[发明专利]用于改善淬火塔设计的方法及系统

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求2013年3月15日提交的第13/843,166号美国非临时专利申请的优先权益，所述申请的公开内容是以引用方式全部并入本申请中。

技术领域

本技术大体上涉及用于改善淬火塔的方法及系统。更具体地说，本文中的各个实施例涉及一种改善的淬火塔设计及布置，其包含附接到淬火塔的一或多个梭口、粉尘抑制系统、由具有多个转折的V状物形成的挡板设计；且涉及一种自动化淬火程序。

背景技术

焦炭是用以熔化且减少钢铁生产中的铁矿石的固体碳燃料及碳源。在称作“汤普森焦化过程(Thompson Coking Process)”的一个过程中，焦炭是通过将煤粉成批给料到密封的且在严格控制的大气压条件下加热到极高温度持续24到48小时的烤炉而产生。焦炉多年来一直用于将煤转换为冶金焦炭。在焦化过程期间，细粉碎煤在控制的温度条件下加热以除去煤块的挥发成分且形成具有预定孔隙率及强度的大量熔融焦炭。因为焦炭的生产是一个批量生产的过程，所以同时操作多个焦炉。

煤颗粒或煤颗粒的混合物被装载到热炉中，且煤在烤炉中加热以从所得焦炭移除挥发物质(“VM”)。焦化过程高度取决于烤炉的设计、煤的类型及所使用的转换温度。通常，烤炉在焦化过程期间加以调整使得每次装载的煤在近似相同时间量中炼出焦炭。一旦煤完全炼出焦炭，所得焦炭便可呈基本上完整的焦炭块的形式且然后用水或另一液体进行淬火。因为焦炭块可在淬火期间保持完整，所以淬火液体可能面临穿透完整的焦炭块的难题。此外，淬火过程期间可能损失的焦炭量不可接受。例如，焦炭可从其中淬火过程期间原本含有的容器中飞出(即，“飞行的焦炭”)。此外，大量颗粒物可在淬火过程期间产生且通过淬火塔排放到淬火塔外部的大气中。

常规系统的此类问题造成很多个缺点：降低焦化操作的整体效率。例如，穿透完整的或部分完整的焦炭块的难题可造成用水量增加、淬火时间变长(可削弱焦炭厂的产量)、焦炭中的水分含量过多、焦炭水分大幅变动及在焦炭没有得到足够快速冷却的情况下，熔化焦炭厂设备的风险增加。此外，常规系统可将不可接受量的颗粒物排放到环境中，借此产生对更有效环境控制的需要。此类问题可发生在任何焦化操作中，但是可特别适用于捣固焦化操作，其中焦炭在加热之前被压实。作为另一实例，逸出淬火塔的大量飞行的焦炭或颗粒物可由于在淬火过程结束时产生要筛选及装载到轨道车或卡车来装运的焦炭较少而降低焦化操作的效率。因此，需要一种提供淬火操作的改善的淬火塔，所述淬火操作更有效地用淬火液体穿透大量焦炭、减小因飞行的焦炭造成的焦炭损失的量、减小逸出淬火塔的颗粒物的量，且减小逸出淬火塔的底部的颗粒物、排放物及蒸汽。

附图说明

图1是说明焦炭制造过程的概述的图。

图2A是如本文中公开的改善的淬火塔的第一实施例的俯视图。

图2B是如本文中公开的改善的淬火塔的第一实施例的正视图。

图2C是如本文中公开的改善的淬火塔的第一实施例的侧视图。

图2D是如本文中公开的改善的淬火塔的第二实施例的俯视图。

图2E是如本文中公开的改善的淬火塔的第二实施例的正视图。

图2F是如本文中公开的改善的淬火塔的第二实施例的侧视图。

图3是展示如本文中公开的改善的淬火塔的组件的详细侧视图。

图4是如本文中公开的淬火程序的实施例的流程图。

图5A是根据第一实施例的具有淬火塔有效周长面积、淬火塔出口周长面积及高度的淬火塔的三维视图。

图5B是描绘根据图5A的实施例的淬火塔中捕捉的蒸汽量依据覆盖面积比例对塔高度变化的实例图表。

图5C是描绘根据图5A的实施例的用于最大化淬火塔中的蒸汽捕捉的优选面积依据覆盖面积比例对塔高度变化的实例图表。

图6A是根据第二实施例的具有淬火塔有效周长面积、淬火塔出口周长面积及高度的淬火塔的三维视图。

图6B是描绘根据图6A的实施例的淬火塔中捕捉的蒸汽量依据覆盖面积比例对塔高度变化的实例图表。

图6C是描绘根据图6A的实施例的用于最大化淬火塔中蒸汽捕捉的优选面积依据覆盖面积比例对塔高度变化的实例图表。

图7是具有如本文中公开的控制开口的淬火塔的实施例的侧视图。

具体实施方式