энерготехнологическая установка для охлаждения кокса и термической подготовки шихты
Классы МПК: | C10B57/10 сушка C10B39/02 сухое охлаждение вне печи |
Автор(ы): | Забежинский Л.Д., Дорман Е.И., Пермяков Е.А. |
Патентообладатель(и): | Восточный научно-исследовательский углехимический институт |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-12-07 публикация патента:
20.05.1995 |
Использование: организация теплообмена между сыпучими средами. Сущность изобретения: установка содержит устройство для теплообмена кокса с шихтой, выполненное в виде шахты, разделенной продольной перегородкой на камеру охлаждения кокса и камеру нагрева шихты, связанные между собой теплообменными элементами в виде тепловых труб или пакетов, размешенных в шахматном порядке в обеих камерах с расположением испарительных участков труб в камере охлаждения кокса. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
1. ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ КОКСА И ТЕРМИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ, содержащая устройство для теплообмена кокса с шихтой, отличающаяся тем, что устройство для теплообмена выполнено в виде шахты, разделенной продольной перегородкой на камеру охлаждения кокса и камеру нагрева шихты, связанные между собой теплообменными элементами в виде тепловых труб и/или их пакетов, размещенных в шахматном порядке в обеих камерах, причем испарительные участки тепловых труб расположены в камере охлаждения кокса. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что перегородка между камерой охлаждения и камерой нагрева выполнена термически тонкой, например, металлической или металлокерамической. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что камера охлаждения кокса снабжена дополнительным по меньшей мере одним теплообменным элементом с проточным теплоносителем. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что установка снабжена источниками инертного газа повышенного давления, сообщенными с испарительными концами тепловых труб через запорный вентиль.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к коксохимической промышленности и может быть использовано в других отраслях, где необходимо организовать теплообмен между двумя сыпучими средами. Известно техническое решение, согласно которому теплообмен между горячим коксом и шихтой осуществляется с помощью газового теплоносителя, пропускаемого через установку для охлаждения кокса и затем пропускаемого через угольную шихту для ее нагрева [1]Общим у аналога и изобретения является наличие отдельных камер охлаждения кокса и нагрева шихты, причем кокс и шихта непосредственно не соприкасаются. Недостаток аналога состоит в том, что возможен вынос мелких частиц кокса газовым теплоносителем и попадание их в угольную шихту, а также из-за прохождения газа по замкнутому контуру перенос мелких частиц шихты в камеру охлаждения кокса и загрязнение последнего. Установка фильтров на горячем газе для улавливания частиц кокса и шихты весьма затруднительна. Принципиальное отличие аналога от заявляемого решения заключается в том, что тепло переносится газом путем непосредственного контакта последнего с сыпучими средами, что пpиводит к взаимопроникновению их частиц, необходим мощный вентилятор для прокачки газа через сыпучие среды. Наиболее близким техническим решением является установка для охлаждения кокса и термической подготовки шихты [2]
Главный недостаток установки взаимопроникновение частиц кокса и шихты несмотря на наличие грохота-сепаратора, 1,5% и более от общего количества шихты попадает в кокс и примерно столько же коксовой мелочи, образовавшейся при истирании кокса в барабане, попадает в шихту. Это ухудшает, в конечном итоге, качество кокса, на 1,5% снижает максимально возможную производительность коксовой печи. Недостатком данной установки является также значительное выделение пыли и газов. Кроме того, установка весьма громоздка, содержит несколько агрегатов, каждый из которых имеет собственный электропривод, требует большого количества обслуживающего и ремонтного персонала. Задачей изобретения является устранение указанных недостатков при сохранении эффективности теплообмена на достаточном уровне, повышение качества кокса при одновременном упрощении и удешевлении установки, особенно путем снижения капитальных затрат. Задача решается за счет того, что в энерготехнологической установке, содержащей устройство для теплообмена между коксом и шихтой, последнее выполнено в виде шахты, разделенной продольной перегородкой на камеру охлаждения кокса и камеру нагрева шихты, связанные между собой теплообменными элементами в виде тепловых труб и/или их пакетов, размещенных в шахматном порядке в обеих камерах, причем испарительные участки тепловых труб расположены в камере охлаждения кокса. Задача решается также за счет того, что перегородка между камерой охлаждения кокса и камерой нагрева шихты выполнена термически тонкой, например металлической или металлокерамической, в камере охлаждения кокса размещен, по меньшей мере, один теплообменный элемент с проточным теплоносителем и установка снабжена источниками инертного газа повышенного давления, связанными с испарительными концами тепловых труб через запорный вентиль. Выполнение теплообменного устройства в виде шахты, разделенной продольной перегородкой на две камеры, одна из которых предназначена для охлаждения кокса, а другая для нагрева шихты и установки тепловых труб, испарительные концы которых размещены в камере охлаждения кокса, а конденсационные в камере нагрева шихты, позволит обеспечить эффективный косвенный теплообмен между коксом и угольной шахтой, благодаря чему отпадает необходимость в установке сепараторов для их разделения. Осуществление косвенного теплообмена между коксом и шихтой позволит также улучшить качество шихты за счет предотвращения попадания в нее кокса, уменьшить потери шихты с коксом, сократить выбросы пыли и газов благодаря сокращению количества аппаратов в установке и благодаря "мягкому режиму" теплообмена. В качестве промежуточного теплоносителя в тепловых трубах преимущественно используется жидкость, образующая двухфазную среду в рабочей зоне температур. При испарении и конденсации такого теплоносителя коэффициент теплоотдачи на 1-2 порядка выше, чем при использовании однофазного теплоносителя, внутреннее термическое сопротивление теплообменного элемента (тепловой трубы) пренебрежимо мало по сравнению с сопротивлением внешнего теплообмена трубы с сыпучей средой, таким образом, суммарная теплопередача определяется лишь коэффициентами теплоотдачи сыпучих сред к трубе. Теплообменные элементы могут быть выполнены в виде вертикально установленных пакетов, в которых тепловые трубы расположены параллельно одна другой и при необходимости защищены общим покрывающим листом кожухом от абразивного износа и от проникновения мелких частиц кокса или шихты в углубления между трубами, где могут образоваться изоляционные прослойки. Шахматное расположение тепловых труб и их пакетов позволяет при теплообмене с сыпучей средой на каждой последующей ступени восстанавливать температурный напор между слоем сыпучей среды и поверхностью трубы, так как слой кокса, находящийся в средине и имеющий более высокую температуру, при переходе в следующий ряд теплообменных элементов оказывается только относительно холодной поверхности. Для непрерывного движения кокса и пpедотвращения его зависания расстояние (по горизонтали) между трубами и пакетами должно быть не меньше восьми максимальных размеров кусков кокса (0,8-0,9 м). Соединение тепловых труб в пакеты, особенно при наличии кожуха, приводит к повышению жесткости и прочности теплообменного элемента, а также способствует повышению качества кокса за счет плавного продвижения его без дробления вдоль плоской поверхности кожуха (стержнеподобное движение). Выполнение перегородки термически тонкой, т.е. с малым термическим сопротивлением по толщине
![энерготехнологическая установка для охлаждения кокса и термической подготовки шихты, патент № 2035489](/images/patents/438/2035036/948.gif)
![энерготехнологическая установка для охлаждения кокса и термической подготовки шихты, патент № 2035489](/images/patents/438/2035035/955.gif)
![энерготехнологическая установка для охлаждения кокса и термической подготовки шихты, патент № 2035489](/images/patents/438/2035035/955.gif)
![энерготехнологическая установка для охлаждения кокса и термической подготовки шихты, патент № 2035489](/images/patents/438/2035036/948.gif)
Класс C10B39/02 сухое охлаждение вне печи