[發明專利]具有整體式冠的水平熱回收焦爐

在審

• 申請號: 201580038732.2
• 申請日: 2015-06-30
• 公開（公告）號: CN106661456A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 加里·迪安·威斯特;約翰·弗朗西斯·荃希
• 申請（專利權）人: 太陽焦炭科技和發展有限責任公司
• 主分類號: C10B29/02
• 分類號: C10B29/02;C10B15/02
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙)11400
• 代理人: 鄔玥,葛強

相關申請的交叉引用

本申請要求2014年6月30日提交的美國臨時專利申請號62/019,385的優先權權益，此文獻的公開內容整個地通過引用并入本文。

技術領域

本技術總體上涉及預制的整體式幾何形狀在水平熱回收焦爐、無熱回收焦爐以及蜂窩式焦爐中的使用，例如整體式冠在水平焦爐中的使用。

背景技術

焦炭是在鋼的生產中用于熔融和還原鐵礦石的固體碳燃料和碳源。在一種被稱為“湯普森煉焦工藝(Thompson Coking Process)”的工藝中，通過將粉煤批量供給至爐而生產出焦炭，所述爐被密封且在嚴密受控的大氣條件下在24至48小時的時間內被加熱至非常高的溫度。煉焦爐已被使用許多年，以將煤轉化為冶金焦炭。在煉焦工藝中，在受控的溫度條件下加熱經過精細碾碎的煤，以便除去煤內的揮發成份并形成具有預定孔隙率和強度的焦炭熔融物質體。由于焦炭的生產是批量工藝，所以多個焦爐同時操作。

煤顆粒在加熱過程中所經歷的熔融和熔合過程是煉焦的重要部分。煤顆粒變成熔融物質體的過程中的熔融程度和同化程度決定了所生產的焦炭的特性。為了由特定的煤或煤混合物生產最強的焦炭，則反應劑與煤中的惰性存在物之間存在最佳比率。焦炭的孔隙率和強度對于礦石精煉工藝而言是重要的并且取決于煤源和/或煉焦方法。

將煤顆粒或煤顆粒的混合物填入到熱爐中，并且在爐中對煤進行加熱以便從所產生的焦炭中去除揮發性物質(“VM”)。煉焦工藝在很大程度上取決于爐的設計、煤的類型以及所使用的轉化溫度。通常，在煉焦工藝過程中對爐進行調節，從而使得每次填入的煤在大約相同的時間量內被煉成焦炭。一且煤“被煉成焦炭”或被完全焦化，則從爐中去除焦炭并用水對其進行驟冷以將其冷卻到其點火溫度以下。可選地，用惰性氣體對焦炭進行干式驟冷。驟冷操作也必須受到仔細控制，從而使得焦炭不會吸收太多的濕氣。一旦對其進行驟冷，則對焦炭進行篩選并將其裝載到軌道車或卡車中以便進行運輸。

由于煤被供給到熱爐中，所以許多煤供給工藝是自動化的。在狹槽型或立式爐中，煤通常通過爐頂部中的狹槽或開口被填入。此類爐子往往高而窄。還使用水平無回收或熱回收型煉焦爐來生產焦炭。在無回收或熱回收型煉焦爐中，使用輸送機將煤顆粒水平地輸送到爐中以提供細長的煤床。

由于適合于形成冶金用煤(“煉焦煤”)的煤源已經減少，所以已經嘗試將脆煤或低質量煤(“非煉焦煤”)與煉焦煤混合來為爐提供合適的煤料。組合非煉焦煤和煉焦煤的一種方式是使用被壓緊的煤或搗固煤。煤可以在處于爐中之前或之后被壓緊。在一些實施例中，將非煉焦煤和煉焦煤的混合物壓緊至大于50磅/立方英尺的程度，以便在焦炭生產工藝中使用非煉焦煤。隨著煤混合物中的非煉焦煤的百分比增加，所需要的煤壓緊水平也越來越高(例如，高達約65至75磅/立方英尺)。在商業上，煤通常被壓緊至約1.15至1.2比重(sg)或約70-75磅/立方英尺。

基于水平熱回收(“HHR”)爐內的相對操作大氣壓條件，HHR爐相對于化學副產物爐具有獨特的環境優勢。HHR爐在負壓下操作，而化學副產物爐在稍微高于大氣壓的正壓下操作。兩種爐類型通常由耐火磚和其它材料構成，其中產生基本上氣密的環境可能是一個挑戰，因為在日常操作期間在這些結構中可能形成小裂縫。將化學副產物爐保持在正壓下，以避免氧化可回收產物且避免過度加熱爐。相反地，將HHR爐保持在負壓下，從爐外部吸入空氣以氧化煤的VM并釋放爐內的燃燒熱。重要的是使揮發性氣體向環境的釋放最小化，因此，化學副產物爐中的正大氣條件和小開口或裂縫的組合使得原始焦爐氣體(“COG”)和有害污染物泄漏到大氣中。相反地，焦炭設備中的HHR爐或別處的位置中的負大氣條件和小開口或裂縫僅僅使得額外的空氣被吸入到焦炭設備中的爐或其它位置中，從而使得負大氣條件抵制COG向大氣的釋放。