[发明专利]改进熄焦的方法和系统

说明书

技术领域

本发明技术通常涉及用于熄焦的系统和方法。更具体地讲，一些实施方案涉及通过使一定量的焦炭部分地开裂以改进熄灭工艺的效率来改进熄焦工艺的系统和方法。

背景技术

焦炭为在钢铁生产中用以熔融和减少铁矿石的固体碳燃料和碳源。在一个被称为“汤普森焦化方法”的方法中，焦炭通过将粉煤成批进料到密封且在严密控制的大气条件下加热到非常高的温度24-48小时的炉中来生产。焦化炉多年来用于将煤炭转化成冶金焦炭。在焦化过程期间，细碎煤炭在受控温度条件下被加热以使煤炭液化并形成具有预先确定的孔隙度和强度的焦炭的熔化团块。因为焦炭的生产是分批过程，所以多个焦炉同时操作。

在加热过程期间煤炭粒子经历的熔融和熔化过程是焦化的一个重要部分。熔融程度和煤炭颗粒同化成熔融团块的程度决定着所生产的焦炭的特性。为了由特定的煤炭和混合煤生产坚固的焦炭，在煤炭中存在反应性实体与惰性实体的最优比率。焦炭的孔隙度和强度对于矿石精炼过程是重要的且由煤炭来源和/或焦化方法决定。

将煤炭粒子或煤炭粒子共混物装入高温炉中，且将煤炭在炉中加热以从所得焦炭中除去挥发性物质(“VM”)。焦化过程高度依赖炉设计、煤炭类型和所使用的转化温度。通常，在焦化过程期间调节炉，使得每次装入的煤炭在大致相同的时间量下结焦。煤炭一旦“结焦”或完全焦化，则将焦炭从炉中移出并用水熄灭以将其冷却到其点火温度以下。供选地，将焦炭用惰性气体干式熄灭。熄灭操作也必须谨慎地控制，使得焦炭不会吸收过多的水分。一旦熄灭，则将焦炭筛选并装载到轨道车或卡车中以便运输。

因为煤炭被进料到高温炉中，所以大部分煤炭进料过程是自动的。在狭槽型或立式炉中，煤炭通常经由在炉顶部的狭槽或开口装料。这样的炉势必是高且窄的。水平式非回收或热回收型焦化炉也用于生产焦炭。在非回收或热回收型焦化炉中，使用传送机将煤炭粒子水平地传送到炉中以提供煤炭的细长床。

随着适合形成冶金煤炭(“焦化煤炭”)的煤炭的来源减少，已经进行尝试来共混品质差或较低的煤炭(“非焦化煤炭”)与焦化煤炭来提供适合这些炉的煤炭装料。一种组合非焦化煤炭和焦化煤炭的方法是使用压缩或捣固的煤炭。煤炭可在其处于炉中之前或之后被压缩。在一些实施方案中，非焦化煤炭和焦化煤炭的混合物被压缩到大于50磅/立方英尺以在炼焦过程中使用非焦化煤炭。随着在煤炭混合物中非焦化煤炭的百分数增加，需要更高程度的煤炭压缩(例如，至多达65-75磅/立方英尺)。在商业上，通常将煤炭压缩到约1.15-1.2比重(sg)或约70-75磅/立方英尺。

煤炭一旦完全结焦，所得焦炭则通常采取随后用水或另一液体熄灭的基本完整的焦炭条块的形式。因为焦炭条块在熄灭期间保持完整，所以熄灭液体可能难以渗透完整的焦炭条块。该难题可带来无数的缺点，包括耗水量增加；熄灭时间较长，这可使炼焦车间的处理量受损；在焦炭中的水分含量过多；焦炭水分变化大；和如果焦炭没有被充分快速地冷却，熔融车间设备的危险增加。在捣固装煤的情况下，该难题被调合，其中煤炭在烘烤形成焦炭之前被压缩。一些常规系统试图通过使焦炭条块跌落若干英尺的垂直距离以在熄灭之前使焦炭条块破碎来改进熄灭效率。然而，包括垂直跌落若干英尺的这种熄灭方法常产生飞出容器的大量焦炭粉尘，不然的话，这些焦炭粉尘是被容纳在该容器中的，而仍然没有显著改进熄灭效率。该焦炭粉尘(以及其它相关缺点)可能需要另外的资金开支以增加去除棚或专用收集器，从而抑制或收回焦炭粉尘。

附图说明

图1为说明炼焦方法的概要的图形；

图2A为根据本技术的实施方案构造的开放隆起板的俯视图；

图2B为根据本技术的实施方案构造的开放隆起板的侧视图；

图2C为根据本技术的实施方案构造的开放隆起板的三维视图；

图2D为根据本技术的实施方案构造的开放隆起板的仰视图；

图3A为根据本技术的实施方案构造的封闭隆起板的俯视图；

图3B为根据本技术的实施方案构造的封闭隆起板的侧视图；

图3C为根据本技术的实施方案构造的封闭隆起板的三维视图；

图3D为根据本技术的实施方案构造的封闭隆起板的仰视图；

图4A为根据本技术的实施方案构造的混合的隆起板的俯视图；

图4B为根据本技术的实施方案构造的混合隆起板的左视图；

图4C为根据本技术的实施方案构造的混合隆起板的右视图；

图4D为根据本技术的实施方案构造的混合隆起板的三维视图；

图4E为根据本技术的实施方案构造的混合隆起板的仰视图；