Способ бездымной загрузки коксовых печей и устройство для его осуществления

Способ бездымной загрузки коксовых печей и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к коксохимическому лроизводаву. Способ и устройаво позволяют повысить эффективность бездымной загрузки получить из твердых выбросов полукоксовую мелочь. Способ бездммой зафузки коксовых печей, чакхций подачу угольной шихты в печь, отсос газов загрузки, их организованное сжигание на выходе из аояков коксовой печи при разрежении в стационарном коллекторе 100 - 300 мм вода, орошение водой после достижения остаточного содержания горючих компонентов 1-4 об.% и передачу продуктов горения в стационарный коллектор с последующим выделением полукоксовой мелочи Способ осущеавляют в уаройстве. включающем камеру сжигания снабженную нижним стыковочным узлом на входе для соединения со стояком печи и регулируемой системой орошения на выходе, расположенной на расаоянии 0.5 - 1.5 диаметра Камера сжигания оборудована верхним пыковочным узлом для соединения со аационарным коллектором и смонтирована на тележке с возможностью перемещения по направляющим эстакады над стояками коксовых печей. 2 слф-лы: 5 ип, 3 табп

(v) S (и) 1419138 Al (51) 5 С10В27 04 С10В31 02

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4054954/26 (22) 0904.В6 (46) 30.1293 Бюп. Йа 47-48 (71) Украинский научно-исследовательский угпехимический институт (72) Хаджиогло АВ„ Семисалов П.Н„Куропятник Г.Н.;

Терентьев КА; Зеленский И.Н.; Азимов АА; Копылов

М.М. Марапупец Г.Н„Давыденко В.М„Сорочан В.Т„.

Цеткунов Ф.С„Краузе АИ. (54) СПОСОБ БЕЗДЫМНОЙ ЗАГРУЗКИ КОКСОВЫХ ПЕЧЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к коксохимическому производству. Способ и устройство позволяот повысить эффективность бездымной загрузкц попуить из твердых выбросов полукоксовую мелов

Способ бездымной загрузки коксовых печей, ваючающий подачу угольной шихты в печь, отсос газов загрузки, их организованное сжигание на выходе из стояков коксовой печи при разрежении в стационарном коллекторе !00 — 300 мм водст, орошение водой после достижения остаточного содержания горючих компонентов 1 — 4 об.% и передачу продуктов горения в стационарный комектор с последующим выделением полукоксовой мелочи Способ осуществляют в устройстве, включающем камеру сжигания, снабженную нижним стыковочным узлом на входе для соединения со стояком печи и регувруемой системой орошения на выходе, расположенной на расстоянии 0,5 — 15 диаметра. Камера сжигания оборудована верхним стыковочным узлом для соединения со стационарным коллектором и смонтирована на тележке с возможностью перемещения по направляющим эстакады над стояками коксовых печей 2 слф-пы. 5 ил. 3 табп

1419138

Изобретение относится к коксохимическому производству, а именно к способам бездымной загрузки коксовых печей и устройствам для их осуществления.

Целью изобретения является повышение эффективности бездымной загрузки за счет снижения количества выбросов вредных компонентов в атмосферу и твердых

ОТХОДОВ.

На фиг. 1 изображено устройство для бездымной загрузки коксовых печей, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. Э вЂ” камера сжигания, разрез; на фиг. 4 — разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 — выполнение устройства при одном гаэосборнике на батарее коксовых печей.

Устройство для бездымной загрузки коксовых печей включает камеру сжигания

1, снабженную нижним стыковочным узлом

2 на выходе и приспособлениями 3 и 4 для подвода топливного rasa и воды. а также стационарный коллектор 5 для отсоса продуктов горения газов загрузки. Камера сжигания 1 имеет на выходе регулируемую систему орошения 6 (см, фиг. 3 и 4). расположенную в ней по длине, равной 0.5-1.5 диаметра, оборудована верхним стыковочным узлом (патрубком) 7 для соединения с коллектором 5 и смонтирована на тележке 8 с возможностью передвижения по направляющим 9 эстакады 10 над стояками 11 коксовых печей. Камера сжигания 11 снабжена патрубком 12, насосом 13. емкостью 14. раструбом 15. имеющим горелку 14, раструбом

15, имеющим горелку 16. трубопроводом 17 для перелива воды и лотком 18.

Устройство работает следующим образом. Камеру сжигания 1 на тележке 8 передвигают и устанавливают над открытым стояком 11 (после его чистки) коксовой печи, подготавливаемой для выдачи кокса. Открывают патрубок 12 стационарного коллектора 5. в котором поддерживают разрежение

100-300 мм вод.ст., и производят соединение камеры сжигания 1 с коллектором 5 посредством верхнего стыковочного узла 7 и со стояком 11 нижним стыковочным устройством 2 (стыковка со стояком на период выдачи кокса может и не производиться, отсос в этом случае осуществляют "зонтом"). В таком положении производится выдача кокса и обработка печи перед загрузкой. Продукты сгорания при выдаче кокса существенно разбавляются воздухом. в связи с чем их максимальная температура не превышает 100 — 150 С и не требуется включение насоса 13. После подготовки коксовой печи к загрузке включают подачу воды иэ приспособления 4 (трубопровода с патрубками и вентилями у каждой печи) в

10 l5

Э5

45 буферную емкость 14. При установке над стояком 11 буферная емкость 14 и раструб

15 для направления газа в горелку 16 (см. фиг. 3 и 4) совмещаются с соответствующими патрубками на приспособлениях 4 и 3 для подачи воды и газа, включают насос 13 для подачи воды из орошение. Опускают (если стыковку не производят) нижнее стыковочное устройство 2 камеры сжигания 1, соединяя ее со стояком 11. Включают подачу газа иэ приспособления 3 в раструб 15 и производят розжиг горелки 16 с использованием тепла кладки коксовой печи. За счет разрежения в камере сжигания 1 и инжекционного воздействия топливного газа иэ патрубка приспособления 3 происходит всасывание гаэовоздушной смеси в горелку

16 и ее воспламенение в проходной насадке, в которую поступает также раскаленный поток газа иэ коксовой печи. Возможный перелив воды по трубопроводу 17 поступает в лоток 18. Производят выпуск шихты (термоподготовленной или влажной) иэ бункеров углезагруэочной машины 19 с помощью стабилизаторов истечения (на фиг. не показаны), обеспечивающих баланс между скоростью поступления шихты в коксовую печь и необходимой интенсивностью отсоса газов.

Газы загрузки с температурой 600-8000С (второе значение для термоподготовленной шихты) отсасывают с двух сторон коксовой печи через стояки 11 (при наличии двух гаэосборников) или с одной стороны через стояк 11. а с другой — через специальный люк 20 (см. фиг. 5), обеспечивая разрежение в стояках 10-40 мм вод.ст. Разница разрежения в стационарном коллекторе 5 (по 300 мм вод.ст,) и в стояках 11 компенсируется подсосами воздуха через окна 21 в кожухе

22 камеры сжигания 1. окна в диффузоре 23 (первичный воздух) и розетку 24 (вторичный воздух) (см, фиг. 3), За счет подсоса воздуха образуется гаэовоэдушная смесь. которая воспламеняется и контролируется от срыва пламенем горелки 16. Лопатки (на фиг. не показаны) у окон диффуэора 23 и в розетке

24 установлены под углом 30-45 С, в результате чего поток приобретает вращательное движение. Процесс сжигания газов интенсифицируется стабилизаторами пламени 25, которые способствуют обратному току раскаленных продуктов сгорания и образованию таким образом второго фронта зажигания. Температура продуктов сгорания достигает (кратковременно) 70010000Ñ, а стенки камеры сжигания

400-6000С. В конце камеры сжигания 1 (по длине 0,5-1,5 ее диаметра) производят орошение продуктов сгорания водой. Длину системы орошения 6, включающей кольцевой

1419138 трубопровод с форсункой (см. фиг. 3), устанавливают иэ расчета того, чтобы содержание горючих компонентов в продуктах сгорания не превышало 1-4 об.!ь (с помощью газоаналиэатора), что обеспечивает безопасную полноту сжигания газов и паров смолы и в то же время не дает возможности сгорать частицам вынесенного угля.

Температура продуктов сгорания за системой орошения 6 100-150 С. Качественная характеристика частиц образующейся полукоксовой мелочи; Н 4.5 — 5.5, А 15-20=,ь, у 1,783-1,786 г/см . Орошенные продукты э сгорания вместе с парами воды и капельной влагой поступают в стационарный коллектор 5 через выходной узел (патрубок) 7 камеры сжигания 1, в котором при необходимости могут дополнительно орошаться водой из форсунки 26 (см. фиг. 3,4), Охлаждение камеры сжигания 1 осуществляется в результате подсоса воздуха через окна 21 в ее кожухе 22 (см. фиг. 3). Воздух обтекает ребра 27 камеры сжигания 1, которые увеличивают поверхность теплопередачи, и затем поступает в окна диффузора 23 (первичный воздух) на горение. Таким образом, организуется изолирующая прослойка воздуха, предохраняющая нефутерованную (или футерованную только плиткой или обмаэкой) стенку камеры сжигания 1 от перегрева и обслуживающий персонал от ожогов, Эффективность охлаждения возрастает примерно в два раза при подаче в охлаждающий воздух воды на испарение через форсунки 28. Температура воздуха в кожухе около 50-130 С. Продукты сгорания в стационарном коллекторе 5 охлаждают естественным путем или дополнительным орошением до температуры 70-90 С, при которой происходит конденсация паров воды и выпадение частиц полукокса. В связи с тем, что пары смолы практически отсутствуют, исключается образование фусов, а образующийся полукоксовый шлам легко транспортируется в шламовый ящик в конце коллектора 5. а оттуда подается на обезвоживание, например, на фильтр-пресс. либо в отстойники тушильной башни, после чего используется как готовый продукт или как присадка к шихте. Частично очищенные продукты сгорания из коллектора 5 поступают в стационарную (при наличии беспылевой выдачи кокса — в общую) систему очистки и отсоса газов, после чего сбрасываются в атмосферу. Камеру сжигания 1 перемещают на следующую печь, готовую к выдаче кокса. На загруженной печи стояк

11 закрывают, и печь подключают к газосборнику. Регулировку системы орошения 6 (cM, фиг. 3) осуществляют с помощью стопорного устройства 29 и водопровода, соединенного гибким шлангом 30, который присоединен к нагнетагельному трубопроводу насоса 13. Кожух 22 выполнен разьем5 ным по осевой линии.

Предлагаемый способ загрузки позволяет перейти на работу с одним гаэосборником. при котором на батарее коксовых печей одну из камер сжигания передвигают по на10 правляющим 9 над стояками 11, а вторую— над люками 20 со стороны, противоположной гаэосборнику (см. фиг. 5) Операции и параметры процесса при этом те же, что описанные выше.

15 Загрузку саморастекающейся термоподготовленной шихты. загружаемой углеэагруэочной машиной или по трубопроводам. можно осуществлять с отсосом и сжиганием газов всего лишь с одной стороны. Беэдым20 ную загрузку влажной шихты, хотя и менее эффективно, можно также осуществлять при одностороннем отсосе и сжигании газов в камере с включением гидро- или пароинжекции на период планирования со

25 стороны расположения газосборника. Односторонний отсос и сжигание газов приемлемы также и для загрузки трамбованной шихты.

В табл. 1 и 2 представлены результаты

30 проведенных исследований. Иэ приведенных в табл. 1 и 2 данных видна правомерность выбранных пределов технологических и конструктивных параметров.

В табл.. 3 даны сравнительные значения, 35 полученные при осуществлении способа и выполнении известного и предлагаемого устройств. иэ которых видно, что существенно повышается эффективность бездымной загрузки за счет снижения содержания взве40 шенных частиц (угольной пыли, смолы, других горючих компонентов) в сбрасываемых продуктах сгорания (от 2-3 до 0,08 — 0,1 э гlм при термоподготовленной и от 0.3 — 0,5 до 0,04-0.06 г/м при влажной шихте), сни3

45 жаются выбросы в атмосферу газов иэ коксовой печи, во-первых. из-за того, что в камере сжигания производят отсос газов перед выдачей и во время выдачи кокса, а во-вторых, в результате исключения образо50 вания "мешков" по краям коксовой печи и обеспечения постоянного в течение загрузки более глубокого разрежения в подсводовом пространстве (в основании стояков от (-3) — (+5) до (-5) - (-10) при термоподготовлен55 ной и от (-5К+15) до (-15) — (-30) мм вод.ст. при влажной шихте), Несмотря на то. что сжигание газов загрузки термоподготовленной шихты происходит более эффективно (в известном 5-8 об. $, а в предлагаемом способе до 1-4

1419138

Таблица 1

Обоснование выбора пределов разрежения в стационарном коллекторе"

Разрежение в стояке, мм вод.ст

Остаточная концентрация горючих компонентов. об. $

Количество твердых частиц, вынесенных ээ одну загрузку. кг

Разрежение в коллекторе. мм вод.ст

Качество пол коксовой мелочи

Содержание взвешенных частиц в сбрасываемых продуктах сгорания. гlм

Ч а, % y4„, г/см

Те ми чески n oro товленная шихта

5 (не обеспечена бездымностьь)

50(подсос газов иэ гаэосборника) 0,5

45

3,5

1,800

0,08

350

1,0

2.5

4.0

7,0 (взрывоопэсная концента ия

17

4.5

5,0

5,5

7,0

1.786

1,784

1.783

1.761

0.08

0,09

0,1

0.2 об. ), процесс протекает при более низких температурах в связи с увеличением разрежения эа камерой сжигания (в стационарном коллекторе) от 85-100 до 100-300 мм вод.ст., и, следовательно, с увеличением подсоса воздуха, а также в результате применения регулируемой системы орошения продуктов сгорания. При этом температура в камере сжигания снижается от 11001200 С до 900-1000 С для термоподготовленной и от 800-850 до 600-700 С для влажной шихты, соответственно на выходе из камеры от 950-1000 до 140-160 С и от

400 — 600 до 90 — 120 С. Преимуществом является то, что эа одну загрузку на 10-70 кг снижается количество твердых отходов. а полученный твердый продукт (полукоксовая мелочь) может быть использован в качестве отощающей добавки к шихте или для целей агломерации.

8 связи с тем, что при организованном ,сжигании газов образуются продукты практически гюлного сгорания горючих компонентов, инертные по условиям взрывоопасности и не содержащие паров смолы, их можно обьединять с газообразными продуктами при выдаче кокса, и следовательно, испольэовать одну установку для отсоса и очистки.

Отделение газов загрузки от газов цикла коксования (загрузку ведут с отключенными газосборниками) позволяет снизить зольность смолы, уменьшить содержание окислов азота в прямом коксовом газе, отказаться от одного из газосборников и автоматыэировать процесс поддержания его гидродинамического режима.

5 Таким образом, предлагаемые способ и устройство позволяют практически полностью исключить вредные выбросы наверху коксовых печей. предотвратить загрязнения побочных продуктов коксования, ликви1О дировать нарушение гидравлического режима в газосборниках, вместо твердых отходов получить полукоксовую мелочь, пригодную для дальнейшего использования, в связи с идентичностью продуктов сго15 рания применить одну и ту же систему отсоса и очистки газов для бездымной загрузки и беспылевой выдачи кокса и, следовательно. повысить рациональность нагрузки на оборудование.

20 Предлагаемый сгюсоб и устройство для бездымной загрузки коксовых печей могут быть использованы и для влажной, и термоподготовленной шихты (в последнем случае на бункерах углезагрузочной машины с вер25 хними телескопами для беспылевого набора шихты и патрубками для отвода запыленного воздуха), а также при загрузке беэ углезагруэочной машины, т.е. с подачей угля по трубопроводам или трамбованной шихты.

30 (56) Авторское свидетельство СССР

t4 427041, кл. С 10 8 31/02, 1972.

1419138

Продолжение табл. 1

Разрежение в стоРазрежениее в коллекторе, мм вод.ст

Содержание взвешенных частиц в сбрасываемых продуктах сгорания, г/м

Каче и мелочи,т, гlсм яке. мм вод.ст

Влажная шихта Количество воздуха, подаваемого для организованного сжигания, зависит от состава и количества поступающих газов загрузки. а это. в свою очередь. определяется уровнем нагрева камеры коксования, составом шихты, температурой стенок коксовой печи и т.д. В данном случае он составляет 2,5-3 м на 1 м газов загрузки. з з

Таблица 2

Обоснование выбора пределов расположения системы орошения по длине камеры при разрежении в стационарном коллекторе 200 мм вод.ст.

350

Количество твердых частиц, вынесенных за од ну загрузку, кг

Остаточная кон центрация горючих компонентов, об. 3

0,2

1,0

3,0

4.0

8,0 (взрывоопасная концента ия

24

19

16

3,8

4,3

4.8

5,4

6,5

1,794

1.785

1,784

1,783

1,765

0,04

0,04

0,05

0,06

00.1

1419138

Таблица 3

Показатель

Известный

П е агаемый

Термоподготовленная шихта

Влажная шихта

Термоподготовленная шихта

Влажная шихта

17.0-17,5

11,0-12,0 (не пригоден для полного заполнения коксовой печи) Количество загружаемой шихты, т

17,0-17,5

15,0-15,5

Количество образующихся продуктов сгорания при отсосе, м /т шихты

Разрежение (-) давление (+). мм вод.ст. в стояках коксовой печи в основании стояков за камерой сжигания

Температура. С газов, выходящих из стояков в камере сжигания на выходе из камеры сжигания образующегося шлама охлаждающего воздуха (без футеровки камеры)

Содержание взвешенных частиц в сбрасываемых продуктах сгорания, г I м

Недожог горючих компонентов. об. Я

Твердые отходы (в шламе) 35-40

23-29

45-50

35-37 (-3)-(+20) (-5X+15) (-85К-100) 0-(+10) (-ЗК+5) (-85)+100) (-10Н-20) (-5)-(-10) (-100H-З00) (-20К-40) (-15)+30) (-100)-(-300) 800

900-1000

800

1100-1200

600

800-850

600

600-700

950-1000

90-95

400-600

75-85

150-160

50-60

90-120

30-40

20-300

100-110

100-130

40-50

2/3

0,3-0.5

0.08-0, 1

0,04-0,06

5-8

Уголь со смолистыми веществами

1,0-1,5

Оэоленный до

40-50 уголь

1-4

1-4

Нет

Нет

Количество твердых отходов за одну загрузку, кг

Продукт, пригодный для полезного использования после обезвоживания (отстоя) шлама

Количество используемого полезного и о кта. кг

50-70

10-20

Нет

Нет

Полукоксовая мелочь

Полукоксовая мелочь

Нет

Нет

50-70

Нет

Нет

10-20

Сравнительные данные при осуществлении известных и предлагаемых способов и устройств

1419138

1f У

Формула изобретения

1. Способ бездымной загрузки коксовых печей, включающий подачу угольной шихты в печь, отсос газов загрузки через стояки, их организованное сжигание, последующие орошение водой и пылеулавливание, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности бездымной загрузки эа счет снижения количества выбросов и твердых отходов, сжигают газы загрузки на выходе иэ стояков коксовой печи, а по достижении остаточного содержания горючих компонентов 1 — 4 об, $ продукты горения орошают водой, при этом отсос и сжигание газов загрузки производят при разрежении. равном 100 - 300 мм вод.ст.

2. Устройство для бездымной загрузки коксовых печей, включающее камеру сжигания, снабженную нижним стыковочным

5 узлом на входе и приспособлением для подвода топливного газа, узел пылеулавливания, систему орошения. отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности бездымной загрузки эа счет снижения

0 количества газообразных выбросов и твердых отходов. оно снабжено камерой сжигания, оборудованной верхним стыковочным узлом для соединения со стационарным коллектором. и тележкой, установленной

15 на направляющих над стояками или спецклюками коксовых печей, при этом система орошения размещена в камере сжигания на длине, равной 0,5 - 1,5 диаметра.

1419138

1419138

Составитель И. Попов

Техред М, Моргентал

Редактор Г.Мельникова коРРектоР М. Петрова

Тираж

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5

Заказ 3467

Подписное

Производственно-издательский комбинат Патент", г, Умгород, ул.Гагарина, 101