установка и способ сухого тушения кокса
| Классы МПК: | C10B39/02 сухое охлаждение вне печи |
| Автор(ы): | Данилин Евгений Алексеевич (UA) |
| Патентообладатель(и): | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-техническое предприятие "Котлоэнергопром" (UA) |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2008-07-09 публикация патента:
27.12.2009 |
Изобретение может быть использовано в коксохимической промышленности. В камере тушения кокса 1 производят сухое тушение кокса за счет пропускания через слой кокса охлаждающего агента. Циркуляция охлаждающего агента в камере тушения кокса 1 осуществляется с помощью системы циркуляции 2 охлаждающего агента, которая снабжена котлом-утилизатором 3 и дымососом 83. Выгрузку кокса производят с помощью средства для непрерывной выгрузки кокса 4, к которому примыкает контур циркуляции 6 газовой смеси. Контур рециркуляции 5 охлаждающего агента связывает средство для непрерывной выгрузки кокса 4 с системой циркуляции 2 охлаждающего агента. Дополнительный котел-утилизатор 7 соединен с контуром циркуляции 6 газовой смеси и с системой циркуляции 2 охлаждающего агента. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 табл., 2 ил. 
Формула изобретения
1. Установка сухого тушения кокса, содержащая:
a) камеру тушения кокса,
b) систему циркуляции охлаждающего агента, включающую котел-утилизатор и средство для отвода избыточного объема охлаждающего агента из системы циркуляции охлаждающего агента,
c) средство для непрерывной выгрузки кокса из камеры тушения кокса,
d) контур рециркуляции охлаждающего агента, связывающий средство для непрерывной выгрузки кокса с системой циркуляции охлаждающего агента,
e) контур циркуляции газовой смеси, примыкающий к средству для непрерывной выгрузки кокса, отличающаяся тем, что
f) установка сухого тушения кокса содержит дополнительный котел-утилизатор, который связан с контуром циркуляции газовой смеси и/или с системой циркуляции охлаждающего агента.
2. Установка сухого тушения кокса по п.1, отличающаяся тем, что дополнительный котел-утилизатор содержит теплообменник и реактор, содержащий, по меньшей мере, одно горелочное устройство, а также снабженный дымососом.
3. Установка сухого тушения кокса по п.1, отличающаяся тем, что реактор дополнительного котла-утилизатора связан с системой циркуляции охлаждающего агента, а горелочное устройство дополнительного котла-утилизатора связано со средством для непрерывной выгрузки кокса.
4. Способ сухого тушения кокса, включающий:
a) дозированную загрузку кокса в камеру тушения кокса,
b) охлаждение кокса в камере тушения кокса охлаждающим агентом, который циркулирует в системе циркуляции охлаждающего агента,
c) подачу кокса из камеры тушения кокса в средство для непрерывной выгрузки кокса с одновременным отводом охлаждающего агента из указанной системы циркуляции охлаждающего агента в средство для непрерывной выгрузки кокса,
d) отвод охлаждающего агента из средства для непрерывной выгрузки кокса в систему циркуляции охлаждающего агента посредством контура рециркуляции охлаждающего агента,
e) отвод избыточного объема охлаждающего агента из системы циркуляции охлаждающего агента,
f) циркуляцию газовой смеси в средстве для непрерывной выгрузки кокса посредством контура циркуляции газовой смеси с одновременным обеспыливанием кокса в указанном средстве,
g) выгрузку кокса из средства для непрерывной выгрузки кокса на транспортное средство, отличающийся тем, что
h) производят отвод избыточного объема охлаждающего агента из системы циркуляции охлаждающего агента и/или производят отвод газовой смеси из контура циркуляции газовой смеси в дополнительный котел-утилизатор, в котором охлаждающий агент и/или газовую смесь подвергают термической обработке с последующей утилизацией тепла отходящих газов.
5. Способ сухого тушения кокса по п.4, отличающийся тем, что охлаждающий агент и/или газовую смесь обогащают топливом и/или воздухом перед подачей в дополнительный котел-утилизатор.
6. Способ сухого тушения кокса по п.4, отличающийся тем, что термическую обработку охлаждающего агента и/или газовой смеси в дополнительном котле-утилизаторе производят при температуре 700-1100°С.
7. Способ сухого тушения кокса по п.4, отличающийся тем, что производят обеспыливание охлаждающего агента и/или газовой смеси перед подачей в дополнительный котел-утилизатор.
Описание изобретения к патенту
Настоящая группа изобретений относится к коксохимической промышленности и может быть использована в установках сухого тушения кокса (далее УСТК).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Способы сухого тушения кокса и устройства их реализующие основываются на охлаждении кокса в камере тушения кокса охлаждающим агентом, который циркулирует в системе циркуляции охлаждающего агента (см. Теплитский М.Г. и др. Сухое тушение кокса, М., «Металлургия», 1971, патент US № 3895448, опубл. 22.07.1975; патент US № 4141795, опубл. 27.02.1979). Камера тушения кокса представляет собой вертикально расположенную шахту, футерованную огнеупорной кладкой, в которую с помощью средства дозированной загрузки подают кокс. Тушение кокса в камере тушения кокса осуществляется пропусканием через слой кокса охлаждающего агента, который инертен по отношению к коксу. Во время прохождения охлаждающего агента через слой кокса происходит теплообмен, в результате которого кокс отдает свое тепло охлаждающему агенту, который затем отводится из камеры тушения кокса в систему циркуляции охлаждающего агента. Система циркуляции охлаждающего агента содержит, как правило, фильтр грубой очистки, обычно выполненный в виде пылеосадительного бункера, котел-утилизатор, представляющий собой относительно герметичную камеру, в которой размещены теплообменные поверхности, которым охлаждающий агент отдает тепло, и средство для отвода избыточного объема охлаждающего агента из системы циркуляции охлаждающего агента. После котла-утилизатора установлен фильтр тонкой очистки охлаждающего агента, выполненный в виде циклона, затем следует тягодутьевое устройство, например дымосос. Во время работы УСТК часть системы циркуляции охлаждающего агента постоянно находится под значительным разрежением, что приводит к присосам воздуха в систему циркуляции охлаждающего агента.
В систему циркуляции охлаждающего агента входит свеча, в качестве средства для отвода избыточного объема охлаждающего агента, который образуется в системе циркуляции охлаждающего агента в результате присосов воздуха.
В результате, УСТК работает в определенном аэродинамическом режиме, а именно в верхней части камеры тушения кокса поддерживают значение давления, близкое к атмосферному (так называемый - аэродинамический ноль), что предотвращает выброс охлаждающего агента во время загрузки кокса в камеру тушения кокса, а также предотвращает попадание в охлаждающий агент воздуха, присутствие которого в охлаждающем агенте приводит к угару кокса. Поддержание в верхней части камеры тушения кокса аэродинамического ноля осуществляется за счет отвода избыточного объема охлаждающего агента в атмосферу через свечу системы циркуляции охлаждающего агента. Свеча системы циркуляции охлаждающего агента установлена после тягодутьевого устройства. В процессе работы УСТК в нижней части камеры тушения кокса значение давления превышает атмосферное на 200-300 кгс/м2, вследствие большого сопротивления кокса во время прохождения охлаждающего агента через кокс, что приводит к выбросам охлаждающего агента из камеры тушения кокса в момент выгрузки кокса на транспортное средство, например конвейер. Для того, чтобы предотвратить выброс охлаждающего агента из нижней части камеры тушения кокса, устанавливают средство для непрерывной выгрузки кокса, в котором создают значение давления, равное атмосферному, так называемый «аэродинамический затвор». Значение давления в средстве для непрерывной выгрузки кокса, которое равно атмосферному, создают с помощью контура рециркуляции охлаждающего агента и контура циркуляции газовой смеси. Контур рециркуляции охлаждающего агента связан со средством для непрерывной выгрузки кокса и системой циркуляции охлаждающего агента, что позволяет уменьшить разрежение в средстве для непрерывной выгрузки кокса и обеспечить безопасную выгрузку кокса на транспортное средство, а также позволяет предотвратить выбросы в атмосферу охлаждающего агента. Контур циркуляции газовой смеси, как правило, представляет собой контур, который примыкает к средству для непрерывной выгрузки кокса. По контуру циркулирует газовая смесь, которая образовалась в процессе смешения охлаждающего агента с воздухом, поступающего в контур циркуляции газовой смеси в результате присоса через средство для непрерывной выгрузки кокса. Циркуляция газовой смеси осуществляется за счет использования дымососа, установленного в контуре циркуляции газовой смеси. Также в контуре циркуляции газовой смеси устанавливается пылеулавливающий циклон, предназначенный для уменьшения износа дымососа, а также увеличения эффективности обеспыливания кокса. Контур циркуляции газовой смеси уменьшает вероятность выброса охлаждающего агента в процессе эксплуатации УСТК, а также позволяет достигнуть эффективного обеспыливания кокса и позволяет обеспечить эффективную дегазацию кокса, а именно удалить охлаждающий агент из пор кокса и межкускового пространства.
Определение величины присоса воздуха в систему циркуляции охлаждающего агента осуществляется в процессе работы УСТК. Так, во время работы УСТК датчик давления, который расположен в верхней части УСТК, постоянно контролирует значение давления в верхней части камеры тушения кокса. При увеличении давления в верхней части камеры тушения кокса происходит сброс избыточного объема охлаждающего агента из системы циркуляции охлаждающего агента через свечу в атмосферу. Во время сброса избыточного объема охлаждающего агента через свечу в атмосферу производят измерения количества охлаждающего агента с помощью известных средств, например расходомеров. После чего определяют, какой избыточный объем охлаждающего агента был сброшен в атмосферу в единицу времени (ч). Затем делят полученное значение на значение количества охлаждающего агента, которое пришлось на тушение кокса в камере тушения кокса за тот же промежуток времени (ч), после чего получают коэффициент присоса воздуха. На основании коэффициента присоса воздуха судят об эффективности работы УСТК. Коэффициент присоса воздуха в УСТК может составлять до 15%. При коэффициенте присоса воздуха, равном 15% и более, УСТК останавливают на капитальный ремонт.
АНАЛОГ
Известны установка и способ сухого тушения кокса (патент RU 2111230, С10В 39/02, опубл. 20.05.1998).
Установка сухого тушения кокса содержит:
a) камеру тушения кокса,
b) систему циркуляции охлаждающего агента, включающую котел-утилизатор и средство для отвода избыточного объема охлаждающего агента из системы циркуляции охлаждающего агента,
c) средство для непрерывной выгрузки кокса из камеры тушения кокса,
d) контур рециркуляции охлаждающего агента, связывающий средство для непрерывной выгрузки кокса с системой циркуляции охлаждающего агента.
Способ сухого тушения кокса включает:
a) дозированную загрузку кокса в камеру тушения кокса,
b) охлаждение кокса в камере тушения кокса охлаждающим агентом, который циркулирует по контуру циркуляции охлаждающего агента,
c) подачу кокса из камеры тушения кокса в средство для непрерывной выгрузки кокса с одновременным отводом охлаждающего агента из упомянутой системы циркуляции охлаждающего агента в средство для непрерывной выгрузки кокса,
d) отвод охлаждающего агента из средства для непрерывной выгрузки кокса в систему циркуляции охлаждающего агента посредством контура рециркуляции,
e) отвод избыточного объема охлаждающего агента из системы циркуляции охлаждающего агента,
f) выгрузку кокса из средства для непрерывной выгрузки кокса на транспортное средство.
Конструктивной особенностью известной УСТК и воплощенного в ней способа является то, что УСТК оснащена дополнительным контуром рециркуляции охлаждающего агента, который соединен со средством для непрерывной выгрузки кокса и системой циркуляции охлаждающего агента. Система циркуляции охлаждающего агента снабжена средством для отвода избыточного объема охлаждающего агента в виде свечи. Поддержание в верхней части камеры тушения кокса аэродинамического ноля осуществляется за счет сброса в атмосферу избыточного объема охлаждающего агента через вышеуказанную свечу.
Недостатком УСТК и реализованного в ней способа является то, что поддержание в верхней части камеры тушения кокса аэродинамического ноля осуществляется за счет сброса избыточного объема охлаждающего агента в атмосферу через свечу, что приводит к загрязнению окружающей среды. Известно, что охлаждающий агент содержит около 6% окиси углерода, теплотворная способность которой составляет 3270 ккал/м 3. Таким образом, в известной УСТК не используется химическое тепло, которое содержится в охлаждающем агенте. Сброс охлаждающего агента в атмосферу приводит к неэффективной утилизации тепла, содержащегося в охлаждающем агенте, и загрязнению окружающей среды.
ПРОТОТИП
Известны установка и способ сухого тушения кокса (а.с. SU 1600329, С10В 39/02, опубл. 07.02.1992).
Установка сухого тушения кокса содержит:
a) камеру тушения кокса,
b) систему циркуляции охлаждающего агента, включающую котел-утилизатор и средство для отвода избыточного объема охлаждающего агента из системы циркуляции охлаждающего агента,
c) средство для непрерывной выгрузки кокса из камеры тушения кокса,
d) контур рециркуляции охлаждающего агента, связывающий средство для непрерывной выгрузки кокса с системой циркуляции охлаждающего агента,
e) контур циркуляции газовой смеси, примыкающий к средству для выгрузки кокса.
Система циркуляции охлаждающего агента содержит в качестве средства для отвода избыточного объема охлаждающего агента из указанной системы циркуляции свечу для отвода охлаждающего агента. Контур циркуляции газовой смеси содержит свечу для сброса газовой смеси.
Способ сухого тушения кокса включает:
a) дозированную загрузку кокса в камеру тушения кокса,
b) охлаждение кокса в камере тушения кокса охлаждающим агентом, который циркулирует в системе циркуляции охлаждающего агента,
c) подачу кокса из камеры тушения кокса в средство для непрерывной выгрузки кокса с одновременным отводом охлаждающего агента из указанной системы циркуляции охлаждающего агента в средство для непрерывной выгрузки кокса,
d) отвод охлаждающего агента из средства для непрерывной выгрузки кокса в систему циркуляции охлаждающего агента посредством контура рециркуляции охлаждающего агента,
e) отвод избыточного объема охлаждающего агента из системы циркуляции охлаждающего агента,
f) циркуляцию газовой смеси в средстве для непрерывной выгрузки кокса посредством контура рециркуляции газовой смеси с одновременным обеспыливанием и охлаждением кокса в указанном средстве,
g) выгрузку кокса из средства для непрерывной выгрузки кокса на транспортное средство.
Особенностью известной УСТК и воплощенного в ней способа является то, что поддержание в верхней части камеры тушения кокса аэродинамического ноля осуществляется за счет отвода избыточного объема охлаждающего агента из системы циркуляции охлаждающего агента и сброса его в атмосферу через свечу системы циркуляции охлаждающего агента. Другой особенностью известной УСТК является сброс в атмосферу газовой смеси через свечу контура циркуляции газовой смеси. Также особенностью УСТК является то, что сброс из контура циркуляции газовой смеси производится в атмосферу в объеме, равном величине присосов охлаждающего агента и воздуха.
Недостатком УСТК и реализованного в ней способа является то, что при отводе избыточного объема охлаждающего агента из системы циркуляции охлаждающего агента через свечу в известной УСТК не используется химическое тепло, которое содержится в охлаждающем агенте. Отвод избыточного объема охлаждающего агента в атмосферу приводит к неэффективной утилизации химического тепла, содержащегося в охлаждающем агенте, а также к загрязнению окружающей среды.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Основной задачей настоящей группы изобретений является усовершенствование установки сухого тушения кокса и способа сухого тушения кокса, что позволяет увеличить эффективность утилизации тепла, содержащегося в коксе.
Также задачей настоящей группы изобретений является разработка установки сухого тушения кокса и способа сухого тушения кокса, которые позволяют уменьшить загрязнение окружающей среды окисью углерода.
Поставленная задача группы изобретений достигается за счет использования химического тепла, содержащегося в охлаждающем агенте и/или газовой смеси, которые отводят из средства для непрерывной выгрузки кокса и/или из системы циркуляции охлаждающего агента в дополнительный котел-утилизатор, в котором охлаждающий агент и/или газовую смесь подвергают термической обработке с последующей утилизацией тепла отходящих газов, которые образовались в результате термической обработки указанного охлаждающего агента и/или газовой смеси, в дополнительном котле-утилизаторе.
Также поставленная задача группы изобретений достигается за счет усовершенствования аэродинамического режима в установке сухого тушения кокса, который позволяет увеличить организованный присос воздуха в средство для непрерывной выгрузки кокса и дополнительно утилизировать физическое тепло кокса.
УСТАНОВКА СУХОГО ТУШЕНИЯ КОКСА
Поставленная задача достигается тем, что в известной установке сухого тушения кокса, содержащей:
а) камеру тушения кокса,
b) систему циркуляции охлаждающего агента, включающую котел-утилизатор и средство для отвода избыточного объема охлаждающего агента из системы циркуляции охлаждающего агента,
c) средство для непрерывной выгрузки кокса из камеры тушения кокса,
d) контур рециркуляции охлаждающего агента, связывающий средство для непрерывной выгрузки кокса с системой циркуляции охлаждающего агента,
e) контур циркуляции газовой смеси, примыкающий к средству для непрерывной выгрузки кокса,
согласно заявляемому изобретению
f) установка сухого тушения кокса содержит, по меньшей мере, один дополнительный котел-утилизатор, который связан с контуром циркуляции газовой смеси и/или с системой циркуляции охлаждающего агента.
Использование дополнительного котла-утилизатора обеспечивает повышение эффективности утилизации тепла, содержащегося в коксе, за счет использования химического тепла, содержащегося в охлаждающем агенте и/или газовой смеси, которые подвергают термической обработке в дополнительном котле-утилизаторе.
В частном варианте выполнения установки сухого тушения кокса дополнительный котел-утилизатор содержит теплообменник и реактор, содержащий, по меньшей мере, одно горелочное устройство, а также снабжен дымососом.
В частном варианте выполнения установки сухого тушения кокса реактор дополнительного котла-утилизатора связан с системой циркуляции охлаждающего агента, а горелочное устройство дополнительного котла-утилизатора связано со средством для непрерывной выгрузки кокса.
СПОСОБ СУХОГО ТУШЕНИЯ КОКСА
При реализации способа сухого тушения кокса поставленная задача достигается тем, что в известном способе, содержащем:
a) дозированную загрузку кокса в камеру тушения кокса,
b) охлаждение кокса в камере тушения кокса охлаждающим агентом, который циркулирует в системе циркуляции охлаждающего агента,
c) подачу кокса из камеры тушения кокса в средство для непрерывной выгрузки кокса с одновременным отводом охлаждающего агента из упомянутой системы циркуляции охлаждающего агента в средство для непрерывной выгрузки кокса,
d) отвод охлаждающего агента из средства для непрерывной выгрузки кокса в систему циркуляции охлаждающего агента посредством контура рециркуляции охлаждающего агента,
e) отвод избыточного объема охлаждающего агента из системы циркуляции охлаждающего агента,
f) циркуляцию газовой смеси в средстве для непрерывной выгрузки кокса посредством контура рециркуляции газовой смеси с одновременным обеспыливанием кокса в указанном средстве,
g) выгрузку кокса из средства для непрерывной выгрузки кокса на транспортное средство,
согласно заявляемому изобретению
h) производят отвод избыточного объема охлаждающего агента из системы циркуляции охлаждающего агента и/или производят отвод газовой смеси из контура циркуляции газовой смеси в дополнительный котел-утилизатор, в котором охлаждающий агент и/или газовую смесь подвергают термической обработке с последующей утилизацией тепла отходящих газов.
Термическая обработка охлаждающего агента и/или газовой смеси с последующей утилизацией тепла отходящих газов обеспечивает повышение утилизации тепла, содержащегося в коксе, за счет использования химического тепла, которое содержится в охлаждающем агенте и/или газовой смеси.
В частном варианте выполнения способа сухого тушения кокса охлаждающий агент и/или газовую смесь обогащают топливом и/или воздухом перед подачей в дополнительный котел-утилизатор. Обогащение топливом и/или воздухом охлаждающего агента и/или газовой смеси перед подачей в дополнительный котел-утилизатор обеспечивает эффективное обеззараживание охлаждающего агента и/или газовой смеси, в которых содержится окись углерода.
В частном варианте выполнения способа сухого тушения кокса термическую обработку охлаждающего агента и/или газовой смеси в дополнительном котле-утилизаторе производят при температуре 700-1100°С. Термическая обработка охлаждающего агента и/или газовой смеси при температуре 700-1100°С обеспечивает эффективную утилизацию химического тепла, содержащегося в охлаждающем агенте и/или газовой смеси, а также приводит к снижению окиси углерода (СО) в отходящих газах.
В частном варианте выполнения способа сухого тушения кокса производят обеспыливание охлаждающего агента и/или газовой смеси перед подачей в дополнительный котел-утилизатор. Это позволяет уловить коксовую пыль, для сжигания которой требуется температура свыше 2000°С, и увеличить надежность работы дополнительного котла-утилизатора.
ЧЕРТЕЖИ
Фиг.1 - предпочтительная компоновка установки сухого тушения кокса;
фиг.2 - частный пример выполнения установки сухого тушения кокса.
ВЫПОЛНЕНИЕ УСТАНОВКИ СУХОГО ТУШЕНИЯ КОКСА
Предпочтительный вариант выполнения установки сухого тушения кокса изображен на фиг.1, в соответствии с которым установка содержит:
a) камеру тушения кокса 1,
b) систему циркуляции 2 охлаждающего агента, связывающую камеру тушения кокса 1 с котлом-утилизатором 3,
c) средство для непрерывной выгрузки кокса 4 из камеры тушения кокса 1,
d) контур рециркуляции 5 охлаждающего агента, связывающий средство для непрерывной выгрузки кокса 4 с системой циркуляции 2 охлаждающего агента,
e) контур циркуляции 6 газовой смеси, примыкающий к средству для непрерывной выгрузки кокса 4.
Также установка сухого тушения кокса содержит дополнительный котел-утилизатор 7, который связан с контуром циркуляции 6 газовой смеси и/или с системой циркуляции 2 охлаждающего агента.
Дополнительный котел-утилизатор 7 снабжен дымососом 81. При этом дополнительный котел-утилизатор 7 включает теплообменник 9 и реактор 10, содержащий горелочное устройство 11.
Дополнительный котел-утилизатор 7 связан с системой циркуляции 2 охлаждающего агента посредством трубопровода 121 , который является средством для отвода избыточного объема охлаждающего агента из системы циркуляции 2 охлаждающего агента. На трубопроводе 121 смонтирован регулятор 141.
Горелочное устройство 11 дополнительного котла-утилизатора 7 связано с контуром циркуляции 6 газовой смеси трубопроводом 12 2, на котором установлен регулятор 142 подачи газовой смеси из контура циркуляции 6 газовой смеси в горелочное устройство 11 дополнительного котла-утилизатора 7.
Контур циркуляции 6 газовой смеси снабжен дымососом 82 , пылеочистителем 13 и регулятором 143 подачи газовой смеси в средство для непрерывной выгрузки кокса 4.
Система циркуляции 2 охлаждающего агента содержит дымосос 8 3, а контур рециркуляции 5 снабжен регулятором 144 для регулирования подачи охлаждающего агента из средства для непрерывной выгрузки кокса 4 в систему циркуляции 2 охлаждающего агента.
В верхней части камеры тушения кокса 1 установлен датчик давления 15, а под средством для непрерывной выгрузки кокса 4 размещено транспортное средство 16, на которое выгружают кокс из средства для непрерывной выгрузки кокса 4.
Также в установке сухого тушения кокса дополнительный котел-утилизатор 7 снабжен газоходом 17, установленным после дымососа 81, для удаления отходящих газов из дополнительного котла-утилизатора 7.
РАБОТА УСТАНОВКИ СУХОГО ТУШЕНИЯ КОКСА
Работа заявляемой установки сухого тушения кокса (см. фиг.1) осуществляется следующим образом.
Раскаленный кокс с помощью погрузчиков (на фигурах не показаны) загружают в камеру тушения кокса 1. В камере тушения кокса 1 производят сухое тушение кокса за счет пропускания через слой кокса охлаждающего агента. Циркуляция охлаждающего агента в камере тушения кокса 1 осуществляется с помощью системы циркуляции 2 охлаждающего агента, которая снабжена котлом-утилизатором 3 и дымососом 83. Кокс, вследствие действия сил гравитации, из камеры тушения кокса 1 поступает в средство для непрерывной выгрузки кокса 4. Одновременно с указанным перемещением кокса, в средство для непрерывной выгрузки кокса 4 поступает охлаждающий агент из системы циркуляции 2 охлаждающего агента. Из средства для непрерывной выгрузки кокса 4 производят отвод охлаждающего агента в систему циркуляции 2 охлаждающего агента через контур рециркуляции 5 охлаждающего агента. Также производят отвод избыточного объема охлаждающего агента из средства для непрерывной выгрузки кокса 4 в контур циркуляции 6 газовой смеси. Наряду с этим избыточный объем охлаждающего агента из системы циркуляции 2 охлаждающего агента поступает через регулятор 141 и трубопровод 121 в реактор 10 дополнительного котла-утилизатора 7.
В упомянутом контуре циркуляции 6 газовой смеси происходит смешение избыточного объема охлаждающего агента с воздухом, который поступает в контур циркуляции 6 газовой смеси через средство для непрерывной выгрузки кокса 4, вследствие подсоса воздуха из атмосферы. Смешение избыточного охлаждающего агента и воздуха в контуре циркуляции 6 газовой смеси приводит к образованию газовой смеси, которая отводится из упомянутого контура циркуляции 6 по трубопроводу 122 в горелочное устройство 11 дополнительного котла-утилизатора 7. Регулирование количества газовой смеси в контуре циркуляции 6 газовой смеси осуществляется с помощью регулятора 143 и дымососа 82 с учетом давления в верхней части камеры тушения 1, регистрируемого датчиком давления 15.
Также в контуре циркуляции 6 газовой смеси происходит обеспыливание газовой смеси с помощью пылеуловителя 13. При этом регулирование объемов подачи газовой смеси из контура циркуляции 6 газовой смеси в горелочное устройство 11 дополнительного котла-утилизатора 7 осуществляется регулятором 142.
В дополнительном котле-утилизаторе 7 происходит термическая обработка избыточного объема охлаждающего агента и/или газовой смеси при температуре 700-1100°С, в результате чего образуются отходящие газы, которые отдают тепло теплообменнику 9, после чего отходящие газы отводятся из дополнительного котла-утилизатора 7 с помощью дымососа 81 в атмосферу по газоходу 17.
Охлажденный кокс, прошедший процесс тушения, из средства для непрерывной выгрузки кокса 4 поступает на транспортное средство 16 и удаляется из рабочей зоны УСТК.
На фиг.2 изображен частный пример выполнения установки сухого тушения кокса, согласно которому горелочное устройство 11 дополнительного котла-утилизатора 7 связано с контуром циркуляции 6 газовой смеси посредством трубопровода 122, а реактор 10 дополнительного котла-утилизатора 7 связан трубопроводом 123 с регулятором 142. В этом случае отвод избыточного объема охлаждающего агента осуществляется через средство для непрерывной выгрузки кокса 4 в дополнительный котел-утилизатор 7, а регулирование отвода производят регулятором 143.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ СПОСОБА СУХОГО ТУШЕНИЯ КОКСА
ПРИМЕР 1
В УСТК, компоновка которой представлена на фиг.1, производительность составляла 52 т/ч по коксу. Контролировали значение давления в камере тушения кокса 1 с помощью датчика давления 15, расположенного в верхней части камеры тушения кокса 1. Коэффициент присоса воздуха в систему циркуляции 2 охлаждающего агента составил 6,08%.
Согласно заявляемому способу сухого тушения кокса проводили:
a) дозированную загрузку кокса в камеру тушения кокса 1 по мере разгрузки коксовых печей (на чертежах не показаны), в которых был получен кокс методом коксования,
b) охлаждение кокса в камере тушения кокса 1 охлаждающим агентом, для чего подавали 74000 м3 /ч охлаждающего агента по системе циркуляции 2 охлаждающего агента в камеру тушения кокса 1,
c) по мере выгрузки кокса температурой 250°С из камеры тушения кокса 1 в средство для непрерывной выгрузки кокса 4 осуществляли отвод 11500 м 3/ч охлаждающего агента температурой 170°С из контура циркуляции 2 охлаждающего агента в средство для непрерывной выгрузки кокса 4,
d) поступивший в средство для непрерывной выгрузки кокса 4 охлаждающий агент с температурой 170°С в объеме 11500 м3/ч в результате контакта с коксом, имеющим температуру 250°С, нагревался до температуры 220°С. После чего производили отвод охлаждающего агента в объеме 11000 м3/ч из средства для непрерывной выгрузки кокса 4 по контуру рециркуляции 5 охлаждающего агента в систему циркуляции 2 охлаждающего агента. Также производили отвод избыточного объема охлаждающего агента температурой 220°С в объеме 500 м 3/ч в контур циркуляции 6 газовой смеси, в котором смешивали избыточный охлаждающий агент с газовой смесью. При этом объем газовой смеси, имеющей температуру 200°С и циркулирующей в контуре циркуляции 6 газовой смеси, в установившемся режиме составлял 15000 м3/ч,
e) производили отвод 4000 м3/ч избыточного объема охлаждающего агента температурой 170°С из системы циркуляции 2 охлаждающего агента по трубопроводу 121 в реактор 10 дополнительного котла-утилизатора 7, в котором охлаждающий агент термически обрабатывали при температуре 1000°С. В результате термической обработки охлаждающего агента в дополнительном котле-утилизаторе 7 происходило дожигание СО (выделялось химическое тепло), что позволило увеличить эффективность утилизации тепла, содержащегося в коксе,
f) также производили отвод газовой смеси в объеме 1800 м 3/ч из контура циркуляции 6 по трубопроводу 122 в горелочное устройство 11 дополнительного котла-утилизатора 7. В дополнительном котле-утилизаторе 7 газовую смесь подвергали термической обработке при температуре 1000°С с последующей утилизацией тепла отходящих газов с помощью теплообменника 9 дополнительного котла-утилизатора 7,
g) в результате термической обработки газовой смеси в дополнительном котле-утилизаторе 7 происходило дожигание СО (выделялось химическое тепло), что позволило увеличить эффективность утилизации тепла, содержащегося в коксе,
h) в процессе отвода газовой смеси из контура циркуляции 6 газовой смеси в горелочное устройство 11 дополнительного котла-утилизатора 7 осуществляли введение топлива, например коксового газа, в газовую смесь, с целью поддержания стабильного температурного режима в реакторе 10 дополнительного котла-утилизатора 7,
i) затем газы, отходящие из дополнительного котла-утилизатора 7, с помощью дымососа 8 1 по газоходу 17 отводили в атмосферу,
j) производили выгрузку кокса из средства для непрерывной выгрузки кокса 4 на транспортное средство 16, с помощью которого удаляли охлажденный кокс из рабочей зоны УСТК.
В таблице 1 представлены данные о заявляемом способе сухого тушения кокса, который реализован в соответствии с вышеупомянутым примером.
| ТАБЛИЦА 1 | ||
| Показатель | Ед. измерения | Значение |
| 1. Количество газовой смеси, которая циркулировала в контуре циркуляции 6 газовой смеси | м3/ч | 15000 |
| 2. Количество избыточного объема охлаждающего агента, который отводили из системы циркуляции 2 охлаждающего агента в дополнительный котел-утилизатор 7 | м3/ч | 4000 |
| 3. Количество газовой смеси, которую отводили из средства для непрерывной выгрузки кокса 4 в дополнительный котел-утилизатор 7 | м3/ч | 1800 |
| 4. Концентрация окиси углерода (СО), содержащейся в охлаждающем агенте, который отводили в реактор 10 дополнительного котла-утилизатора 7 из системы циркуляции 2 охлаждающего агента | % | 12 |
| 5. Количество топлива (коксовый газ), которое подали в горелочное устройство 11 | м3/ч | 300 |
| 6. Количество перегретого пара давлением 4 МПа и температурой 440°С, дополнительно полученного при термической обработке окиси углерода (СО) в дополнительном котле-утилизаторе 7 | т/ч | 1,7 |
| 7. Температура охлаждающего агента, который отводили из системы циркуляции 2 охлаждающего агента в дополнительный котел-утилизатор 7 | °С | 170 |
| 8. Температура газовой смеси, которую отводили из контура циркуляции 6 газовой смеси в дополнительный котел-утилизатор 7 | °С | 200 |
| 9. Температура кокса, который выгружали на транспортное средство 16 из средства для непрерывной выгрузки кокса 47 | °С | 200 |
| 10. Температура газов, отходящих из дополнительного котла-утилизатора 7 | °С | 180 |
| 11. Количество воздуха, поступившего в результате организованного подсоса воздуха в средство для непрерывной выгрузки кокса 4 | м3/ч | 1300 |
| 12. Увеличение эффективности утилизации тепла в УСТК за счет дожигания окиси углерода (СО) | % | 7,0 |
| 13. Количество окиси углерода (СО), содержащейся в 1 м3 газов, отходящих от дополнительного котла-утилизатора 7 | % | 0,01 |
ПРИМЕР 2
В УСТК, компоновка которой представлена на фиг.2, производительность составляла 52 т/ч по коксу. Контролировали значение давления в камере тушения кокса 1 с помощью датчика давления 15, расположенного в верхней части камеры тушения кокса 1. Коэффициент присоса воздуха в систему циркуляции 2 охлаждающего агента составил 6,08%.
Согласно заявляемому способу сухого тушения кокса проводили:
a) дозированную загрузку кокса в камеру тушения кокса 1 по мере разгрузки коксовых печей (на чертежах не показаны), в которых был получен кокс методом коксования,
b) охлаждение кокса в камере тушения кокса 1 охлаждающим агентом, для чего подавали 74000 м3 /ч охлаждающего агента по системе циркуляции 2 охлаждающего агента в камеру тушения кокса 1,
c) по мере поступления кокса температурой 250°С из камеры тушения кокса 1 в средство для непрерывной выгрузки кокса 4 осуществляли отвод 15500 м 3/ч охлаждающего агента температурой 170°С из контура циркуляции 2 охлаждающего агента в средство для непрерывной выгрузки кокса 4; производили подсос воздуха в количестве 1300 м3 /ч,
d) поступивший в средство для непрерывной выгрузки кокса 4 охлаждающий агент с температурой 170°С в объеме 15500 м3/ч в результате контакта с коксом, имеющим температуру 250°С, нагревался до температуры 220°С. После чего производили отвод охлаждающего агента в объеме 11000 м3/ч из средства для непрерывной выгрузки кокса 4 по контуру рециркуляции 5 в систему циркуляции 2 охлаждающего агента. Также производили отвод избыточного объема охлаждающего агента с температурой 220°С в объеме 4500 м3/ч из средства для непрерывной выгрузки кокса 4 в контур циркуляции 6 газовой смеси. Объем газовой смеси, имеющей температуру 200°С и циркулирующей в контуре циркуляции 6 газовой смеси, в установившемся режиме составлял 15000 м3/ч; осуществляли подсос воздуха в количестве 1300 м3/ч,
e) производили отвод газовой смеси в объеме 5800 м3/ч из контура циркуляции 6 газовой смеси в реактор 10 и горелочное устройство 11, при этом 800 м3/ч по трубопроводу 122 направляли в горелочное устройство 11 дополнительного котла-утилизатора 7, а 5000 м3/ч направляли по трубопроводу 123 в реактор 10 дополнительного котла-утилизатора 7. Регулирование объемов подачи газовой смеси в реактор 10 и горелочное устройство 11 осуществляли с помощью регулятора 142,
f) в дополнительном котле-утилизаторе 7 газовую смесь подвергали термической обработке при температуре 1000°С с последующей утилизацией тепла отходящих газов с помощью теплообменника 9 дополнительного котла-утилизатора 7,
g) в результате термической обработки газовой смеси в дополнительном котле-утилизаторе 7 происходило дожигание СО (выделялось химическое тепло), что позволило увеличить эффективность утилизации тепла, содержащегося в коксе,
h) в процессе отвода газовой смеси из средства для непрерывной выгрузки кокса 4 в горелочное устройство 11 дополнительного котла-утилизатора 7 осуществляли введение топлива и воздуха, например коксового газа, в газовую смесь, с целью поддержания стабильного температурного режима в реакторе 10 дополнительного котла-утилизатора 7,
i) затем газы, отходящие из дополнительного котла-утилизатора 7, с помощью дымососа 81 по газоходу 17 отводили в атмосферу,
j) производили выгрузку кокса из средства для непрерывной выгрузки кокса 4 на транспортное средство 16, с помощью которого удаляли остывший кокс из рабочей зоны УСТК.
В таблице 2 представлены данные о заявляемом способе сухого тушения кокса, который реализован в соответствии с вышеупомянутым примером 2.
| ТАБЛИЦА 2 | ||
| Показатель | Ед. измерения | Значение |
| 1. Количество газовой смеси, которая циркулировала в контуре циркуляции 6 газовой смеси | м3/ч | 15000 |
| 2. Количество газовой смеси, которую отводили из контура циркуляции 6 газовой смеси в дополнительный котел-утилизатор 7 | м3/ч | 5800 |
| 3. Концентрация окиси углерода (СО), содержащейся в газах, которые отводят из контура циркуляции 6 газовой смеси в средство для выгрузки кокса 4 | % | 12 |
| 4. Количество перегретого пара при давлении 4 МПа и температуре 440°С, дополнительно полученного при термической обработке окиси углерода (СО) в дополнительном котле-утилизаторе 7 | т/ч | 1,7 |
| 5. Количество топлива (коксового газа), которое вводили в горелочное устройство 11 | м3/ч | 300 |
| 6. Температура газовой смеси, которую отводили из контура циркуляции 6 газовой смеси в дополнительный котел-утилизатор 7 | °С | 200 |
| 7. Температура кокса, который выгружали на транспортное средство 15 из средства для непрерывной выгрузки кокса 4 | °С | 200 |
| 8. Температура газов, отходящих из дополнительного котла-утилизатора 7 | °С | 180 |
| 9. Количество воздуха, поступившего в результате организованного присоса воздуха в средство для непрерывной выгрузки кокса 4 | м3/ч | 1300 |
| 10. Увеличение эффективности утилизации тепла в УСТК за счет дожигания окиси углерода (СО) | % | 7,0 |
| 11. Количество окиси углерода (СО), содержащейся в 1 м3 газов, отходящих от дополнительного котла-утилизатора 7 | % | 0,01 |
Полученные данные, характеризующие работу заявленного способа, реализованного в установках сухого тушения кокса, приведены в таблице 3.
| ТАБЛИЦА 3 | |||
| Показатель | Ед. измерения | Пример 1 | Пример 2 |
| 1. Количество газовой смеси, которую отводили в дополнительный котел-утилизатор 7 | м3/ч | 1800 | 5800 |
| 2. Избыточный объем охлаждающего агента, который отводили в дополнительный котел-утилизатор 7 | м3/ч | 4000 | - |
| 3. Температура газовой смеси, которую отводили в дополнительный котел-утилизатор 7 | °С | 200 | 200 |
| 4. Температура охлаждающего агента, который отводили в дополнительный котел-утилизатор 7 | °С | 170 | - |
| 5. Концентрация окиси углерода, содержащейся в охлаждающем агенте, который отводили в дополнительный котел-утилизатор 7 | % | 12 | 12 |
| 6. Количество перегретого пара при давлении 4 МПа и температуре 440°С, дополнительно полученного при термической обработке окиси углерода (СО) в дополнительном котле-утилизаторе 7 | т/ч | 1,7 | 1,7 |
| 7. Температура кокса, который выгружали на транспортное средство из средства для непрерывной выгрузки кокса | °С | 200 | 200 |
| 8. Увеличение эффективности утилизации тепла в УСТК за счет дожигания окиси углерода (СО) | % | 7,0 | 7,0 |
Как следует из приведенных таблиц, использование заявляемой группы изобретений увеличивает эффективность работы УСТК за счет использования химического тепла, которое выделяется при дожигании окиси углерода (СО), содержащейся в охлаждающем агенте и/или газовой смеси, что обеспечивает повышение эффективности утилизации тепла, содержащегося в коксе, и уменьшает загрязнение окружающей среды.
Класс C10B39/02 сухое охлаждение вне печи
