[发明专利]用于焦炉脱碳的方法及相关系统和装置

说明书

本发明技术大体上涉及焦炉脱碳的方法及相关的系统和装置。在一些实施例中，焦炉的操作和脱碳方法可以包括插入煤炭的进料到焦炉中并且加热煤炭。该方法可以进一步包括移除进料的至少一部分，留下焦化沉积物在焦炉中。沉积物的至少一部分可以连续地从焦炉中移除。举例来说，在一些实施例中，每次煤炭的新进料插入在焦炉中时可以移除沉积物的至少一部分。

本申请是申请号为201480073538.3的分案申请，该母案的申请日为2014年12月31日，发明名称为用于焦炭脱碳的方法及相关系统和装置。

相关申请的交叉参考

本申请案主张2013年12月31日递交的第61,922,614号美国临时专利申请案的权益，该申请案的内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明技术大体上涉及焦炉脱碳的方法及相关的系统和装置。

背景技术

焦炭是用于熔化且减少在钢的生产中的铁矿的固体碳燃料和碳源。为了制造焦炭，细碎煤被进料到焦炉中并且在严密控制的常压条件下在氧气耗尽的环境中加热。此类环境驱除了煤炭中的挥发性化合物，留下焦炭。在一些焦化厂中，一旦煤炭“焦化完成”或充分焦化，炉门打开并且热的焦炭被从炉子推动到平推热车(“热车”)的热箱中。热车随后将热焦炭从焦炉传送到急冷区域(例如，湿或干急冷)以将焦炭冷却到其燃烧温度以下。在急冷之后，焦炭被筛选并且加载到轨道车或卡车以用于运送或稍后使用。

随时间推移，在焦化过程期间释放的易失性煤炭组分(即，水、煤气、煤焦油等)可以聚积在焦炉的内表面上，形成胶状的固化的焦化沉积物。如本文所使用，“焦化沉积”是指可以聚积在焦炉内的一种或多种残余材料，例如，渣块、灰烬等。此类沉积物可以对焦炭生产具有多种不利影响，包括减缓和/或复杂化热焦炭推动操作、减小炉子的有效尺寸，以及降低炉壁和/或底板的热导率。由于此类不利影响，沉积移除(“脱碳”)是例行焦炉维护的强制方面以便维持焦化厂效率和产率。

为了从焦炉中移除沉积物，炉操作(并且因此，焦炭生产)必须是间断的，因此沉积物可以被定为目标且推动离开炉子并且进入到热车中以用于处理。传统上，每1到3年炉子就会暂停服务以进行脱碳。在这1到3年期间，沉积物变成接近不可被破坏的炉渣的实心块，其结合到焦炉的各种内表面，包括，底板、侧壁和冠部。非常类似于热焦炭，沉积物是极其热的并且施加大量热和机械应力给焦化机器。许多常规的焦化厂尝试通过破坏较大沉积物且将它们传送到急冷塔以用于在可管理的较小部分中冷却而缓解机器的损坏。然而，此类迭代方法需要较长时间来移除废弃物，因此使炉子/急冷塔无法操作并且使焦炭生产暂停。另外，移除成块的废弃物增大传送所需的热车的数目，使热车和/或其个体组件暴露于增大量的热和机械应力。

附图说明

图1A是根据本发明技术的实施例配置的焦化厂的一部分的规划示意图。

图1B是焦炉的部分地示意性正视图，在该焦炉中具有焦炭沉积物并且该焦炉根据本发明技术的实施例配置。

图2是根据本技术的实施例配置的脱碳系统的一个实施例的部分地示意性正视图。

图3A是根据本技术的实施例配置的脱碳系统的一个实施例的部分地示意性正视图。

图3B是根据本技术的实施例配置的脱碳系统的另一个实施例的部分地示意性俯视图。

图3C是图3B中所描绘的脱碳系统的部分地示意性侧视图。

图3D是根据本技术的实施例配置的脱碳系统的其它实施例的部分地示意性俯视图。

图3E是根据本技术的其它实施例配置的另一脱碳系统的部分地示意性正视图。

图3F是图3E中所描绘的脱碳系统的一部分的部分地示意性等距视图。