ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРВИЧНОГО ВОЗДУХА В КОКСОВАЛЬНЫХ ПЕЧАХ Российский патент 2015 года по МПК C10B15/02 C10B5/06 C10B21/10 F27D7/02 

Изобретение относится к устройству для направленной подачи первичного воздуха для горения в камеру коксования коксовальной печи типа "без рекуперации тепла" или "с рекуперацией тепла", в котором первичный воздух для горения проводится через одно или несколько входных отверстий в своде коксовальной печи или в передней или задней стенке камеры коксования, и входное отверстие или входные отверстия выполнены с устройствами, через которые направляется входящий поток первичного воздуха, чтобы лучше распределить первичный воздух в наполненном газом объеме над коксовым пирогом. Изобретение относится также к способу эксплуатации камерной коксовой печи, или батареи, или каскада коксовальных печей, причем первичный воздух для горения в целях коксования через одно или несколько входных отверстий в своде камеры коксования печи, или через одно или несколько входных отверстий в стенке камеры коксовальной печи, или через одно или несколько входных отверстий в дверце камеры коксовальной печи попадает в наполненный газом объем над коксовым пирогом, в который также проводится используемый для горения коксовый газ, причем первичный воздух натекает на коксовый пирог в вертикальном направлении под углом меньше 90°, а в горизонтальном направлении под углом более 0°.

Получение кокса из угля или углеродсодержащих материалов часто проводится в коксовальных печах типа "без рекуперации тепла" или "с рекуперацией тепла". В коксовальных печах типа "без рекуперации тепла" или "с рекуперацией тепла" уголь нагревается до высоких температур, и образующийся коксовый газ сжигается с подстехиометрическим количеством так называемого первичного воздуха. Сгорание с первичным воздухом, как правило, является неполным и происходит в наполненном газом объеме над коксовым пирогом, в так называемой зоне первичного нагревания. Из этого наполненного газом объема не полностью сгоревший коксовый газ проводится через так называемые "Downcomer"-каналы (спускные каналы) в подовую зону для вторичного воздуха ниже камеры коксования, куда втекает так называемый вторичный воздух, и не полностью сгоревший коксовый газ сгорает полностью. Таким путем достигается более равномерное распределение тепла коксового пирога в целом. В печи типа "с рекуперацией тепла" теплота сгорания используется дополнительно для создания энергии.

Введение первичного воздуха в камеру первичного нагревания проводится, как правило, через отверстия в своде камеры коксовальной печи или в вертикальной стенке камеры коксовальной печи, которая находится выше дверцы камеры коксовальной печи. Камеры коксовальной печи в часто встречающихся конструктивных формах закрываются дверцами, которые устроены как на передней стенке камеры коксовальной печи, называемой также стенкой со стороны машины, так и на задней фронтальной стенке камеры коксовальной печи, называемой также стенкой со стороны кокса, чтобы позволить заполнение и очистку камеры коксовальной печи. Чтобы минимизировать потери тепла при заполнении, дверцы камеры коксовальной печи устроены так, чтобы они закрывали только нижнюю часть камеры, которая заполнена коксовым пирогом. Верхняя часть камеры коксовальной печи, которая охватывает наполненный газом объем, закрыта снаружи фронтальными стенками камеры. Эта часть стенок камеры коксовальной печи, которая находится выше дверцы камеры, имеет в типичных конструктивных решениях отверстия, которые, в дополнение к отверстиям в своде камеры коксовальной печи, используются для ввода первичного воздуха в наполненный газом объем над коксовым пирогом.

В уровне техники имеются также конструкции камер коксовальной печи, в которых фронтальная дверца камеры изолирует от внешней среды всю камеру коксования, а также, в частности, наполненный газом объем внутри камерной коксовой печи. Дверца камеры коксовальной печи в таком случае охватывает почти всю фронтальную стенку камеры. Это может иметь место на фронтальной стенке коксовой камеры как со стороны машины, так и со стороны кокса, а также на обеих сторонах. В дверцах этой конструктивной формы также могут находиться входные отверстия для первичного воздуха.

Документ WO 2009/143948 A1 описывает устройство, которое используется для направленного введения первичного воздуха в газовое пространство камеры коксовальной печи, причем это устройство состоит из отверстий, которые введены в свод камеры коксовальной печи, и эти отверстия имеют направленный наружу из отверстий угол наклона выходящего потока, называемый углом раствора и отсчитываемый от перпендикуляра к своду, который больше 0°. Благодаря такому оформлению первичный воздух лучше распределяется в газовом пространстве по коксовальной печи, так что сгорание коксового газа в этой зоне улучшается. Хотя эти идеи способствуют более интенсивному перемешиванию первичного воздуха и коксового газа в близкой от входных отверстий области газового пространства, находящегося над коксовым пирогом, сохраняется потребность улучшения в отношении дальнейшей интенсификации перемешивания первичного воздуха для горения и коксового газа в близких к входным отверстиям зонах газового пространства.

Отверстия для подачи первичного воздуха часто рассчитаны так, чтобы они впускали первичный воздух вертикально на коксовый пирог без дополнительного распределения в наполненном газом объеме зоны первичного нагревания, или, когда первичный воздух втекает сбоку, горизонтально без дополнительного проведения или наведения на коксовый пирог. В результате происходит неравномерное распределение первичного воздуха в наполненном газом объеме по камере коксовальной печи, из-за чего частичное сжигание коксового газа первичным воздухом протекает хуже, и распределение температуры в верхней части камеры коксовальной печи является неоднородным. Из-за этого возникает заметная добавочная нагрузка газами, содержащими окислы азота типа NOx, при сжигании коксового газа первичным воздухом.

Для облегчения доступа первичного воздуха в камеру сгорания в отдельных конструктивных решениях коксовальных печей в отверстиях для подачи воздуха к углю встроена воздуходувка. Один пример этого раскрыт в документе GB 341157A. С другой стороны, другие конструктивные формы используют воздухопроводную систему, которая аккумулирует воздух для батареи или каскада коксовальных печей и дозировано подает его в каждую печь по отдельности. Это может осуществляться, например, с помощью подходящих элементов управления или элементов регулирования в отдельных каналах подачи воздуха для отдельных камер коксовальной печи. При таком оформлении подача воздуха перестает зависеть от метеорологических условий. Один пример этого раскрыт в EP 1893721 A1. Однако представленные конструкции лишь изменяют эффективность внешней доставки воздуха для коксовальных печей и не решают проблемы недостаточного распределения воздуха в удаленных от отверстий зонах камеры горения над коксовым пирогом.

Поэтому стоит задача разработать устройство, которое позволяет улучшить распределение первичного воздуха для горения в зоне первичного нагревания в газовом пространстве над коксовым пирогом. Это устройство должно быть как можно более эффективным внутри находящегося над коксовым пирогом газового пространства, чтобы позволить оптимизированное сжигание коксового газа во всей зоне коксового пирога. Благодаря улучшенной подаче воздуха и внутрь указанного газового пространства можно улучшить поверхностный нагрев на границе раздела газового пространства и коксового пирога, так как теплота сгорания может распределяться по всему коксовому пирогу. Кроме того, благодаря оптимизированному сгоранию снижается образование вредных веществ, в частности газов, содержащих окислы азота, которые образуются при горении.

Изобретение должно позволить доступ воздуха как через свод коксовальной печи, так и через стенки камеры коксовальной печи или через дверцы камеры коксовальной печи. В зависимости от формы осуществления изобретения, должна быть возможна также подача первичного воздуха, по выбору, через отверстия в своде камеры коксовальной печи, а также в стенках или дверцах камеры коксовальной печи. Изобретение должно также позволять подавать первичный воздух по воздухораспределительной системе, через которую можно управлять всеми или несколькими коксовыми камерными печами батареи или каскада коксовальных печей, или же по воздухораспределительной системе, которая впускает первичный воздух по отдельности в коксовые камерные печи батареи или каскада коксовальных печей.

Изобретение решает эту задачу устройством подачи первичного воздуха для горения, которое встроено во входные отверстия для впуска первичного воздуха в коксовальные печи и которое на направленных внутрь печи сторонах имеет наконечники, через которые первичный воздух проводится фокусировано и в форме направленного под углом потока первичного воздуха внутрь находящегося над коксовым пирогом и наполненного газом объема камеры коксовальной печи. Устройство подачи предпочтительно выполнено как насадка, которая может быть вмонтирована во входные отверстия для первичного воздуха и, в зависимости от требований, в любом числе в свод или в стенку камеры коксовальной печи над дверцей камеры коксовальной печи, или в дверце камеры коксовальной печи, или в нескольких или всех указанных местах.

Через насадки согласно изобретению с наконечниками согласно изобретению первичный воздух натекает на коксовый пирог в вертикальном направлении с углом (β) меньше 90° и в горизонтальном направлении с углом (β') меньше 0°.

Защита испрашивается, в частности, на устройство подачи первичного воздуха для сжигания коксового газа в камере коксования печи в батарее коксовальных печей типа "без рекуперации тепла" или "с рекуперацией тепла", причем

• в своде или в стенке камеры коксовальной печи выше дверцы камеры или в дверце камеры, фронтально закрывающей газовое пространство, находящееся над коксовым пирогом в каждой камере коксовальной печи, расположено одно или несколько входных отверстий для первичного воздуха, для подачи в каждую печную камеру по отдельности или через систему подачи воздуха таким образом, что первичный воздух попадает в находящийся над коксовым пирогом заполненное газом пространство, в которое попадает также образующийся при коксовании коксовый газ, и первичный воздух благодаря этим отверстиям вступает в контакт с коксовым газом,

и которое отличается тем, что

• по меньшей мере одно из входных отверстий в своде имеет насадку, которая вмонтирована во входное отверстие и которая на обращенной внутрь печи стороне имеет по меньшей мере два наконечника, составляющие с перпендикуляром, проходящим через свод вертикально, направленный наружу из отверстия угол больше 0°, или

• по меньшей мере одно из входных отверстий в стенке камеры коксовальной печи над дверцей коксовальной печи имеет насадку, которая вмонтирована во входное отверстие и которая на обращенной внутрь печи стороне имеет по меньшей мере два наконечника, которые составляют с перпендикуляром, проходящим вертикально через боковую стенку камеры коксовальной печи выше дверцы камеры коксовальной печи, направленный наружу из отверстия угол больше 0°, или

• по меньшей мере одно из входных отверстий в дверце камеры коксовальной печи, которая фронтально закрывает газовое пространство над коксовым пирогом, имеет насадку, которая вмонтирована во входном отверстии и которая на обращенной внутрь печи стороне имеет по меньшей мере два наконечника, которые составляют с перпендикуляром, проходящим вертикально через боковую дверцу камеры коксовальной печи, направленный наружу из отверстия угол больше 0°.

Устройство также может быть выполнено так, чтобы как в своде камеры коксовальной печи, так и в стенке камеры коксовальной печи выше дверцы камеры, а также в дверце камеры, которая фронтально закрывает газовое пространство над коксовым пирогом, находились входные отверстия, через которые первичный воздух попадает в находящийся над коксовым пирогом наполненный газом объем и там вступает в контакт с коксовым газом, и чтобы по меньшей мере одно из входных отверстий было выполнено с насадками согласно изобретению. В принципе, входные отверстия могут находиться в каждом из указанных мест в камере коксовальной печи и в любом числе или комбинации.

В одной типичной конструктивной форме устройство состоит из цилиндрической насадки, которая выполнена из жаропрочного материала и которая встроена в кладку свода коксовальной печи или в находящуюся над дверцей камеры стенке камеры коксовальной печи и закреплена. Это может быть осуществлено путем замуровывания в стенку или закрепления шплинтами. Насадка предпочтительно является цилиндрической, но может также иметь форму параллелепипеда или быть почти цилиндрической. В конечном счете, форма насадок может быть произвольной, если только она позволяет реализацию согласно изобретению установки в стенке камеры коксовальной печи и если она подходит для удержания наконечников.

Насадка может быть также скошена по бокам, чтобы ее можно было ввести в находящееся в противоположном направлении выложенное из кирпича гнездо в своде камеры коксовальной печи. Тем самым ее можно, в зависимости от производственных потребностей процесса коксования, например, заменить или вынуть. Это можно делать, например, перед или после начала цикла коксования, но можно также, в зависимости от производственных потребностей, провести во время работы.

Для осуществления изобретения можно также, чтобы в случае множества насадок только одно входное отверстие было снабжено насадкой согласно изобретению. Число и расположение насадок определяется потребностью в дутьевом воздухе конкретной камеры коксовальной печи.

В одном варианте осуществления изобретения насадки с наружной от печи стороны снабжены укрытием, которые защищают входные отверстия с насадками согласно изобретению от влияния погодных условий. Это имеет место, в частности, когда входные отверстия каждой печи снабжаются снаружи воздухом по отдельности. Но, в зависимости от конструкции, это может иметь место и в случае воздухопроводной системы для батареи коксовальных печей. В следующем воплощении изобретения укрытие может представлять собой U-образную трубу, которая насажена над входным отверстием и благодаря U-образному изгибу обеспечивает защиту от внешней атмосферы, когда входное отверстие находится в своде камеры коксовальной печи. Если, напротив, входное отверстие устроено во фронтальной стенке камеры коксовальной печи над дверцей камеры или в дверце камеры, то под укрытием может иметься в виду также, например, удлиненная, направленная наружу печи труба.

U-образная труба или укрытие могут иметь внутри устройство, которое позволяет регулировать подачу воздуха. Это устройство может быть также установлено на просвете U-образной трубы или в любом другом месте. Устройства регулирования притока воздуха в уровне техники известны. Один пример устройств регулирования притока воздуха раскрыт в документе WO 2007057076 A1. Регулирование механизма управления количеством подаваемого первичного воздуха может приводиться в действие произвольным образом. В простой форме оно может приводиться в действие цепью, управляемой в ручном режиме, в другой же форме осуществления, например, оно приводится в действие серводвигателем.

Наконечники для направленного введения первичного воздуха для горения могут иметь произвольную форму. Например, они могут быть оформлены с квадратным или же круглым сечением. В одной предпочтительной форме осуществления они имеют круглое сечение и представляют собой продолжение насадки согласно изобретению, выполненное как канал цилиндрической формы и направленное внутрь печи. В одной форме осуществления наконечники составляют угол (α) от 1° до 35° с перпендикуляром, проходящим через середину насадки в продольном направлении. В предпочтительной форме осуществления изобретения наконечники имеют угол (α) от 15° до 25° с перпендикуляром, проходящим вертикально через насадку. При этом в случае насадок в своде коксовальной печи перпендикуляр относится к перпендикуляру, проходящему вертикально через свод коксовальной печи, в случае насадок во фронтальной боковой стенке камеры коксовальной печи выше дверцы - к перпендикуляру, проходящему через стенку камеры коксовальной печи горизонтально.

Насадки, которые встроены в кладку свода камеры коксования или в стенку камеры, в предпочтительной форме осуществления изобретения являются цилиндрическими. Однако они могут также иметь форму параллелепипеда, сферическую или коническую форму. Входное отверстие в своде камеры коксовальной печи или в стенке камеры коксовальной печи обычно подгоняется к насадке.

Длина наконечников в выгодной форме осуществления составляет от 70 до 500 мм. Типичные длины наконечников составляют 300 мм. Число наконечников на одну входную насадку также может быть произвольным. Например, может иметься от 1 до 6 наконечников. В предпочтительной форме осуществления число наконечников на насадку составляет четыре. Сечение внутренней подающей газ трубы наконечника имеет величину, которая позволяет установку применяемого числа наконечников. Типично сечение внутренней проводящей газ трубы наконечника составляет от 1500 до 15000 мм². Сечение внутренней проводящей газ трубки наконечника может иметь произвольную форму. Предпочтительно, оно круглое. В случае круглой формы внутренний диаметр проводящей газ трубы наконечника предпочтительно составляет 100 мм.

Чтобы позволить разумную скорость втекания газа, наконечники согласно изобретению имеют предпочтительное отношение длины к диаметру. Оно типично составляет от 1 до 20. В одной особенно предпочтительной форме осуществления отношение длины к диаметру больше двух. Чтобы позволить разумную скорость течения газа, в насадку согласно изобретению могут также быть введены элементы, которые повышают тангенциальную скорость течения газа. Если нужно повысить скорость течения газа, то это могут быть, например, элементы Вентури. При желании замедлить течение газа это могут быть также заслонки. Они также могут быть регулируемыми. При желании расширения газового потока элементы Вентури могут быть наклонены соответствующим образом. Устройство согласно изобретению для повышения тангенциальной скорости течения газа может также содержать воздуходувку в любом месте.

Устройство согласно изобретению выполнено так, чтобы оно могло выдерживать высокие температуры, в частности, внутри камеры коксовальной печи. В качестве материалов для изготовления особенно хорошо подходят такие материалы, как керамика, оксид кремния, торкрет-бетон, шамотный кирпич или жаропрочная сталь. Насадка согласно изобретению также может быть выполнена из различных материалов. Так, например, охватывающая насадка может быть выполнена из керамики, а наконечники из жаропрочной стали. Насадка с наконечниками может быть изготовлена любыми способами. Это могут быть, например, способы прессования или литья. Насадка и наконечники могут также быть выполнены из разных материалов. Если наконечник выполнен из другого материала, чем насадка, то наконечник предпочтительно изготавливают литьевым способом из высокоглиноземистого материала, и он отличается плотностью выше 2,5 г/см³. Полученные так наконечники стойки к кислотам и имеют также стойкость к содержащим оксиды серы коксовым газам.

Наконечники насадок полностью или частично состоят из жаропрочной стали, керамики, торкрет-бетона, из высокоглиноземистого материала, из кремнезема или шамотного кирпича, или из комбинации этих строительных компонентов.

Защита испрашивается также на способ подачи первичного воздуха для горения в камеру коксовальной печи батареи или каскада коксовальных печей. При этом первичный воздух подводится через входные отверстия в верхней части коксовальной печи и может подаваться как отдельно в каждое входное отверстие, так и через центральную воздухопроводную систему. Для осуществления способа по изобретению не играет никакой роли, имеет ли подаваемый первичный воздух для горения атмосферную температуру или был нагрет, или охлажден.

Защита испрашивается, в частности, на способ подачи воздуха для сжигания коксового газа в камере коксования коксовальной печи типа "без рекуперации тепла" или "с рекуперацией тепла", причем

- первичный воздух втекает в камеру коксовальной печи через одно или несколько входных отверстий в своде камеры коксовальной печи, или во фронтальной стенке камеры коксовальной печи со стороны машины или со стороны кокса, над дверцей камеры или в дверце камеры, которая закрывает фронтально газовое пространство над коксовым пирогом, причем коксовый газ, образующийся при коксовании, попадает в находящееся над коксовым пирогом заполненное газом пространство, в котором коксовый газ через входные отверстия приводится в контакт с первичным воздухом,

и который отличается тем, что

• первичный воздух натекает на коксовый пирог через проводящие газовый поток устройства во входных отверстиях, которые содержат насадки, имеющие форму наконечников, в вертикальном направлении под углом больше 0° к перпендикуляру, проходящему вертикально через свод камеры коксовальной печи, а в горизонтальном направлении под углом меньше 90° к перпендикуляру, проходящему горизонтально через боковую стенку камеры коксовальной печи.

К способу согласно изобретению относится также замена или извлечение насадок согласно изобретению с наконечниками. Замена насадок согласно изобретению может проводиться перед, во время или после цикла коксования. Момент замены и его продолжительность зависят, как правило, от производственных потребностей.

Преимуществом устройство по изобретению и осуществляемого с ним способа является направленная подача первичного воздуха для горения внутрь находящегося над коксовым пирогом и наполненного газом объема камеры коксовальной печи. Благодаря устройству по изобретению распределение первичного воздуха по всему пространству наполненного газом объема камеры коксовальной печи существенно улучшается. Это ведет к улучшенному распределению температуры коксования во всем коксовом пироге и, тем самым, к существенному улучшению качества кокса. Наконец, проведение процесса в соответствии с изобретением заметно снижает также образование вредных веществ при первичном горении коксового газа и, в частности, образование окислов азота типа NOx.

Оформление в соответствии с изобретением устройства для генерации газов поясняется точнее на четырех фигурах, причем способ по изобретению не ограничен этими формами осуществления.

Фиг.1 показывает насадку согласно изобретению, которая содержит четыре обращенные вниз наконечники.

Фиг.2 также показывает насадку согласно изобретению, которая также имеет четыре обращенные вниз наконечники, которые, однако, имеют более широкий угол выпуска.

Фиг.3 показывает камерную коксовую печь, которая выполнена с впускными отверстиями согласно изобретению в своде камеры коксовальной печи.

Фиг.4 показывает камерную коксовую печь, которая в обеих фронтальных стенках камеры коксовальной печи выполнена с насадками согласно изобретению.

Фиг.1 показывает насадку (1) согласно изобретению, которая на нижней стороне выполнена с четырьмя наконечниками (2). Один из этих наконечников (2a) не виден. Наконечники (2) направлены внутрь печи и имеют направленный наружу из отверстий угол α (3a) больше 0° относительно вертикального перпендикуляра (3b) к своду коксовальной печи. Первичный воздух (4) попадает через верхнюю сторону в насадку и выходит из нее с направляющим углом (4a).

Фиг.2 также показывает насадку (1) согласно изобретению, которая на нижней стороне выполнена с четырьмя наконечниками (2). Направленный наружу отверстий угол α (3a) относительно вертикального перпендикуляра (3b) к своду коксовальной печи в этом случае значительно больше, так что первичный воздух (4a) натекает на коксовый пирог сверху с существенно более широким углом.

Фиг.3 показывает камеру (5) коксовальной печи, которая содержит две насадки (1) согласно изобретению в отверстиях (6) для первичного воздуха в своде (7) камеры коксовальной печи. На верхней, обращенной наружу печи стороне насадки (1) она снабжена U-образной трубчатой надставкой (8), которая защищает отверстия (6) для первичного воздуха от влияния погодных условий. Первичный воздух (4) через U-образную трубу, через входные отверстия (6) для первичного воздуха, которые выполнены с насадками (1) согласно изобретению, проводится в зону (9) первичного нагревания коксовальной камеры. Насадки (1) содержат наконечники (2) согласно изобретению, через которые первичный воздух (4a) проводится на коксовый пирог (10) под углом не 90°, но под отклоняющимся от вертикали углом атаки (β). В результате происходит улучшение перемешивания коксового газа и первичного воздуха в зоне (9) первичного нагревания. Здесь показаны также коксовый пирог (10), дверцы (11) камеры коксовальной печи с открывающим устройством (11a) и стопорным устройством (11b), находящиеся под ними внутри печи отверстия (12) в камере коксовальной печи, зона (13) вторичного нагрева и подовое пространство (13a) для вторичного воздуха с относящимися к нему отверстиями (13b) для вторичного воздуха.

Фиг. 4 показывает камеру (5) коксовальной печи, которая содержит две насадки (1) согласно изобретению во фронтальной стенке (14) камеры коксовальной печи выше дверцы (11) камеры коксовальной печи. В плоскости рисунка во фронтальных стенках (14) камеры коксовальной печи, как со стороны машины, так и со стороны кокса, выше дверцы (11) камеры коксовальной печи находятся две насадки (1) согласно изобретению. Вне плоскости рисунка могут находиться дальнейшие насадки согласно изобретению. Они снабжены внутри печи наконечниками (2) согласно изобретению. Первичный воздух (4) вводится через эти отверстия (6) для первичного воздуха, которые выполнены с насадками (1) согласно изобретению, в зону (9) первичного нагревания камеры коксования над коксовым пирогом (10). Через наконечники (2) согласно изобретению первичный воздух (4) вводится к поверхности кокса не под углом 0°, а входит (4b) с отклоненным от горизонтали углом атаки (β′). Насадки (1) согласно изобретению могут на наружной от печи стороне иметь также надставки (1а) для защиты от погодных условий. Здесь показаны также коксовый пирог (10), дверцы (11) камеры коксовальной печи с открывающим устройством (11а) и стопорным устройством (11b), находящиеся под ними внутри печи отверстия (12) в камере коксовальной печи, зона (13) вторичного нагрева и подовое пространство (13а) для вторичного воздуха с относящимися к нему отверстиями (13b) для вторичного воздуха.

Список ссылочных позиций

1 - насадки

1a - надставки для защиты от влияния метеорологических условий

2 - наконечники

2a - скрытый наконечник

3a - направленный наружу из отверстий угол наконечника

3b - перпендикуляр к своду коксовальной печи

4 - поток первичного воздуха

4a - отклоненный от вертикали поток первичного воздуха

4b - отклоненный от горизонтали поток первичного воздуха

5 - камера коксовальной печи

6 - отверстия для первичного воздуха

7 - свод камеры коксовальной печи

8 - надставки в форме U-образной трубы

9 - зона первичного нагревания

10 - коксовый пирог

11 - дверца камеры коксовальной печи

11a - тяговый механизм дверцы камеры коксовальной печи

11b - стопорное устройство для тягового механизма

12 - вход в камеру коксовальной печи

13 - зона вторичного нагревания

13a - подовое пространство для вторичного воздуха

13b - отверстия для вторичного воздуха

14 - фронтальная стенка камеры коксовальной печи

α - направленный наружу из отверстий угол наконечника

β - угол с вертикалью набегающего потока первичного воздуха

β' - угол с горизонталью набегающего потока первичного воздуха

Изобретение относится к устройствам для направленного введения первичного воздуха в камеру коксования коксовальной печи и может быть использовано в химической промышленности. Устройство подачи первичного воздуха для сжигания коксового газа содержит входные отверстия 6 в своде или в стенке камеры 5 коксовальной печи выше дверцы 11 камеры 5, или в дверце 11 камеры 5, фронтально закрывающей газовое пространство, находящееся над коксовым пирогом в каждой камере 5 коксовальной печи. Первичный воздух подают через входные отверстия 6 в пространство, находящееся над коксовым пирогом и заполненное коксовым газом. В по меньшей мере одно из входных отверстий 6 вмонтирована насадка, имеющая на обращенной внутрь печи стороне наконечники, составляющие с проходящим вертикально перпендикуляром к своду или боковой стенке камеры 5, или к боковой дверце 11 камеры 5 коксовальной печи направленный наружу отверстия 6 угол больше 0°. Изобретение позволяет улучшить распределение первичного воздуха для горения и оптимизировать сжигание коксового газа. 2 н. и 39 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство подачи первичного воздуха для сжигания коксового газа в камере коксования печи в батарее коксовальных печей типа ″без рекуперации тепла″ или ″с рекуперацией тепла″, причем
- в своде или в стенке камеры коксовальной печи выше дверцы камеры, или в дверце камеры, фронтально закрывающей газовое пространство, находящееся над коксовым пирогом в каждой камере коксовальной печи, расположено одно или несколько входных отверстий для первичного воздуха, для подачи в каждую печную камеру по отдельности или через систему подачи воздуха таким образом, что первичный воздух попадает в находящееся над коксовым пирогом заполненное газом пространство, в которое попадает также образующийся при коксовании коксовый газ, и первичный воздух благодаря этим отверстиям вступает в контакт с коксовым газом,
отличающееся тем, что
- по меньшей мере одно из входных отверстий в своде имеет насадку, которая вмонтирована во входное отверстие и которая на обращенной внутрь печи стороне имеет по меньшей мере два наконечника, составляющие с проходящим вертикально перпендикуляром к своду направленный наружу из отверстия угол больше 0°, или
- по меньшей мере одно из входных отверстий в стенке камеры коксовальной печи над дверцей коксовальной печи имеет насадку, которая вмонтирована во входное отверстие и которая на обращенной внутрь печи стороне имеет по меньшей мере два наконечника, которые составляют с проходящим вертикально перпендикуляром к боковой стенке камеры коксовальной печи выше дверцы камеры коксовальной печи направленный наружу отверстия угол больше 0°, или
- по меньшей мере одно из входных отверстий в дверце камеры коксовальной печи, которая фронтально закрывает газовое пространство над коксовым пирогом, имеет насадку, которая вмонтирована во входном отверстии и которая на обращенной внутрь печи стороне имеет по меньшей мере два наконечника, которые составляют с проходящим вертикально перпендикуляром к боковой дверце камеры коксовальной печи направленный наружу отверстия угол больше 0°.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в своде камеры коксовальной печи и в стенке камеры коксовальной печи выше дверцы камеры имеются входные отверстия, через которые первичный воздух попадает в находящееся над коксовым пирогом заполненное газом пространство и там вступает в контакт с коксовым газом, причем по меньшей мере одно из этих входных отверстий выполнено с насадками.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в своде камеры коксовальной печи и в дверце камеры, которая фронтально закрывает газовое пространство над коксовым пирогом, имеются входные отверстия, через которые первичный воздух попадает в находящееся над коксовым пирогом и заполненное газом пространство и там вступает в контакт с коксовым газом, причем по меньшей мере одно из входных отверстий выполнено с насадками.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в стенке камеры коксовальной печи выше дверцы камеры коксовальной печи и в дверце камеры коксовальной печи, которая фронтально закрывает газовое пространство над коксовым пирогом, находятся входные отверстия, через которые первичный воздух попадает в находящееся над коксовым пирогом заполненное газом пространство и там вступает в контакт с коксовым газом, причем по меньшей мере одно из входных отверстий выполнено с насадками.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в своде камеры коксовальной печи и в стенке камеры коксовальной печи выше дверцы камеры коксовальной печи, а также в дверце камеры коксовальной печи, которая фронтально закрывает газовое пространство над коксовым пирогом, имеются входные отверстия, через которые первичный воздух попадает в находящееся над коксовым пирогом заполненное газом пространство и там вступает в контакт с коксовым газом, причем по меньшей мере одно из входных отверстий выполнено с насадками.

6. Устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что находящиеся в своде камеры коксовальной печи входные отверстия для первичного воздуха и насадки являются цилиндрическими.

7. Устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что находящиеся в своде камеры коксовальной печи входные отверстия для первичного воздуха на направленной наружу из печи стороне свода имеют укрытие в виде U-образной трубы.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что находящиеся в своде камеры коксовальной печи входные отверстия для первичного воздуха на направленной наружу из печи стороне свода имеют укрытие в виде U-образной трубы.

9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что укрытие в виде U-образной трубы имеет устройство, которое регулирует входящий поток первичного воздуха.

10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что укрытие в виде U-образной трубы имеет устройство, которое регулирует входящий поток первичного воздуха.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наконечники составляют направленный наружу из печи угол от 1° до 35° с проходящим вертикально перпендикуляром к своду камеры коксовальной печи или с проходящим вертикально перпендикуляром к боковой стенке камеры коксовальной печи.

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наконечники составляют направленный наружу из печи угол от 15° до 25° с проходящим вертикально перпендикуляром к своду камеры коксовальной печи или с проходящим вертикально перпендикуляром к боковой стенке камеры коксовальной печи.

13. Устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что насадки являются цилиндрическими и на уровне отверстия и периметра насадки имеют диаметр от 70 до 500 мм.

14. Устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что каждая насадка имеет от 1 до 6 наконечников.

15. Устройство по п.6, отличающееся тем, что каждая насадка имеет от 1 до 6 наконечников.

16. Устройство по п.13, отличающееся тем, что каждая насадка имеет от 1 до 6 наконечников.

17. Устройство по п.14, отличающееся тем, что каждая насадка имеет 4 наконечника.

18. Устройство по п.15 или 16, отличающееся тем, что каждая насадка имеет 4 наконечника.

19. Устройство по одному из пп.1, 11, 12, 15-17, отличающееся тем, что каждый наконечник имеет проходное сечение от 1500 до 15000 мм².

20. Устройство по п.14, отличающееся тем, что каждый наконечник имеет проходное сечение от 1500 до 15000 мм².

21. Устройство по п.18, отличающееся тем, что каждый наконечник имеет проходное сечение от 1500 до 15000 мм².

22. Устройство по одному из пп.1, 11, 12, 15-17, 20 или 21, отличающееся тем, что наконечники имеют отношение длины к диаметру больше 1 и меньше 20.

23. Устройство по п.14, отличающееся тем, что наконечники имеют отношение длины к диаметру больше 1 и меньше 20.

24. Устройство по п.18, отличающееся тем, что наконечники имеют отношение длины к диаметру больше 1 и меньше 20.

25. Устройство по п.22, отличающееся тем, что наконечники имеют отношение длины к диаметру больше 2.

26. Устройство по п.23 или 24, отличающееся тем, что наконечники имеют отношение длины к диаметру больше 2.

27. Устройство по одному из пп.1-5, 15-17, отличающееся тем, что в насадках для подачи первичного воздуха находятся завихряющие элементы или элементы Вентури, которые расширяют газовый поток или повышают тангенциальный компонент скорости.

28. Устройство по п.6, отличающееся тем, что в насадках для подачи первичного воздуха находятся завихряющие элементы или элементы Вентури, которые расширяют газовый поток или повышают тангенциальный компонент скорости.

29. Устройство по п.18, отличающееся тем, что в насадках для подачи первичного воздуха находятся завихряющие элементы или элементы Вентури, которые расширяют газовый поток или повышают тангенциальный компонент скорости.

30. Устройство по одному из пп.1-5, 15-17, 28 или 29, отличающееся тем, что в насадках для подачи первичного воздуха имеется воздуходувка.

31. Устройство по п.27, отличающееся тем, что в насадках для подачи первичного воздуха имеется воздуходувка.

32. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство подачи первичного воздуха полностью или частично выполнено из жаропрочной стали, керамики, торкрет-бетона, из высокоглиноземистого материала, из кремнезема, из шамотного кирпича или из комбинации этих строительных компонентов.

33. Устройство по одному из пп.1, 11, 12, 15-17, 20, 21, 23-25, отличающееся тем, что наконечники насадок полностью или частично состоят из жаропрочной стали, керамики, торкрет-бетона, из высокоглиноземистого материала, из кремнезема или шамотного кирпича, или из комбинации этих строительных компонентов.

34. Устройство по п.14, отличающееся тем, что наконечники насадок полностью или частично состоят из жаропрочной стали, керамики, торкрет-бетона, из высокоглиноземистого материала, из кремнезема или шамотного кирпича, или из комбинации этих строительных компонентов.

35. Устройство по п.18, отличающееся тем, что наконечники насадок полностью или частично состоят из жаропрочной стали, керамики, торкрет-бетона, из высокоглиноземистого материала, из кремнезема или шамотного кирпича, или из комбинации этих строительных компонентов.

36. Устройство по п.19, отличающееся тем, что наконечники насадок полностью или частично состоят из жаропрочной стали, керамики, торкрет-бетона, из высокоглиноземистого материала, из кремнезема или шамотного кирпича, или из комбинации этих строительных компонентов.

37. Устройство по п.22, отличающееся тем, что наконечники насадок полностью или частично состоят из жаропрочной стали, керамики, торкрет-бетона, из высокоглиноземистого материала, из кремнезема или шамотного кирпича, или из комбинации этих строительных компонентов.

38. Устройство по п.26, отличающееся тем, что наконечники насадок полностью или частично состоят из жаропрочной стали, керамики, торкрет-бетона, из высокоглиноземистого материала, из кремнезема или шамотного кирпича, или из комбинации этих строительных компонентов.

39. Устройство по любому из пп.32, 34-38, отличающееся тем, что устройство и, в частности, насадка выполнены способом литья или способом прессования.

40. Устройство по п.33, отличающееся тем, что устройство и, в частности, насадка выполнены способом литья или способом прессования.

41. Способ подачи воздуха для сжигания коксового газа в камере коксования коксовальной печи типа ″без рекуперации тепла″ или ″с рекуперацией тепла″, причем
- первичный воздух втекает в камеру коксовальной печи через одно или несколько входных отверстий в своде камеры коксовальной печи или в фронтальной стенке камеры коксовальной печи со стороны машины или со стороны кокса, над дверцей камеры или в дверце камеры, которая закрывает фронтально газовое пространство над коксовым пирогом, причем коксовый газ, образующийся при коксовании, поступает в находящееся над коксовым пирогом заполненное газом пространство, в котором коксовый газ через входные отверстия приводится в контакт с первичным воздухом,
отличающийся тем, что
- первичный воздух натекает на коксовый пирог через проводящие газовый поток устройства во входных отверстиях, которые содержат насадки, имеющие форму наконечников, в вертикальном направлении под углом меньше 90° к проходящему вертикально перпендикуляру к своду камеры коксовальной печи, и в горизонтальном направлении под углом больше 0° к проходящему вертикально перпендикуляру к боковой стенке камеры коксовальной печи.