[发明专利]用于对焦炭进行淬火的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及冶金工业的技术领域。

具体地，本发明涉及对焦炭进行淬火的方法以及用于执行所述方法的设备，所述焦炭是通过煤炭的干馏(distillation)(焦化)而产生的。

背景技术

在用于矿石的熔炉(即，鼓风炉)中，焦炭用作燃料以及用作还原剂；通过所谓的焦化设备对煤炭的精炼过程而获得焦炭，而焦化设备通常是钢铁厂的复杂部分。焦化设备包括由一系列小室制成的熔炉，所述小室内部覆有硅石(silica，二氧化硅)和硅铝(silico-aluminous)耐火砖，这些小室一个挨一个地成组放置。

煤炭被密封地封闭在小室中，在小室之间的腔体中燃烧的气体的火焰从外部对小室进行加热。煤炭在小室中以大约1200-1300℃的温度保持14/24小时的时间，在此期间，相当一部分硫和挥发性物质被释放出来，并且煤炭获得了在鼓风炉中使用所需的多孔性和机械阻力的特征。

在鼓风炉中，焦炭用作燃料并引起发生不同化学反应所需的温度，从而产生铁矿石的还原，并且焦炭执行(scarries out)铁的渗碳作用。

在焦化阶段结束时，借助于适合的牵引机将温度约1200-1300℃的焦炭从鼓风炉中取出。

然后通过称作淬火的工艺对焦炭(cole)进行冷却。

用于焦炭的(“湿”)和(“干”)淬火的技术是已知的。湿淬火技术涉及将从鼓风炉中取出的焦炭传送至熄焦车(quenching car)上，该熄焦车用于将焦炭供给至熄焦塔(quenching tower)。

在熄焦塔中，将大量的水浇注到焦炭上，以便使焦炭的温度从1200-1300℃迅速达到接近环境温度的温度。

熄焦塔通常装备有适合的挡板，用以挡住产生的水蒸气流所夹带的颗粒。

仅针对焦炭的淬火阶段来说，前面提及的“湿”淬火技术具有许多明显的缺点。

主要缺点在于与从熄焦塔排出的蒸气(steam)一起排放的大量冷凝多环烃。用水来处理温度约1200-1300℃的焦炭事实上会导致一种蒸气干馏，在该蒸气干馏中，从熄焦塔中释放的水蒸气还夹带着各种有机物质，其中有多环芳香烃(IPA)，例如蒽、苊(acenaphtene)、苯并芘、苯并荧蒽(benzofluorantene)、菲和(chrysene)，它们以高的毒性和致癌性(carcinogenity)而公知。

设置在熄焦塔中的用于挡住颗粒的挡板不能阻挡全部的上述有毒和致癌性有机物质散发到环境中。

另一个缺点是，当通过简单地在焦炭上浇注水而对焦炭淬火时产生的巨大热能的消散，而没有对这些热能进行任何回收。

前面所述的第二种技术，即，“干”淬火技术，以缩略词定义为CDQ(干熄焦)，是不借助于水执行的对焦炭淬火的工艺。

焦炭被输送至适合的料斗，在该料斗中以惰性气体(例如氮气)流作为热交换手段。在焦炭冷却下来的同时，经过焦炭的气体变得过热。CDQ设备非常复杂且尺寸非常大，由于这样的原因，所述设备通常建造在没有液态水可用的地区。

因此，本发明要解决的问题是，提供一种对焦化产生的焦炭进行淬火的方法，从而不仅确保对于颗粒排放的严格控制，而且尤其确保对于蒸气流中的易挥发有机物质(特别是多环芳香烃)排放的严格控制，而且还允许淬火阶段过程中产生的热能的大量回收。

发明内容

上述问题已由根据本发明的对焦炭进行淬火的方法而解决，所述焦炭得自于煤炭的干馏并且具有大于或等于900℃的温度，所述方法包括以下步骤：

a)通过与流过导热材料的壁的流体进行热交换而将所述焦炭的温度降低至约700-300℃，所述导热材料的壁介于焦炭与流体之间；

b)将连续的所述焦炭的流供给至涡轮冷却器(T)中，该涡轮冷却器包括柱形管状本体，该柱形管状本体的相对端部处由相应的端板封闭，该柱形管状本体设置有：用于其内壁的可选冷却套、至少一个焦炭入口开口、至少一个水入口开口、至少一个排放开口以及转子，所述转子能旋转地支撑在柱形本体中且包括一轴，该轴设置有从所述轴径向突伸的元件，适合于焦炭的处理和推进；

c)通过所述至少一个水入口开口将温度小于或等于100℃的连续水流供给至涡轮冷却器中，并使所述焦炭流和水流经受所述转子的作用，所述转子朝向所述至少一个排放开口推进焦炭；

d)将水蒸气流以及温度小于或等于200℃的焦炭流从所述至少一个排放开口连续排放出去。

在本发明的一个方面中，步骤a)中用于降低焦炭温度的前述流体是水，并且在这种情况下在步骤a)中产生高温蒸气。