用于提供控制装置以控制焦炉室中的气体压力而没有来自该控制安排的、由膨胀导致的偏差的设备和方法

摘要

本发明涉及一种设备，用于提供一个控制装置以控制焦炉室中的气体压力而没有来自该控制安排的、由膨胀导致的偏差，这种偏差在出自现有技术的类似设备中是由运行过程中焦炉室的高温和温度差造成的。通过根据本发明的设备和方法避免了用于封闭、用于冷却和用于去除来自提升管的水溶性杂质的水不受控地从该控制装置中流出。本发明还涉及一种用所述设备来控制焦炉室中气体压力的方法，其中通过使用所述控制装置在没有来自该控制安排的、由膨胀导致的偏差的情况下相对于引导粗气体的收集总管来控制焦炉室的压力。

说明书

本发明涉及一种设备，用于提供一个控制装置以控制焦炉室中的气 体压力而没有来自该控制安排的、由膨胀导致的偏差，这种偏差在出自现 有技术的类似设备中是由运行过程中焦炉室的高温和温度差造成的。通过 根据本发明的设备和方法避免了用于封闭、用于冷却和用于去除来自竖管 的水溶性杂质的水不受控地从该控制装置流出。本发明还涉及一种用所述 设备来控制焦炉室中气体压力的方法，其中通过使用所述控制装置在没有 来自该控制安排的、由膨胀导致的偏差的情况下相对于引导粗气体的总管 来控制焦炉室的压力。

在焦炉室工作时，产生了焦化气，焦化气通常进入焦饼上方的气体 空间，从这里焦化气被传送到下游的处理单元。所获得的焦化气的量取决 于焦化过程的时间进程。通常在焦化循环过程中，焦炉室的气体输出的时 间进程是可良好预计的。因为这个进程不是恒定的、而是取决于焦化工艺 的当前状态，所以在焦化工艺的进程中这造成了在焦炉室的气体空间中的 压力浮动。

然而，人们意图在整个焦化期间将焦炉室上方气体空间中的气体压 力维持得尽量恒定，以便能够更有效地控制焦化过程并且改进焦化气的下 游处理。一些设计类型还能够在焦化循环结束时提高气体压力。但是人们 尤其意图持续地将焦炉室中的气体压力保持在一个水平而使得环境空气 不被抽吸到炉中，这可以通过以下方式完成：通过在整个焦炉室中适当地 控制气体压力，确保总是存在相对于外部大气压而言的一个恒定的略微超 压。

出于这个原因，有多种能够在整个焦化过程中将焦炉室的压力保持 恒定或还能够对其进行控制的控制装置。在一个用于此目的的示例性设计 类型中，从焦炉室导出的焦化气被引导穿过一个设计为浸渍器 （Wassertauchung）的水体积，这样使得焦炉室中的气体压力通过浸渍器 的高度及其压力来控制。然后，在浸渍器上方有所谓的气体收集总管的气 体空间，该气体收集总管代表了用于排出的焦化气的一个收集罐并且总是 包含来自该浸渍杯（Tauchtasse）的溢流水的一个底部水体积 （Sumpftmenge）。因为通过这种构造有可能将焦炉室中的压力与在气体收 集总管中的压力分离，所以能够实现与碳化步骤无关的、对焦炉室压力的 独立控制。

EP 649455 B1传授了一种示例性的构造和相关的方法。焦炉室的气 体空间与一个提升管相连，该提升管向一个弯曲的提升管弯管开放，该弯 管进而浸入到一个杯状的密封阀瓣中。这个杯状的密封阀瓣（也被称为转 动杯）通过一个煤水导管用水填充。一个可调整的阀门通过一个致动器来 操作，该阀门根据焦炉室中的压力状态而将转动杯中的水位保持在一个可 精确测定的水平。因为这个设备能够对于每个独立的焦炉室进行设置，所 以可以控制在每个独立的焦炉室中的气体压力、并且随着时间来控制整个 焦炉组或焦炉库的焦化气输出或将其保持恒定。该提升高弯管在其浸入末 端被成型为特殊的形状，以便防止与水位平行的边缘导致压力控制的超调 和浸渍器的脉动。

在焦炉室工作时出现高温，这些高温另外经受了由焦化工艺的时间 进程导致的波动。同样，通过该控制装置吸入该气体收集总管中的焦化气 依据焦化过程的时间进展也具有不同的温度。温度变化是可以通过焦化工 艺的性质而显著观察到的。结果是在引导气体的或控制气体压力的焦炉室 金属构件的金属部件中的膨胀和不对准。这种膨胀和不对准导致了引导气 体的部件从其控制安排发生偏差。结果是该焦炉室的和压力控制装置的这 些引导气体和引导水的部件中气流和水流中的不密封。

这对于通过阀门和引导水的控制装置实施的焦化气压力控制尤其 是成问题的，因为对焦炉室压力的可靠控制一般是绝对必要的。在焦炉室 的引导气体和引导水的部件中的不对准和膨胀还形成了安全隐患，因为这 可能导致空气进入仍然具有燃烧值的焦化气中。出于这个原因，存在对在 焦化循环的过程中产生的膨胀和不对准进行补偿的多种设备。

在本申请的时间点上尚未公开的DE 10200902322.2传授了用于补 偿来自控制安排的共轴部件安排的偏差的一种设备，其中该控制安排由控 制装置、冠状管、和浸渍杯组成，并且用于控制焦炉室的气体压力，其中 该控制安排包含一个带有浸渍器的浸渍杯，该浸渍杯将一个焦炉室的气体 空间相对于气体收集总管或后续的设施部分进行封闭，并且浸渍器的水位 高度形成了用于控制气体压力的一种控制手段，并且该控制安排还包含一 个浸渍管，该浸渍管在其浸入了浸渍杯的水中的末端处具有一个特殊形状 的冠状管，并且该浸渍管包含一个用于控制水位的控制装置。通过本发明 确保了与控制装置的同心对齐的偏差得以防止并且控制装置的密封塞总 是同心地且密封地向浸渍杯的密封塞的所设置的密封座中运动。

该设备控制焦炉室中的气体压力并且补偿由温度导致的偏差，是通 过用可偏折的元件柔性地悬挂该浸渍杯以使得该浸渍杯可以在水平方向 上移动，并且通过该冠状管在外侧面处或者该浸渍杯在内侧面处包括多个 引导元件，这些引导元件用于将该冠状管引导到该浸渍杯中，其中这些引 导元件位于冠状管与浸渍杯之间并且通过其尺寸而允许在浸渍杯内部实 现精准确定的可移动性。由此能够防止从浸渍杯向引导气体的收集总管中 的不希望的水流通，这种水流通是通过密封塞的偏移形成的。此外，如此 还能够避免空气进入焦炉室或者引导气体的总管中。

然而，通过这种安排，在工作周期的过程中，具有弯管的提升管系 统可能由于热膨胀而大幅度向上移动。在具有对应的控制装置的焦炉室的 工作过程中，浸渍杯在初始对齐之后通常不根据膨胀进行再调整，这样冠 状管中的切口与控制装置中的水流出开口不再处于所希望的比例。由此造 成在工作周期的过程中，不再能可靠地控制或计算气体向收集总管中的流 动。

因此本发明的目的是提供一种设备，该设备通过一个含水浸渍杯来 调整进入一个引导气体的总管中的流动而控制焦炉室中的气体压力，并且 该设备对由温度导致的膨胀或不对准进行补偿，这样不再造成向气体收集 总管中的不希望的气流和水流，其中该设备应当省却了该控制安排的再调 整，这样保持该控制装置的无停机且持久的控制安排以便控制气流。

本发明通过一种控制装置来实现这个目的，该控制装置由一个出自 焦炉室的提升管引出，该提升管带有相连的弯管以及从该弯管竖直向下导 向的浸渍管；一个浸渍杯，其中水位高度形成对气体压力进行控制的一种 手段；一个密封塞，该密封塞调整该浸渍杯中的水位，其中该浸渍杯和该 浸渍管设置有一个固定地围绕它们安排的外壳，该外壳与该浸渍杯一起形 成一个环形空间，该环形空间适合用作从浸渍杯向气体收集总管的水的溢 流并且用作气体收集总管中的气路，并且该外壳设置有一个切齿状的边 缘，该边缘浸入该气体收集总管上的环形浸渍器中，这样使得在气体收集 总管和外壳之间的膨胀或不对准能够得以补偿。

通过这种设备防止了由于温度差造成的在浸渍管和浸渍杯之间的 任何不对准或膨胀，而在总管与具有弯管的提升管之间产生的膨胀通过一 个切齿状边缘（向浸渍器中开放）被吸收。由此在同一种安排中，该控制 装置的控制水流和气流的部分保持是无停机的。由此还避免了在气体收集 总管中不希望的气体流入或水流入。

提出权利要求的尤其是这样一种设备，该设备用于提供一个控制装 置以控制焦炉室中的气体压力而没有来自该控制安排的、由膨胀导致的偏 差，该设备包括

□一个竖管，该竖管竖直向上地一个焦炉室伸出并且与一个弯管相 连，该弯管从该竖管在侧向方向上并且竖直向下地分岔成一个浸渍管，该 浸渍管在端侧设置为具有锯齿状或切齿状边缘的冠状管以及一个进水口， 以及

□一个浸渍杯，该浸渍杯具有向下成锥形的底部、包括在其下端处从该底 面伸出的一个出水口、并且具有开放的顶部，以及

一个密封塞，该密封塞穿过该浸渍管并且可控制地密封从该浸渍杯的 浸渍器进入其下方的气体收集总管中的排出流，以及

□一个引导粗气体的收集总管，来自该浸渍杯的水通过溢流或打开该密封 塞而流入该收集总管中，

并且该设备的特征在于

□该浸渍杯和带有该末端侧冠状管的浸渍管被容纳在一个固定的外壳中， 该外壳与该浸渍杯形成一个环形空间，该环形空间适合用作水的溢流以 及从该浸渍杯向该气体收集总管中的气体通道，并且

□该外壳设置有一个切齿状边缘，该边缘在气体收集总管上延伸到一 个环形浸渍器中，这样使得在气体收集总管和外壳之间的膨胀或不对准能 够得到补偿。

该外壳或包绕体可以是由任意的材料制成的。该外壳特别有利的是 由铸铁或铸钢制成的。在一个简化的实施方式中该外壳也可以是由金属板 体形成的。

在该外壳与浸渍管之间的连接是例如通过凸缘连接进行。这提供了 以下优点：外壳对于浸渍杯是可拆卸的，并且为了检查的目的容易接近浸 渍杯。外壳可以任意地连接至浸渍管上。例如还可能是一种永久的焊接连 接。该固定安排也可能任意地实施。外壳可以例如在竖直意义上在该浸渍 管的中部悬挂，该外壳也可以直接安装在提升管弯管的下方。外壳可以例 如以与浸渍管同心的安排方式悬挂到其上，这样使得在一个任意的平面中 在所有方向上距其有相同的距离。外壳可以类似地任意地形成，但是优选 向下锥形地延伸并且在下端具有一个超过浸渍杯末端而突出的长度。

为了竖直的悬挂，浸渍杯可以与浸渍管或外壳相连。这可以例如通 过杆、凸缘或还有金属板来实现。然而，为了竖直的固定，浸渍杯也可以 通过保持杆而悬挂在浸渍管的一个环形盘处。于是这些保持杆例如固定在 环形盘的上端处，该环形盘在任意位置将浸渍管包围。保持杆的数量可以 是任意的，然而至少为三个。这些保持杆是由任意的材料制成的。它们可 以例如是钢销，但也可以是金属螺栓、管段或铸造肋材。它们有利地通过 螺纹或铆钉固定。

在本发明的实施方式中，引导气体的收集总管在上端配备有一个气 体阀瓣，该气体阀瓣位于该气体收集总管的上端，并且通过该气体阀瓣可 以将气体收集总管相对于该壳体和浸渍杯分隔开。这个阀瓣可以任意地实 施。该阀瓣在一个示例性实施方式中可以实施为简单的阀瓣，该阀瓣在气 体收集总管的上端通过一个旋转轴承悬挂，并且向下转动以进行封闭。然 而，它也可以实施为可侧向倾斜的阀瓣。通过设置一个阀瓣，可以在拆除 该浸渍杯时或在运行故障的情况下隔离该气体收集总管，这样使得没有空 气进入该气体收集总管。出于方法工艺和安全的原因，气体进入该引导粗 气体的收集总管中是不希望的。

密封塞可以任意地实施。然而，在一个优选的实施方式中，该密封 塞由一个虹吸器、一个可调整的阀门、以及一个排出管组成，其中通过该 可调整的阀门来控制在浸渍杯中的水位，或者一个通过排出管向该气体收 集总管中的排出流，该排出流通过设定包含在密封塞中的可竖直关闭的阀 门以及一个与之相关的移动机构而是可控制的。该移动机构典型地由一个 杆组成，该杆与一个致动器相连。

提出权利要求的还有一种方法，该方法用于通过使用所述控制装置 在没有来自该控制安排的、由膨胀导致的偏差的情况下相对于气体收集总 管的压力差来控制焦炉室的压力。这种方法使用上述设备作为控制装置。 提出权利要求的尤其是一种用于操作焦炉组或者焦炉库的方法，该焦炉组 或焦炉库具有多个焦炉室、一个引导粗气体的粗气体收集总管以及安排在 该粗气体收集总管中的多个用于独立控制这些焦炉室中气体压力的节流 装置，其中

□这些节流装置各自具有一个用水加载的浸渍杯，该浸渍杯具有一个 可密封的出口，并且

□这些焦化室通过气体导管与该粗气体收集总管相连，这些气体导管 作为浸渍管在该节流装置的这些浸渍杯中终止，并且

□所使用的节流装置具有能够由一个致动器竖直调整的溢流，以便控 制该浸渍杯中的液面，

并且该方法的特征在于

□焦化室的压力控制是通过使用一个用于控制焦化室的气体压力的 控制装置进行的，而没有该浸渍杯的由膨胀造成的偏差和来自该控制安排 的节流装置的由膨胀造成的偏差，其中针对该气体收集总管的膨胀补偿是 通过将一个外壳的切齿状边缘浸渍到一个浸渍器中而进行的。

该方法也可以被自动化。为此目的，至少一个焦炉室中的压力的控 制是通过一个测量装置进行的，该测量装置依据该焦炉室的内压来控制向 该浸渍杯中供应的进水。这种自动化可以对一个焦炉室执行，然而优选是 对于焦炉库或焦炉组的多个或全部焦炉室处实施。

该方法和本发明的设备典型地用于操作常规的焦炉。

在一个示例性实施方式中，用于补偿在气体收集总管与提升管或/ 或浸渍管之间的膨胀和不对准的该环形浸渍器填充有水。然而，该浸渍器 还可以填充沥青，例如对于高温领域应用可能是希望的。此外，该浸渍器 可以设置有含硅化合物的填充物。

本发明具有以下优点，即提供了一种设备，该设备通过在浸渍杯中 的可改变的水位来控制焦炉室中的气体压力，其中从焦炉室导出的浸渍管 与该附属的用于水位和气体压力的控制装置在与膨胀或不对准过程无关 的情况下始终保持在为此设置的控制安排中，而不要求频繁停机的再调 整。本发明还具有以下优点，即能够在气体收集总管处配备有一个气体阀 瓣。通过设置一个阀瓣，可以在拆除该浸渍杯时或在运行故障的情况下隔 离该气体收集总管，这样使得没有空气进入该气体收集总管。

本发明藉由三个附图详细示出，这些附图仅是本发明设备的构造设 计实例、并且不对本发明造成限制。

图1显示出一个本发明的设备，其中该浸渍杯直接固定在该外壳上 并且固定在该浸渍管上。图2显示出一个本发明的设备，其中该浸渍杯通 过保持杆被固定在一个固定在该浸渍管上的、水平安排的环形盘上。图3 显示了一个现有技术的设备在焦炉室上的安排。

图1显示了一个本发明的用于控制焦炉室压力的设备（1），该设备 具有一个在此不可见的提升管（2），该提升管将焦化气（3）从一个焦炉 室用一个安排在其上的弯管（4）导出，其中仅弯管（4）是可见的，该弯 管连接至该提升管（2）上并且使焦化气（3）偏转180°朝向下的方向（5）。 向下的浸渍管（6）与弯管（4）相连接，该浸渍管在末端侧是一个冠状管 （6a），该管状管具有锯齿状或切齿状的边缘。浸渍管（6）以末端侧的冠 状管（6a）向一个浸渍杯（7）中延伸，该浸渍杯向下成锥形朝一个出水 口（7a）延伸并且包括一个可改变的水位（7b）。在中部一个密封塞（8） 通过浸渍管（6），该密封塞向该浸渍杯（7）的密封端延伸并且密封该出 水口（7a）。根据本发明，浸渍管（6）和浸渍杯（7）是被一个外壳（9） 包围的，该外壳通过一个环形盘（10）牢固地安装在该浸渍管（6）上。 外壳（9）与浸渍杯（7）一起形成一个环形空间（11），该环形空间用作来 自浸渍杯（7）的水的溢流并且用作焦化气（3）的气路。外壳（9）同样 向下锥形延伸，其中在锥形的下端（9a）处安排有一个切齿状的边缘（9b）， 该边缘延伸到一个环形的浸渍器（12）中。根据本发明，外壳（9）是通 过凸缘连接（13）牢固地与该浸渍管（6）相连接。由此，外壳（9）以及 浸渍杯（7）相对于该引导粗气体的收集总管（14）是可移动的。浸渍杯 以及外壳向一个引导粗气体的收集总管（14）中开放，该收集总管收集了 焦化气（3）。在从浸渍杯（7）中取出密封塞（8）时，水流入该气体收集 总管（14），其中通过浸渍器（7b）中的水位来控制焦炉室中的气体压力。 气体收集总管（14）在上端配备有一个阀瓣（15），通过该阀瓣，该气体 收集总管（14）可以向上封闭。由此能够将焦炉室的气体空间相对于气体 收集总管（14）或者将气体收集总管相对于大气隔离。阀瓣（15）通过经 由旋转轴承（15a）向上倾而关闭。浸渍杯（7）中的浸渍器（7b）的水位 通过密封塞（8）来控制，该密封塞可以通过一个带有移动机构的移动杆 （16）从出水口（7a）拉出。在拉出该塞时，水从出水口（7a）流向该气 体收集总管（14）。密封塞（8）配备有一个虹吸器（8a）以及一个可竖直 调整的阀门（8b），通过它们可以控制浸渍杯中的浸渍器（7b）的高度。

图2显示了相同的设备，其中，该浸渍杯（7）用固定杆（17）牢 固地固定，这些固定杆被安装在一个安排在该浸渍管（6）处的环形盘（10） 上。

图3显示了一个现有技术的设备，该设备被安装至焦炉室上。可以 看到提升管（2）、浸渍管（6）、冠状管（6a）、浸渍杯（7）以及气体收集 总管（14）。在弯管的区域中，水（18）流入浸渍管（6）中并且通过出水 管（7a）向气体收集总管（14）中流动。可以看到流出的水（18a）。浸渍 杯（7）通过一个悬挂器（19）固定在该气体收集总管（14）上。浸渍管 （6）向一个冠状管（6a）中开放。

参考符号清单