专利名称：焦炉排出管道系统的制作方法
技术领域：
本实用新型通常涉及焦炉结构，更具体地i兌，涉及具有综合流 量控制阀的焦炉排出管道，所述流量控制阀用于调节从每个单独焦 化室流向聚积管的未处理的气体。
背景技术：
传统来说，在包括焦炉组的焦化i殳备中，来自于每个单独炉的 未处理气体(蒸馏气和蒸汽)均通过排出管道被引导到聚积管，该 聚积管通常遍布焦炉组的整个长度。排出管道自身通常包括从炉顶 向上延伸的竖管(也称作立管或上升管)以及鵝颈管，即，与所述 竖管的顶部连通并通向聚积管的短弯管。 一个或多个喷嘴被设置在 鵝颈管中以《更将未处理气体乂人约700-800。C冷却至约80-100。C的温 度。
为了独立地控制每个焦炉室中的气体压力，已知的是，在排出 管道中或在聚积管中的排出口处设置节流阀，该节流阀允许关闭和 /或节流通过排出管道的气流。这样的装置通过在聚积管中保持负压 而提供了在蒸馏时间期间连续地控制炉压力的可能性，从而避免蒸 馏工序的第一阶,殳期间的过压，因而可充分减少从门、装料口等处 的逸散。而且，当焦炉煤气流速较低时，连续的炉压力控制可避免 蒸馏的最后阶段期间在炉底部处的负相对压力。
例如在US 7,709,743中描述了 一种已知类型的压力控制阀。该 阀布置在聚积管内部位于鹅颈管的竖直排;故部的排^L末端处。该阀 允许控制炉室中的反压力(backpressure )并且基于阀内部水位的调 节，提供了未处理气体所流过的阀口面积的改变。
EP 1 746 142 (其涉及一种降低污染从焦炉逸散的方法)使用 可绕横轴枢转的罐阀。每个蒸馏室都借助于如此放入的罐阀通过鹅 颈管连接至聚积管。借助于压力传感器检测单独蒸馏室中的炉压力 并且根据炉中的压力调节罐阀位置以控制流向聚积管的流速。在一 个实施例中，阀构件具有弯曲管状金属结构，用以限制开口行程开 始期间的流动横截面。尽管该阀设计可靠，但在流速控制方面没有 4艮大的进步。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种具有改进的、综合流量控制能力 的可替换的焦炉排出管道系统。通过本实用新型的焦炉排出管道系 统而实现该目的。
根据本实用新型的焦炉排出管道系统包括用于将焦炉煤气从 焦炉输送到聚积管的管道组件。它具有流量控制装置，该流量控制 装置包括具有相关堵塞件的管道组件中的流出口 ，该堵塞件可在距 流出口一定距离(即，轴向间隔)的打开位置与其中堵塞件阻挡通 过;充出口的^L出的关闭4立置之间轴向移动。
应该理解的是，至少一个节流开口 (优选为一組节流开口)被 布置成朝向堵塞件的关闭行程端部起作用，至少 一个节流开口提供 了气体通向聚积管的开口面积，该开口面积取决于堵塞件的轴向位 置。这些节流开口可以对于流向聚积管的气体流速进行精密控制 (节流)，从而可以对于焦炉中压力进朽"清密控制，所述节流开口 通常可提供小于流出口(处于打开位置)的开口面积的渐增的开口 面积。
由于在炉中蒸馏阶段结束时的气体量远小于在蒸馏工序开始 时(其中流量控制阀完全打开)的气体量，因此在趋于炉中蒸馏阶 段结束时对气体流速的控制确实要求一些精密调节能力。在本系统 中，流量控制装置有利地被设计成使得趋于关闭行程的端部，气体 仅流过节流开口并且通过调节堵塞件的轴向位置而控制节流开口 的开口面禾口、。
一个或多个节流开口可设置在堵塞件中。堵塞件可具有罐形、 圓顶形或钟形的大致形状，即，其通常可祐 没计为具有侧壁并且一 端封闭的中空体。堵塞件可被布置成使得罐形/圆顶形/钟形开口朝 上或朝下。
在一个实施例中，堵塞件具有大致罐形、圓顶形或钟形形状并 且这组节流开口由从罐边缘朝向罐底部延伸的多个切口构成。在另 一个实施例中，堵塞件具有通常为倒转的罐形，这组节流开口位于 其中。
可替换地， 一个或多个节流开口可固定布置在流动开口附近， 例如，布置在从流动开口轴向延伸的节流套筒中。
在一个实施例中，流量控制装置包括围绕流动开口的节流套
筒；并且堵塞件具有大致罐形、钟形或盖形的形状，被设计成沿所 述套筒件的外表面朝向堵塞件的关闭行程的端部移动，以便逐渐地 堵塞节流开口。
在另一个实施例中，两部分式的堵塞件与节流套筒相连。堵塞 件包括可轴向移动的上部，适合于调节节流套筒中的节流开口的
开口面积和/或封闭流出口 ；以及下部，相对于上部可轴向移动和/ 或与所述上部相连并形成为圓4,形部，从而下部可相7十于流出口補L 定位以限制通过流出口的流量。
在另一个实施例中，堵塞件包括大致为罐形、钟形或圓顶形的 上部以及其中具有一个或多个节流开口的下部，下部相对于上部可 轴向移动。上部和下部与围绕流出口的相应底座配合。上部祐 没计 成可用作盖，所述盖可在下部已定位在其底座上之后沿节流开口移 动。从而，气体通向聚积管的唯一通路就是通过节流开口 ，通过改 变上部的轴向位置可调节所述节流开口的面积。
塞件的操作。
在上述实施例中，由于工艺流体在堵塞件上表面上的积聚以及 围绕支撑流出口的管道部的积聚，因此当堵塞件处于封闭位置时可 典型地形成液封。然而，为了提高安全性，传统罐阀可布置在流出 口的更下游。
本实用新型还涉及一种焦化设备，包4舌焦炉组以及聚积管，其 引导到所述聚积管。
根据本实用新型的焦炉排出管道系统提高了综合流量控制能力。
本实用新型从
以下结合附图的几个非限制性实施例的描述中 将变得更显而易见，其中
图1是穿过根据本实用新型的焦炉排出管道系统的第 一 实施例 的纵向剖4见图，堵塞件处于打开位置中并且包括一组节流开口；
图2是图1实施例的纵向剖视图，其中堵塞件处于节流位置中；
图3是穿过根据本实用新型的焦炉排出管道系统的第二实施例 的纵向剖视图，堵塞件处于打开位置中；
图4是图3实施例的纵向剖视图，其中堵塞件处于节流位置中；
图5是图3实施例的纵向剖视图，其中堵塞件处于关闭位置中；
图6是穿过根据本实用新型的焦炉排出管道系统的第三实施例 的纵向剖一见图，堵塞件处于打开位置中；
图7是图6实施例的纵向剖视图，其中堵塞件处于中间流量控 制位置中；
图8是图6实施例的纵向剖视图，其中操作件处于节流位置中；
图9是图6实施例的纵向剖视图，其中操作件处于关闭位置中；
图10是穿过根据本实用新型的焦炉排出管道系统的第四实施 例的纵向剖一见图，堵塞件处于打开位置中；
图11是图IO实施例的纵向剖视图，其中堵塞件处于节流位置
中；
图12是穿过根据本实用新型的焦炉排出管道系统的第五实施 例的纵向剖一见图，堵塞件处于打开位置中；
图13是图12实施例的纵向剖视图，其中堵塞件处于节流位置
中；
图14是图12实施例的纵向剖一见图，其中才乘作件处于关闭位置中。
具体实施方式
图1示出了根据本实用新型的焦炉排出管道系统10的第一实 施例。它包括管道组件，用于从独立焦炉室向聚积管输送未处理的 蒸馏气。在本实施例中，管道组件包括其底部连接至焦炉(未示出) 顶部的竖管(未示出)，焦炉顶部例如焦炉组的缝隙型腔室。参考 标号12表示鹅颈管(弯管)，用于从竖管的上部向焦化设备的聚积 管16输送未处理的焦炉煤气(箭头14)，所述聚积管通常遍布焦炉 组的整个长度。按惯例，这些管道件可具有耐火内衬。从炉室中排 出的约70(TC至800。C温度的气体借助于一个(或多个)喷嘴18 (喷 射诸如氨水等工艺流体)在鹅颈管12中净皮有利地冷却至80-10(TC 的温度。
流量控制装置设置在排出管道10中，以控制气体流向聚积管 16的流速和相应焦炉中的压力。该流量控制装置包括与排出管道中 的流出口 22 (优选地位于鵝颈管12的下游)配合的堵塞件20。流 出口 22由内管道部24的末端(这里例如锥形部)限定，该锥形部 布置成^f吏得乂人鹅颈管部12排出的全部冷却气流必须通过口 22流向 聚积管16。
在本实施例中，堵塞件20被i殳计为大致钟形(成圓锥形渐缩 的上部和圆柱形底部)，其圓柱形壁26具有从钟的边缘30延伸至 其封闭端部32的多个切口 28。这些切口 28构成一组节流开口，如 下面将描述的。堵塞件20通过其封闭端部32固定于轴34,轴可允 许在管道组件10中的轴向动作。可借助于能够向轴34传输轴向驱 动力以4吏轴上下移动的任何适合的驱动4几构，^吏得驱动轴34动作， 乂人而使堵塞件20随之动作。
可注意到在本实施例中，堵塞件20的尺寸被制定为使其外部 形状紧紧地配合流出口 22，以使堵塞件在基本上堵住流出口的同时 可在其中移动。
在图l中，堵塞件20处于打开位置中，与流出口22间隔(一 定距离)。在焦炉中的蒸馏工序开始时堵塞件20通常设置在这样的 打开位置中，这是因为大量气体要排放到聚积管16中。随着蒸馏 工序继续进行，堵塞件通常沿打开口 22的方向向下移动，这将减 小堵塞件20与口 22之间的间隙，在中间流速下^是供一些流量控制 能力。
如从图1和图2中可以理解，堵塞件20的边缘30 —到达流出 口 22的高度，冷却气体流向聚积管16的唯一流出通路就是由节流 开口 28所-提供的流出通^各。向下移动堵塞件，节流开口28露出的 用于气体的开口面积逐渐减小(在图2中堵塞件20处于中间节流 位置中)，直到开口 28的朝向内部的末端穿过流出口 22的平面之 下，/人而通过流出口 22的流出最终^皮堵塞件20完全堵住。
虽然钟形(或倒转漏斗形)因其有利于空气动力学的锥形上部 而在此处作为优选，但是多种形状都可用于堵塞件，例如，倒转罐 形或杯形或者圓顶形状。要旨就是堵塞件具有紧紧配合流出口 22 的轴向延伸圓片主部(其中布置有节流开口)，并且该圓4i部一端必 须为封闭的，优选上端为封闭的。
还应注意的是，内管道部24通过其流出口 22在连4妾部50中 打开，所述连接部通过伸缩接头52 (本领域公知)将鹅颈管12的 出口连4妄至聚积管16。为了提供密闭，连4妄部50可包4舌可由传统 罐阀60 (本领域/>知)封闭的截锥管54。在图1和图2中罐阀60 处于其打开位置中，但是它可绕处于水平位置的轴62转动，封闭 管54的末端并允许工艺流体的积聚以构成液封。
图3至图5示出了才艮据本实用新型的系统110的另一个实施例。 参考标号112表示鵝颈管(弯管)，用于从竖管的上部向焦化设备 的聚积管16输送未处理的焦炉煤气(箭头114)。优选借助于喷嘴 118对气体实施冷却。
流量控制装置包括由鵝颈管112下游的管状部123限定的流出 口 122和4昔助于轴124可轴向移动的相关堵塞4牛120。在本实施例 中，节流开口由套筒126中的一组切口 128构成，所述套筒附于管 状部123并乂人流出口 22轴向向下延伸。与图1的实施例相反，关 闭行程是上升的。
在图3中，堵塞件120处于打开位置中并且不阻挡气流流向聚 积管116。随着堵塞件120向上移动，堵塞件120与流出口 122之 间的间隙逐渐减小。当堵塞件120的周边130到达套筒126下部边 》彖的高度时，气体4又可通过节流开口 128流向聚积管116。轴向地 调节堵塞件120以给气流4是供所需开口面积，允许对于流向聚积管 的气体流速的精密控制，因而允许对于炉室中压力的精密控制(见 图4)。如图5所示，当堵塞件120的周边130处于流出口 122的高 度时，获得了流量控制装置的封闭位置。
图6至图9中示出了图3-5实施例的改进实施例，由标号210 表示。管道组件是相同的，但是已经修改了堵塞件120(以及轴124 ) 的i殳计以允许中、低流速下的改进调节。如可看到的，现在堵塞件 220包括分别由22(h和2202表示的上部和下部，该上部和下部可沿 轴向方向相对于4皮此移动。上部22(h具有与图3中堵塞件120基本 相同的形状，并^f昔助于轴224,轴向移动。下部2202为^^形部(即， 在两端者卩打开)，该下部沿流出口 222的方向)斩缩并可4昔助于轴2242 轴向移动，轴2242同轴i也布置在轴22^内部。下部2202可^昔助于 辐条(spoke )固定于轴2242。
在图6所示的堵塞件的打开位置中，上部和下部22(h和2202 相连接它们各自的周边(具有相同直径)处于接合状态。该打开 位置适用于高流速。
随着来自于炉的气体量减少，下部2202向下移动并且其侧部锥 形表面与流出口 222相配合而限定出环形流出部，该环形流出部的 面积耳又决于下部2202的轴向4立置。
图7示出了中间流出位置，其中堵塞件220的下部2202已^皮降 低得使其上部边缘处于流出口 222的平面中，从而下部2202沿轴向 方向形成管道部223的延续部并用该延续部的下部末端限定出减小 的;危出口 。
为了节流更低的气体流速，这两个部分220,和2202又聚合到 一起并同时移动(见图8),以使 睹助于堵塞件上部22(h限定出节 流开口 228的所需开口面积，如参照图3-5已描述的。
封闭位置是图9中所示的位置，其中上部22(h的周边处于流出 口 222的高度，下部220J尤选:l也与上部22(h相4妻合。
现在参照图10和图11，其中示出了另一个替换实施例310。 流出口 322由布置在鹅颈管312出口处的管状管道部323的末端限 定。这里，流量控制装置包括围绕流出口 322并固定地安装于管道 部323的轴向延伸套筒326。节流开口 328由套筒326中的一组孔 构成。堵塞件320为钟形或倒转罐形，由驱动轴324轴向引导。堵 塞件320的侧壁的内径略大于套筒326的外径，以4吏得堵塞件320 可沿套筒326轴向移动并因此而堵住预期比例的节流开口 328。
在打开位置中，堵塞件320位于远离流出口 322的位置以使得 大量气体可以被排出到聚积管316。为了精密地节流流向聚积管316
的气体，使堵塞件320下降直到其下部周边与套筒326的顶部边缘 交迭为止。从轴向位置开始，气体的唯一路径是穿过节流开口 328， 可通过改变堵塞件320的轴向位置而调节节流开口的开口面积(见 图11，其中堵塞件320处于节流开口 328的顶部和底部之间的中间 位置)。
当堵塞件320被下降得使其周边超越节流开口 328的底部时，
流量控制装置处于关闭位置中。
在图12至图14中示出了管道系统410的最后一个实施例。参 考标号412表示鹅颈管，用于从竖管(未示出)的上部向焦化设备 的聚积管416输送未处理的焦炉煤气(箭头414 )。优选地借助于喷 嘴418对气体实施冷却。
流量控制装置包^^舌由鹅颈管412下游的管状部423 (这里为圓 雄形部)限定的流出口 422和借助于轴424可轴向移动的相关堵塞 件420。在本实施例中，堵塞件420包括堵塞部42(h和其中具有一 组节流开口 428的节流部4202。如所看到的，堵塞部42(h具有4中形 (也可为倒转的罐形或杯形)并固定地安装于驱动轴424。
节流部4202可为相对于堵塞部42(h可移动地安装的罐或套筒 件，以佳:堵塞部42(h的侧壁426，可沿节流部4202的侧壁4262中的 节流开口 428滑动以控制它们的开口面积。为此目的，节流部4202 具有与轴424同轴并可在其中轴向移动的轴部424'，以4吏节流部可 突出到堵塞部420，之外乂人而露出节流开口 428的整个开口面积并且 节流部可适配在堵塞部42(h中以完全堵住节流开口 428。优选地， 借助于弹簧440,节流部420"皮向下偏压到堵塞部42(h外部。
仍然要注意的是，堵塞部42(h和节流部4202的配合壁426!、 4262具有大于流出口 422的直径。因此如下所述，可将这两部分42(h 和4202相对于管道部423 i殳置。
图12示出了堵塞4牛420的打开4立置，它净皮定4立为-巨离流出口 422 —定距离。在图13中，堵塞件420处于节流位置中，堵塞件 420已净皮下降为4吏得节流部4202的边缘搁置于围绕流出口 422的底 座上，其中上部42(h没有覆盖(交迭)节流开口 428。在该结构中， 节流开口 428的整个区域露出以允许冷却气体从中流过。可通过调 节(通过驱动轴424调节)堵塞部42(h相对于节流部4202的高度 以覆盖节流开口 428的选定部分而精密地控制气体流向聚积管416 的流量。
在图14中，堵塞部420,已被下降得超过开口 428并搁置于管 状部423上堵塞部处于关闭位置中。
在上述实施例中，出于简化设计和易于构造的目的，管道元件、 流出口以及堵塞件通常可为环形4黄截面。然而，这些元件也可具有 其它圓柱形形状。
应该理解，节流开口的开口面积(当未堵塞时)的合计应小于 流出口所限定的开口区域。可随意设计节流口的形状以提供期望的 流动特性。在上述实例中，流出开口具有沿关闭方向渐缩的梯形形状。
在一些实施例中，4甫助喷射装置19、 119、 219i殳置在流出口
的高度处，主要是用于清洁。
还应注意到有利的是，流动装置设计成使得液封可形成在封闭 位置中。在图1至图9的实施例中，工艺流体可积聚在由管道部24、123或223与堵塞件20、 120、 220 (处于关闭位置)的上部圓锥表 面形成的V形;瞎中。
在图10至图14的实施例中，可通过工艺流体在由堵塞件320、 420 (处于关闭位置中)的侧壁与管道部323、 423限定的凹槽中的
积聚而形成液封。
在所有上述实施例中，罐阀60、 160、 260、 360、 460已设置
在鹅颈管(在具有伸缩4矣头52、 152......的连4妾部50、 150......的
内吾卩)的下〉游以及-危出卩20、 120、 220、 320、 420的下游，以4呆 证流向聚积管的气体的密闭。如本领域中公知的，罐阀可绕横轴62、
162......转动并与截锥管54、 154......的末端配合以在水平的、封闭
位置中形成液封(归因于来自喷嘴的工艺流体积聚在其中)(例如， 见图14)。
应该注意的是，所述罐阀60〗又是可选的。具体地，我们^人为 在图10至图14的实施例中形成在堵塞件320、 420的侧壁与管道 部323 、 423之间的液封就足够了 。
更具体地，关于图12的实施例，参考标号表示布置在流出口 422上游的溢出装置445，以使得在堵塞件420的关闭位置(图14) 中可能聚集在管道部423中的工艺流体不能超过溢出装置445的水 平面。
最后，尽管图中未示出，通常应提供人工和/或可自动操作的驱 动装置以便通过它们各自的轴驱动堵塞件。
权利要求1.一种焦炉排出管道系统，包括管道组件，用于将焦炉煤气从焦炉输送到聚积管；流量控制装置，包括位于具有相关堵塞件的所述管道组件中的流出口，所述堵塞件在距所述流出口一定距离的打开位置与其中所述堵塞件基本堵住所述流出口的关闭位置之间可轴向移动；其特征在于，包括至少一个节流开口，所述节流开口布置成朝向所述堵塞件的关闭行程的端部，以提供用于气体流向所述聚积管的开口面积，所述开口面积取决于所述堵塞件的轴向位置。
2. 根据权利要求1所述的焦炉排出管道系统，其特征在于，所述 至少一个节流开口设置在所述堵塞件中。
3. 根据权利要求1所述的焦炉排出管道系统，其特征在于，所述 堵塞件具有大致钟形、罐形或圓顶形的形状，并且其中一组节 流开口由从钟形或罐形边缘朝向其封闭端延伸的多个切口形成。
4. 根据权利要求3所述的焦炉排出管道系统，其特征在于，所述 堵塞件具有普通倒转的罐形或钟形，所述节流开口组位于其中。
5. 根据权利要求1所述的焦炉排出管道系统，其特征在于，所述 至少 一个节流开口设置在从所述流出口轴向延伸的节流套筒中。
6. 根据权利要求5所述的焦炉排出管道系统，其特征在于，所述 流量控制装置包括围绕所述流出口的节流套筒；并且所述堵塞 件具有大致钟形、罐形或盖形的形状，被设计成沿所述节流套 筒的外表面朝向所述堵塞件的关闭行程的端部移动，以便逐渐 地堵塞所述节流套筒中的节流开口 。
7. 根据权利要求5所述的焦炉排出管道系统，其特征在于，所述 堵塞件包括可轴向移动的上部，适合于调节所述节流套筒中 的节流开口的开口面积和/或去于闭所述流出口；以及下部，相 对于所述上部可轴向移动和/或与所述上部相连并形成为圆锥 形部，/人而所述下部可相》寸于所述;危出口 #1定^立以限制通过所 述流出口的流量。
8. 根据权利要求1所述的焦炉排出管道系统，其特征在于，所述堵塞件包括通常为钟形、罐形或圆顶形的上部以及 其中具有一个或多个节流开口的下部，所述下部相^i"于所迷上 部可轴向移动以偵j寻所述上部和下部可交迭；并且所述上部和下部与围绕所述流出口的相应底座配合。
9. 根据权利要求1所述的焦炉排出管道系统，其特征在于，所述 系统包括人工和/或可自动操作的驱动装置，用于通过相应轴 驱动所述堵塞件。
10. 根据权利要求1所述的焦炉排出管道系统，其特征在于，所述 系统包括所述流出口下游的罐阀。
11. 一种焦化设备，包括一组焦炉以及聚积管，其特征在于，根据 前述权利要求中任一项的焦炉排出管道系统设置在每个单独 焦炉与所述聚积管之间，所述焦炉排出管道系统控制气体从所 述焦炉流向所述聚积管的流速。
专利摘要本实用新型公开了一种焦炉排出管道系统(10)，其包括用于将焦炉煤气(14)从焦炉输送到聚积管(16)的管道组件；以及流量控制装置，包括位于具有相关堵塞件(20)的管道组件中的流出口(22)，堵塞件可在距流出口一定距离处的打开位置与其中堵塞件基本堵住流出口(22)的关闭位置之间轴向移动。至少一个节流开口(28)被布置成朝向堵塞件(20)的关闭行程的端部，以提供用于气体通向聚积管(16)的开口面积，该开口面积取决于堵塞件(20)的轴向位置。
文档编号C10B41/08GK201183777SQ200720195929
公开日2009年1月21日 申请日期2007年11月19日 优先权日2007年7月11日
发明者埃米尔·洛纳尔迪, 托马斯·汉斯曼, 斯特凡诺·皮沃, 毛里齐奥·比索尼奥 申请人:保尔伍斯股份有限公司