TW200823283A - Floor structure for horizontal chamber coke ovens - Google Patents

Description

200823283 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於具有臥式結構的煉焦爐，一種所謂的非 回收式（non-recovery)或熱回收式（heat_rec〇very)煉焦爐， 其中此煉焦爐層面是由至少兩層所構成的，而此兩層可以 是由相同或不同的耐火性材料所形成的。從爐體的空間看 來，第一層是由實心材料所形成的，而第二層包含複數個 孔/同、裂縫、間隙等，且使這些孔洞、裂縫、間隙等的氣 _ 體空間被連接到延伸於其底下的煙道氣體通道之氣體空 間。本發明另外係關於一種層面區段，其至少被由這兩層 所形成，而且亦關於其中使用上述之一個或好幾個煉焦爐 的方法。 【先前技術】 熱回收式煉焦爐的加熱通常是藉由在煤炭碳化過程中 所散發的氣體之燃燒而執行的。此燃燒經控制使得一部份 龜的氣體在煤炭裝填物上方與煉焦爐室内的主要空氣一起燃 燒。此局部燃燒掉的氣體被經由通道（這些通道亦被表示為 降流道（downcomers))供應到爐室底部的加熱煙道，而且， 藉由添加被標示為二次氣體的額外燃燒空氣而在此處被完 全燃燒。以此方式，熱量被直接從頂部且間接從底部供應 到煤炭裝填物上，因此能夠對煉焦的速率以及在爐體的性 能比率產生有利的影響。 【發明内容】 理論上’習知的煉焦爐其運作非常可靠，但其令人苦 5 200823283 惱的缺點在於必須花上高達六十個小時的長煉焦時間，才 能夠將焦煤塊予以充分碳化。因此，本發明之目的是要揭 示種煉焦爐以及能夠達到較短煉焦時間的方法。 已經發現對於煉焦時間來說的一項主要原因乃是在於 巨大厚重的爐體層面，此層面必須承擔煤炭裝填物。此爐 體層面其特徵在於對熱傳導性有一實質的阻力，致使，一 煤厌衣填物的底侧被碳化得大致上比頂部更慢。因此，本

發明藉由提出一種水平容室煉焦爐來解決此問題，該煉焦 爐由·一煉焦爐容室、一煉焦爐層面，以及好幾個水平延 伸的煙逞乳體通道構成。這些煙道氣體通道被設置於爐體 底部：域内於煉焦爐層面底下。在垂直方向上，位於；煉 焦爐谷至與煙道氣體通道之間的煉焦爐層面被由至少兩層 所建構成且被支撐於該等煙道氣體通道的壁體上。這些^ 各由相同或不同的耐火材料所製成，例如:二氧化矽材料： 耐火黏土等。纟發明文束焦爐的不同特點在於 看來、:第-層是由-實心材料製成的，且第二層：含= =孔/同、裂縫、間隙、小通道或類似者，且使得這些孔洞、 、，二間隙、通道等的氣體空間被連接到延伸於底下的煙 道氣體通道之氣體空間。 理想地，第二層具有一個類似拱門的彎曲形狀，且第 、層具有至少一個+面頂㈣，在打算操作的文束焦期間，焦 f塊及/或煤炭或焦煤裝填物擱置於此平面頂侧上。藉由在 弟-層與第二層之間設置用以形成中間層的至少另一層或 過渡元件’可以進_步改進此煉焦爐。 6 200823283 藉由大約800〇C的現杆、、田存 知恭丄^ 、 们現仃酿度，相對於由輻射所決定的

載熱部分來說’對流載熱部份具有次要的重要性，所以， 氣體無須流人孔洞、通道等内。藉由以—蜂房孔碍石切物 (checker w。蝴形式實施第二層，因此僅僅稱微地影響煉 焦爐的靜態系、統，但是承受負載的煉焦爐層面之厚度卻可 以減少到4〇%。如此能實質減少對煉焦爐層面的熱；導性 之平均阻力’ 1因而能實質減少煉焦時間，增加爐體性能 比率。當由於煙道氣體通道頂部之增加的表面粗趟度導致 流速局部降低時，可產生出—種正向的副作用，藉此也能 夠增加單位時間内的可熱交換量。 另一種最佳化形式乃是在於：第二層是由塑形磚塊所 形成的，這些磚塊是由實心材料製成的，且被配置成使得 孔洞、裂缝、間隙等被形成於相鄰的塑形磚塊或壁體之間。 此種結構設計的優點在於其之簡單實施，因為可以運用相 同的楔形鋪設磚塊，這些磚塊早已被運用於先前技術中所 一知的全表面通道頂部。 煉焦爐的一種最佳化形式乃是在於：此第二層是由塑 形磚塊所形成的，每個個別的塑形磚塊均具有至少一孔 洞、裂缝、間隙、通道等，且使個別的塑形磚塊理想地具 有好幾個孔洞、裂缝、間隙、通道等。根據結構設計上^ 要求，上述兩種可能方式可以被組合在一#，以產生間隙 或具有以實心材料塑形磚塊之塑形磚塊構成的通道。 為了符合特定要求’在子層或中間層中的孔洞、裂縫、 間隙或通道之開放剖面之每平方公尺的數值可以有所不 7 200823283 同。遠等孔洞的不同剖面可以使氣體路徑及熱流達到最佳 化。例如，特別會發生以下者：增加門及爐壁區域中的該 等設施之開放剖面數值，以便使熱流在氣體排放通道的整 個範圍内能夠均勻的分佈。為了確保孔洞的精確尺寸，其 等之剖面積可以被校準。如此一來，根據本發明的實施例 之種颏，可能在煉焦爐的整個長度上使得碳化過程達到和 4。而且，也可以藉由此種孔洞結構而彌補加熱缺陷。假 如至少一額外層被設置於第一與第二層之間的話，可以達 成熱交換方面的另一改進，其中，形成第一層的塑形磚塊 疋由復盖層及一子層（sub_layer)所形成的，且使讓覆蓋 層由實心材料所形成，而該子層由複數個孔洞、裂縫、間 隙、通道或類似物所形成且形成此額外的中間層。 假如第一層是由兩個平行平面側所構成的話，且假如 第一層已經被設計或建構成類似於一拱門的一拱頂，則基 本上需要設置一個補償性的中間層，或用以形成一中間層 的過渡7G件，以便使第一層能夠理想地擱置於第二層上。 在此情形中，本發明的一較佳實施例在於：打算用來補償 這些層的不同輪廓之中間層或過渡磚塊係由塑形磚塊所形 成的，而這些塑形磚塊具有至少一孔洞、裂縫、間隙、通 道或類似物。 由大里個別磚塊所形成的煉焦爐層面必須花費相當大 的日守間地由磚塊堆積而成。假如在垂直方向上該煉焦爐層 面是只由一整個實心的層面區段所組成的話（其具有一覆 盍層及一子層），此時間上的耗費將可藉由本發明煉焦爐 8 200823283 的另一實施例而被大大削減，而該覆蓋層是由實心材料所 形成的，且該子層是由複數個孔洞、裂縫、間隙、通道或 類似物所形成的。

這些層面區段理想地被塑形成使得它們在其等的底側 上具有一凹拱。在本發明方法的實施例中，這些層面區段 =子層也可以形成該煙道氣體通道的頂面。在此裝置之所 ::知作焦煤塊或焦煤裝填物被放置在煉焦爐層面的 復，層上。因此，該覆蓋層通常並不會被塑形成為一拱門， 而疋被建於一個水平平面式的結構内。 斤為了促進該煉焦爐的結構，層面塑形磚塊已有利地在 其寺之外形上具有最終層面的輪廓。以此方式，欲用於第 -層的層面塑形磚塊可已具有類似拱門的彎曲形狀，如單 一構件。相反地，❹於第—層之如單—構件的層面塑形 磚塊有利地在其等之上側具有一平面構形。 為了甚至更特別地促進結構上的構造，該等層面塑形 磚塊之形狀及尺寸可以被製成以能夠使其等適應於相關煙 運^體通道的寬度，及適應於煙道氣體通道在其等整個延 申IM立令的厚度。然後，每個層面塑形碑塊在其整個寬度 ^跨過煙錢體通道，及以其之尾端搁置於該等煙道氣體 ^上。然後’平行搁置於該等煙道氣體通道上的複數個 ^面塑形磚塊橫跨於該煙道氣體通道上。 而且’本發明涵蓋一種用於製造焦煤的方法，其中使 用任一上述實施例中的煉焦爐。 【實施方式】 9 200823283 的一此變例根據圖1到圖3b更清楚地插述本發明實施例 呈有==以作為範例之用。在—剖面圖中，圖1顯示 由外部=的二知煉焦爐卜真正的練焦爐容室2被藉 声氣體L 且透過主要空氣導管9,而供應燃

即，所-二“體從該煉焦爐容室2透過一壁體通道(亦 ^降“）4,而進人延伸於煉焦爐層面u底下的 =乳體通道5 ^該㈣道氣體通道5透過分隔壁體6 子分開’但是被以-種本文未顯示的方式彼此連接在一 起。延伸於該等煙道氣體通道5底下的二次空氣導管8能 夠控制在該煙道氣體通冑5内的燃燒。煤炭裝填物以及在 預期知作中的焦煤《1G分別作為的大型裝填物或小型塊 體地擱置在煉焦爐層面1 1上。 在剖面圖中，圖2a詳細地顯示該煉焦爐層面i J。 由兩層11a與Ub所形成的煉焦爐層面丨丨擱置於由分隔壁 體磚塊20所形成的該等分隔壁體上。該煉焦爐層面u的 真正表面是被由搁置於該水平過渡磚塊13上的平坦層面 板體15所形成的。這些水平過渡磚塊13形成該等分隔壁 體6的垂直閉合部。在該過渡磚塊13底下所設置的是兩 個支撐磚塊17,該等兩磚塊依序擱置於該相關分隔壁體6 的磚砌頂端上。該分隔壁體6是被由四角形（quad-like)的 磚塊20所形成的。被支承在該等支撐磚塊ι7的側面處的 是該煙道氣體通道5的頂面12，其形狀如同一拱門且由複 數個楔形鋪設磚塊16所形成。該等鋪設碑塊1 6被配置成 使得在該等鋪設磚塊16之間總是能產生出一間隙1 $或通 10 200823283 道，如圖2a中的頂面12之底視圖所示。本發明的 U在於.對於子4 m中的蜂房孔蹲彻物來說，需、 少的結構性材料，這一 0 父 、 點疋付合經濟效益的。 在一剖面圖中，圖3a顯示假如實施本發明之該 區,G #該煉焦爐層面安裝結構。在垂直方向上：該犀 建1:力19被構成—個連續形的磚塊，#此連續形碑塊被 建起來時，每一個磚塊均會擱置在兩個分隔壁體6上。

在建構時，孔通道18或類似物已經被設置二 區段19内。呤笪w人Ba 、此層面 以早向開放的通道18被連接至該煙道氣體 、，、 的氣體空間。在此所顯示的範例中，該等通道18 I未垂直於第一層1 la延伸，但是它們被配置成如—扇形， ^使’只將第lla的最小可能面積保持成未連接到該 =通遏18的尾端即可。圖3b顯示該層面區段19的底視 了間潔起見’該等項部通道18的陰影邊緣被以虛 w /、表示一排的頂部通道1 8。 【圖式簡單說明】 圖1顯示具有臥式結構的習知煉焦爐1。 圖2a詳細地顯示該煉焦爐層面u。 ° 3 a顯示假如貫施本發明之該等層面區段19 焦爐層面安裝結構。 、 圖3b顯示該層面區段19的底視圖。 【主要元件符號說明】 1 煉焦爐 2 煉焦爐容室 11 200823283 3 外部壁體 4 降流道 5 煙道氣體通道 6 煙道氣體通道的側向分隔壁 7 煉焦爐地基 8 二次空氣導管 9 主要空氣導管 10 焦煤塊、焦煤裝填物

11 煉焦爐層面 11a 第一層（覆蓋層） lib 第二層（子層） 12 煙道氣體通道的頂面 13 水平過渡碑塊 14 垂直過渡磚塊 15 層面板體 16 煙道氣體通道的鋪設磚塊 17 支撐磚塊 18 頂部通道、間隙、孔洞 19 塑形磚塊、層面區段 20 分隔壁體的塑形磚塊 12

Claims (1)

1. 200823283 十、申請專利範圍： 1 · 一種臥式煉焦爐，其包含··一煉焦爐容室、一煉焦 爐層面，以及幾個水平延伸的煙道氣體通道；該等煙道器 體通逼被設置於該煉焦爐層面底下，而位於該煉焦爐容室 與煙道氣體通道之間的煉焦爐層面是由至少兩層在垂直方 向上構成的且被支撐於該煙道氣體通道的壁體上，及其 中，每一層是由相同或不同的耐火材料所形成的，其特徵 在於：從爐體空間看來，

   第一層代表一由實心材料所形成的覆蓋層，及 第一層代表一子層’該子層含有複數個孔洞、裂縫、 :隙或類似物’而該等孔洞、裂缝、^隙或類似物的氣體 空間被連接至延伸於底下的該煙道氣體通道之氣體空間。 、2·如申請專利範圍第丨項所述之臥式煉焦爐，其特徵 在於·该第二層具有一個類似拱門的彎曲形狀，且該第一 層具有至少一平面頂側。 μ ·如申印專利範圍第1或2項所述之臥式煉焦爐，其 特徵在於：形成—中間層的至少另-層或過渡元件被設置 於該第一層與該第二層之間。 4·如中4專利範圍第1 < 2項所述之队式煉焦爐，其 寸：在於·該第二層是由塑形磚塊所形成的，且被配置成 7 $等孔洞4縫、間隙或類似物被形成於相鄰的塑形 磚塊之間。 5·如申請專利範圍第^ 特徵在於：該第二層是由塑 或2項所述之臥式煉焦爐，其 形碑塊所形成的，而每一個別 13 200823283 間隙、通道或類似物 個孔洞、裂縫、間隙 的塑形磚塊具有至少一孔洞、裂縫、 且每個個別的塑形磚塊理想地具有幾 通道或類似物。 其特徵 所形成 6.如申請專利範圍第5項所述之臥式煉焦爐， 在於：肖第二層是由為實心材料製成的塑形磚塊 的0 7. 如申請專利範圍第5項所述之臥式煉焦爐，其特徵 在於：該第二層是由為實心材料製成的塑形磚塊所形成， 且被配置成使得該等孔洞、裂縫、間隙或類似物被形成於 相鄰的塑形磚塊之間。 8. 如申請專利範圍第5項所述之臥式煉焦爐，其特徵 在於：該第二層是由為實心材料製成的塑形磚塊所形成 的，而每個個別的塑形磚塊具有至少一孔洞、裂縫、間隙、 通道或類似物，且使每個個別的塑形磚塊理想地具有幾個 孔洞、裂缝、間隙、通道或類似物。 9. 如申請專利㈣第i & 2項所述之臥式煉焦爐，其 特徵在於：另一層係被設置於該第-層與該第二層之間， 而形成第-層的該塑形碑塊本身是由—覆蓋層I—子層所 組成的，其中，該覆蓋層是由實心材料所形成的，及其中， 該子層是由複數個孔洞、裂縫、間隙或類似物所形成的且 形成該中間層。 10. 如申請專利範圍第3項所述之臥式煉焦爐，其特徵 在於：欲用以補償該等層的不同輪廓之該中間層或過渡碑 頭是由塑形磚塊所形成的，且具有至少一孔洞、裂縫、間 14 200823283 隙、通道或類似物。 11·如申請專利範圍第丨或2項所述之臥式煉焦爐，其 寸枚在於·在垂直方向之煉焦爐層面是由一個實心區段所 形成的，其具有一覆蓋層及一子層，該覆蓋層是由實心材 料所形成的，該子層則是由複數個孔洞、裂缝、間隙、通 道或類似物所形成的。 12·如申請專利範圍第π所述之臥式煉焦爐，其特徵 在於·形成該等煉焦爐層面的塑形磚塊在其等之底部侧面 曝上被凸拱出。 士 μ 13·如申請專利範圍第丨或2項所述之臥式煉焦爐，其 ^欲在於·在第二層内的該等孔洞、裂缝、間隙、通道或 類似物之開放剖面的每平方公尺之數值是不同的。 士 Μ 14·如申請專利範圍第i或2項所述之臥式煉焦爐，其 来在於在第—層内的該等孔洞、裂縫、間隙、通道或 、似物之開放剖面的每平方公尺之數值在沒有一相鄰爐體 _ 的門及/或爐壁之區域中是增加的。 、15·如申凊專利範圍第9項所述之臥式煉焦爐，其特徵 '在忒子層或中間層内的該等孔洞、裂縫、間隙、通 或犬員似物之開放剖面的每平方公尺之數值是不同的。 16·如申睛專利範圍第9項所述之臥式煉焦爐，其特徵 在於··在該子層或中間層内的該等孔洞、裂縫、間隙 '通 ^或類似物之開放剖面的每平方公尺之數值在沒有-相鄰 爐體的門及/或爐壁之區域中是增加的。 17·如申明專利範圍第丨丨項所述之臥式煉焦爐，其特 15 200823283 徵在於：在該實心區段的子層内的該等孔洞、裂縫、間隙、 通道或類似物之開放剖面的每平方公尺之數值是不同的。 〜18.如巾請專利範圍第11項所述之臥式煉焦爐，其特 铽在於.在該實心區段的子層内的該等孔洞、裂縫、間隙、 通道或類似物之開放剖面的每平方公尺之數值在沒有二相 鄰爐體的門及/或爐壁之區域中是增加的。 士 19.如申請專利範圍第i $ 2項所述之臥式煉焦爐，其 特徵在於：該等孔洞、裂縫及間隙被設有不同之校準過的 ^ 面用以允許對爐體底部地面區域實施充份對準的 加熱。 20.—種用於具臥式結構之煉焦爐的層面塑形磚塊，其 特徵在於：該塑形磚塊構成一實心的層面區段，該層面區 段具有一覆蓋層及一子層，該覆蓋層是由實心材料所形成 的，該子層是由複數個孔洞 '裂縫、間隙、通道或類似物 所形成的，而且，若如所欲地操作的話， 該焦煤塊或整批焦煤被裝填到該覆蓋層上，且 該子層構成該煙道氣體通道的頂面。 21·如申請專利範圍第20項所述之層面塑形磚塊，其 考寸U在於·該子層的外部輪廓具有一個類似拱門的彎曲形 狀’及該覆蓋層具有至少一平面頂侧。 22·如申請專利範圍第20項所述之層面塑形磚塊，其 特徵在於：其適用於相關的煙道氣體通道之寬度，以及該 等煙道氣體通道壁體的厚度，致使，每個層面塑形磚塊可 丰κ跨相關的煙道氣體通道之上方，且可搁置於該等煙道氣 16 200823283 體通道壁體上，而使複數個平行的層面塑料塊在安裝所 欲的位置處覆蓋住一煙道氣體通道。 23. 如申請專利範圍第2〇項所述之用於具臥式結構之 煉焦爐的層面塑形磚塊，其特徵在於··在底侧上之該子層 是朝向該覆蓋層凹拱的。 24. —種用於製造焦煤的方法，其特徵在於：使用一種 如申請專利範圍帛1至12項中任一項所述之具臥式結構 的煉焦爐。 十一、圖式： 如次頁

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