Производство кокса (стр. 2 из 3)
Компактность и полная механизация подачи угля на склад и выдачи его на производство — таковы главные преимущества складов закрытого типа, благодаря которым появляется возможность при определенных условиях (при большом количестве бункеров) производить 100%-ное усреднение углей. Кроме того, появляется возможность совмещения процесса хранения и дозирования углей, т. е. использование, склада закрытого типа как дозировочного отделения.
Склад состоит из типовых секций по восемь бункеров. Поэтому при привязке типового проекта к определенному заводу количество бункеров следует брать кратным восьми. Диаметр бункера 13 м, высота 35 м, емкость 2500 т. Сооружаются бункера из монолитного железобетона в передвижной опалубке. Выпускные воронки бункеров металлические. Для предотвращения зависания угля в воронках имеется пневмообрушивающее устройство.
1 – проходящие конвейеры; 2, 4 – конвейеры; 3 – разгрузочная тележка; 5 – желоб; 6 – сборный конвейер; 7 – автодозатор; 8 – устройство для пневмообрушения; 9 – ресивер сжатого воздуха для пневмообрушения
Рисунок 3 – Закрытый склад угля
4 УГЛЕОБАГАТИТЕЛЬНАЯ ФАБРИКА
Обогащение угля представляет собой процесс, состоящий из нескольких технологических операций обработки, в результате которых в конечном продукте уменьшается содержание минеральных примесей, удаляемых ввиде пустой породы или в виде сростков с углем (промпродукт). Обогащенный продукт называется концентратом.
Обогащение углей, применяемых для коксования, позволяет получать кокс с минимальным содержанием золы и улучшать работу доменных печей и литейных вагранок.
Иногда химический состав золы может быть таким (большое содержание железа, кальция и магния), что она в доменной печи частично выполняет функции руды и флюсов. Однако следует указать, что химический состав золы кокса какого-либо конкретного завода меняется относительно мало, и поэтому при прочих равных условиях общее снижение зольности кокса, безусловно, способствует увеличению производительности доменной печи.
К золе кокса нужно относиться не только как к негорючему балласту, но и с точки зрения вредности минеральных включений, обусловливающих резкое снижение прочности кокса.
Каждый кусочек породы, обладая другими, нежели уголь, физическими константами является инородным телом, которое в процессе образования кокса нарушает однородность структуры кокса и становится очагом развития трещин.
5 КОКСОВЫЙ ЦЕХ
Кокс получается не из отдельных углей, а из смеси углей различных марок, называемой шихтой.
Превращение угольной шихты в кокс является тепловым процессом, проходящим без доступа воздуха. Этот процесс характеризуется сложными химическими, физическими и физико-химическими превращениями при термической деструкции уголь ной загрузки на отдельных стадиях процесса коксообразования.
Весь ход процесса коксования можно в зависимости от температуры нагревания расчленить на пять стадий.
Первая стадия — при нагревании 'приблизительно до 200° С. В течение этой стадии испаряется большая часть воды, содержащейся в угле. Одновременно улетучиваются и адсорбированные углями газы — двуокись углерода, метан и др. Это — стадия сушки.
Вторая стадия — при нагревании от 200 до 350° С. В течение этой стадии образуется немного горючих газов, паров воды (продукт разложения угля) и смолы. К концу этой стадии уголь начинает «размягчаться». На его зернах появляется пленка жидких продуктов разложения. Это — начальная стадия разложения.
Третья стадия — при нагревании в интервале 350 — 500° С (температурные пределы зависят от качества угля). В течение этой стадии уголь интенсивно разлагается, образуется много летучих продуктов полукоксования — смол и газов. В их состав среди других веществ входят парафиновые углеводороды и фенолы. Ослабляются физические связи между макромолекулами, разрываются некоторые химические связи, твердые частицы диспергируются в плавкой массе — образуется пластическая масса. Это — стадия пластического состояния.
Четвертая стадия — при нагревании от 500 до 600° С. В течение этой стадии образуется незначительное количество смол и других летучих, происходит спекание и получается твердый полукокс. Это — стадия образования полукокс а.
Пятая стадия — при нагревании от 600 до 1000° С. В течение этой стадии образуется немного смол, моноциклические ароматические углеводороды и водород и заканчивается процесс образования кокса. Это — стадия образования кокса.
Возможность получения хорошего кокса зависит от протекания всех стадий, но главным образом от поведения угля в течение второй и третьей стадии.
Рисунок 5 – Схема коксовой печи
6 УЛАВЛИВАНИЕ
Огромное значение имеет оптимальный температурный режим охлаждения газа в первичных холодильниках для последующих процессов, улавливания аммиака, бензольных углеводородов и других химических продуктов коксования.
В зависимости от типа Применяемых холодильников — трубчатых с теплопередачей через стенку или непосредственного действия — различают две отличные друг от друга схемы первичного охлаждения газа. Обе эти схемы нашли широкое применение в практике отечественной коксохимической промышленности.
В последние годы в качестве типовой принимается схема первичного охлаждения коксового газа в трубчатых холодильниках, как более экономичная.
На рис. представлена технологическая схема первичного охлаждения коксового газа с применением трубчатых холодильников. По этой схеме коксовый газ, надсмольная вода, смола и Фусы из газосборников 1 отводятся по газопроводу в сепаратор 2, где коксовый газ отделяется от жидкой фазы. Для обеспечения необходимой скорости стекания жидкой фазы газопровод от газосборников до сепаратора укладывается с уклоном 10— 15 мм на каждый погонный метр.
Смесь надсмольной воды, смолы и фусов из сепаратора 2 поступает в механизированный отстойник-осветлитель 3, где из-за резкого уменьшения скорости жидкой фазы она расслаивается вследствие разности плотностей. Фусы, имеющие наибольшую плотность, оседают на дно осветлителя, откуда они непрерывно удаляются скребковым транспортером.
Смола, занимающая в осветлителе промежуточное положение, самотеком через регулятор уровня смолы (смолоотводчик) поступает в заглубленный промежуточный сборник 4, откуда насосом 5 откачивается в механизированное хранилище для смолы 6. Установка механизированных хранилищ емкостью 650 м3 обусловлена тем, что в смоле после осветлителя все еще содержится значительное количество фусов. Последние, оседая на дно хранилищ, удаляются также при помощи скребковых транспортеров.
Отстоявшаяся от смолы и фусов надсмольная вода из верхней части осветлителя поступает в промежуточный сборник 7, из которого насосом 8 подается в газосборники на орошение горя чего газа. Таким образом, надсмольная вода, подаваемая на орошение газооборников, находится в замкнутом цикле: газосборники -> осветлитель -> промежуточный сборник -> газосборники.
Коксовый газ из сепаратора 2 поступает в межтрубное пространство газовых холодильников 9 и охлаждается холодной технической водой, поступающей в трубное пространство холодильников. При температуре входящей охлаждающей воды 20— 25° С коксовый газ охлаждается до 25—30° С.
В связи с большим объемом газа на современных коксохимических заводах устанавливают несколько холодильников, включаемых параллельно или последовательно.
Из холодильников 9 коксовый газ поступает в электрофильтры 10. Охлажденный и очищенный от туманообразной смолы газ засасывается в нагнетатели 11, которые под давлением 1700— 2000 мм вод. ст. транспортируют газ непосредственно в сульфатное отделение.
Конденсат газа из межтрубного пространства холодильников стекает через гидрозатвор 12 в заглубленный промежуточный сборник 13. В этот же сборник через гидрозаторы 14 поступает также конденсат газа из машинного отделения и электрофильтров. Из сборника 13 конденсат газа насосом 15 'подается в отстойник 16, где вода и смола разделяется в результате разности их плотностей. Так как вода легче смолы, то при отстаивании она оказывается над смолой, поэтому и получила название надсмольной.
Рисунок 6 – Технологическая схема охлаждения коксового газа с применением трубчатых холодильников
7 ГАЗОВЫЕ ХОЛОДИЛЬНИКИ
Трубчатые холодильники нашли в последние десять-пятнадцать лет наибольшее применение на вновь построенных и реконструированных коксохимических заводах. Для первичного охлаждения газа устанавливались шестиходовые вертикальные трубчатые холодильники системы Гипрококса рис. поверхностью охлаждения 2100 м2. Производительность этого холодильника по газу равна 10—11 тыс. м*/ч газа, приведенного к нормальным условиям.
Газ движется в межтрубном пространстве, охлаждающая вода — в трубах. Так как коэффициент теплопередачи возрастает с увеличением скорости движения газа и воды, то для увеличения этих скоростей холодильник разделен вертикальными перегородками на шесть секций.