用于对热焦炭进行熄焦的湿法熄焦塔的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于对热焦炭进行熄焦的湿法熄焦塔，其包括一个熄焦室（2）、包括在该熄焦室（1）上方的用于分配熄焦水的一个熄焦喷淋装置（3）、包括被置于该熄焦室（2）上方的一个烟道（4）、并且包括至少一个分离装置（6），该分离装置是水平地或与竖直方向成倾角地安排的，该分离装置是可竖直地透过的，并且该分离装置具有多个薄片（7）。每个薄片都具有一种无分支截面，在每两个相邻的薄片（7）之间都形成了流动路径（8）。根据本发明，在各对薄片（7）之间形成的这些流动路径（8）多次改变方向并相应地具有曲折的形状。本发明还涉及一种用于使用上述湿法熄焦塔进行熄焦的方法。
【专利说明】用于对热焦炭进行熄焦的湿法熄焦塔
[0001]本发明涉及用于对热焦炭进行熄焦的湿法熄焦塔，其带有熄焦室、带有在该熄焦室上方的用于排出熄焦水的熄焦喷淋单元、带有置于熄焦室上的烟道、并且带有至少一个水平地或与竖直方向成倾斜角安排的且具有多个薄片的竖直通流分离装置，每个薄片都具有一种无分支截面，在各自情况下在两个相邻薄片之间形成了流动路径。
[0002]湿法熄焦塔用于在炼焦过程后对仍旧热的焦炭进行直接冷却并用于避免使得热焦炭烧完。为此，焦炭从熔炉孔径倾倒进入熄焦车，然后由熄焦车送到湿法熄焦塔。在湿法熄焦塔内，在熄焦喷淋单元的帮助下用水喷雾热焦炭，由此立即形成大量蒸汽，这些蒸汽也被称为熄焦蒸汽。考虑到突然冷却以及由于水蒸发而产生的体积增加，也生成了大量的尘埃并且其与熄焦蒸汽一起夹带向上。
[0003]实践中，水的消耗和尘埃颗粒的排放构成了在湿法熄焦效率和环境污染方面的决定性因素。在置于熄焦室上的烟道内安排通流分离装置就使得能够回收尽可能大部分的熄焦水，并且因而能够分离出尽可能大部分的尘埃颗粒。在这种情况下，必须记住的是作为一方面的水滴和作为另一方面的尘埃颗粒由于不同的尺寸分布和不同的比重而就其可分离性而言同样具有不同的特性。为了分离水滴，提供了多个在方向上有变化的流动路径。比空气重的水滴不能遵循这种方向上的变化并且相应地沉积在分离装置的壁上。相比之下，在已知的湿法熄焦塔中提供了特定的手段，这些手段例如会在分离装置处产生漩涡流，从而使得也可以分离出尘埃颗粒。[0004]为了能使尘埃分离，根据DE 2 100 848 C已知一种带有分离装置的湿法熄焦塔，该分离装置具有基本平坦的、带有末端鼻状部的多个薄片。
[0005]从DE 40 11 431 Al中已知一种具有最初描述的特征的湿法熄焦塔。在带有根据DE 2 100 848 C的分离装置的湿法熄焦塔的基础上，提出了一种角状轮廓形式的薄片构形。这种末端鼻状部与弯角的组合旨在实现尘埃和水滴二者的良好分离。然而，存在的缺点是尤其难以在鼻状部区域中进行完全清洁。此外，与水滴相关的分离能力仍需提高。
[0006]DE 101 138 90 Cl和DE 101 225 31 Al披露了在各自情况下具有多个分离装置以用于提高分离能力的湿法熄焦塔。这里也提供了多个简单弯角的薄片，这些薄片在其末端处具有鼻状部或带有T形轮廓的分支。这种薄片轮廓的形状用于在熄焦过程中进一步减少固体的排放。为了尤其增加对粉尘的分离，将产生紊流。然而，在这种情况下存在以下的缺点，即，分离装置大大增加了流动阻力，同时紊流产生结构也难于清洁。
[0007]最后，DE 46 313 Al披露了一种湿法熄焦塔，其中流体水平地流过分离装置。这些单独的薄片在截面上具有一种翅片形式的分支，这就形成了与流动方向相反的一个捕获室开口。这些薄片的这样一种形状不适合于竖直通流分离装置，因为这样，在这些分支的区域内，只可能非常困难地清洁和去除沉积的尘埃。
[0008]在这种背景下，本发明所基于的目的是说明一种湿法熄焦塔，这种湿法熄焦塔虽然具有简单设计，但允许了水滴的有效分离并且是易于清洁的。
[0009]在具有最初描述的特征的湿法熄焦塔的基础上，根据本发明的目的实现是在于，在各自情况下在两个薄片之间形成的这些流动路径是不止一次地改变其方向的。这些流动路径具有一种曲折的路线，这种路线是在水滴分离方面被重点优化的。
[0010]而根据现有技术，总被提及的是专门针对尘埃分离优化的、并且也难于清洁的薄片，在本发明的上下文中，说明的是一种相在水滴分离方面优化的构形，其中流动路径至少两次改变其方向。薄片可以具有一种带有曲线的或带有相继的弯角的波形。出人意料的是，在本发明的上下文中，这种分离装置可以用一种同样实现了足够的尘埃分离的方式来运行。
[0011]本发明就此而言允许的事实是，尘埃不仅被直接分离，而且是通过被结合在水滴中来分离的。有可能用一个喷雾装置对升到熄焦喷淋单元上方的熄焦蒸汽进行喷雾，以便实现进一步的温度下降并且从而实现增加冷凝、增大水滴尺寸、以及增进尘埃的结合，这样，尽管简化了分离装置也能满足高的排放要求。当流体在竖直方向上流过分离装置时，上升的熄焦蒸汽被不止一次地偏转，也就是说至少两次，而水滴由于其惯性而不能无限制地跟随流动。
[0012]在理论方法中，变得明显的是，水滴的尺寸对于在分离装置的这些薄片处的分离作用是决定性的。然而，在所规定的偏转的情况下，大的水滴由于增加的惯性而不能跟着改变方向，小的水滴还是可以由上升的熄焦蒸汽所夹带，而不沿着薄片表面向上。由于多次偏转而实现了改善的分离能力。
[0013]此外，必须记住的是，现有技术中所描述的简单地成角的薄片会导致关于分离过程而言严格要求。相比之下，在本发明的情况中，可能使薄片的轮廓与熄焦蒸汽中水滴的尺寸分布相适配。就此而言，在分离装置的生产过程中可以改变横截面轮廓并且可以通过对熄焦蒸汽的额外喷雾来改变水滴的尺寸分布，并且该横截面轮廓和尺寸分布可以针对彼此来适配。也可能在湿法熄焦塔的运行过程中藉由适配好的喷雾来优化水滴尺寸。例如，可以是例如随着水滴尺寸的直接测量值的变化或间接地从确定所排出的排放角度来控制喷雾。
[0014]根据本发明，分离装置被安排的方式为使其具有竖直通流。在这种情况下，必须记住的是，没有进一步措施的话，在这些薄片处分离的液体会向下滴落回到上升的熄焦蒸汽中并且可能至少部分地再次被夹带。
[0015]为了允许竖直通流，分离装置可以是准确地水平安排的。然而，另外也可能将分离装置安排成与竖直方向成倾斜角度。可以利用一种倾斜安排来具体允许这些薄片处的冷凝物侧向排出。为此目的，这些薄片被方便地倾斜设置的方式为沿这些单个薄片形成一种冷凝物沿其侧向地排出的坡度。在这方面，也可能将薄片提供成带有导致在相应倾斜设置的情况下的侧向排出的结构。因此，具体可能的是，这些流动路径基本上是由多个相继的相对大的曲线形成的，同时这些薄片具有额外的精细结构以便沿着薄片形成渠状压痕。
[0016]为了允许薄片的生产尽可能简单，根据本发明的一个优选改进方案，由此提供的是这些薄片沿其横截面具有基本均匀的厚度。这种薄片可以例如通过对金属板或塑料腹板进行成形来容易地产生。这种简单的生产也使之有可能以一种模块的方式、以多个群组的形式来安排这些薄片。
[0017]在本发明的上下文中，在末端处省却了分支，也就是说，例如翅片状分支或T形分支。优选地，在流动路径的入口截面和出口截面处也没有提供在制造方面需要增加投资的、并且也清洁起来更复杂的锐角弯折。在这方面尤其优选的一个改进方案中，如在流动方向上看到的，这些薄片的末端是直直地或基本直直地延伸终止的。如果流动路径无分支，无弯角或类似物的话，也会沿整个路线实现大致均匀的宽度。
[0018]为了保持分离装置的这些薄片没有尘土和尘埃积累，连续地进行清刷或间歇地进行清刷是有利的。为此目的，可提供一个清刷装置，该清刷装置从下方、从下方或从上方和下方对分离装置进行清洁。为此目的，清刷装置可配备有多个适当定向的喷雾喷嘴。此外，在间歇清刷的情况下，要提供一种控制装置，该控制装置是针对这种喷雾装置的相应间歇致动来设置的。由于这些薄片在本发明的上下文中优选的这种简单波浪形或锯齿形，就可能简单地清洁。具体是，薄板可以被成形为使得清洁过程中的相应的水膜可触及它们的整个表面。
[0019]本发明的主题也是用于借助上述湿法熄焦塔来熄焦的方法，热焦炭例如由熄焦车从焦炉运送到熄焦室，用熄焦水来对热焦炭进行冷却以便形成含有蒸汽和尘埃颗粒的熄焦蒸汽，使得在烟道内上升的熄焦蒸汽导引过分离装置，使得其中结合有尘埃的水滴在分离装置中由于沿流动路径的多次偏转而分离，并且连续地或间歇地由清刷装置对分离装置进行清洁。
[0020]通常，是在熄焦喷淋单元上方并且在到达该至少一个分离装置之前用水来对这些上升的熄焦蒸汽喷雾的，以便实现水滴平均尺寸的增加、熄焦蒸汽的冷却、以及由此增加冷凝还以及尘埃颗粒在熄焦蒸汽中的额外结合。具体是，可以发生喷雾的方式为使得对于颗粒排放物的严格规定得以符合。
[0021]在本发明的上下文中，具体可能的是，在这些薄片之间的流动路径中产生一种层流。在层流的情况下，整体上产生了特别低的流动阻力，并且这些相应简单成形的薄片也可以由清刷装置来特别容易地清洁。具体是，这些薄片可以被成形为在由清刷装置进行清洁的过程中也可能用喷雾水来完全润湿。
[0022]在本发明的上下文中，这种湿法熄焦塔基本上也可以具有至少一个额外的分离装置，该额外的分离装置方便地也具有带多次方向变化的流动路径的多个薄片。
[0023]以下通过仅展示了一个示例性实施例的附图来图解地解释本发明，并且在附图中，
[0024]图1以竖直截面示出了一个湿法熄焦塔，
[0025]图2以一个转过90°的侧视图示出了这种湿法熄焦塔的图1所示的烟道的细节，
[0026]图3a和图3b以沿图2的线A-A的剖面示出了这种湿法熄焦塔的一个分离装置的多个薄片的轮廓。
[0027]图1示出了一种用于对热焦炭进行熄焦的湿法熄焦塔，在示例性实施例中，热焦炭是由一个熄焦车I引入到一个熄焦室2中。为了使得热焦炭冷却并避免烧完，一个熄焦喷淋单元3用水来对收纳在熄焦车I内的焦炭进行喷雾，结果形成了含有蒸汽和尘埃颗粒的熄焦蒸汽。一个烟道4被置于熄焦室2上方，在该烟道中熄焦蒸汽向上升。
[0028]在烟道4内，从熄焦室2开始，在熄焦喷淋单元3上方提供了一个喷雾装置5，通过该喷雾装置来用熄焦水对上升的熄焦蒸汽进行额外的喷雾。该喷雾装置用于进一步对熄焦蒸汽进行冷却并且因此而实现增加的冷凝。在这方面，还增加了平均水滴尺寸，并且因此在流动方向处于其后的(也就是说被安排在上方的)一个分离装置6内使得分离变得更容易。最后，由于通过喷雾装置5 的这种额外喷雾，来自熄焦蒸汽的额外的尘埃颗粒也被结合到液滴中。尘埃颗粒因此在某种程度上是通过该喷雾装置而从熄焦蒸汽中清洗出去的。[0029]分离装置6被设计用于竖直通流并且是相对于水平面略微倾斜的。可从图1和2的比较中看出分离装置6的准确定向，图2示出了相对于图1转过90°的视图。
[0030]已经从图1看到，分离装置6包括多个平行的薄片7，这些薄片7在各自情况下具有一种无分支的截面，并且多个流动路径8在各自情况下是在两个相邻的薄片7之间形成的。
[0031]根据图2，在示例性实施例中，分离装置6相对于水平面倾斜的方式为使得这些单独的薄片7沿其纵向长度具有一种例如量级在15°与45°之间的侧向坡度，。
[0032]薄片7的形状是通过在图3a和3b中的实例来展示的。根据本发明，这些在各自情况下在两个薄片7之间形成的流动路径8的方向会改变不止一次，根据图3a，这些薄片7在横截面上具有带至少两个转向点的波浪形。多次偏转的结果是，使得水滴由于其惯性不能随同改变方向从而增加了分离能力。此外，可从图3a和3b中相同地推测出，这些流动路径8在竖直方向上沿着它们的路线具有大致均匀的截面，也就是说在这些薄片7之间具有大致均匀的间距。[0033]此外，可以看到，根据图3a和3b的这两个示例性实施例，这些薄片7沿其横截面具有均匀的厚度。所展示的这些薄片7可以因此通过对金属板或塑料腹板进行成形来特别简单地生产。即使这些薄片是通过注塑模制来成形的，所展示的造型也可以特别简单地并且因此成本有效地生产。
[0034]分离装置6的分离能力基本上取决于水滴的尺寸分布。这种尺寸分布在某种程度上可以是通过由喷雾装置5进行的额外喷雾来设定的。具体是，薄片7实际选定的形状，也就是说薄片7的确切轮廓和这些薄片7之间的间距，也可以遵从预期水滴尺寸来优化。
[0035]根据图1，在该分离装置上方设置有一个清刷装置9，通过该清刷装置可以对分离装置6的这些薄片7进行清洁。此外或者可替代地，也可以在分离装置6下方提供一个清刷装置。虑到图3a和3b所示的薄片7的这种简单形状，这些薄片也可通过清刷装置9来特别有效地清洁。具体是，能够实现薄片7的完全润湿以及因此可靠的清洁。
[0036]这些薄片7被成形的方式为使得随流速的变化而实现一种层流或基本层流。
[0037]出人意料的是，借助于本身针对水滴分离来优化的薄片7的形状，也可能有效地分离尘埃颗粒。为此目的，可使用以下事实，即，通过由喷雾装置5进行额外喷雾，大部分尘埃都结合在水滴中，然后这些水滴被非常有效地分离。与现有技术相比，通过这种分离装置7，尘埃被是更大程度上结合到水滴中的并且是更小程度上直接分离的。
[0038]最后，在图1中指出的是可以在上方进一步安排一个另外的分离装置，在这种情况下，这个单一的所表述的分离装置6也优选是如上所述构形的。
【权利要求】
1.一种用于对热焦炭进行熄焦的湿法熄焦塔，其带有一个熄焦室(2)、带有在该熄焦室(2)上方的用于排出熄焦水的一个熄焦喷淋单元(3)、带有置于该熄焦室(2)上的一个烟道(4)、并且带有至少一个通流分离装置(6)，该通流分离装置是水平地或与竖直方向成倾斜角地安排的，并且该通流分离装置具有多个薄片(7)，每个薄片都具有一种无分支的截面，多个流动路径(8)在各自情况下是在两个相邻薄片(7)之间形成的，其特征在于，在各自情况下在两个相邻薄片(7)之间形成的这些流动路径(8)是不止一次地改变其方向。
2.根据权利要求1所述的湿法熄焦塔，其特征在于，这些流动路径(8)沿其路线具有一种大致均匀的宽度。
3.根据权利要求1或2所述的湿法熄焦塔，其特征在于，这些薄片(7)在横截面上具有一种带至少两个转向点的波浪形。
4.根据权利要求1至3之一所述的湿法熄焦塔，其特征在于，这些薄片(7)沿其横截面具有一种基本上均匀的厚度。
5.根据权利要求1至4之一所述的湿法熄焦塔，其特征为，在该熄焦喷淋单元(3)上方安排的一个喷雾装置(5)。
6.根据权利要求1至5之一所述的湿法熄焦塔，其特征为，用于对该分离装置(6)进行清洁的一个清刷装置(9)。
7.根据权利要求6所述的湿法熄焦塔，其特征为，一个针对间歇地对该清刷装置(9)进行致动来设定的控制装置。
8.一种用于通过如权利要求6或7所述的湿法熄焦塔进行熄焦的方法， 将热焦炭从一个焦炉运送到该熄焦室(2)，` 用熄焦水来对这种热焦炭进行冷却，从而形成含有蒸汽和尘埃颗粒的熄焦蒸汽， 使得这些在该烟道(4)内上升的熄焦蒸汽导引通过该分离装置(6)， 使得带有结合于其中的尘埃的水滴由于沿这些流动路径(8)的多次偏转而在该分离装置(6)中被分离出来，并且 借助于该清刷装置(9)来连续地或间歇地对该分离装置(6)进行清洁。
9.根据权利要求8所述的方法，在这些薄片(7)之间的流动路径(8)中产生一种层流。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在清洁过程中，借助于该清刷装置(9)这些薄片(7)被用清刷水完全润湿。
11.根据权利要求8至10之一所述的方法，其特征在于，在该熄焦喷淋单元(3)上方并且在到达至少一个分离装置(6)之前，这些上升的熄焦蒸汽被用水额外进行喷雾。
【文档编号】C10B39/08GK103890141SQ201280050650
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年7月19日 优先权日:2011年8月17日
【发明者】博多·弗赖穆特, 克劳斯·弗赖穆特, 塞宾·斯泰贝尔 申请人:蒂森克虏伯工业解决方案股份公司