(13) B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) PL B1. (22) Data zgłoszenia:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej ( 2 1) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) Int.Cl.7 C10B 27/04 Urządzenie do usuwania gazów obsadowych (54) powstających przy napełnianiu węglem baterii pieców koksowniczych (30) Pierwszeństwo: ,DE,P (73) Uprawniony z patentu: Hartung, Kuhn und Co. Maschinenfabrik GmbH, Essen, DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 07/96 (72) Twórca wynalazku: Horst Schroter, Viersen, DE (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 12/00 (74) Pełnomocnik: Dziarnowska Monika, POLSERVICE PL B1 (57) 1. Urządzenie do usuwania gazów obsadowych powstających przy napełnianiu węglem baterii pieców koksowniczych z zastosowaniem zasypnicy przewoźnej, przez odsysanie, za pomocą umieszczonego na zasypnicy przewoźnej urządzenia przekazującego, które jest połączone z sąsiadującą komora pieca, znamienne tym, że co najmniej kilka otworów zasypowych napełnianej komory pieca koksowniczego zaopatrzonych jest w, znane jako takie, teleskopy zasypowe (5, 6, 7, 8) ze szczelinowymi komorami pierścieniowymi, przy czym szczelinowe komory pierścieniowe są połączone, przez co najmniej jeden przewód zbiorczy gazów obsadowych (9, 10, 1 1, 17, 20), z co najmniej jednym teleskopem przekazującym (21) i że co najmniej jeden teleskop przekazujący (21) jest umieszczony na zasypnicy przewoźnej (103) w pozycji, w której jest połączony strumieniowo z co najmniej jednym otworem zasypowym (1, 2, 3, 4) sąsiadującej komory pieca. Fig 1

2 Urządzenie do usuwania gazów obsadowych powstających przy napełnianiu węglem baterii pieców koksowniczych Zastrzeżenia patentowe 1. Urządzenie do usuwania gazów obsadowych powstających przy napełnianiu węglem baterii pieców koksowniczych z zastosowaniem zasypnicy przewoźnej, przez odsysanie, za pomocą umieszczonego na zasypnicy przewoźnej urządzenia przekazującego, które jest połączone z sąsiadującą komora pieca, znamienne tym, że co najmniej kilka otworów zasypowych napełnianej komory pieca koksowniczego zaopatrzonych jest w, znane jako takie, teleskopy zasypowe (5, 6, 7, 8) ze szczelinowymi komorami pierścieniowymi, przy czym szczelinowe komory pierścieniowe są połączone, przez co najmniej jeden przewód zbiorczy gazów obsadowych (9, 10, 11, 17, 20), z co najmniej jednym teleskopem przekazującym (21) i że co najmniej jeden teleskop przekazujący (21) jest umieszczony na zasypnicy przewoźnej (103) w pozycji, w której jest połączony strumieniowo z co najmniej jednym otworem zasypowym (1, 2, 3, 4) sąsiadującej komory pieca. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w przewodzie zbiorczym gazów obsadowych (9, 10, 11, 17, 20) zamocowanym na zasypnicy przewoźnej (103), jest zamocowany co najmniej jeden wentylator, korzystnie w postaci dmuchawy gazu gorącego (18) o regulowanym natężeniu przepływu. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że na co najmniej kilku teleskopach zasypowych (5, 6, 7, 9), zamocowanych na zasypnicy przewoźnej (103), znajdują się sondy pomiarowe temperatury lub ciśnienia sterujące wentylatorem, korzystnie w postaci dmuchawy gazu gorącego (18). 4. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że w przewodzie zbiorczym gazu (9, 1 0, 1 1, 17, 20), umieszczonym na zasypnicy przewoźnej (103), znajdują się sondy pomiarowe temperatury lub ciśnienia sterujące wentylatorem, korzystnie w postaci dmuchawy gazu gorącego (18). * * * Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do usuwania gazów obsadowych powstających przy napełnianiu węglem baterii pieców koksowniczych, z zastosowaniem zasypnicy przewoźnej, przez odsysanie, za pomocą umieszczonego na zasypnicy przewoźnej urządzenia przekazującego, które jest połączone z sąsiadującą komorą pieca. Z czasopisma Gluckauf (1986), Nr 5 str znany jest sposób usuwania powstających przy napełnianiu węglem pieców koksowniczych, gazów obsadowych, przez podciśnienie, wytworzone za pomocą wtryskiwania przez dyszę wody pod ciśnieniem lub pary, polegający na tym, że kieruje się je przez rurę wznośną napełnianego pieca oraz poprzez rurę przekazującą przewoźną na zasypnicy koksu, przyłączaną na przeciwległym końcu komory do tak zwanej mini-rury wznośnej, poprzez przestrzeń zbiorczą gazu komory sąsiedniej, w której w tym czasie wywiązuje się stosunkowo mało gazu i poprzez jej rurę wznośną kieruje się je do odbieralnika. Przy tym sposobie, gazy są prowadzone poziomo przez komorę pieca koksowniczego do rury wznośnej. Wskutek tego dochodzi, przede wszystkim na zakończenie fazy napełniania i przy wyrównywaniu węgla, do zwężeń przekroju dla strumienia gazu i tym samym do podwyższonych ciśnień gazu obsadowego w przestrzeni zbiorczej gazu, to jest przestrzeni pomiędzy powierzchnią węgla i stropem komory. W wyniku tego powstają ciśnienia gazu w obrębie komory pieca i przy otworach zasypowych, które mogą prowadzić do bardziej lub mniej silnej emisji gazu obsadowego, i które występują

3 głównie przy otworach zasypowych, pomiędzy ramami otworów zasypowych i tak zwanymi teleskopowymi zasypowymi. Aby mimo podanych warunków osiągnąć bezemisyjne, lub możliwie słaboemisyjne napełnianie, konieczne jest prowadzenie odsysania poprzez rurę wznośną z odpowiednio dużym podciśnieniem. Powoduje to jednak w konsekwencji, że większe ilości cząstek węgla zostają porywane do odbieralnika i wpływają ujemnie na stopień czystości smoły. Ponieważ potrzebna jest jedna mini-rura wznośna dla każdej komory, po stronie komory skierowanej przeciwnie względem głównej rury wznośnej, więc nakład inwestycyjny na przeprowadzenie tego sposobu jest stosunkowo wysoki: zwłaszcza odpowiednie przezbrojenie baterii pieców koksowniczych jest ewentualnie możliwe dopiero po unieruchomieniu danej komory pieca. Każda mini-rura wznośna jest zaopatrzona w pokrywę. Uszczelnienie następuje normalnie za pomocą kąpieli wodnej. Poza kosztami inwestycyjnymi na te dodatkowe rury wznośne, należy liczyć się z ponoszeniem znacznych nakładów na czyszczenie i konserwację, ponieważ przy przeprowadzaniu strumienia gazu, dochodzi do zanieczyszczenia kąpieli wodnej, tak że pokrywy muszą być czyszczone. Podobny system tego rodzaju jest znany z opisu patentowego USA , w którym strumień gazu obsadowego jest zredukowany przez zwężenie na teleskopie zasypowym, w wyniku czego w komorze pieca koksowniczego powinien być lepiej rozłożony, biorąc pod uwagę dłuższy czas trwania napełniania koksem. Zadaniem wynalazku jest opracowanie urządzenia omówionego powyżej typu, za pomocą którego możliwe jest bezemisyjne, lub co najmniej słaboemisyjne napełnianie pieca węglem, przy porównywalnie niskim nakładzie środków technicznych i przy minimalnych kosztach produkcji. Zadanie to, zgodnie z wynalazkiem, zostało rozwiązane za pomocą urządzenia opisanego na wstępie rodzaju, w którym co najmniej kilka otworów zasypowych napełnianej komory pieca koksowniczego zaopatrzonych jest w, znane jako takie, teleskopy zasypowe za szczelinowymi komorami pierścieniowymi, a szczelinowe komory pierścieniowe są połączone przez co najmniej jeden przewód zbiorczy gazów obsadowych z co najmniej jednym teleskopem przekazującym i że co najmniej jeden teleskop przekazujący jest umieszczony na zasypnicy przewoźnej w pozycji, w której jest połączony strumieniowo co z co najmniej jednym otworem zasypowym sąsiadującej komory pieca. Korzystnie, w przewodzie zbiorczym gazów obsadowych zamocowanym na zasypnicy przewoźnej jest umieszczony co najmniej jeden wentylator, korzystnie w postaci dmuchawy gazu gorącego o regulowanym natężeniu przepływu. Korzystnie, na co najmniej kilku teleskopach zasypowych zamocowanych na zasypnicy przewoźnej znajdują się sondy pomiarowe temperatury lub ciśnienia sterujące wentylatorem, korzystnie w postaci dmuchawy gazu gorącego. Korzystnie, w przewodzie zbiorczym gazu umieszczonym na zasypnicy przewoźnej znajdują się sondy temperatury lub ciśnienia sterujące wentylatorem, korzystnie w postaci dmuchawy gazu gorącego. Zaletą wynalazku jest to, że został zastosowany tylko jeden przewód zbiorczy gazu, który korzystnie jest przyłączony do wszystkich pozostałych otworów zasypowych napełnianej komory koksowniczej i jest połączony tylko z jednym jedynym teleskopem przekazującym gazu obsadowego sąsiadującej komory pieca. Sąsiadującą komorą pieca - w znaczeniu wynalazku - jest taka komora, w której ilość gazu odprowadzana do przestrzeni zbiorczej gazu jest tak mała, że przekazane tam także ilości gazu obsadowego mogą być jeszcze wspólnie odprowadzone, nie musi więc chodzić o bezpośrednio sąsiednią komorę pieca, lecz może to być druga lub trzecia komora pieca. Część gazów obsadowych, jak to jest znane ze stanu techniki, jest zasysana w kierunku poziomym do rury wznośnej właśnie napełnianej komory pieca i stamtąd kierowana do odbieralnika. Dodatkowo gazy obsadowe z komory pieca są kierowane w kierunku pionowym, poprzez kilka, korzystnie poprzez wszystkie otwory zasypowe, to znaczy, że dzielone są na długości komory

4 za pomocą specjalnego układu przewodów łączących, do sąsiadującej komory pieca, a stamtąd do odbieralnika. Ponieważ gaz obsadowy jest zasysany w różnych miejscach, rozdzielonych na całej długości pieca, więc nie mogą już powstać wysokie ciśnienia gazu obsadowego, które powodowałyby w następstwie emisje. Ilość gazu obsadowego wzrasta w sposób ciągły w czasie napełniania (zwykle od 50 do 120 sekund, zależnie od systemu napełniania i ilości węgla). Odpowiednio do tego wzrostu, zwiększa się też ciśnienie i temperatura na teleskopach zasypowych. Aby to uwzględnić, wydajność odsysania dostosowuje się do powstających ilości gazów obsadowych, przez rejestrowanie powstającego ciśnienia i/lub temperatury za pomocą sond pomiarowych zainstalowanych na teleskopach zasypowych. Podczas trwania okresu napełniania, steruje się objętością zassaną w przebiegu czasu. Zgodnie z wynalazkiem urządzenie przekazujące jest umieszczone w całości na zasypnicy przewoźnej i składa się z następujących zespołów: teleskopów zasypowych z pierścieniowymi komorami szczelinowymi do pionowego odprowadzania gazów obsadowych z komór piecowych, korzystnie jednego jedynego, przyłączonego do pierścieniowej komory szczelinowej, przewodu zbiorczego gazu obsadowego, korzystnie jednego, połączonego strumieniowo z przewodem zbiorczym gazu obsadowego, urządzenia przesyłowego, korzystnie wentylatora, na przykład dmuchawy gorącego gazu o regulowanej objętościowej zdolności przepustowej, oraz korzystnie jednego teleskopu przekazującego gaz obsadowy, dla strumieniowego połączenia przewodu zbiorczego gazu obsadowego z korzystnie jednym otworem zasypowym napełnianej komory piecowej, sąsiadującej komory pieca. Urządzenie zawiera ponadto co najmniej jedną chłodnicę masową do obniżania temperatury gazu obsadowego dla przesyłanych gazów obsadowych, odcinające zawory klapowe w układzie przewodów rurowych pomiędzy teleskopami zasypowymi i teleskopem przekazującym, sondy pomiarowe temperatury i/lub ciśnienia dla sterowania lub regulacji dmuchawy. Pokrywa piecowa otworu zasypowego sąsiadującej komory pieca, przez którą odnośną część gazów obsadowych odprowadza się do komory zbiorczej gazu sąsiadującej komory pieca, jest unoszona za pomocą elektromagnesu wbudowanego w teleskop przekazujący, lub za pomocą urządzenia na zewnątrz niego i po zakończeniu zabiegu przekazywania, ponownie nakładana. Otwór zasypowy sąsiadującej komory pieca, użyty do przekazywania gazów obsadowych, może być wybrany na przewoźnej zasypnicy w zależności od warunków miejscowych. Ograniczenie miejsca przekazywania do strony koksowej - jak przy znanych,jumper pipes - w tym wypadku odpada, to znaczy, że może zostać użyty dowolny z, na przykład, trzech do pięciu otworów zasypowych, jednej z sąsiadujących komór pieca. Zalecane miejsce przekazywania leży w pobliżu rury wznośnej, ażeby uzyskać możliwie nieznaczne straty ciśnienia. Szczególną zaletą wynalazku jest to, że zgodny z wynalazkiem teleskop przekazujący gaz obsadowy, może być stosunkowo prosto zbudowanym urządzeniem, w którym jedynie musi być zapewnione wystarczająco gazoszczelne połączenie pomiędzy korzystnie jednym przewodem zbiorczym gazu obsadowego i korzystnie jednym otworem zasypowym (węgla) sąsiadującej komory pieca. Problemy ze szczelnością i z obsługą, występujące przy znanych,,jumper pipes i szczególnie uciążliwe przy pokonywaniu kilku komór piecowych, ponieważ trzeba było równocześnie dokonywać dwóch gazoszczelnych połączeń rurowych, nie występują w zgodnych z wynalazkiem teleskopach przekazujących gaz obsadowy. Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania został przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje schematycznie, w widoku perspektywicznym z częściowymi wykrojami, baterię pieców koksowniczych z urządzeniem do odsysania gazów obsadowych, fig. 1a pokazuje teleskop zasypowy, a fig. 2 pokazuje schematycznie zgodny z wynalazkiem teleskop przekazujący gaz obsadowy - częściowo w przekroju pionowym. Z fig. 1 widać, że komora pieca koksowniczego 100 baterii pieców koksowniczych 101 zostaje napełniona węglem 30 z zasypnicy 103, przewoźnej na szynach 102 ułożonych na stropie pieca koksowniczego, przy czym przestrzeń zbiorcza gazu 31 pozostaje pod stropem pieca koksowniczego 32. Jak pokazano strzałkami A, część gazów obsadowych zostaje zassana poprzez

5 otwory zasypowe 1, 2, 3 i 4 do znanych już teleskopów zasypowych z pierścieniowymi komorami szczelinowymi 5, 6, 7 i 8 (patrz rysunek szczegółu fig. 1a). Ze względu na przejrzystość, przedstawiono schematycznie tylko teleskop zasypowy 5 i 8. Przez pierścieniowe komory szczelinowe, gazy obsadowe są dalej prowadzone poprzez przewody rurowe z zaworami klapowymi 12, 13, 14 i 15, do przewodu zbiorczego gazu 9, 10, 11, 17 i 20. W razie potrzeby, gazy obsadowe są schładzane w tak zwanej chłodnicy masowej 16. Za chłodnicą masową 16 znajduje się wentylator w postaci dmuchawy gazu gorącego 18 z urządzeniem napędowym 19 do regulowania natężenia przepływu. Gazy obsadowe są następnie poprzez przewód 20 i teleskop przekazujący 21 gazy obsadowe, doprowadzane do otworu zasypowego 22 sąsiadującej komory pieca (fig. 2) i, jak to zaznaczono strzałkami C, poprzez rurę wznośną 23 zassane do odbieralnika baterii pieców koksowniczych 24. Inna część gazów obsadowych, jak to pokazują strzałki B, zostaje zassana do odbieralnika 24 poprzez rurę wznośną 25. Dzięki, zgodnemu z wynalazkiem, podziałowi zasysania gazów obsadowych, można ograniczyć wtryskiwanie przez dysze wody ciśnieniowej, lub wstrzykiwanie pary w rurach wznośnych, wskutek czego zostaje zaoszczędzona energia i zmniejszone roznoszenie cząstek węgla. Na fig. 1a jest przedstawione przykładowo powiększenie wycinkowe teleskopu zasypowego 5 z pierścieniową komorą szczelinową R. Prawa połowa figury pokazuje teleskop zasypowy w obniżonym, a lewa połowa w podniesionym położeniu. Teleskop zasypowy 5 składa się z elastycznego uszczelnienia 5 A dwóch rur teleskopowych 5B i 5C i nasadzanego gazoszczelnie na wylot otworu zasypowego 1, pierścienia uszczelniającego 5D dla ramy otworu zasypowego na stropie 32 pieca. W rurach teleskopowych 5B i 5C są umieszczone w ten sposób rury teleskopowe 5E i 5F, że powstaje, otwarta ku dołowi, szczelinowa komora pierścieniowa R pomiędzy rurami teleskopowymi 5B, 5C z jednej strony, i rurami 5E, 5F z drugiej strony, do której jest przyłączony przewód rurowy 5G, połączony z przewodem zbiorczym gazu 9. Za pomocą urządzenia doprowadzającego węgiel 5H, zostaje poprzez rury teleskopowe 5F i 5E napełniona węglem komora pieca koksowniczego 100 (strzałka D). Gazy obsadowe, jak to pokazują strzałki E, zostają zassane poprzez szczelinową komorę pierścieniową R i przewody rurowe 5G do przewodu zbiorczego gazu. Jak widać z fig. 2, usytuowany na zasypnicy przewoźnej teleskop przekazujący gazy obsadowe 21, korzystnie sprzężony na stałe z korzystnie jednym przewodem zbiorczym gazów obsadowych 20, składa się z elastycznego uszczelnienia 21A, dwóch rur teleskopowych 21B i 21C i jednego, nasadzanego zasadniczo gazoszczelnie, na wylot otworu zasypowego 22, pierścienia uszczelniającego 2 1D dla ramy otworu zasypowego w stropie pieca 32. Automatycznie pracujące urządzenie do podnoszenia i opuszczania pokrywy otworu zasypowego znajduje się korzystnie w obszarze teleskopu przekazującego gazy obsadowe na zasypnicy przewoźnej 103, na fig. 2 nie pokazane zostało jednak specjalnie, jako znane.

6

7 Fig.2

8 Fig.1a Fig.1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.