Коксова піч з горизонтальною камерою коксування для коксування вугілля і спосіб коксування вугілля в ній

Реферат: Винахід належить до конструкції коксової печі з горизонтальною камерою коксування вугілля, а саме - пристрою підведення і регулювання вторинного повітря з каналів вторинного повітря в димові канали коксової печі з горизонтальною камерою коксування вугілля. При цьому димові канали розташовані під подом коксової печі, на якому відбувається коксування. Димові канали слугують для спалення частково спалених коксових газів з коксовій печі. Частково спалені коксові гази спалюються за допомогою вторинного повітря, внаслідок чого коксовий пиріг для рівномірного коксування обігрівається також знизу. Вторинне повітря йде з каналів вторинного повітря, які з'єднані із зовнішнім повітрям і димовими каналами. У з'єднувальних каналах між димовими каналами і каналами вторинного повітря вбудовані регулюючі елементи, які можуть точно регулювати повітряний потік в димові канали. Тим самим можна досягнути істотно більш рівномірного обігрівання і розподілу тепла в камерній коксовій печі. Власне регулювальники в з'єднувальних каналах можуть бути утворені з трубчастих частин, що обертаються, кладочних цеглин або металевих заслінок. З особливою вигодою можна використати також пристрій у вигляді табурета, що встановлюється в каналах вторинного повітря і, який має сидіння з отвором по центру, причому табурет для регулювання газового потоку зсувається під відповідне відгалуження. Механізм керування може приводитися в дію вручну, електрикою або пневматично. Тим самим пристрій керування можна також автоматизувати. UA 102537 C2 (12) UA 102537 C2 UA 102537 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується пристрою для поліпшеного підведення повторного повітря для горіння в зону димових каналів (димарі) горизонтальної камерної коксової печі. Підведення повторного повітря для горіння в димові канали відбувається з каналів повторного повітря, які, як правило, розташовані під димовими каналами. Винахід стосується також пристрою для регулювання кількості повторного повітря, що підводиться з каналів повторного повітря в зону димових каналів. Завдяки поліпшеному підведенню і регулюванню повторного повітря в димових каналах можна краще регулювати розподіл тепла і спалення коксових газів в камерній коксовій печі з рекуперацією тепла ("Heat-Recovery") або без рекуперації тепла ("Non-Recovery"). Камерна коксова піч типу "Heat-Recovery" або "Non-Recovery" в більшості своїй сконструйована так, щоб коксування проводилося в камері коксування, що заповнюється горизонтально, герметично ізольованій від повітря. При коксуванні виникають побічні продукти, які в традиційних горизонтальних коксових печах вловлюються і проводяться на подальшу обробку. Побічні продукти складаються по суті з газів: моноксид вуглецю, діоксид вуглецю і вищі вуглецеві оксиди. Щоб забезпечити достатнє підведення тепла для коксування, звичайна коксова піч повинна обігріватися шляхом спалення ззовні підвідних горючих газів (газів для горіння). У коксових печах типу "Non-Recovery" або "Heat-Recovery" побічні продукти процесу коксування використовуються як горючі гази, щоб створити необхідну для коксування теплоту згоряння. Щоб досягнути як можна більш рівномірного нагрівання коксового пирога з всіх боків, тільки частина коксових газів спалюється над коксовим пирогом, а частково згорілі коксові гази повністю згоряють лише під коксовим пирогом в так званих димових каналах. Технічно це виконується так, щоб верхній бік коксового пирога обігрівався безпосередньо в газовому просторі печі внаслідок процесів теплоперенесення, які є результатом процесу горіння при підводі підстехіометричної кількості повітря. Побічні продукти коксування, які утворюються при цьому, випускаються як коксові гази в газозбірний простір, який знаходиться над коксовим пирогом і який при завантаженні камерної коксової печі залишається незаповненим. У склепінні коксової печі або в бічних стінках знаходяться отвори, через які у верхню частину коксової печі можна ввести певну кількість повітря, так званого первинного повітря. За допомогою первинного повітря спалюється частина коксових газів, так що вони в достатній мірі нагрівають коксовий пиріг зверху, щоб забезпечити задовільне коксування. Отвори для впускання первинного повітря можуть бути як регульованими, так і нерегульованими. Один приклад регульованого підведення первинного повітря вказаний в WO 2006128612 A1. Частково згорілі коксові гази проводяться через так звані "Downcomer"-канали (вертикальні спускні канали), які можуть бути влаштовані в стінках камерної коксової печі, в дверцях камерної коксової печі або ж в самому коксовому пирозі, в димові канали, які знаходяться під коксовою камерною піччю і називаються також нагрівальними подовими каналами. Там вони повністю спалюються за допомогою додаткової кількості повітря, так званого повторного повітря. Внаслідок згоряння продуктів коксування, що залишилися, коксовий пиріг нагрівається також знизу, оскільки через це додаткове спалення з повторним повітрям в димових каналах утворюється значне тепло. Дно між димовими каналами і камерою коксування робиться відносно тонким, щоб забезпечити хороше теплоперенесення від димових каналів в камеру коксування. Щоб оптимально використати теплоту згоряння повторного повітря, часто димові канали проходять під дном камери коксування зигзагоподібно (у вигляді меандру). Може бути один прохід димового каналу, а також декілька. При цьому димові канали з всіх боків герметично ізольовані від атмосфери. Димовий газ через додатковий канал проводиться в димар. Повторне повітря для спалення проводиться в димові канали знизу. Під димовими каналами знаходиться канал повторного повітря, який відкритий в атмосферу і при цьому слугує для того, щоб з одного боку підігрівати холодне навколишнє повітря, а з іншого боку розподіляти підвідне повторне повітря по димовому каналу або каналах. Повторне повітря може подаватися в канал повторного повітря регульовано. Для цього у впускному отворі для повторного повітря на зовнішніх отворах каналів повторного повітря знаходяться клапани або заслінки. Завдяки цим регулювальним пристроям можна до деякої міри контролювати стехіометрію підвідного повітря. Хоча цих клапанів або заслінок було б досить для регулювання повторного повітря, через ці подаючі пристрої холодне повітря проводиться в канали повторного повітря і тим самим в димовий канал. Крім того, необхідне повторне повітря може подаватися не у всі місця в димовому каналі, але після проходження через клапан може нерегульовано розподілятися по всіх точках димового каналу, що знаходиться під камерою коксової печі. Тому існують також конструкції, які регульовано проводять повітря в коксовий газ через "Downcomer"-канали. US 6187148 B1 описує горизонтальну камерну коксової печі, в якій повітря можна ввести в "Вертикальні"-канали через отвір у встановлених збоку "Верикальних каналах". 1 UA 102537 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Оскільки цей отвір має регулювальний пристрій, то з одного боку можна керувати вертикальним градієнтом тепла в коксовій печі, а з іншого боку регулювати тиск газу всередині коксової камерної печі. Однак неможливо так цілеспрямовано вплинути на розподіл температури і градієнти тепла всередині димових каналів під подом камери коксування, щоб внаслідок контрольованого повторного горіння досягався рівномірний поверхневий обігрів під коксовим пирогом, що нагрівається. Також неможливо контролювати стехіометрію горіння в димових каналах. WO 2006103043 A1 описує конструкцію коксової печі, в якій повторне повітря з каналів повторного повітря проводиться в димовий канал через вертикальні з'єднувальні канали. Вони влаштовані таким чином, щоб повторне повітря розподілялося по точно вибраних місцях в димовому каналі. Таким чином, повторне повітря подається не в якесь одне місце димового каналу, а по всій його довжині. У принципі, це може здійснюватися в довільних місцях, які розподілені по димовому каналу, який йде зигзагом. При цьому орієнтація цих вертикальних з'єднувальних каналів від каналу повторного повітря до димових каналів проводиться так, щоб могло відбуватися горіння. Клапани в зовнішньому отворі каналів повторного повітря можуть так регулювати вхід повітря, щоб можна було керувати кількістю повторного повітря, що подається. Проте, неможливо локально розподілити кількість підведеного повторного повітря. Також неможливо керувати кількістю повторного повітря, що подається, в певне місце димового каналу. Керування кількістю повторного повітря, згідно з рівнем техніки, можливе тільки через клапани на зовнішніх отворах каналів повторного повітря. Однак при такому способі повторне повітря розподіляється по довжині усього димового каналу не регульовано. Через це в деяких місцях димового каналу відбувається надмірне підведення повторного повітря для горіння, а в інших місцях постачання недостатнє. Наслідком цього є вихолонення або перегрів в місцях з надмірно підведеною кількістю повторного повітря для горіння або неповне згоряння в місцях з недостатнім підведенням повітря для горіння. Тому стоїть задача розробити систему, яка регульованим чином подає повторне повітря для горіння з каналу повторного повітря в різні місця димових каналів. Повинна бути можливість керувати підведенням і регулюванням окремих вертикальних з'єднувальних каналів між каналом повторного повітря і димовими каналами по окремості або разом. Система повинна мати можливість обслуговування вручну, а також автоматизовано. Завдяки точності регульованого підведення повторного повітря для горіння по всій довжині димових каналів можна істотно краще керувати розподілом тепла в цих каналах. Можна також запобігти, щоб коксовий газ не повністю згоряв в інших місцях і тим самим випускався незгорілим з димового каналу. Завдяки винаходу, в димових каналах під коксовим шаром повинен досягатися рівномірний повторний поверхневий обігрів, що має на меті скорочення необхідного процесу коксування і, тим самим, сприяє економічності способу коксування типу "Heat-Recovery" або "Non-Recovery". Винахід вирішує цю задачу за допомогою пристрою регулювання, який встановлений щонайменше в одному вертикальному з'єднувальному каналі між каналом повторного повітря і димовим каналом або каналами. Регулювання може проводитися однократно при пуску в експлуатацію батареї коксових печей, але воно може також бути безперервним, в залежності від потреби і регулярності процесу коксування. Воно може проводитися в одному місці з'єднання каналу повторного повітря з димовими каналами, але переважно воно може провестися також в декількох місцях з'єднання каналу повторного повітря і димових каналів. Пристрої для регулювання містять систему керування, яка може реалізовуватися за допомогою металевих заслінок, заслінок в кладці або висувною цеглою. Вони можуть приводитися в дію як вручну, так і електрично, або пневматично. За рахунок цього регулювальний пристрій можна також автоматизувати. При необхідності можна керувати димовими каналами індивідуально або всіма разом. Внаслідок описаного регулювання кількості повторного повітря, яке локально дозовано подає повторне повітря в димові канали, можна керувати розподілом температури по всьому димовому каналу або димовим каналам. Завдяки цьому можна побудувати, наприклад над подом коксової камерної печі однорідний розподіл температури. Таким чином, можна також регулювати розподіл полум'я. Але внаслідок підведення точно дозованого повітря можна також оптимізувати горіння і тим самим досягнути оптимального використання коксового газу. Внаслідок цього помітно знижується витрата вугілля загалом протягом терміну служби коксової камерної печі. Таким чином, можливо також провести повторний поверхневий обігрів, завдяки чому під коксової камерної печі обігрівається по всій площі довільно, переважно контрольовано. 2 UA 102537 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Нарешті, можна також краще вирівняти різницю тиску, яка може виникнути в димових каналах при згорянні. Заявляється, зокрема, пристрій для коксування вугілля в горизонтальній камерній коксовій печі, причому - горизонтальна камера коксування у верхній частині забезпечена отворами для впускання первинного повітря, за допомогою якого спалюється частина газів, що утворюються при коксуванні, і - нижче за подом коксової камерної печі знаходиться закритий назовні димовий канал або димові канали, які вловлюють частково згорілі гази з процесу коксування і повністю спалюють їх за допомогою додаткового повітря, так званого повторного повітря, і - коксова камерна піч має так звані "Downcomer" (тобто вертикальні спускні) канали для виведення частково спалених з процесу коксування, які інтегровані в бічну стінку коксової камерної печі або в дверці коксової камерної печі або в коксовий пиріг, причому ці "Downcomer"канали з'єднують внутрішній простір коксової камерної печі з димовими каналами, і - під димовими каналами знаходяться так звані канали повторного повітря, які з'єднанні із зовнішнім повітрям і з'єднанні по вертикалі з димовими каналами за допомогою щонайменше одного з'єднувального каналу, який служить для впускання повторного повітря, за допомогою якого частково згорілі гази з процесу коксування спалюються повністю, і - димові канали з'єднанні з колекторною трубою димових газівіз, яка знаходиться зовні коксової печі, по якій димові гази прямують в оточуючу коксову піч зовнішню атмосферу, і який відрізняється тим, що - щонайменше один димовий канал і канали повторного повітря забезпечені пристроєм, за допомогою якого можна калібрувати і регулювати газовий потік між димовим каналом і каналом повторного повітря, і - за допомогою регульованої під димовим каналом системи вентиляції можливий регульований повторний поверхневий обігрів камер коксової печі. При цьому число вертикальних з'єднувальних каналів між каналом повторного повітря і димовими каналами, які є регульованими, може бути довільним. Можна, щоб з довільно великого числа з'єднувальних каналів тільки один був виконаний регульованим. Але можна також виконати регульованими декілька з'єднувальних каналів. Нарешті, можна також виконати всі вертикальні з'єднувальні канали між каналами повторного повітря і димовими каналами регульованими. Димові канали можуть бути виконані довільним чином. Переважно мова йде про один канал, що проходить в формі меандру під подом камерної коксової печі, який закритий назовні і який спрямовує гази, що відходять в передбачений для цього додатковий газовідвідний канал. Але мова також може йти про декілька димових каналів. Так, можна також забезпечити димові канали горизонтальними з'єднувальними каналами. Горизонтальні з'єднувальні канали також можуть бути виконані довільним чином. Горизонтальні з'єднувальні канали між димовими каналами також можуть бути регульованими. Рівним чином відповідні винаходу вертикальні з'єднувальні канали між димовими каналами і каналами повторного повітря можуть бути довільно виконані. Так, можливо, щоб вертикальні з'єднувальні канали вели вертикально в димові канали. Але можна також, щоб вертикальні з'єднувальні канали вели в димові канали зверху, похило або зі скосом. Важливо, щоб було можливим регульове витікання газу з каналів повторного повітря в димові канали. Вертикальні з'єднувальні канали можуть також бути довільно позиціоновані відносно димових каналів або каналів повторного повітря. Переважно, вертикальні з'єднувальні канали зв'язують димові канали і канали повторного повітря через регулярні відстані. Особливо сприятливо, якщо вертикальні з'єднувальні канали позиціоновані у димових каналів через рівні відстані від вставлених збоку "Downcomer"-каналів. У цьому випадку можливе особливо добре перемішування частково згорілих коксових газів з повторним повітрям. Особливо сприятлива відстань від вертикальних з'єднувальних каналів до вхідних збоку "Downcomer"-каналів становить від 0 до 1 метра. Тип і число каналів повторного повітря також можуть варіюватися. Так, наприклад під першим каналом повторного повітря з декількома подовими каналами і отворами може також знаходитися другий канал повторного повітря з декількома подовими каналами і отворами. Канали повторного повітря можуть також проводитися індивідуально або в множинному виконанні з одним зовнішнім отвором. Канали повторного повітря можуть також з'єднуватися між собою або з'єднуватися регульовано. Це може мати місце однократно або ж багато разів. Канали повторного повітря можуть бути в довільній кількості і в довільній комбінації. Канали 3 UA 102537 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 повторного повітря можуть бути забезпечені на зовнішньому впусканні повітря клапаном або заслінкою як регулювальник притоку повітря. Так, наприклад, можна також провести під димовим каналом декілька або множину окремих каналів повторного повітря, причому кожний окремий канал з'єднаний з димовим каналом або каналами, але канали повторного повітря не з'єднуються між собою. Можна також встановлювати тільки такі канали повторного повітря, які по окремості з'єднанні з димовими каналами, але не між собою, і з яких тільки один є регульованим. Нарешті, можливо також встановити канали повторного повітря, які з'єднуються між собою в довільній комбінації і в довільній комбінації з'єднуються з димовими каналами, і з яких регульованим є довільне число. Вертикальні з'єднувальні канали між димовими каналами і каналами повторного повітря для виконання пристрою згідно з винаходом є регульованими відносно течії газу. Однак можна також позиціонувати пристрій регулювання з'єднувальних каналів не напряму в них, а в каналах повторного повітря під вхідним перерізом відповідного, розташованого над ним вертикального з'єднувального каналу. Нарешті, регулювальний пристрій може бути виконаний по-різному. Простим регулювальним пристроєм є, наприклад висувна цегла, яка вставляється в цегляну кладку. Він може, в залежності від міри розкриття, входити в канал, через який протікає газ. Можна також використати виступ стіни, що зсувається або металеву заслінку. При цьому металева заслінка повинна переважно бути зроблена з жароміцного металу. Але регулювальний пристрій може також бути зроблений з трубчастої частини, яка вставляється в потік газу у відкритому положенні і може повертатися навколо осі, перпендикулярної газовому потоку і тим самим зменшувати газовий потік. По мірі потреби він повертається і при повному обороті перекриває газовий потік. Придатним є також кульовий кран, якщо тільки він може використовуватися при високих температурах. З особливою вигодою можна також використати конструкцію у вигляді "табурета", яка вводиться в з'єднувальні канали між каналом повторного повітря і димовим каналом. При цьому табурет встановлений у виступаючу частину з'єднувального каналу між каналом повторного повітря і димовим каналом. У табуреті виконаний отвір з клапаном. Залежно від міри розкриття він може витягуватися або заглиблюватися в отвір. Але табурет може також сам переміщуватися по горизонталі в каналі повторного повітря, щоб впливати на газовий потік у вертикальних з'єднувальних каналах і тим самим в димових каналах. Так, можна забезпечити табурет отвором, розташованим по центру "сидіння". При повному відкритті газового потоку центральний отвір зсувається під відгалуження вертикального з'єднувального каналу. У цьому випадку для перекриття газового потоку табурет зсувається так, щоб замикаюче сидіння знаходилося під відгалуженням. Керування регулюючим пристроєм може здійснюватися різноманітними способами. У простому виконанні - це металевий стрижень (штанга), який кріпиться на підвісці до цегляної кладки або до табурета. У цьому випадку переміщенням металевого стрижня можна зсувати цеглу або табурет в залежності від бажаного газового потоку. Тоді в під камери коксування поруч або над каналами повторного повітря в кладці знаходиться канал, який приймає металевий стрижень для його напряму руху. Але регулюючий пристрій може також бути з'єднаний з тросом або ланцюгом, які встановлені на жароміцних підшипниках і забезпечені, наприклад через напрямні ролики привідним механізмом. Але можна також застосовувати, наприклад важільний механізм. Він переважно робиться жароміцним. Для напрямку регулювального пристрою під камерної коксовий печі переважно має канали, які знаходяться поруч з проходженням каналу повторного повітря. У них знаходяться тросові тяги або важільний механізм. Напрямний канал в цьому випадку має, крім регульованого з'єднувального каналу, згідно з винаходом, відгалуження, через яке можна привести в дію регулюючий пристрій. Нарешті, регулюючий пристрій може бути виконаний так, щоб кришка (верхня частина) димових каналів була зроблена у вигляді рухомих жаростійких сегментів. Сегменти можуть переміщуватися так, щоб зсувати положення отвору в димових каналах. Під сегментами можуть знаходитися виступи, за допомогою яких канал повторного повітря краще закривається. Цей варіант здійснення підходить, зокрема, тоді, коли отвори регулюються тільки перед введенням печі в експлуатацію. Цеглини, що закривають канали повторного повітря, в цьому випадку перед введенням в роботу укладаються в бажане положення. Для цього можна також видалити переднє облицювання димових каналів. Можна перед або після регулюючого пристрою забезпечити вертикальні з'єднувальні канали форсунками або завихряючими елементами, за допомогою яких газовий потік може краще 4 UA 102537 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 перемішуватися. Але підходять також пристрої для сповільнення газового потоку, які використовують гальмування газового потоку. Камерна коксова піч, яка виконана з регулюючим пристроєм згідно з винаходом, може бути піччю будь-якого типу. Переважно це коксова піч без рекуперації тепла ("Non-Recovery") або з рекуперацією тепла ("Heat-Recovery"). Вона може бути сконструйована з будь-якою системою нагрівання повторного повітря. Димові канали можуть бути виконані у вигляді меандру, але можуть також подовжньо йти під коксовою камерною піччю, оснащуючись поперечними з'єднаннями. Димові канали можуть також бути виконані такими, що йдуть упоперек і з подовжніми з'єднаннями. Димар, який виходить з димових каналів, для відведення відпрацьованого повітря або з'єднанні з ним патрубки можуть знаходитися в довільному місці димових каналів. "Downcomer"-канали також можуть знаходитися в будь-якій позиції. Наприклад вони можуть бути встановлені збоку. Число "Downcomer"-каналів також може варіюватися. Так, число "Downcomer"-каналів може становити 6 або більше. Але мова може йти також усього про один або два "Downcomer"-канали. Винахід стосується також способу коксування вугілля в горизонтальній камерній коксовій печі, причому - через те, що є у верхній частині камерної коксової печі отвір в камерну коксову піч вводять первинне повітря, за допомогою якого спалюють частину газів, що утворюються при коксуванні, і - частково згорілі гази спрямовують по "Downcomer"-каналах в димові канали, що знаходяться під коксовою камерою піч, і - в каналах повторного повітря, що знаходяться під димовими каналами збирають додаткове повітря, так зване повторне повітря, яке спрямовують звідти по вертикальному з'єднувальному каналу або каналам в димові канали, і - частково згорілі гази змішують з повторним повітрям в димових каналах і повністю спалюють, внаслідок чого камера коксової печі нагрівається знизу, і який відрізняється тим, що - щонайменше один вертикальний з'єднувальний канал між димовими каналами і каналами повторного повітря забезпечений пристроєм, за допомогою якого можна калібрувати і регулювати газовий потік між димовим каналом і каналом повторного повітря. У одному простому типі виконання регулюючий пристрій справляється тільки при введенні печі в експлуатацію. Таке керування можливе, наприклад шляхом ручного зміщення виїмок в кладку або нескріплених цеглин в під коксової печі. Можна також керувати цеглинами через канали, що знаходяться в поді камери коксування поруч з каналами повторного повітря, за допомогою важільного механізму. Прийнятний також ланцюг, який висуває і засуває заслінки в трубах в залежності від бажаної міри розкриття. Нарешті, можливо також передбачити, наприклад пневматично керуючий регулюючий пристрій для відповідних винаходу з'єднувальних каналів. У такому випадку для цього в поді камери коксування знаходяться термостійкі повітряні канали. Регулювальні пристрої для вертикальних з'єднувальних каналів по винаходу можуть справлятися як вручну, так і електрикою. Так, для простих пристроїв підходять, наприклад також важільні механізми, які можуть приводитися в дію вручну. Це може здійснюватися, наприклад однократно на початку процесу коксування. Але це може також виготовлятися в початку введення в експлуатацію або постійно в ході циклу коксування. У одному особливо ефективному, хоча і варіанті здійснення, що дорого коштує регулювальний пристрій приводиться в дію електрикою і керується автоматизованою системою. Це можливо, наприклад системою керування процесом. Для цього в каналах повторного повітря, в димових каналах або в з'єднувальних каналах згідно з винаходом можуть знаходитися вимірювальні зонди для визначення відповідних керуючих параметрів. Це можливо, наприклад датчики для вимірювання температури, тиску або вмісту кисню в горючих газах. Вміст кисню в димових каналах, якими обігріваються батареї коксових печей, може при цьому добре регулюватися за допомогою каналів згідно з винаходом. Частка кисню в горючих газах може визначатися як коефіцієнт надлишку повітря (коефіцієнт λ). При стехіометричній кількості кисню коефіцієнт надлишку повітря становить 1. При підстехіометричному коефіцієнті λ (в повітрі є менше кисню, ніж потрібно для горіння) коефіцієнт λ менший 1; при надстехіометричному співвідношенні (в повітрі є більше кисню, ніж потрібно для горіння) коефіцієнт λ перевищує 1. В газозбірному просторі над коксовим пирогом коефіцієнт λ при правильному здійсненні винаходу становить від 0,3 до 0,8. Коксовий газ згоряє не повністю. У камерах повторного коксування, куди підводиться багато повторного повітря, коефіцієнт λ повинен би 5 UA 102537 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 становити від 1,0 до 1,7. Таким чином, виходить оптимальне використання коксового газу для одержання теплоти коксування. Перевагою описаного пристрою є ефективне регулювання подачі повторного повітря в димовий канал. Винахід може застосовуватися в багатьох відповідних варіантах здійснення. Допустимі як дуже вимогливі виконання з вимірювальною системою, системою керування і регулювання, так і прості виконання з важільним механізмом і цеглинами. Завдяки описаному пристрою і способом вентиляції димових каналів, що застосовуються з ним в камерній коксовій печі можна зробити розподіл температури в камерній коксовій печі дуже рівномірним, головним чином в поєднанні з вимірювальною системою і системою керування процесом коксування. Пристрій згідно з винаходом і пов'язаний з ним спосіб дозволяють також оптимізувати співвідношення тиску в димовому каналі і оптимізувати розподіл полум'я. Результатом цього є істотно краще використання вугілля, що коксується і оптимізація якості коксу. Пристрій згідно з винаходом пояснюється на дев'яти кресленнях, причому ці креслення є лише прикладами здійснення конструкції пристрою за винаходом. Фіг. 1 і фіг. 2 показують горизонтальну камерну коксову піч у вигляді спереду. Фіг. 3, фіг. 4 і фіг. 5 показують вигляд зверху в розрізі димового каналу під подом камерної коксової печі. Фіг. 6 і 7 показують горизонтальну камерну коксову піч у вигляді збоку. Фіг. 8 і фіг. 9 показують регулюючий пристрій для з'єднувальних каналів між димовим каналом і каналом повторного повітря. Фіг. 1 показує горизонтальну камерну коксову піч (1), передній отвір якої закритий дверцями (2) камерної коксової печі з відкриваючим механізмом (2a). Під нею позначений коксовий пиріг (3). Над коксовим пирогом (3) знаходиться газозбірний простір (4). Там можуть збиратися коксові гази. Через бічний отвір (5) коксові гази проводяться в "Downcomer"-канали (6) (тобто вертикальні спускні канали). Між бічним отвором (5) і "Downcomer"-каналами (6) можна встановити регулюючий пристрій (7). На кришці (8) коксової печі може також додатково бути отвір (9) для підведення додаткового повітря. Коксові гази проводяться через "Downcomer" (6) далі в димові канали (10). Там відбувається повне згоряння коксових газів за допомогою повторного повітря. Над димовими каналами (10) знаходиться коксовий пиріг (3), який через згоряння в димових каналах (10) обігрівається через під (дно) (11) камерної коксової печі. Димові канали можуть з'єднуватися горизонтальними з'єднувальними каналами (10a) (Фіг.2). Повторне повітря для повного спалення коксових газів підводиться через канали (12) повторного повітря, які знаходяться під димовими каналами (10). Канали (12) повторного повітря мають отвори уперед, які можуть бути регульованими або нерегульованими. Через ці отвори повітря втікає в канали повторного повітря. З каналів повторного повітря повітря тече по вертикальних з'єднувальних каналах (13) в димові канали (10). Згідно з винаходом, щонайменше один з цих з'єднувальних каналів має регулюючий пристрій (14). На кресленні всі з'єднувальні канали показані з регулюючим пристроєм. Крім регулюючого пристрою (14) для протікання повітря є пристрій (15) керування. Тут він показаний як важільний механізм (15a) в каналі (15) керування. У цьому випадку в димових каналах має місце точно регульоване спалення газів повторним повітрям. Фіг. 2 показує горизонтальну камерну коксову піч (1) також на вигляді спереду. У доповнення до камерної коксової печі на першому кресленні (фіг. 1) ця камерна коксова піч (1) містить додаткові канали (16) повторного повітря під першою системою (12) каналів повторного повітря. Вони можуть бути з'єднанні з першою системою (12) каналом повторного повітря вертикальними каналами (17) і можуть містити регулюючі пристрої (14d, 18). Тут регулюючі пристрої виконані у вигляді табуретів, які повинні зсуватися. Фіг. 3 показує вигляд зверху системи димових каналів камерної коксової печі (1), що проходить для оптимізації нагрівання у вигляді меандру під подом камерної коксової печі. Повторне повітря приходить з лежачих під площиною креслення каналів повторного повітря. Воно може втікати з каналів повторного повітря через відкриті (14a) або напіввідкриті (14b) регулювальні пристрої для повітряного потоку. Через закриті (14c) регулювальні пристрої це неможливе. З "Вертикальних", що знаходяться збоку «Вертикальних спускних каналів» (6) поступає частково згорілий коксовий газ. Потік (19) димових газів через колекторну трубу або канал (20) прямує в димар (21). Фіг. 4 показує на вигляді зверху системи (10) димових каналів камерної коксової печі (1), що проходить для оптимізації нагрівання у вигляді меандру під подом камерної коксової печі. Повторне повітря приходить з лежачих під площиною креслення каналів (12) повторного повітря, яке тут з обох боків прямує в різні місця по всій довжині димового каналу. Для кожного каналу повторного повітря є множина вертикальних каналів для з'єднання з димовим каналом, 6 UA 102537 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 які тут можуть регулюватися по окремості в багатьох точках. Деякі регулюючі пристрої відкриті (14a), інші напіввідкриті (14с), а треті закриті (14b). З'єднувальні канали можуть встановлюватися в димові канали практично в будь-якій комбінації або будь-якому числі. З лежачих збоку "Downcomer"-каналів (6) приходить частково згорілий коксовий газ. Потік (19) димових газів проводиться через колекторну трубу (20) в димар (21). Фіг. 5 показує вигляд зверху системи (10) димових каналів камерної коксової печі (1), що проходить для оптимізації нагрівання у вигляді меандру під подом камерної коксової печі. Канали (13) повторного повітря зверху закриті сегментами (13a) у вигляді цеглин. Звільняються тільки ті отвори (13b), через які повинне текти повторне повітря в димові канали (12). Ці отвори утворюють блок регулювання вертикальних з'єднувальних каналів. Сегменти можуть виступати вниз, щоб досягнути кращого ущільнення. Крім того, сегменти можуть мати підвіски для переміщення. Фіг. 6 показує горизонтальну камерну коксову піч (1) на вигляді збоку. У коксовій камерній печі проводиться коксування коксового пирога (3). Коксові гази течуть в газозбірний простір (4) над коксовим пирогом (3). Після часткового спалення за допомогою первинного повітря, яке тут вводится через отвори в кришці (22) коксової камерної печі, частково згорілий коксовий газ тече через бічні отвори (5) в стінці коксової камерної печі в "Downcomer"-канали (6). Вони спрямовують частково згорілий коксовий газ вниз в димові канали (10) для повного спалення. Повторне повітря (23), яке необхідне для цього тече з навколишнього середовища через отвори (24), які можуть бути регульованими, в канали (12) повторного повітря. З каналу повторного повітря повторне повітря прямує через вертикальні з'єднувальні канали (13) в димові канали (10). У вертикальних з'єднувальних каналах (13) знаходиться регулюючий пристрій, який тут показаний відкритим (14a) або закритим (14b). Завдяки регульованим вертикальним з'єднувальним каналам (13) можна зробити розподіл тепла по поду (11) коксової камерної печі більш рівномірним і краще керувати горінням в димових каналах (10). Потік (19) димових газів проводиться через колекторну трубу (20) для димових газів в димар (21). Фіг. 7 показує горизонтальну камерну коксову піч (1) на вигляді збоку. Тут ще раз пояснюється закінчення вертикальних з'єднувальних каналів в димових каналах. Закінчення вертикальних з'єднувальних каналів в димових каналах відбувається через рівні відстані (26) від бічних закінчень (6a) "Downcomer"-каналів (6). Бічні закінчення вертикальних з'єднувальних каналів (13) від каналів повторного повітря в димових каналах знаходяться на відстані (26) переважно до 1 м від бічних закінчень (6a) "Downcomer"-каналів. Фіг. 8 показує відповідний винаходу пристрій для регулювання протікання повітря між каналами повторного повітря і димовими каналами. Тут пристрій регулювання для прикладу показано виконаним як пристрій в формі табурета, який по центру в середині "сидіння" (14d) має отвір (14e). Тут пристрій показаний у відкритому стані. Проходження повітря можливе лише через отвір (14e). Для закриття табурет за сидіння тягнуть через відгалуження до вертикального з'єднувального каналу (14f). Це здійснюють, наприклад ланцюгом, який з'єднаний через напрямні ролики з тяговим механізмом. Тягове зусилля здійснюється, наприклад важільним механізмом (15b), який закріплений на табуреті. Фіг. 9 показує відповідний винаходу пристрій для регулювання протікання повітря (14) між каналами повторного повітря і димовими каналами. Тут пристрій виконаний в формі трубчастого елемента (14g), який повертається для регулювання протікання газового потоку. У відкритому положенні газ тече через поперечний переріз трубчастої частини (14h). Внаслідок обертального руху трубчастої частини в горизонтальному напрямі поперечний переріз газового потоку все більше вужчає, аж до повного замкнення газового потоку. 1 2 2a 3 4 5 6 6a 7 камерна коксова піч дверці коксової камерної печі рухомий пристрій для дверець коксової камерної печі коксовий пиріг газозбірний простір бічні отвори для коксових газів «Вертикальні спускні – канали» бічне закінчення "Вертикальних спускних"-каналів регулюючий пристрій для газового потоку в " Вертикальних спускних "каналах 7 UA 102537 C2 8 9 10 11 12 13 13a 13b 14 14a 14b 14c 14d 14e 14f 14g 14h 15 15a 15b 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 кришка камерної коксової печі отвір для додаткового первинного повітря димовий канал під камерної коксової печі канали повторного повітря з'єднувальні канали для з'єднання каналів повторного повітря з димовими каналами цегельні сегменти для перекриття димових каналів вниз отвори для з'єднання каналів повторного повітря вгорі регулювальний пристрій для з'єднувальних каналів відкритий регулювальний пристрій для з'єднувальних каналів закритий регулювальний пристрій для з'єднувальних каналів наполовину відкритий регулювальний пристрій для з'єднувальних каналів табурет у вигляді регулювального пристрою в каналі повторного повітря отвір в табуреті відгалуження вертикального з'єднувального каналу трубчастий елемент у вигляді пристрою для замкнення поперечний переріз трубчастого елемента керування регулювальним пристроєм для з'єднувальних каналів керування регулювальним пристроєм ланцюг для відкривання або закривання система додаткових каналів повторного повітря вертикальні з'єднувальні канали між каналами повторного повітря регулювальний пристрій для з'єднувальних каналів між каналами повторного повітря потік димових газів колекторна труба для збору димових газів димар регульовані отвори для первинного повітря в кришці печі потік повторного повітря заслінки для впускання повторного повітря в канал повторного повітря бічна стінка коксової камерної печі відстань між з'єднувальними каналами і "Downcomer"-каналами ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 1. Коксова піч з горизонтальною камерою коксування вугілля в ній, причому: 8 UA 102537 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - горизонтальна камера коксової печі у верхній частині забезпечена отворами для впускання первинного повітря, за допомогою якого спалюється частина газів, що утворюються при коксуванні вугілля, і - нижче поду коксової печі розташований закритий назовні димовий канал або димові канали, за допомогою яких можуть вловлюватися частково спалені гази з процесу коксування, і спалюватися за допомогою додаткового повітря, а саме вторинного повітря, і - вказана камера коксової печі має вертикальні спускні канали для виведення частково спалених газів з процесу коксування, які інтегровані в бічну стінку коксової печі або в дверці коксової печі, або в коксовий пиріг, причому внутрішній простір камери коксової печі сполучений з димовими каналами, і - розташовані під димовими каналами канали вторинного повітря, які сполучені з зовнішнім повітрям і вертикально сполучені з димовими каналами через щонайменше один з'єднувальний канал і призначені для впускання вторинного повітря, за допомогою якого частково спалені гази з процесу коксування можуть повністю спалюватися, і - димові канали сполучені з колекторною трубою димових газів, яка розташована зовні коксової печі, за допомогою якої димові гази виводяться в зовнішню атмосферу, яка відрізняється тим, що - щонайменше один вертикальний з'єднувальний канал між димовими каналами і каналами вторинного повітря забезпечений пристроєм, за допомогою якого можна калібрувати і регулювати газовий потік між димовим каналом і каналом вторинного повітря, і - система вентиляції газового потоку вторинного повітря, яка розташована під димовим каналом камери коксової печі, забезпечує можливий регульований вторинний поверхневий обігрів вугілля в коксовій печі. 2. Коксова піч за п. 1, яка відрізняється тим, що між димовими каналами і каналами вторинного повітря розташовані декілька вертикальних з'єднувальних каналів, які забезпечені пристроєм, за допомогою якого можна калібрувати і регулювати газовий потік між димовим каналом і каналом вторинного повітря. 3. Коксова піч за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що закінчення вертикального з'єднувального каналу або з'єднувальних каналів в димовому каналі може бути виконане зверху, похило або зі скосом. 4. Коксова піч за будь-яким з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що вертикальні з'єднувальні канали, які розташовані між димовими каналами і каналами вторинного повітря, закінчуються в димовому каналі на відстані до 1 м перед або після відповідного вхідного отвору вертикального спускного каналу. 5. Коксова піч за будь-яким з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що пристрій або пристрої, які регулюють газовий потік, розташовані не у вертикальних з'єднувальних каналах між димовим каналом і каналом вторинного повітря, а безпосередньо в каналах вторинного повітря під вхідним поперечним перерізом відповідного, розташованого над ним, вертикального з'єднувального каналу. 6. Коксова піч за будь-яким з пп. 1-5, яка відрізняється тим, що нижче або збоку від каналів вторинного повітря розташовані додаткові канали вторинного повітря для поліпшеного забезпечення димових каналів вторинним повітрям, і канали вторинного повітря сполучені з щонайменше одним вертикальним або похилим з'єднувальним каналом. 7. Коксова піч за будь-яким з пп. 1-6, яка відрізняється тим, що щонайменше один з каналів вторинного повітря на впуску повітря має пристрій, що регулює витрати газу. 8. Коксова піч за п. 1, яка відрізняється тим, що димові канали сполучені між собою за допомогою щонайменше одного горизонтального каналу. 9. Коксова піч за п. 8, яка відрізняється тим, що щонайменше один з горизонтальних каналів між димовими каналами має пристрій, що регулює витрату димового газу. 10. Коксова піч за п. 1, яка відрізняється тим, що один або декілька каналів вторинного повітря окремо і без сполучення між собою проходять під подом камери коксової печі і вертикально сполучені з відповідними димовими каналами тільки через один канал, який окремо впускає вторинне повітря в димові канали. 11. Коксова піч за п. 10, яка відрізняється тим, що щонайменше один вертикальний з'єднувальний канал між каналами вторинного повітря, які проходять окремо і без сполучення один з одним, і димовими каналами забезпечений пристроєм, за допомогою якого можна калібрувати і регулювати газовий потік між димовим каналом і каналом вторинного повітря. 12. Коксова піч за п. 10 або 11, яка відрізняється тим, що щонайменше один з каналів вторинного повітря, які сполучені через окремий канал з димовим каналом, на впусканні повітря має пристрій для регулювання витрати газу. 9 UA 102537 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 13. Коксова піч за будь-яким з пп. 1-12, яка відрізняється тим, що пристрій для регулювання газового потоку між каналом вторинного повітря і димовим каналом утворений з цегли, яка залежно від бажаної витрати зсувається в вертикальний з'єднувальний канал між каналом вторинного повітря і димовим каналом, щоб звузити або розширити поперечний переріз вертикального сполучного каналу. 14. Коксова піч за будь-яким з пп. 1-12, яка відрізняється тим, що пристрій, який регулює газовий потік між каналом вторинного повітря і димовим каналом, утворений у вигляді табурета, який зміщується на уступі, що є в вертикальному з’єднувальному каналі між каналом вторинного повітря і димовим каналом, і містить газову перегородку або газову заслінку, яка всувається в газовий потік і тим самим звужує або розширює поперечний переріз вертикального з'єднувального каналу залежно від бажаної витрати. 15. Коксова піч за будь-яким з пп. 1-12, яка відрізняється тим, що пристрій для регулювання газового потоку між каналом вторинного повітря і димовим каналом виконаний у вигляді табурета, який має отвір, розташований в центрі сидіння табурета, і який переміщується горизонтально в каналі вторинного повітря, а для зменшення або перекриття газового потоку зсувається сидінням в газовий потік з'єднувального каналу, що відгалужений, а для відкривання зміщується центральним отвором під відгалуження з’єднувального каналу, який відгалужений, і тим самим поперечний переріз з'єднувального каналу, який відгалужений, звужується або розширюється залежно від бажаної витрати. 16. Коксова піч за будь-яким з пп. 1-12, яка відрізняється тим, що пристрій для регулювання газового потоку між каналом вторинного повітря і димовим каналом складається з металевої труби, яка у відкритому стані пропускає газ, яка містить внутрішню трубу, здатну обертатися навколо осі, перпендикулярної газовому потоку, причому внаслідок цього обертального руху можна поступово закривати або відкривати газовий потік. 17. Коксова піч за будь-яким з пп. 13-16, яка відрізняється тим, що цегла або заслінка, що регулює газовий потік, має пристрій для підвішування, через який проходить металева штанга, яка повинна керуватися за межами коксової камерної печі так, щоб зміщувати регулювальну цеглу або регулювальну заслінку в вертикальний з'єднувальний канал між каналом вторинного повітря і димовим каналом або висувати її з вертикального сполучного каналу, відповідно до чого можна калібрувати і регулювати витрату газу. 18. Коксова піч за будь-яким з пп. 13-16, яка відрізняється тим, що пристрій для регулювання газового потоку може переміщуватися за допомогою тросової тяги або важільного механізму, які також повинні керуватися ззовні, в результаті чого можна калібрувати і регулювати витрату газу. 19. Коксова піч за будь-яким з пп. 13-16, яка відрізняється тим, що пристрій для регулювання витрати вторинного повітря містить засіб для ручного керування. 20. Коксова піч за будь-яким з пп. 13-16, яка відрізняється тим, що пристрій для регулювання витрати вторинного повітря містить електричний серводвигун і з'єднані з ним елементи керування. 21. Коксова піч за будь-яким з пп. 1-20, яка відрізняється тим, що в димових каналах, каналі вторинного повітря або в з'єднувальних каналах, що розташовані між ними, є вимірювальні пристрої для вимірювання температури, кількості кисню або тиску. 22. Коксова піч за будь-яким з пп. 1-21, яка відрізняється тим, що у вертикальних регульованих з'єднувальних каналах розташовані форсунки для поліпшеної подачі газового потоку. 23. Коксова піч за будь-яким з пп. 1-21, яка відрізняється тим, що у вертикальних регульованих з'єднувальних елементах розташовані завихрювальні елементи для поліпшення подачі газового потоку. 24. Спосіб коксування вугілля в камері горизонтальної камери печі за будь-яким з пп. 1-23, причому - через отвір, що є у верхній частині камерної коксової печі, в камерну коксову піч впускають первинне повітря, за допомогою якого спалюють частину газів, що утворюються при коксуванні, і - частково спалені гази спрямовують по вертикальних впускних каналах в димові канали, що розташовані під коксовою камерною піччю, і - в каналах вторинного повітря, що розташовані під димовими каналами, збирають додаткове повітря, а саме вторинне повітря, яке спрямовують звідти по вертикальному з’єднувальному каналу або каналах в димові канали, і - частково спалені гази змішують з вторинним повітрям в димових каналах і повністю їх спалюють, внаслідок чого камера коксової печі нагрівається знизу, який відрізняється тим, що 10 UA 102537 C2 5 - вторинне повітря з каналу вторинного повітря за допомогою регулювального пристрою місцями дозовано спрямовують в димові канали, так що за рахунок цього точно регулюють його спалення. 25. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що притік вторинного повітря в димові канали з каналу вторинного повітря регулюють вручну. 26. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що притік вторинного повітря в димові канали з каналу вторинного повітря регулюють електрично або пневматично. 27. Спосіб за п. 26, який відрізняється тим, що електричним або пневматичним регулюванням притоку вторинного повітря керують за допомогою системи керування процесом. 11 UA 102537 C2 12 UA 102537 C2 13 UA 102537 C2 14 UA 102537 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 15