用于燃燒來自排氣閥的高爐廢氣的設備以及相應的排氣閥制造技術

本實用新型專利技術提出一種用于燃燒來自排氣閥的高爐廢氣的設備以及相應的排氣閥。該設備包括排氣閥（２０），排氣閥具有限定出口（２６）和閥座的固定空心閥本體（２２）以及可移動閉塞器（２４），閉塞器與閥座配合以便關閉排氣閥并通過出口排放高爐廢氣。該設備包括用于由排氣閥（２０）排放的高爐廢氣燃燒的器械。此器械特征在于點火裝置（３２、３８、４０、４２、４４），點火裝置布置在閥本體上或排氣閥（２０）本身的可移動閉塞器上，或者靠近閥本體或可移動閉塞器。當閉塞器在開啟位置時，點火裝置（３２、３？８、４０、４２、４４）的空間點火范圍位于出口下游并處于通過出口排放的高爐廢氣與周圍空氣相混合的區域中，以允許排放至周圍空氣的高爐廢氣在排氣閥位置處露天燃燒。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術總體上涉及高爐排氣閥(bleeder valve，放散閥)，且更具體地，涉及 一種能夠使通過排氣閥排放的高爐廢氣的有害成分燃燒的設備。
技術介紹
現代高爐被設計為在高于大氣壓1-3巴范圍內的額定爐壓下運行。為了保護爐子 及其輔助設備不經受任何突然的氣壓激增，典型地在高爐的頂部處設置排氣閥。例如由于 在裝料中的滑動或掛料，或者由于鼓風機操作或壓力調節中的問題而導致這種壓力激增。 因此，排氣閥用作在特定閥值時開啟以釋放過度壓力的安全減壓閥。 在典型的高爐裝置中，在爐子頂部設置兩個排氣閥，每個排氣閥位于相應排氣管 的上端，排氣管從一對上風煙道(uptake)的最高點向上升起并與該最高點連接。上風煙道 是這樣的管道，高爐氣體從這些管道處回收以便進一步從高爐爐頭(top cone)利用。上風 煙道通常在爐子裝料裝置的上方連接，每個上風煙道均連接至所謂的降氣管，高爐氣體穿 過該降氣管下降至處理裝置。可以將一個附加的排氣閥連接至次級高爐氣體清潔裝置，例 如，連接至洗滌器。 取決于設計，可自動地操作以及手動地操作排氣閥。所謂的內開啟(open-in)類 型排氣閥通過壓力管線而液壓或氣動地操作，該壓力管線在過壓情況下導致閥開啟。通常 地，后一類型也允許手動開啟閥，例如，在爐子停機的情況下。所謂的外開啟(open-out) 類型排氣閥通常用配重平衡或被彈簧偏壓，以便當壓力明顯超過正常工作壓力時，排氣閥 將不需要外力便可開啟。由PAUL WURTH研制的改進的排氣閥設計(通常被稱為咖啡壺 排氣閥)結合了上述兩種功能，即利用外力的受控完全開啟、以及抵抗彈性偏壓力的獨立 緊急開啟。在美國專利No. 3， 382， 436、3， 601， 357和4， 158， 367中披露了這種類型的排氣閥 的實例。在國際專利申請No. W02007/090747中披露了具有改進設計的閉塞器(obturator) 的咖啡壺排氣閥。不管其設計如何，這些排氣閥通常被構造為將高爐廢氣排放至大氣中。 在傳統的過程中，高爐氣體典型地包含大約45-55%的K、大約15-25%的C0、大 約15-25%的0)2以及大約1_10%的112。在特定環境下以及取決于過程，一氧化碳的體積 分數可能變得大于25 % ，而氫氣的體積分數可能變得大于10 % ，例如，在注入天然氣的高 爐中，^的體積分數會達到15%。由于C0毒性非常大，并且由于C0和H2都非常易燃，所以 將高爐廢氣排放至大氣中是危險的。事實上，通過排氣閥排放的廢氣有時會點燃，例如，由 于通過排氣閥排出的爐料的熾熱碎片而點燃，從而導致數米長的迅速蔓延的火焰。在少數 的情況下，在爐子上方會產生爆炸云，并導致爆燃爆炸。除了造成涉及不可控的燃燒和中毒 的危險以外，通過排氣閥排放的廢氣明顯會造成污染。 盡管在爐子的正常工作條件下排氣閥會關閉，但是每當排氣閥開啟時，相當數量 的有害高爐廢氣會排放至大氣中。此外，在異常的高爐操作的情況下，排氣閥每天可能開啟 若干次。即使是在過程穩定的情況下，每年也可能排放若干次氣體。因此，需要消除或至少 減少由排氣閥排出的高爐廢氣所導致的危險。 圖l示出了根據日本專利申請No.54 107 806的設備，其旨在通過燃燒廢氣而使 從排氣管排出的高爐廢氣變得無害。如圖1所示，若干個排氣閥2的出口連接至共用的收 集管3，該收集管將廢氣導入燃燒室4。通過管線5將含碳氣體供應至燃燒室4，以便在高 爐廢氣排放至大氣中之前在燃燒室4中將其完全燃燒。此設備具有包含了滅火器的安全裝 置，用于避免從燃燒室4進入爐子內的火焰回燃。為此目的，在收集管3中設置有壓力傳感 器7。當收集管3中檢測到的壓力變為負時，控制器8關閉碳化氣供應管線中的閥10， 并開啟閥11以將滅火蒸汽(fire-fighting steam)注入收集管3內。當檢測到正壓力 時，即，當廢氣通過排氣閥2排放時，蒸汽閥11關閉，而碳化氣閥10開啟，以便能夠由布置 在燃燒室4中的點火裝置6來點燃燃燒室4中廢氣的燃燒。 如將理解的，根據JP 54 107 806的設備相當復雜，并具有相當高的安裝成本，尤 其是如果將其適用于現代的高壓高爐設施(Plant)時更是如此。事實上，被設計用來收集 排氣閥廢氣的收集管(如JP54 107 806所提出的)必須具有非常堅固的構造和支撐結構， 以承受由排氣閥流出物(在現代高爐中，此流出物可能達到超音速)所產生的非常大的力、 高溫以及由于含有灰塵所引起的磨損。因此，這種設備在現代高爐設施中是否切實可行尚 是疑問。
技術實現思路
鑒于上述內容，本技術的第一目的是，提供一種簡化且成本更低的用于燃燒來自排氣閥的高爐廢氣的設備以及相應的排氣閥。 通過根據本技術的設備和排氣閥來實現此目的。 本技術涉及一種用于燃燒來自排氣閥的高爐廢氣的設備，設備包括排氣閥， 具有固定的空心閥本體，限定一出口并具有閥座；以及可移動閉塞器，與閥座配合以關閉 排氣閥，并且可移動至開啟位置以通過出口排放高爐廢氣；被構造用于引起由排氣閥排放 的高爐廢氣燃燒的器械；特別地，器械包括點火裝置，點火裝置布置在閥本體上或可移動閉 塞器上，或者靠近閥本體或可移動閉塞器；并且當閉塞器處于開啟位置時，點火裝置的點火 范圍位于出口的下游并處于通過出口排放的高爐廢氣與周圍空氣相混合的區域中；并且特 別地，器械被構造用于引起由排氣閥排放至周圍空氣中的高爐廢氣的露天燃燒。 因此，本技術提出了這樣一種設備，其包括排氣閥和被構造用來引起由該排 氣閥排放的高爐廢氣燃燒的器械。以典型的方式，排氣閥包括固定的空心閥本體和可移動 的閉塞器。閥本體限定了入口和出口，并具有閥座，閉塞器與閥座配合以便密封閉合排氣 閥。閉塞器可以通過任何適當的裝置移動至開啟位置(例如，內開啟或外開啟開啟位 置)，用于通過出口排放高爐廢氣。 根據本技術，用于引起燃燒的器械包括點火裝置，該點火裝置布置在閥本體 上或可移動閉塞器上，或者靠近閥本體或閉塞器。根據一個重要方面，將點火裝置布置成使 得其空間點火范圍永久地或暫時地位于這樣的區域中，即通過出口排放的高爐廢氣與周圍 空氣相混合的區域。典型組成的高爐廢氣具有足夠高的熱值，以便在存在適當量氧氣的情 況下，用合適的裝置點燃廢氣時其能夠燃燒。 因此，通過在如上所述的適當選定的區域中點火，可將廢氣在下游且靠近出口處 被點燃。根據本技術的另一方面，該器械被構造成使得廢氣在出口的下游直接排放至周圍空氣中，從而，所排放的廢氣在每個排氣閥位置處及上方發生露天(open-air)燃燒。傳統地，在排氣平臺(bleeder platform)上以及在布置于其上的高爐排氣裝置之上，可獲得一個不受限的安全空間，在操作過程中典型地禁止接近該安全空間。 如將理解的，排氣閥的組成部件被固有地設計為能夠承受高爐廢氣的高溫，從而除了提供合適的點火裝置以外，使廢氣在排氣閥上直接燃燒幾乎不需要額外的措施。 如將了解的，本技術因此提供了一種節省成本而可靠的方案，其能夠使CO和H2足夠完全并且受控的燃燒，以便消除前述的與這些組成物的排放有關的危險。 本技術還涉及一種用于排放高爐設施中的高爐廢氣的排氣閥，排氣閥包括固定的空心閥本體，限定一出口并具有本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于燃燒來自排氣閥的高爐廢氣的設備，所述設備包括：排氣閥，具有：固定的空心閥本體，限定一出口并具有閥座；以及可移動閉塞器，與所述閥座配合以關閉所述排氣閥，并且可移動至開啟位置以通過所述出口排放高爐廢氣；被構造用于引起由所述排氣閥排放的高爐廢氣燃燒的器械；其特征在于，所述器械包括點火裝置，所述點火裝置布置在所述閥本體上或所述可移動閉塞器上，或者靠近所述閥本體或所述可移動閉塞器；并且當所述閉塞器處于開啟位置時，所述點火裝置的點火范圍位于所述出口的下游并處于通過所述出口排放的高爐廢氣與周圍空氣相混合的區域中；并且其特征在于，所述器械被構造用于引起由所述排氣閥排放至周圍空氣中的高爐廢氣的露天燃燒。

【技術特征摘要】
LU 2009-5-19 91570一種用于燃燒來自排氣閥的高爐廢氣的設備，所述設備包括排氣閥，具有固定的空心閥本體，限定一出口并具有閥座；以及可移動閉塞器，與所述閥座配合以關閉所述排氣閥，并且可移動至開啟位置以通過所述出口排放高爐廢氣；被構造用于引起由所述排氣閥排放的高爐廢氣燃燒的器械；其特征在于，所述器械包括點火裝置，所述點火裝置布置在所述閥本體上或所述可移動閉塞器上，或者靠近所述閥本體或所述可移動閉塞器；并且當所述閉塞器處于開啟位置時，所述點火裝置的點火范圍位于所述出口的下游并處于通過所述出口排放的高爐廢氣與周圍空氣相混合的區域中；并且其特征在于，所述器械被構造用于引起由所述排氣閥排放至周圍空氣中的高爐廢氣的露天燃燒。2. 根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述點火裝置安裝在所述閥本體上或所述可移動閉塞器上，以便嵌入所述閥本體中或所述可移動閉塞器中；或者，以便當所述閉塞器處于開啟位置時，所述點火裝置避開排放至周圍空氣的廢氣流出物。3. 根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述點火裝置包括連接至至少一個傳感器的控制器，所述傳感器被設置為檢測所述閉塞器的運動，并被構造為當所述閉塞器移動至開啟位置時啟動所述點火裝置。4. 根據權利要求2所述的設備，其特征在于，所述點火裝置包括至少一個安裝在所述可移動閉塞器上的點火火焰噴嘴，以便當所述閉塞器處于開啟位置時將點火火焰朝著排放至周圍空氣的廢氣流出物引導。5. 根據權利要求4所述的設備，其特征在于，所述至少一個點火火焰噴嘴嵌入在所述可移動閉塞器中。6. 根據權利要求1至5中任一項所述的設備，其特征在于，所述點火裝置包括至少一個安裝在所述閥本體的外圍上的點火火焰噴槍，以便當所述閉塞器處于開啟位置時將點火火焰朝著排放至周圍空氣的廢氣流出物引導。7. 根據權利要求6所述的設備，其特征在于，所述點火火焰噴槍被安裝成當所述閉塞器處于開啟位置時，所述點火火焰噴槍避開排放至周圍空氣的廢氣流出物。8. 根據權利要求1至5中任一項所述的設備，其特征在于，所述點火裝置包括多個安裝在所述閥本體的外圍上的電火花點火器，以便當所述閉塞器處于開啟位置時將點火火花朝著排放至周圍空氣的廢氣流出物引導。9. 根據權利要求8所述的設備，其特征在于，所述電火花點火器被安裝成當所述閉塞器處于開啟位置時，所述電火花點火器避開排放至周圍空氣的廢氣流出物。10. 根據權利要求1至5中任一項所述的設備，其特征在于，所述點火裝置包括多個安裝在所述閥本體的外圍上的等離子噴燈，以便當所述閉塞器處于開啟位置時將等離子流朝著排放至周圍空氣的廢氣流出物引導。11. 根據權利要求10所述的設備，其特征在于，所述等離子噴燈被安裝成當所述閉塞器處于開啟位置時，所述等離子噴燈避開排放至周圍空氣的廢氣流出物。12. 根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述排氣閥進一步包括致動機構，連接至所述閉塞器，用于將所述閉塞器在所述閥座上的關閉位置與遠離所 述閥座的第一開啟位置之間移動；安全裝置，具有用于在所述關閉位置中將所述閉塞器推壓而抵靠在所述閥座上的偏壓 工具，并且當所述空心閥本體內部的壓力超過容許值時，允許所述閉塞器緊急開啟至第二 開啟位置；其中，所述點火裝置被布置為其點火范圍位于所述出口下游并處于當所述閉塞器在所 述第一開啟位置中或所述第二開啟位置中時通過所述出口排放的高爐廢氣與周圍空氣相 混合的區域中。13. 根據權利要求12所述的設備，其特征在于，所述點火裝置包括至少一個安裝在所述可移動閉塞器上的點火火焰噴嘴，或至少一個安裝在所述閥本體 的外圍上的點火火焰噴槍，以便當所述閉塞器處于所述第一開啟位置中時，將點火火焰引 導至通過所述出口排放的高爐廢氣與周圍空氣相混合的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：讓保羅西蒙斯，讓諾盧特施，利昂內爾豪斯埃默爾，
申請(專利權)人：保爾伍斯股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：LU[盧森堡]