Способ бездымной загрузки коксовых печей и устройство для его осуществления — SU 1419138 (original) (raw)

(51) 5 С 10 В 27 04 С 10 В 31 02 СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) Хаджиогло АВ Семисалов П.НКуропятник Г.Н.;Терентьев КА Зеленский И.Н.; Азимов АА; КопыловМ.М; Марапупец Г.НДавыденко В.МСорочан В,ТЦеатунов Ф,СКраузе АИ.(54) СПОСОБ БЕЗДЫМНОЙ ЗАГРУЗКИ КОКСОВЫХ ПЕЧЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(7) Изобретение относится к коксохимическомупроизводству. Способ и устройство позволеот повысить эффективность бездымной загрузки попуить из твердых выбросов полукоксовую меловСпособ бездымной загрузки коксовых печей, ецючающий подачу угольной шихты в печь, отсос газов загрузки, их организованное сжигание на выходе из стояков коксовой печи при разрежении в стационарном коллекторе 100 - 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 регуввзуемой системой орошения на выходе, расположенной на расстоянии 0,5 - 1,5 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 табпИзобретение 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 - 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 газа 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) в50 мени 25, которые способствуют обратному току раскаленных продуктов сгорания и образованию таким образом второго фронта зажигания. Температура продуктов сгора ния достигает (кратковременно) 7001000 С, а стенки камеры сжигания 400-6000 С. В конце камеры сжигания 1 (по длине 0,5-1,5 ее диаметра) производят орошение продуктов сгорания водой. Длину системы орошения 6, включающей кольцевой 5 10 15 20 25 30 Э 5 40 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 600-8000 С (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 газовинтенсифицируется стабилизаторами пла 1419138трубопровод с форсункой (см, фиг, 3), устанавливают из расчета того, чтобы содержание горючих компонентов в продуктах сгорания не превышало 1-4 об. (с помощью газоаналиэатора), что обеспечивает безопасную полноту сжигания газов и паров смолы и в то же время не дает воэможности 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 продуктызсгорания 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 газо- сборнику. Регулировку системы орошения 6 (см, фиг. 3) осуществляют с помощью стопорного устройства 29 и водопровода, соединенного гибким шлангом 30, которыйприсоединен к нагнетательному трубопроводу насоса 13. Кожух 22 выполнен раэьем 5 ным по осевой линии,Предлагаемый способ загрузки позволяет перейти на работу с одним газосборником, при котором на батарее коксовых печейодну из камер сжигания передвигают по на 10 правляющим 9 над стояками 11, а вторую -над люками 20 со стороны, противоположной гаэосборнику (см, фиг, 5) Операции ипараметры процесса при этом те же, чтоописанные выше,15 Загрузку саморастекающейся термоподготовленной шихты. загружаемой углеэагруэочной машиной или по трубопроводам.можно осуществлять с отсосом и сжиганиемгазов всего лишь с одной стороны, Бездым 20 ную загрузку влажной шихты, хотя и менееэффективно, можно также осуществлятьпри одностороннем отсосе и сжигании газов в камере с включением гидро- или пароинжекции на период планирования со25 стороны расположения газосборника. Односторонний отсос и сжигание газов приемлемы также и для загрузки трамбованнойшихты.В табл. 1 и 2 представлены результаты30 проведенных исследований. Иэ приведенныхв табл. 1 и 2 данных видна правомерностьвыбранных пределов технологических и конструктивных параметров.В табл., 3 даны сравнительные значения,35 полученные при осуществлении способа и выполнении известного и предлагаемого устройств. из которых видно, что существенноповышается эффективность бездымной загрузки эа счет снижения содержания взве 40 шенных частиц (угольной пыли, смолы,других горючих компонентов) в сбрасываемых продуктах сгорания (от 2-3 до 0,08 - 0,1эгlм при термоподготовленной и от 0.3 - 0,5до 0,04-0.06 г/м при влажной шихте), сни 345 жаются выбросы в атмосферу газов иэ коксовой печи, во-первых. из-за того, что вкамере сжигания производят отсос газовперед выдачей и во время выдачи кокса, аво-вторых, в результате исключения образо 50 вания "мешков" по краям коксовой печи иобеспечения постоянного в течение загрузки более глубокого разрежения в подсводовом пространстве (в основании стояков от(-3) - (+5) до (-5) - (-1 О) при термоподготовлен 55 ной и от (-5 К+15) до (-15) - (-30) мм вод.ст,при влажной шихте),Несмотря на то. что сжигание газов загрузки термоподготовленной шихты происходит более эффективно (в известном 5-8об. , в в предлагаемом способе до 1-41419138 Таблица 1 Обоснование выбора пределов разрежения в стационарном коллекторе Разрежение в стояке, мм вод.стОстаточная концентрация горючих компонентов. об.Количество твердых частиц,вынесенных ээ од. ну загрузку. кгРазрежение в коллекторе.мм вод ст Качество пол коксовой мелочи Содержание вэвешенмых частиц в сбрасываемых продуктах сгорания.г/м Те ми чески полго товленнэя шихта 5 (ме обеспечена бездымность)10 30 40 50(подсос газов иэгээосборника) 0,5 50 45 23 3,5 1,800 0,08 100 200 300 350 50 60 10 80 1,0 2.5 4,0 7,0 (взрывоопэсная концента ия 20 17 15 12 4.5 5,0 5,5 7,0 1.186 1,784 1.783 1,761 0.080,090,10,2 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, э также в результате применения регулируемой системы орошения продуктов сгорания. При этом температура в камере сжигания снижается от 1100- 1200 ОС 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.В связи с тем, что при организованном ,сжигании газов образуются продукты практически гюлного сгорания горючих компонентов, инертмые по условиям взрывоопасности и не содержащие паров смолы, их можно обьедимять 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 газосбормикэми) 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 иустройство позволяют практически полностью исключить вредные выбросы наверху коксовых печей. предотвратить загрязнения побочных продуктов коксования, ликви О дировать нарушение гидравлическогорежима в гэзосборниках, вместо твердых отходов получить полукоксовую мелочь, пригодную для дальнейшего использования, в связи с идентичностью продуктов сго рания применить одну и ту же системуотсоса и очистки газов для бездымной загрузки и беспылевой выдачи кокса и, следовательно. повысить рациональность нагрузки на оборудование.20 Предлагаемый сгюсоб и устройство длябездымной загрузки коксовых печей могут быть использованы и для влажной, и термоподготовлемной шихты (в последнем случае на бункерах углезэгрузочмой машины с вер хмими телескопами для беспылевого наборашихты и патрубкэми 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 СССРМ 427041, кл. С 10 8 31/02, 1972., г/см яке, ммвод,ст вынесенных за одгрузку, кг Влажн шихта 3,8 4,3 4.8 5,4 1 О 15 20 30 13 Количество воздуха, подаваемого для организованного сжигания, зависит от состава и количества поступающих газов загрузки, а зто, 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 систем камеры при разрежении в стационарном коллект орошения по длинее 200 мм вод.ст. 50 00 00 00 50 5 10 30 40 50 Остаточная концентрация горючих компонентов, об, 3 0,2 1,0 3,0 4.0 0 (взры воопасная онцента ия 1,794 1.785 1,784 1,783 1,765 Содержание взвешенных частиц в сбрасываемых продуктах сгорания,г/м 0,04 0,04 0,05 0.06 00.1(не пригоден для полного заполнения коксовой печи)Количество загружаемойшихты, т 17,0-17,5 15,0-15,5 Количество образующихся продуктэов сгорания при отсосе, м /т шихтыРазрежение (-) давление (+). мм вод.ст.в стояках коксовой печи в основании стояков за камерой сжигания Температура. Сгазов, выходящих из стоя кою.в камере сжигания на выходе из камеры сжиганияобразующегося шлама охлаждающего воздуха (без футеровки камеры)Содержание взвешенных частиц в сбрасываемых продуктах сгорания, г/мэ Недожог горючих компонентов. об.Твердые отходы (в шламе) 35-40 23-29 45-50 35-37150-16050-60 90-12030-40 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 веществами1,0-1,5Оэоленный 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) шламаКоличество используемого полезного и о кта, кг 50-70 10-20 Нет Нет Полукоксовая мелочьНет Нет 50-70 Нет Нет 10-20 Сравнительные данные при осуществлении известных и предлагаемых способов и устройствФормула изобретения1. 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 загрузкикоксовых печей, включающее камеру сжигания, снабженную нижним стыковочным 5узлом 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 Составитель И. ПоповТехред М, Моргентал Редактор Г,Мельникова Корректор М. Петрова Тираж НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 45 Заказ 3467 Подписное Производственно-издательский комбинат Патент", г, Умгород, ул.Гагарина, 101

Смотреть

Способ бездымной загрузки коксовых печей и устройство для его осуществления