[发明专利]处理和间接地冷却焦炭的方法和装置

说明书

                      发明的领域

本发明大体上涉及用一环境上有利的方式来处理焦炭的一系统，它能基本上消除推动和骤冷期间的排放，尤其是涉及一焦炭盒和运载架，它从炉中接收热焦炭，将焦炭输送到一间接冷却工位并且当冷却时，用一成本上有利的方式将焦炭块输送到一环境上安全的接收工位，并在此工位排出焦炭。

                      发明的背景

在传统的炼焦炉中，煤炭被加热到大约2000°F.大约20～40小时，以排出所有的挥发气体和其它材料，它们占煤炭重量的大约30％。然后将仍然热并在燃烧的焦炭从炉中推出，使之骤冷来冷却，并且放置到一装卸工位上，以用适当的运输设备来运走。在推动和骤冷两者的过程中，未控制的排放对环境是极为有害的和非常不利的，并且应当尽可能地消除。还应当认识到传统上的推动排放控制与骤冷排放控制都是独立的系统，并且可以具有其一而没有另一。事实上，由于炼焦炉的寿命和这种设施的极大的开销，在北美地区尚无带有有效环境控制的商业上的干燥骤冷系统。在欧洲，大多数炼焦炉需要具有干燥骤冷系统并且在世界范围内考虑的所有新的炉子对焦炭必需利用干燥骤冷。

在如上所述的北美所使用类型的典型的炼焦系统中，热的焦炭被从炉子中推出并且掉落到将热的焦炭输送到一加湿骤冷工位的一轨道车辆或其它合适的运载架上。将理解特别是热焦炭的掉落，将产生大量的颗粒物并且焦炭还产生进一步的燃烧，直到焦炭被骤冷熄灭。加湿骤冷使用数千加仑的水，大部分水转化为蒸汽并且立即消失到大气中。蒸汽带起有害于环境的许多化学物质并且将它们释放到大气内。

加湿骤冷的一替换方式是干燥骤冷并且近来已经被采用和/或者在某些国家是必需的。在干燥骤冷中，一轨道车辆装载一盒子，其收集从炉子落下的焦炭。容纳有热的并且仍然燃烧的焦炭的盒子然后被带到一高的筒仓处，被提升到筒仓的顶部并且再将焦炭落下，此时是落入筒仓内。然后通过经焦炭向筒仓内输送惰性气体来冷却焦炭。在某些情况下来自惰性气体的热量被回收和用作其它目的。但是，回收的热量的价值很少能偿还这种干燥骤冷系统的极高的资金成本和操作开销。

这种干燥骤冷系统的另一严重缺陷是当焦炭本身靠自重从筒仓的顶部向筒仓的底部掉落时会遭受磨损。这会降低有用焦炭的产量。对于炼钢和铸造工业有用的焦炭必需为大块的形式。在冷却过程中由焦炭的物理操作和分解所产生的小颗粒或焦炭“渣”很少有价值。

在所有上述情况中，抑制当焦炭掉落和从一个地方移动到另一地方时所产生的污染的成本非常高。在过去，已提出许多类型的推动排放控制系统来抑制这种污染。但是，仍然有大量的这种系统需要被取代，因为它们不能满足日益严格的环境要求。确实，目前在用的许多系统并不满足环境标准，但仍然允许其操作，因为关闭它们将具有一潜在的严重的负面商业冲击。此外，由于目前所能得到的技术有限，在适当的地方环境标准被不必要地降低了，因此需要用环境上更有利和可靠的标准来替换。另外，事实上所有现有系统的安装和操作都极为昂贵。

还应当认识到商业上操作的炼焦炉必需具有将焦炭从一个地方运输到另一地方的后备设备，即使它们的环境控制系统不起作用或者正被修理。这是因为炉子本身必需持续地操作，即使没有适当地运行的环境控制来处理和冷却焦炭。这当然对环境也是负面的影响。

                    发明的概述和目的

根据本发明的处理和间接地冷却焦炭的改进的方法和装置基本上消除了其它系统所存在的所有问题，其方法仅仅是一开始就不产生这样的问题。而是，热焦炭从来不暴露给大气，绝不受到物理干扰，并且总是保持如其在炉子中时的原始的“块状”形式，即使在其被干燥冷却和然后放置到焦炭装卸工位上后，仍然保持其原始的“块状”形式。可以理解的是本发明的焦炭处理和间接冷却系统将具有一实质上的投资收益，而其它系统需要很大的资金，没有资金偿还能力，具有非常高的操作成本，并且没有所希望的可靠性。另外，传统的系统由于其趋于降低产出，因此尽管传统系统能带来收入，也将继续减少其使用，而本发明的系统可期望显示出非常积极的经济效果。