[发明专利]在捣固焦炉内共用挥发性物质的方法和装置在审

专利信息
申请号: 201380051213.0 申请日: 2013-08-13
公开(公告)号: CN104781372A 公开(公告)日: 2015-07-15
发明(设计)人: 约翰·F·荃希;文斯·雷凌 申请(专利权)人: 太阳焦炭科技和发展有限责任公司
主分类号: C10B21/10 分类号: C10B21/10;C10B21/16
代理公司: 北京商专永信知识产权代理事务所(普通合伙) 11400 代理人: 邬玥;葛强
地址: 美国伊*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 焦炉 共用 挥发性 物质 方法 装置
【说明书】:

相关申请案的交叉引用

本申请要求2012年8月17日提交的美国非临时专利申请第13/589,004号的权益,其公开文本以引用的方式整体并入本文。

发明背景

本发明总体上涉及用于由煤生产焦炭的炼焦设备领域。焦炭是在钢铁生产中用于熔化和还原铁矿石的固体碳燃料和碳源。在一种称为“汤普森炼焦工艺(Thompson Coking Process)”的工艺中,通过将煤粉分批加入炉内,密封所述炉并且在严密控制的大气条件下加热24-48h至极高温度,生产焦炭。炼焦炉已经使用多年,用于将煤转化为冶金焦炭。在炼焦过程中,在受控温度条件下加热细碎煤为煤除去易挥发性物质并形成具有预定孔隙率和强度的焦炭熔体。因为焦炭的生产为分批工艺,所以同时操作多个焦炉。

加热过程中煤粒经历的熔化和熔合过程是炼焦的重要部分。煤粒转化为熔融物质的熔化程度和同化程度决定了所生产的焦炭的特性。为了由特定的煤或混合煤生产最硬的焦炭,在煤中存在活性与惰性实体的最佳比例。焦炭的孔隙率和强度对于矿石精炼过程很重要并且由煤源和/或炼焦方法决定。

将煤粒或混合煤粒装入热炉内,并且煤在炉内加热以便从所生成的焦炭中去除挥发性物质。炼焦工艺高度依赖于使用的炉设计、煤类型和转化温度。在炼焦工艺期间调节炉,以致每次装入的煤均在大致相同的时间内焦化。一旦煤“结焦”或完全焦化,就将焦炭从炉内移出并用水熄焦以将其冷却至低于其着火温度。可选地,用惰性气体干法熄焦。熄焦操作也必须小心控制,以致焦炭不会吸收太多水分。一旦熄焦,就筛分焦炭并装入轨道车或卡车进行运输。

因为将煤加入热炉内,所以大部分加煤过程自动化。在槽式或立式炉内,通常通过炉顶部的槽或开口装煤。这种炉往往又高又窄。卧式非回收或热回收类炼焦炉也用于生产焦炭。在非回收或热回收类炼焦炉中,用输送机将煤粒水平输送到炉内以提供细长煤层。

随着适合形成冶金用煤(“炼焦煤”)的煤源减少,已经尝试将劣质或低质量煤(“非炼焦煤”)与炼焦煤混合以提供适于所述炉的煤料。合并非炼焦煤和炼焦煤的一种方式是使用压实或捣固煤。可在其进入炉内之前或之后将煤压实。在一些实施方案中,将非炼焦煤和炼焦煤的混合物压实至高于50磅/立方英尺,以便将非炼焦煤用于炼焦工艺。随着煤混合物中非炼焦煤的百分比增加,需要更高的煤压实水平(例如,高达约65-75磅/立方英尺)。商业上,通常将煤压实至约1.15-1.2比重(sg)或约70-75磅/立方英尺。

基于炉内部的相对操作大气压条件,卧式热回收(HHR)炉具有优于化学副产物炉的独特环境优势。HHR炉在负压力下工作,而化学副产物炉在略为正的大气压力下工作。两种炉类型通常均由耐火砖和其它材料建造而成,其中因为在日常操作期间可能在这些结构中形成小裂纹,所以建立大体气密环境可能是一个挑战。将化学副产物炉保持在正压力下以免氧化可回收产物和使炉过热。相反,将HHR炉保持在负压力下,从炉外部吸入空气以氧化煤挥发物并在炉内释放燃烧热。这些相反的操作压力条件和燃烧系统是HHR炉与化学副产物炉之间重要的设计差异。因为将进入环境的挥发性气体的损失减到最低很重要,所以在化学副产物炉内正大气条件和小开口或裂纹的组合使焦炉荒煤气(“COG”)和有害污染物泄漏到大气中。相反,HHR炉内或炼焦设备其他地方的负大气条件和小开口或裂纹仅仅使补助空气吸入炉内或炼焦设备其他地方,以致负大气条件阻止了COG向大气的损失。

发明内容

本发明的一个实施方案涉及一种挥发性物质共用系统,其包括第一捣固焦炉;第二捣固焦炉;流体连接第一捣固焦炉与第二捣固焦炉的隧道;和定位于所述隧道内用于控制第一捣固焦炉和第二捣固焦炉之间的流体流量的控制阀。

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