УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В КАМЕРАХ КОКСОВАНИЯ В БАТАРЕЕ КОКСОВЫХ ПЕЧЕЙ ПОСРЕДСТВОМ РЕГУЛИРУЕМЫХ ДИАФРАГМ В ВЫПУСКНЫХ ОТВЕРСТИЯХ КОЛЕН СТОЯКОВ, ВЕДУЩИХ В КОЛЛЕКТОР НЕОЧИЩЕННОГО ГАЗА Российский патент 2015 года по МПК C10B27/06 C10B41/08 F16K3/03 

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству для регулирования давления в камерах коксования в батарее коксовых печей посредством регулируемых ирисовых диафрагм или ирисовых сопел в выпускных отверстиях колен стояков, ведущих в коллектор неочищенного газа. Устройство позволяет регулировать расход газового потока, выходящего из газового пространства печи коксования и поступающего в коллектор неочищенного газа, тем самым обеспечивая возможность корректирования давления в газовом пространстве камеры коксования. Изобретение касается также способа регулирования газового потока, выходящего из газового пространства камеры коксования и, тем самым, регулирования давления в камере коксования.

[0002] При производстве кокса в процессе коксования образуются коксовые газы. Из-за них повышается давление в газовом пространстве печи коксования. Давление в газовом пространстве в значительной степени зависит, среди прочего, от того хода процесса коксования и, таким образом, в зависимости от типа коксовой печи, давление в газовом пространстве может возрастать до значительной величины. По этой причине, в случае использования в коксовых печах известного типа системы регулирования давления в камерах, коксовый газ транспортируется в газовый коллектор неочищенного газа, работающий при отрицательном давлении, который выделяет коксовый газ для последующего использования. В то время как выходящие из камеры коксования неочищенные газы испытывают динамическое воздействие со стороны воды в целях мокрой очистки газов, в коллекторе неочищенного газа обычно существует некоторый уровень воды. Таким путем также может происходить улавливание и удаление частиц или захваченных примесей.

[0003] Газ выходит из камеры коксования и идет в коллектор неочищенного газа через стояк, который, в типичной конструкции, имеет ответвление в виде колена и далее через вертикальный соединитель переходит в коллектор неочищенного газа. Для целей мокрой очистки в колено и соединитель, соединяющий с коллектором, подается вода. Поэтому для возможности регулирования давления необходимо обеспечить непрерывное или, по меньшей мере, периодическое нагнетание воды.

[0004] В патенте ЕР №649455 В1 описан способ регулирования или контроля давления газов в батарее коксовых печей, в котором управление чашеобразным ограничительным элементом, который может заполняться водой, осуществляют в соответствии с изменением давления во время образования газа из коксуемого угля, при этом каждая в отдельности печь ограничивается путем корректировки уровня воды в ограничительном элементе в функции фактического режима давления в соответствующей камере коксования таким образом, что, в зависимости от требуемого давления газа в камере коксования, уровень воды корректируют в функции оттока воды из чашеобразного ограничительного элемента или притока воды в него или в функции заранее заданного уровня переполнения. Давление газа регулируют посредством поворотной чаши с одним или более водовыпускными отверстиями между основанием чаши и опорным кольцом чаши, при этом указанная чаша расположена ниже колена стояка и сконструирована таким образом, что она может заполняться изменяющимися количествами воды через линию подачи водно-угольной смеси, содержащую клапан, который связан через управляющие устройства и компьютер с точками измерения давления. Недостатком способа является то, что давление печи регулируется через посредство изменяемого уровня воды в иммерсионной чаше и регулирования уровня воды и, таким образом, зависит от объемного расхода жидкости для мокрой очистки в коллекторе, которую подают в иммерсионную чашу через посредство соответствующих сопел подачи воды и, в связи с этим, данный уровень воды временами может быть низким, что означает падение уровня воды ниже минимального уровня, требуемого для охлаждения газа, и неочищенный газ охлаждается в недостаточной степени.

[0005] В патенте ЕР №1390440 В1 описано устройство для регулирования давления газа в камере коксования, содержащее иммерсионную чашу, к которой подается вода, и иммерсионную трубу, сообщающуюся с газовым пространством камеры коксования и заканчивающуюся в иммерсионной чаше, причем иммерсионная чаша имеет водослив и закрываемое выпускное отверстие и иммерсионная труба выполнена с концевой частью, поперечное сечение выпускного отверстия для свободного газа которой зависит от уровня жидкости в иммерсионной чаше, в результате чего уровень жидкости может регулироваться с помощью спускной трубы для воды, впускной конец которой заходит в иммерсионную трубу, указанная спускная труба имеет со стороны кожуха впускные отверстия для подачи воды и имеется золотник, открытый с обеих сторон, расположенный в спускной трубе, указанный золотник закрывает впускные отверстия спускной трубы в продольном направлении в зависимости от его положения и формирует корректируемый в вертикальном направлении водослив для воды, втекающей в спускную трубу, и впускной конец спускной трубы закрывается сифонной трубой, которая заглушает спускную трубу вверху и образует кольцевой канал, открывающийся в иммерсионную чашу ниже иммерсионной трубы, что обеспечивает возможность притока воды. И опять-таки, это устройство и реализуемый с помощью его способ имеют недостаток, состоящий в зависимости от притока воды, из-за которого неизменно существует возможность скапливания в иммерсионной чаше некоторого уровня воды. В отличие от вышеупомянутого патента ЕР №649455 В1, расход воды является постоянным и нерегулируемым, что обеспечивает возможность контроля, без особых затруднений, подверженности загрязнению газоконденсатами, поскольку отсутствует необходимость в установке регулирующего клапана на пути поступающего потока воды.

[0006] Подача воды в коллектор неочищенного газа служит для поддержания потока жидкости, через который можно регулировать давление газа в камере коксования. Если давление газа в камере коксования слишком низкое, в камеру коксования будет проникать воздух и горение угля или коксового газа может вести к перегреву и, следовательно, к повреждению камеры коксования.

Слишком высокое давление вызывает нежелательные выбросы коксового газа в окружающую среду. Кроме того, вода, добавляемая в стояк или колено стояка, также служит в качестве воды для мокрой очистки газа, удаляющей из отводимого коксового газа частицы и конденсирующиеся компоненты, такие как смола. Поэтому желательно добиться непрерывности потока воды, поступающего в коллектор неочищенного газа, и отсутствия влияния на регулирование давления газа.

[0007] В связи с указанным выше, задача состоит в создании устройства для регулирования давления газа, которое является независимым от притока воды и еще допускает поступление воды из стояка в коллектор неочищенного газа через регулирующее устройство. На регулирующее устройство не должны оказывать отрицательное воздействие коксовые газы и еще оно должно обеспечивать возможность основательного перемешивания неочищенных коксовых газов с водой или жидкостью. После закрывания регулирующего устройства все еще должен поддерживаться остаточный поток воды для обеспечения нагнетания воды для мокрой очистки газа в коллектор неочищенного газа с тем, чтобы предупредить ее накопление и возврат в камеру коксования. С другой стороны, должна обеспечиваться возможность надежного закрывания газорегулирующего устройства в целях предотвращения создания отрицательного давления в камере коксования, вызывающего засасывание воздуха в газосборное пространство и оттуда в коллектор неочищенного газа.

[0008] Изобретение решает эту задачу при помощи регулируемой диафрагмы для регулирования поступления газа и жидкости в газовый коллектор так, что обеспечивается возможность корректировки расхода массового потока, проходящего через регулируемую диафрагму. Диафрагма может быть выполнена в виде горизонтально устанавливаемой открывающейся в горизонтальном направлении диафрагмы, перекрывающей поперечное сечение колена стояка в горизонтальном направлении подобно фотографической диафрагме (также называется "ирисовая диафрагма"). Диафрагма может быть также выполнена в виде горизонтально устанавливаемой, но открывающейся в вертикальном направлении диафрагмы, лепестки которой, например, складываются, когда диафрагма открывается (также называется "ирисовое сопло").

[0009] Внутри колена стояка может быть сифон, который, например, может быть подвешен сбоку колена стояка или посередине колена стояка. Таким образом, жидкость для мокрой очистки газа, инжектируемая в колено, может нагнетаться все время. Однако можно обойтись и без сифона, и в этом случае регулируемая диафрагма имеет такое исполнение, чтобы в поперечном сечении оставалось небольшое отверстие. Это небольшое отверстие делает возможным выпуск инжектируемой в колено жидкости в коллектор неочищенного газа даже в случае отсутствия сифона.

[0010] В соответствии с изобретением предлагается, в частности, устройство для регулирования давления в камерах коксования в батарее коксовых печей при помощи регулируемых диафрагм в выпускных отверстиях колен стояков, ведущих к коллектору неочищенного газа, содержащее:

- батарею коксовых печей, состоящую из ряда камер коксования, в которой

- каждая в отдельности камера коксования может быть герметизирована и оснащена стояком, соединенным через колено с работающим при отрицательном давлении коллектором неочищенного газа, и

- стояк у верхнего конца колена выполнен с отверстием и элементом для его закупоривания, который может быть открыт и закрыт, и

- колено снабжено впускным приспособлением для подачи жидкости, через посредство которого к стояку может осуществляться в месте расположения колена и/или ниже по потоку в колене подвод жидкости, втекающей в коллектор (6) неочищенного газа,

причем указанное устройство отличается тем, что

- в расположенной ниже по потоку части колена стояк открывается в коллектор неочищенного газа через выпускную секцию и между коленом и выпускной секцией находится диафрагма с регулируемым поперечным сечением, которая используется для прерывания потока газа и жидкости и которая снабжена устройством для регулировки поперечного сечения отверстия, при этом

- или колено стояка и коллектор неочищенного газа соединены через посредство сифона, через который может свободно протекать жидкость даже при закрытой диафрагме, или

- в поперечном сечении диафрагмы имеется щелевидное отверстие, из-за наличия которого часть поперечного сечения диафрагмы остается открытой даже при полном закрытии.

[0011] В типичном примере осуществления изобретения отверстие со средством для закрытия образованы на колене крышкой, которая, для обеспечения возможности закрытия, прилажена к отверстию на верхнем конце выше отвода колена, при этом указанная крышка снабжена захватом для манипулирования с ней и шарнирным навесом на колене. Во время нормальной работы это способствует выравниванию давления в камерах коксования по отношению к давлению с наружной стороны по мере приближения к концу периода коксования до момента открывания дверей коксовых печей, а также для очистки стояка от смоляных отложений. Крышка, прилаженная к верхнему концу колена, представляет собой наиболее целесообразное конструктивное исполнение, хотя в примере осуществления изобретения возможно также использование открывающейся вбок заслонки.

[0012] В одном примере осуществления изобретения диафрагма состоит из пластин, которые могут устанавливаться в закрытое положение концентрично по кругу по направлению к центру стояка. Это соответствует конструкции, сопоставимой с фотографической диафрагмой. Для открывания или закрывания эти пластины в данном случае перемещаются в горизонтальном направлении к центру трубы. Может использоваться любое количество пластин и они могут быть любого размера. И количество диафрагм в стояке может быть любым. Важно, чтобы материал пластин обладал стойкостью к преобладающим температурам и газовым или жидким компонентам. Из патента США №4094492 А известна конструкция диафрагм, закрывающихся тангенциально и по кругу по направлению к центру трубы ("ирисовые диафрагмы"). Однако в описании изобретения к этому патенту не рассмотрено регулирование давления в стояках камер коксования с отводными коленами и конкретные требования, которые возникают, такие как высокие температуры, поток воды через диафрагму и герметизация камеры коксования, чтобы не допустить установления отрицательного давления.

[0013] Диафрагмы в изогнутой трубе колена обычно соединены с приводным элементом, посредством которого они могут перемещаться с наружной стороны. В одном примере осуществления способа пластины снабжены штифтами, каждый из которых установлен в специально предусмотренном щелевом отверстии, или гибком соединении с кольцом, расположенным выше, так что пластины и вместе с ними диафрагма при перемещении кольца переходят в открытое или закрытое положение. Находящееся в трубе кольцо затягивается или отпускается с наружной стороны, вынуждая штифты перемещать пластины, в результате чего происходит открытие или закрытие трубы. Это позволяет регулировать диаметр отверстия диафрагмы.

[0014] В другом примере осуществления изобретения рассматривается использование диафрагмы, состоящей из пластин, которые могут переходить в закрытое положение концентричным прямым путем по секущей по направлению к центру стояка. Это могут быть, например, пластины, перемещающиеся от наружной кромки диафрагмы к центру колена стояка до перехода указанных пластин в закрытое положение с образованием кольцеобразного диска с центральной апертурой или полностью закрытого диска. Для открывания или закрывания они в таком случае перемещаются в горизонтальном направлении. И в этом случае количество пластин может быть любым и они могут быть любого размера и изготовлены из любого материала.

[0015] И опять-таки, эти диафрагмы в трубе колена, как правило,

соединены с регулирующим устройством, обеспечивающим возможность их перемещения с наружной стороны. В данном примере осуществления изобретения пластины снабжены штифтами. Штифты могут быть извлечены из колена или средней части трубы колена при помощи рычагов, проходящих сквозь стенку колена и выступающих наружу, так что пластины и вместе с ними диафрагмы при перемещении рычага переходят в открытое или закрытое положение. Это позволяет регулировать диаметр отверстия диафрагмы.

[0016] Другой пример осуществления изобретения предусматривает использование диафрагм, состоящих из пластин, устанавливающихся в открытое положение путем поворота их вверх или вниз в вертикальном направлении. В этом случае пластины выполнены в виде лепестков, предпочтительно оттягиваемых при помощи приводного элемента в направлении потока. Это согласуется с конструкцией, сопоставимой с диафрагмой дымохода. По мере опускания лепестков диафрагма открывается шире. И опять-таки возможно использование любого количества диафрагм и они могут быть выполнены любых размеров и изготовлены из любого материала. Вариант конструктивного исполнения для диафрагм, открывающихся поворотом в трубе вверх или вниз в вертикальном направлении ("ирисовые сопла") известен из заявки на патент Германии №10002529 А1. Однако и в описании изобретения к этой заявке на патент не рассмотрено регулирование давления в стояках камер коксования с отводными коленами и конкретные требования, которые возникают, такие как высокие температуры, поток воды через диафрагму и герметизация камеры коксования, чтобы ие допустить установления отрицательного давления.

[0017] В другом примере осуществления изобретения диафрагмы

снабжены кольцом, которое может быть затянуто или отпущено посредством регулирующего устройства через передаточный рычаг, тем самым обеспечивая оттягивание пластин вверх или возможность опускания их вниз и открытие или закрытие диафрагмы с коленом. Это обеспечивает также возможность регулирования диаметра отверстия диафрагмы. В простом варианте конструктивного исполнения кольцо выполнено в виде проволоки, продетой через удерживающие крюки в диафрагмах так, что охватывают указанные диафрагмы по окружности. Механический привод регулирующего устройства может быть любой конструкции, и способ передачи приводного импульса может быть определен на усмотрение технического специалиста.

[0018] В одном примере осуществления изобретения диафрагма может быть отрегулирована при помощи электрического регулирующего устройства. Другой вариант конструкции предусматривает регулировку диафрагмы при помощи пневматического регулирующего устройства. В простой конструкции может также использоваться ручное приводное или регулирующее устройство.

[0019] Диафрагмы и приводной элемент могут быть расположены в

трубной секции колена, которая может быть снята с колена. Для этого съемная трубная секция может быть, например, закреплена к колену фланцевым соединением.

[0020] В предпочтительном примере осуществления изобретения предлагаемое устройство оснащено сифоном. Однако возможно также оснащение выпускной секции сифоном, проходящим через середину колена стояка и охваченным диафрагмой в ее закрытом положении. Этим обеспечивается возможность продолжения прохождения воды даже в закрытом положении диафрагмы. Колено стояка может быть также оснащено с боковой стороны сифоном, проходящим сбоку колена стояка с наружной от стояка стороны. Этим обеспечивается возможность сквозного прохождения жидкости даже при полностью закрытой диафрагме.

[0021] Сифон может иметь любое конструктивное исполнение. Он может быть выполнен, например, в виде обычной S-образной трубы, но может быть также выполнен в виде двустенной трубы с внутренним отверстием. Он может быть также оснащен отдельными транспортирующими устройствами. Сифон может быть изготовлен из любого материала и может быть любого типа.

[0022] В примере осуществления способа труба колена с диафрагмами имеет диаметр, измеренный в месте расположения диафрагм, но без учета указанных диафрагм, величиной от 0,25 м до 0,85 м. Однако данный способ может быть осуществлен при любой величине диаметра. В одном примере осуществления изобретения соединенный с коленом стояк имеет крышку, расположенную выше ответвления. Причем указанная крышка может открываться или закрываться. В период нормальной работы это способствует выравниванию давления в камерах коксования по отношению к давлению с внешней стороны по мере приближения конца периода коксования до момента открывания дверей камер коксования и в целях очистки стояка от смоляных отложений.

[0023] Изобретение относится также к способу регулирования потока газа из камеры коксования в коллектор неочищенного газа. В соответствии с изобретением предлагается, в частности, способ регулирования давления в камерах коксования в батарее коксовых печей при помощи регулируемых диафрагм в выпускных отверстиях колен стояков, ведущих к коллектору неочищенного газа, в котором

- коксуют уголь в камерах коксования батареи коксовых печей циклами, которые включают операции загрузки, коксования и выгрузки, и

- регулируют давление газа в камере коксования во время процесса коксования через посредство стояка с регулирующим устройством на конце стояка, которое транспортирует коксовый газ от газового пространства камеры коксования через колено к коллектору неочищенного газа, работающему при отрицательном давлении, и

- и подают в стояк из камеры коксования поток жидкости, выходящий из камеры коксования,

причем указанный способ отличается тем, что

- регулируют давление газа в газовом пространстве камеры коксования при помощи диафрагмы, служащей регулирующим устройством, которое изменяет поперечное сечение выпускной секции колена стояка, причем поперечное сечение диафрагмы регулируют при помощи регулирующего устройства, и

- при полностью закрытом положении диафрагмы жидкость, поступающая из колена стояка, выпускается в коллектор неочищенного газа или через сифон или через щелевидное отверстие в диафрагме.

[0024] Как правило, коксовый газ, который поступает в колено стояка, имеет температуру от 700°С до 1100°С и он охлаждается сразу же после его пуска путем ввода жидкости. Оставшаяся жидкость затем выпускается в коллектор неочищенного газа. После охлаждения газ все же имеет температуру в пределах от 75°С до 120°С, как показывают замеры температуры.

[0025] Процесс может быть спроектирован так, чтобы управление

диафрагмой осуществлялось в функции внутреннего давления камеры коксования, обеспечивая тем самым возможность управления открытием и закрытием диафрагмы в соответствии с типичным циклом коксования. Когда осуществляется загрузка камеры коксования, диафрагма полностью открыта, так что существует возможность засасывания в коллектор неочищенного газа газов, содержащихся в загружаемой шихте, за счет преобладающего в этом коллекторе отрицательного давления. Во время цикла коксования давление в камере коксования регулируется так, чтобы в любой момент времени в газовом пространстве камеры коксования оно имело оптимальное требуемое значение. Когда осуществляется выгрузка из камеры коксования готового кокса, прохождение газа от камеры коксования к коллектору неочищенного газа прерывается за счет частичного или полного закрытия диафрагм. Таким образом предотвращается поступление воздуха в коллектор неочищенного газа (так называемое "отсоединение камеры коксования от коллектора неочищенного газа"). Во время этой операции жидкость может продолжать проходить в коллектор неочищенного газа через сифон, если в диафрагме не предусмотрено небольшое отверстие. Благодаря этому в камере коксования неизменно поддерживается оптимальное давление, независимо от поступления жидкости в стояк. Управление открытием и закрытием диафрагмы предпочтительно осуществляется при помощи компьютера.

[0026] Способ и устройство могут быть реализованы таким образом, что при возникновении неисправности привода приводной элемент остается в том положении управления, в котором он находился непосредственно перед возникновением этой неисправности. Это препятствует установлению избыточного давления в камере коксования, потому что при нормальных условиях давление в камере коксования во время процесса коксования падает. В таком случае любое нежелательное падение давления в камере коксования может быть скомпенсировано повышением давления в коллекторе. Таким образом, существует возможность регулирования давления газа в газовом пространстве камеры коксования путем изменения отрицательного давления в коллекторе неочищенного газа, если возникает отказ в работе привода управляющего устройства.

[0027] Во многих примерах осуществления изобретения соединенный с коленом стояк имеет крышку выше отвода, которая в период нормальной работы служит для выравнивания давления в камерах коксования по отношению к давлению с наружной стороны по мере приближения конца периода коксования до момента открывания дверей камер коксовых печей и для очистки стояка от смоляных отложений. В одном примере осуществления изобретения крышка стояка выше отвода временно открывается, тогда как одновременно с этим происходит закрытие диафрагмы, когда двери камеры коксования открываются. Закрытие диафрагмы препятствует всасыванию воздуха через колено в результате отрицательного давления в коллекторе неочищенного газа, и коллектор неочищенного газа изолируется от окружающей среды. Данный пример осуществления изобретения предусматривает возможность открывания или закрывания крышки, расположенной в стояке выше отвода, пневматическими средствами.

[0028] Перемещение регулирующего устройства для диафрагм или крышки может осуществляться, например, при помощи электропривода. Однако оно может перемещаться также при помощи пневматического привода. В простой конструкции возможно также перемещение крышки или диафрагмы вручную. В одном примере осуществления изобретения предусмотрено применение пневматического привода, использующего энергию азотсодержащего газа. В другом примере осуществления изобретения предусмотрено применение пневматического привода, использующего энергию воздуха или содержащего воздух газа.

[0029] Вводимая в колено жидкость может быть любого вида. Это предпочтительно вода. Она служит для транспортировки частиц и мокрой очистки коксовых газов. Один пример осуществления изобретения предусматривает применение воды с содержанием аммиака. Для управления регулирующим устройством может использоваться модуль, управляемый от компьютера. Он может срабатывать, например, в функции давления в колене. Для этой цели в примере осуществления изобретения в колене может быть предусмотрено наличие напорной линии, передающей существующее в колене давление к датчику давления.

[0030] Преимущество изобретения заключается в создании такого регулируемого газового потока от камеры коксования к коллектору неочищенного газа, который не зависит от притока воды или жидкости и еще обеспечивает возможность поступления через регулирующее устройство в коллектор неочищенного газа потока жидкости, выходящего из стояка. Таким образом, регулирование все же обеспечивает возможность основательного перемешивания неочищенных коксовых газов с водой или жидкостью при закрытой диафрагме. После закрывания регулирующего устройства поддерживается остаточный поток воды, чтобы обеспечивался выпуск очищающей жидкости в коллектор неочищенного газа. При соответствующем выборе конструкции диафрагмы регулирующее устройство может постоянно находиться в надежно закрытом положении.

[0031] Изобретение поясняется со ссылкой на одиннадцать фигур

чертежей, служащих исключительно для иллюстрации примеров осуществления изобретения.

[0032] На фиг.1 показано устройство с камерой коксования, стояком, коленом и коллектором неочищенного газа. На фиг.2 и фиг.3 показано устройство с диафрагмой в соответствии с изобретением, причем в этих случаях диафрагма представляет собой диафрагму вертикально открывающегося типа. На фиг.2 указанная диафрагма показана в открытом положении, а на фиг.3 в закрытом положении. На фиг.4 и фиг.5 показано устройство с диафрагмой в соответствии с изобретением, причем в этих случаях диафрагма представляет собой диафрагму вертикально открывающегося типа и имеет сифон в трубе. На фиг.4 указанная диафрагма показана в открытом положении, а на фиг.5 в закрытом положении. На фиг.6 и фиг.7 показано устройство с диафрагмой в соответствии с изобретением, причем в этих случаях диафрагма представляет собой диафрагму горизонтально открывающегося типа. На фиг.6 указанная диафрагма показана в открытом положении, а на фиг.7 в закрытом положении. На фиг.8 и фиг.9 показано устройство с диафрагмой в соответствии с изобретением, причем в этом случае диафрагма представляет собой диафрагму горизонтально открывающегося типа, имеющую сифон, расположенный в трубе. На фиг.8 указанная диафрагма показана в открытом положении, а на фиг.9 в закрытом положении. Диафрагмы в соответствии с изобретением на фиг.2-9 показаны в виде сбоку. На фиг.10 и фиг.11 представлен вид сверху диафрагм в соответствии с изобретением, на фиг.10 в закрытом положении, на фиг.11 в открытом положении.

[0033] На фиг.1 показана камера (1) коксования, используемая для получения кокса (2). Газовое пространство (3) связано через стояк (4) с коленом (5), причем указанное колено открывается в коллектор (6) неочищенного газа, работающий при отрицательном давлении. Этот коллектор заполняется жидкостью (7) в зависимости от условий эксплуатации. В соответствии с изобретением, выпускная секция (8) снабжена диафрагмой (9), которая позволяет прохождение газа или препятствует его прохождению. Показано регулирующее устройство (10), которое открывает или закрывает диафрагму (9). Управление этим устройством осуществляется в функции давления в колене (5). Для этой цели в колене (5) имеется манометр (11), причем указанный манометр подключен к компьютеру (12), который управляет положением диафрагмы (9). В колене (5) имеется также устройство (13) подачи, предназначенное для подачи жидкости (14), предпочтительно воды. Она проходит вдоль стенки колена, как показано поз.5а. Здесь диафрагма (9) показана в открытом положении, в котором она позволяет прохождение через нее потока (14а) воды и потока (15а) неочищенного газа. Здесь показан также поток (15) неочищенного газа, выходящий из камеры (1) коксования. Крышка (16) стояка (4), которая может перемещаться при помощи захватного устройства (16а) и которая прикреплена к стояку (4) посредством шарнирного навеса (16b), может временно открываться для выравнивания давления или очистки.

[0034] На фиг.2 показана выпускная секция (8) с диафрагмой (9а), выполненной из пластин, в соответствии с изобретением, причем диафрагма представляет собой диафрагму вертикально открывающегося типа. Поток (14) жидкости, инжектируемый в колено, проходит вдоль стенки выпускной секции (8), как показано поз.14а. Показаны поток (15) неочищенного газа, почти полностью открытая вертикальная диафрагма (9а), выходящий поток (14b) жидкости и поток (15а) неочищенного газа, пропущенный через диафрагму. Диафрагма (9а) открывается или закрывается при помощи регулирующего устройства (10), который передает приводной импульс через рычаг (10а) и проволоку (9 с), служащую приводным элементом.

[0035] На фиг.3 показана вертикально открывающаяся диафрагма (9b), выполненная из пластин в соответствии с изобретением, в закрытом положении. Здесь показан остаточный поток (14b) жидкости и образующийся в диафрагме (9b) уровень (17) жидкости. Показано также приводное устройство (9 с), управляющее вертикальной диафрагмой, состоящее из проволоки.

[0036] На фиг.4 показана выпускная секция (8) с диафрагмой (9а) в соответствии с изобретением, причем диафрагма представляет собой диафрагму вертикально открывающегося типа и в средней части указанной выпускной секции имеется сифон (18). Он закреплен посредством подвесного приспособления (18а) и имеет внутри отверстие (18b). Показаны поток (15) неочищенного газа, почти полностью открытая вертикальная диафрагма (9а), выходящий поток (14b) жидкости и поток (15а) неочищенного газа, пропущенный через диафрагму. Диафрагма (9а) открывается и закрывается при помощи регулирующего устройства (10).

[0037] На фиг.5 показана выпускная секция (8) с вертикально открывающейся диафрагмой (9b) в соответствии с изобретением, причем в этом случае диафрагма находится в закрытом положении и в средней части указанной выпускной секции имеется сифон (18). Он закреплен при помощи подвесного приспособления (18а). Сифон имеет внутри отверстие (18b), причем жидкость поднимается до уровня (17). В результате этого исключается возможность прохождения неочищенного газа (15). Показаны поток (15) неочищенного газа, почти полностью открытая вертикальная диафрагма (9b) и выходящий поток (14b) жидкости. Диафрагма (9b) открывается и закрывается при помощи регулирующего устройства (10).

[0038] На фиг.6 показана выпускная секция (8) с диафрагмой (9d), выполненной из пластин, в соответствии с изобретением, причем диафрагма представляет собой диафрагму горизонтально открывающегося типа. Показаны поток (15) неочищенного газа, почти полностью открытая горизонтальная диафрагма (9d), выходящий поток (14b) жидкости и поток (15а) неочищенного газа, пропущенный через диафрагму. Диафрагма (9d) открывается и закрывается при помощи регулирующего устройства (10). Пластины (9d), которые могут перемещаться в горизонтальном направлении могут, например, перемещаться поперек всей трубы посредством приводного элемента (9f) в форме кольца, предназначенного для управления горизонтальной диафрагмой (9d).

[0039] На фиг.7 показана выпускная секция (8) с диафрагмой (9е), выполненной из пластин, в соответствии с изобретением, причем диафрагма находится в горизонтально закрытом положении. Показаны поток (15) неочищенного газа, почти полностью закрытая горизонтальная диафрагма (9 с) и остаточный выходящий поток (14b) жидкости. Диафрагма (9е) открывается и закрывается при помощи приводного элемента (9f).

[0040] На фиг.8 показана выпускная секция (8) с диафрагмой (9d) в соответствии с изобретением, причем диафрагма представляет собой диафрагму горизонтально открывающегося типа и в средней части указанной выпускной секции имеется сифон (18). Он закреплен при помощи подвесного приспособления (18а). Показаны поток (15) неочищенного газа, почти полностью открытая горизонтальная диафрагма (9d), выходящий поток (14b) жидкости и пропущенный через диафрагму поток (15а) неочищенного газа. Диафрагма (9d) открывается и закрывается при помощи приводного элемента (9f).

[0041] На фиг.9 показана выпускная секция (8) с диафрагмой (9d) в соответствии с изобретением, причем диафрагма находится в горизонтально закрытом положении и в средней части указанной выпускной секции имеется сифон (18). Он закреплен при помощи подвесного приспособления (18а). Показаны поток (15) неочищенного газа, почти полностью открытая горизонтальная диафрагма (9d) и выходящий остаточный поток (14b) жидкости. Сифон имеет внутри отверстие (18b), в нем жидкость поднимается до уровня (17). В результате исключается возможность пропускания неочищенного газа (15). Диафрагма (9е) открывается и закрывается при помощи приводного элемента (91) со щелевидными отверстиями, предназначенного для управления горизонтальной диафрагмой (9е).

[0042] На фиг.10 представлен вид сверху открытых диафрагм (9а) в соответствии с изобретением. Показаны диаметр выпускной секции (8) колена стояка, пластины (9а) в закрытом положении и регулирующее устройство (10) с передаточным рычагом (10а). В этом случае передача осуществляется через проволоку, служащую приводным элементом (9 с), причем указанная проволока охватывает пластины (9а) по окружности в соответствующих удерживающих приспособлениях.

[0043] На фиг.11 представлен вид сверху закрытой диафрагмы (9b) в выпускной секции (8) колена стояка в соответствии с изобретением, причем в этом случае указанная диафрагма находится в закрытом положении.

[0044] Перечень ссылочных числовых позиций и обозначений

1 Камера коксования

2 Кокс, уголь

3 Газовое пространство

4 Стояк

5 Колено

5а Труба колена, выпускное отверстие колена стояка

6 Коллектор неочищенного газа

7 Жидкость

8 Выпускная секция

9 Диафрагма

9а Открытая вертикальная диафрагма

9b Закрытая вертикальная диафрагма

9с Проволока для управления вертикальной диафрагмой

9d Открытая горизонтальная диафрагма

9е Закрытая горизонтальная диафрагма

9f Приводной элемент с щелевидными отверстиями, предназначенный

для управления горизонтальной диафрагмой

10 Регулирующее устройство

10а Передаточный рычаг

11 Манометр

12 Компьютер

13 Устройство для подачи жидкости

14 Жидкость

14а Поток жидкости в выпускной секции

14b Остаточный поток жидкости

15 Поток неочищенного газа

15а Пропущенный через диафрагму поток неочищенного газа

16 Крышка стояка

16а Захватное устройство для крышки

16b Шарнирный навес для крышки

17 Уровень жидкости

18 Сифон

18а Подвесное приспособление для сифона

18b Отверстия в сифоне

Изобретение относится к способу и устройству для регулирования давления в камерах коксования в батарее коксовых печей. Устройство содержит батарею коксовых печей, состоящую из камер коксования, которые могут быть герметизированы и оснащены стояком, соединенным через колено с коллектором неочищенного газа, при этом стояк у верхнего конца колена выполнен с отверстием и элементом для его закупоривания, а колено снабжено впускным приспособлением для подачи жидкости, посредством которого к стояку может быть осуществлен подвод жидкости, втекающей в коллектор неочищенного газа, причем ниже по потоку в колене стояк открывается через выпускную секцию в коллектор неочищенного газа, и между коленом и выпускной секцией находится диафрагма с регулируемым поперечным сечением, которая используется для прерывания потока газа и жидкости и которая снабжена устройством для регулировки поперечного сечения отверстия, причем колено стояка и коллектор неочищенного газа соединены через сифон, через который может проникать жидкость даже при закрытой диафрагме, или диафрагма содержит в поперечном сечении щелевое отверстие, из-за которого часть поперечного сечения диафрагмы остается открытой. Изобретение обеспечивает возможность корректировки давления в газовом пространстве камеры коксования. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Устройство для регулирования давления в камерах (1) коксования в батарее коксовых печей при помощи регулируемых диафрагм (9) в выпускных отверстиях (5а) колен стояков, ведущих к коллектору (6) неочищенного газа, содержащее
- батарею коксовых печей, состоящую из ряда камер (1) коксования, где
- каждая в отдельности камера (1) коксования может быть герметизирована и оснащена стояком (4), соединенным через колено (5) с коллектором (6) неочищенного газа, работающим при отрицательном давлении, и
- стояк (4) у верхнего конца колена (5) выполнен с отверстием и элементом (16) для его закупоривания, который может быть открыт и закрыт, и
- колено (5) снабжено впускным приспособлением (13) для подачи жидкости, посредством которого к стояку (4) может быть осуществлен в месте расположения колена (5) и/или ниже по потоку в колене (5) подвод жидкости (14), втекающей в коллектор (6) неочищенного газа,
причем указанное устройство отличается тем, что
- ниже по потоку в колене (5) стояк (4) открывается через выпускную секцию (8) в коллектор (6) неочищенного газа и между коленом (5) и выпускной секцией (8) находится диафрагма (9) с регулируемым поперечным сечением, которая используется для прерывания потока газа и жидкости и которая снабжена устройством (10) для регулировки поперечного сечения отверстия, причем
- колено (5) стояка и коллектор (6) неочищенного газа соединены через сифон (18), через который может проникать жидкость (14b) даже при закрытой диафрагме (9), или
- диафрагма (9) содержит в поперечном сечении щелевое отверстие, из-за которого часть поперечного сечения диафрагмы остается открытой даже после полного закрытия.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отверстие с закупоривающим приспособлением (16) у колена (5) образовано крышкой (16), которая для обеспечения закрытия прилажена к отверстию на верхнем конце выше ответвления колена (5) и снабжена захватным приспособлением (16а) для управления ею и шарнирным навесом (16b) на колене (5).

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диафрагма (9) состоит из пластин (9d, 9е), которые могут устанавливаться горизонтально в закрытое положение концентричным, тангенциальным и круговым образом по направлению к центру стояка.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что пластины (9) снабжены штифтами (9f), каждый из которых установлен в специально предусмотренном щелевидном отверстии кольца (9f), расположенного выше, так что при перемещении кольца (9f) происходит открытие и закрытие диафрагмы (9).

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диафрагма (9) состоит из пластин (9d, 9е), которые могут быть установлены в закрытое положение горизонтально концентричным прямым способом по секущей по направлению к центру стояка.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что пластины (9) снабжены штифтами (9f), причем указанные штифты (9f) выполнены с возможностью вытягивания из колена (5) при помощи рычагов (10а), проходящих сквозь стенку колена и выступающих наружу, так что при перемещении рычага (10а) происходит открытие или закрытие диафрагмы (9).

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диафрагма (9) состоит из пластин (9а, 9b), которые установлены в открытом положении поворотом вверх или вниз в вертикальном направлении.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что пластины (9) снабжены на периферии проволокой (9 с), которая может быть затянута или отпущена посредством передаточного рычага (10а), что обеспечивает оттягивание пластин (9) вверх или позволяет им опуститься вниз (9а,9b) и обеспечивает открытие или закрытие диафрагмы (9) вместе с коленом (5).

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диафрагма (9) может быть отрегулирована при помощи электрического регулирующего устройства (10).

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диафрагма (9) может быть отрегулирована при помощи пневматического регулирующего устройства (10).

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диафрагмы (9) и регулирующее устройство (10) расположены в трубной секции колена (5), которая может быть снята с колена (5).

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что снимаемая трубная секция прикреплена к колену (5) фланцевым соединением.

13. Устройство по любому из пп.1-12, отличающееся тем, что колено (5) стояка оснащено сифоном (10), который проходит через середину колена (5) стояка и в закрытом положении охватывается диафрагмой (9).

14. Устройство по любому из пп.1-12, отличающееся тем, что колено (5) стояка оснащено сифоном (18), который проходит через колено (5) стояка с боковой стороны снаружи от стояка (4).

15.Устройство по любому из пп.1-12, отличающееся тем, что труба (5) колена с диафрагмой (9) имеет диаметр в пределах от 0,25 м до 0,85 м, измеренный в месте, где расположены диафрагмы, но без учета указанных диафрагм.

16. Способ регулирования давления в камерах (1) коксования в батарее коксовых печей при помощи регулируемых диафрагм (9) в выпускных отверстиях (5а) колен стояков, ведущих к коллектору (6) неочищенного газа, по любому одному из пп.1-15, где
- коксуют уголь (2) в камерах (1) коксования батареи коксовых печей циклами, причем циклы включают операции загрузки, коксования и выгрузки, и
- регулируют давление газа в камере (1) коксования во время процесса коксования посредством управляющего устройства (9) на конце колена (5) стояка, транспортирующего коксовый газ (15) от газового пространства (3) камеры (1) коксования до коллектора (6) неочищенного газа, работающего при отрицательном давлении, и
- подают поток (14а) жидкости в колено (5) стояка (4) извне камеры коксования,
причем указанный способ отличается тем, что
- регулируют давление газа в газовом пространстве (3) камеры (1) коксования посредством диафрагмы (9), которая изменяет поперечное сечение выпускной секции (8) колена стояка, при этом регулирование поперечного сечения диафрагмы (9) осуществляют при помощи регулирующего устройства (10), и
- при полностью закрытой диафрагме (9) жидкость из колена (5) стояка выпускается в коллектор (6) неочищенного газа или через сифон (18) или через щелевидное отверстие в диафрагме (9).

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что коксовый газ (15) подают в колено (5) стояка при температуре в пределах от 700°С до 1100°С и сразу же охлаждают путем инжектирования жидкости (14), при этом остающуюся жидкость (14) выпускают в коллектор (6) неочищенного газа.

18. Способ по п.16, отличающийся тем, что управление диафрагмой (9) осуществляют в зависимости от внутреннего давления камеры (1) коксования.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что управление открытием и закрытием диафрагмы (9) осуществляют при помощи компьютера.

20. Способ по п.16, отличающийся тем, что временно открывают крышку (16) стояка (4) выше ответвления колена (5), одновременно с этим закрывая диафрагму (9), когда открывают двери камеры коксования.

21. Способ по п.16, отличающийся тем, что открывание или закрывание крышки (16), расположенной в стояке (4) выше ответвления (5а) колена стояка, может выполняться пневматическими средствами.

22. Способ по п.16, отличающийся тем, что регулирующее устройство (10), предназначенное для регулировки диафрагм (9) или для управления крышкой (16), приводят в действие азотсодержащим газом.

23. Способ по п.16, отличающийся тем, что регулирующее устройство (10), предназначенное для диафрагм (9) или для крышки (16), приводят в действие газом, содержащим воздух.

24. Способ по п.16, отличающийся тем, что в случае возникновения отказа в работе привода регулирующее устройство (10) остается в том положении управления, в котором оно находилось непосредственно перед возникновением этого отказа.

25. Способ по любому из пп.16-24, отличающийся тем, что в случае отказа в работе привода управляющего устройства (10) давление газа в газовом пространстве (3) камеры (1) коксования регулируют путем изменения отрицательного давления в коллекторе (6) неочищенного газа.