气将必须克服较高的水压力以便流过浸没杯。背压在弯头和炉中建立，直到压力足够高用于打破水屏障。
[0016]可在浸入管中提供的槽代表从浸入管的内部到集流管的直接连接从而气体能够流入集流管而没有任何穿过水的迂回。当浸入管的浸没深度增加时，水面上方的自由槽区将减少。这也导致背压，其导致炉和弯头内盛行的压力的增加。
[0017]在实践中，焦炉气的一部分流过槽的自由截面积而另一部分流过水，还有在很少气流的情况下，仅仅流过水。
[0018]浸入管的调整范围足够大以便允许从浸没杯完全地取出浸入管。除了可能存在的槽区，焦炉气可以流过的环形间隙因此在浸入管的下边缘和水面之间形成。
[0019]在正常操作期间，将浸入管浸入浸没杯至或大或小的程度，直到背压对应于所需的炉压力。深浸没导致炉内盛行的压力增加，浸没至较小的程度导致压力降低。
[0020]当炉断开，焦炭要被推出炉，并且，为此目的，打开炉门。通过这些大的开口吸入炉内和集流管中并且因此进入气体净化系统的空气(氧气！)的量会如此大以致这可能导致易燃混合物。为了防止这种情况，炉和集流管之间的连接必须关闭。
[0021]为了实现这一目标，将浸入管浸入浸没杯至来自炉的背压或者来自集流管的吸力都不能打破浸没杯中的水屏障的程度。在此之前，打开上升管盖从而仍然产生的焦炉气将流出，点燃并燃烧。
[0022]炉已被推之后，即当炉是空的时，其必须充满煤用于下一焦化工艺(连接炉)。这通常是通过炉顶中提供的装料口或者通过将煤饼通过炉门推入进行。当煤与热炉壁接触时，形成大量的所谓的填充气体，并且灰尘被吹起来。
[0023]该填充气体和灰尘必须吸出，以防止它们排放到环境中(排放保护)。为了允许尽可能顺利地转移到集流管，将压力调节装置打开到最大程度。为此，将浸没杯枢转离开。水流出杯，因此，枢转的杯揭开浸入管的整个横截面。
[0024]上升管弯头通常包括集流管区中基本垂直的部分。这允许气体的湍流自由流动到集流管。此外，上升管弯头的垂直部分允许套筒容易地通过弯头。在渗透的位置处可以提供简单的水密封，反过来，其溢流流入上升管弯头的内部并最终供给到集流管。
[0025]此外，当用于浸没杯的定位装置支撑在套筒的内部时是有利的。因此该定位装置免受热气体并且不遭受通过其中包含的气体及悬浮固体污染的上述风险。另外，可以将用于定位装置的驱动器布置在上升管弯头外，而这反过来又增加了操作的可靠性。除了在现有技术的情况下，这里没有必要使操作装置通过集流管的壁。
[0026]使定位装置作为管以及在其上端提供供水系统实施也将是有利的。水用于冷却管和供给浸没杯的水，浸没杯优选设置在浸入管的下方。用于水的排放口可以主要提供在浸入管的水迷宫式密封的附近，则水在套筒的内表面上向下流动并且通常收集在浸没杯中。
[0027]由于浸入管通常伸入浸没杯，浸没杯内的水位被恒定地保持在溢流边缘的水平。水主要通过至少一个喷洒喷嘴供给，喷洒喷嘴可以例如位于上升管弯头内。然而，额外的水通过套筒的水密封引入。该水也用于维持浸没杯内的恒定水位。
[0028]由于水的持续流入，浸没杯总是被填满。以这种方式实现恒定和限定的水位，这相对于已知的现有技术，允许气体压力的快速而精确的调节。
[0029]由于水从浸没杯的边缘上恒定溢出，污染物被持续地冲出。而在现有技术中，浸没杯包括有时窄且可能阻塞和变得堵塞的排放口，根据本发明的装置中的水流在浸没杯的整个边缘上发生，从而没有阻塞的风险。
[0030]当浸入管在其下端被水平地配置时，气体将在整个圆周上均匀地排出。但是，浸入管的下端也可以开槽或者提供其它规则或不规则的终端元件以便实现气体的顺利排出。
[0031]为了允许浸没杯的枢转，通过至少一个支承点固定杯的一侧并且在定位装置的帮助下围绕该支承点枢转该杯将是有利的。为了这个目的，在浸没杯上相互连贯定位装置的下端将是有利的。链或绳也可用作连接。
[0032]本发明的另一个实施方案可以这样设想，用于调节或控制炼焦炉组的各个炉的单个气体压力的装置不与集流管连接而是与上升管弯头连接。上升管弯头装备有套筒，其通过至少一个导管连接到在其下端的水迷宫式密封，并且在其上端，在上升管弯头外，具有用于供给水迷宫式密封的供水系统。上升管弯头的垂直部分，或者其延伸，可以具有适于装置的直径的直径，其可以例如比上升管本身更宽。
[0033]由于装置布置在上升管或者上述延伸内的事实，气体压力可以独立于集流管的形状被调节和控制。这提供了根据本发明的调节还可以用于小的集流管的优点，否则小的集流管将不为装置提供足够的空间。
[0034]本发明还通过一种方法实现，该方法的特征在于，位于浸入管下方的浸没杯连续地充满水，从而使得水流过溢流边缘并且建立了恒定的水位，调整浸入管的下端相对于该恒定的水位从而调节和控制气体压力。
[0035]在下文中，参照附图描述本发明，其中
[0036]图1示出浸入管处于升高状态的根据本发明的装置的第一实施方案的垂直截面；
[0037]图2示出浸入管处于降低状态的根据图1的装置的局部垂直截面并且指示了套筒内的水行进的路径；
[0038]图3示出根据图1的装置的局部垂直截面并且指示了定位装置内的水行进的路径；
[0039]图4不出根据图1的装置的上部的局部垂直截面，包括水密封的表不；
[0040]图5示出根据图1的装置的下部的局部垂直截面，具有已经向下枢转的浸没杯，以及
[0041]图6示出根据本发明的装置的第一实施方案的局部垂直截面，在其中压力调节装置不布置在集流管内而在上升管弯头内的情况下。
[0042]图1示出了根据本发明的压力调节装置15的垂直截面，当炉运转时，来自炼焦炉I的焦炉气2在上升管3内被垂直地向上引导。上升管在其上端具有检查和清洁襟翼(cleaning flap)，紧接着是从所述襟翼下方的点以斜角向下延伸的上升管弯头4。在弯头内布置至少一个喷洒喷嘴5，通过喷洒喷嘴5水可以引入弯头中用于冷却焦炉气。上升管弯头4以其在集流管7中的垂直部6终止，集流管7在其顶部具有水平封闭板8。
[0043]上升管弯头的下端具有在其上布置的水迷宫式密封9，其包括与上升管弯头同轴延伸并且在顶部通过水平边11连接到垂直部6的环10。弯头4，或者更确切地说，垂直部6连同环10—起限定圆形空间，该圆形空间底部开口并且浸入管12伸入其内，其同轴地围绕上升管弯头的下部。为了完成水迷宫式密封，浸入管12提供有环13，其反过来与浸入管同轴布置并且其下端通过水平边14固定到浸入管。环13连同浸入管12 —起限定圆形空间，其顶部开口并且为了操作所示的装置15，其填充有水以实现水中浸没，这使得浸入管在装置的操作过程中垂直地放置并且其同时保证了密封效果。
[0044]在上升管弯头4的垂直部6内布置有双壁套筒16，其通过至少一个连接通道17与浸入管12和环13之间的环形迷宫空间流体连通。因此，该双壁套筒16终止于其在水迷宫式密封9的区域中的下端。其上端位于上升管弯头的垂直部6之外和上方并且在水密封18的帮助下与上升管封离。在上升管外，套筒16被连接到致动器19，借助于该致动器19，套筒16和浸入管12可垂直移动。在上