Камера сухого тушения кокса

 

Изобретение относится к камере д/ я сухого тушения кокса и позволяет повысить производительность и снизить угар кокса. Камера 1 сухого тушения кокса включает загрузочное и разгрузочное отверстия 2 и 3, кольцевой сборочный канал 4 с газоотводящими отверстиями 5, узел подачи газа в зону 12 тушения, состоящий из делителя б потока, в котором соосно расположена дутьевая головка 7, и кольцевого канала 8 с отверстиями 9 для подвода газа в камеру 1 тушения. Делитель 6 потока установлен соосно с камерой тушения 1 и выполнен в виде полого цилиндра из огнеупорного кирпича. Делитель 6 потока и дутьевая головка 7 расположены на взаимно перпендикулярных балках-газоходах 10 и 11. Балка 10 предназначена для подвода охлаждающего газа в дутьевую головку 7, а балка 11 - в кольцевой канал 8. 3 ил., 1 табл. (/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 10 В 39/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4685829/26 (22) 03,05.89 (46) 30.12.91, Бюл. № 48 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) M.Ä,Ñàâêà, А.И.Грищенко, И.В.тришкина, О.С.Ересковский, С.К.Успенский, А.Н.Минасов, B.È.Êîñüêoâ, В,С.Кононенко, А.А.Трембач и Е.З.Турибаев (53) 662.741 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 451345, кл. С 10 В 39/02, 1970.

Теплитский М.Г. и Гордон И.З. Сухое тушение кокса. М,: Металлургия, 1971.

Патент СССР ¹ 1025330, кл. С 10 В 39/02, 1980.

Патент СССР N 1009276, кл. С 10 В 39/02, 1980. (54) КАМЕРА СУХОГО ТУШЕНИЯ КОКСА,, Ы,, 1701724 А1 (57) Изобретение относится к камере дая сухого тушения кокса и позволяет повысить производительность и снизить угар кокса.

Камера 1 сухого тушения кокса включает загрузочное и разгрузочное отверстия 2 и 3, кольцевой сборочный канал 4 с газоотводящими отверстиями 5, узел подачи газа в зону 12 тушения. состоящий из делителя 6 потока, в котором соосно расположена дутьевая головка 7, и кольцевого канала 8 с отверстиями 9 для подвода газа в камеру 1 тушения. Делитель 6 потока установлен соосно с камерой тушения 1 и выполнен в виде полого цилиндра из огнеупорного кирпича, Делитель 6 потока и дутьевая головка 7 расположены на взаимно перпендикулярных балках-газоходах 10 и 11. Балка 10 предназначена для подвода охлаждающего газа в дутьевую головку 7, а балка 11 — в кольцевой канал 8. 3 ил., 1 табл.

17011 /24

Изобретение относится к коксохимическому производству, касается устройств для сухого тушения кокса и может быть использовано для охлаждения других сыпучих материалов.

Известна камера сухого трения <окса, Включающая корпус, форкамеру, загрузочl ый и выгруэочный узлы, узел для сркфе:ийной подачи газа в нижнюю часть амвры, по внешней абраэу1ощей камеры оды для вывода газов в ко51ьцевай сбороч1!1ый канал, делитель пото":: кокса, расположенной по центру камерь, поднять и да

1 уровня гаэоотводящих боковых хода!) и фнаб>кенный cvo емай каналов газа, оаспоЙоженнь x по ярусу в 1.1ерхней IBCT."i д !IL)TQ ля.

Даннгй камер. тушения пр!л, ци низкая праизвад!! 8!)b! IGGTb и павь!шенный угар кокса Указзнные недостатки являются

20 следствием н сс OpL!IåíñT88 дутьевага усТ1 ройства, которое не может обеспечить пра.!Гивато !ное охлаждение, TBK как на траектории движени51 потоков газа действу ет рядфакторов, под влиянием которых пра- 25 ,исходит искривлени;. траекторий потоков газа, подаваемого в зону тушения камеры: периферийный oTGop газа, обусловленный наличием фаркамеры; пад ча охпаждающего гаэв в зону туше! ия ат центра к стенке

,камеры тушения (дутьевое устройство рас,положено на оси камеры); влияние сил Объ,8MIIoc0 расширения на потоки газа из-за ,неравномерности охлаждения кокса па вы,соте камерь1, обусловленной первыми двумя причинами.

Из укаэанных факторов наиболее проявляется влияние сил объемного расширения, так как охла>кда!ощий газ гюдается в верхню1о часть зоны тушения с температурой 200"С, в катару!о поступает кокс с температурой 1050 С, Ввиду того, чта силы объемного расширения направлены во все стороны равномерно, то следствием объемного расширения газа являются повышение давления в форкамере, в результаге которого нарушается аэродинамический режим камеры; образование аэродинамического затвора, который препятствует прохождени1О основных потоков газа, искривляя их траектории в сторону стенки камеры. При этом в зоне тушения ни>ке выходных отверстий делителя кокса образуется непротушенный объем кокса с температурой около 800 С. Это приводит к приостановке выгрузки кокса (снижение, .производительности) во избежание его 803горания при транспортировке, сортировке и хранении.

В фаркамере проходит ()еакция 80ссТВ навлени51 СО2 (компонента охлаждающего газа) да СО с угаром кокса

t -- 800 С

СО2+ С = 2CU (1 1

При абъе1лна расширении в форкамеру !!опадает большее количество охлаждающеl а Газа! (Goo i 86T!)T88LILIo СО. > 5, в результате

Уга ) KOKOG ГIОВЬ1ШВЕТС5ь

При л1нагакратнай Циркул51ции Охлажда1ащега газа происходит накопление взрывоопасного, отравляющего газа СО. При ре1 улировании гидрорежима, снижении вэрывоопасности VCTK часть газа сб1)асывается в атмосферу, заГр513н 1я ее СО, Из-за н еco8ep!!1енст! а ра 1; I) pep 8n e! I ил ду! ья время тушения кокса ь 3 их кал ерах в

1, 7 f)833 ба" ьше pBc !8TíoÃÎ, ОООтветс) GOII L! О производи е;1ьность пп коксу ниже 8 1,7 раза, так кактехнология тушения I!83118÷èTåëьно отличается от применяемой в камерах тушени.-: кане рукции ГИПРОКОКСа, Известна также установка сухого тушения кОкса, в камере тушения которой соосна расположено двухсекционное дутьевое устройство, верхняя секция которого расположена в средней части зоны тушения камеры, Охлаждающий газ в верхнюю секци1О подается посредсгвал1 дымасоса отсекции котла с более r 1сокай температурой, чем и нижню!о секцию,г,утьевого устройства

Влияние сил объемного расшире!1ия на траектории потоков газа здесь нроявля отся в меньшей степени, чем в выше Описанной камере тушения. Однако на траектории потоков газа влияет подача газа от цен.ра v, :1ериферии. Конструкция дутьевого устройства не позволяет организовать противаточное охлаждение, Темпе)а1урная воронка в верхней части зоны тушения камеры существует, следовательно, ее производительность ниже QT производительности камеры с противотачным охлаждением, сохраняется повышенный угар кокса, взрывоопасность установки сухого ту1!)ения кокса 38 счет реакции (1).

Кроме тога, глубина утилизации газа ниже (отбирается от котла-утилизатара горя«II1r ), дополнительно применяются дымосос, газаходы, пылеачищающие устройства (циклоны), рабата!Ощие при высокой температуре и требующие термоизоляции и охлаждения (дь!м Ососа).

Конструкция дутьевых устройств рассмотренных камер тушения неприе!.1ле1,1а для строительства камер гушения большой мощности (120 — 200 т/ч), поскольку увеличивается их диаметр, а эта привад1лт к еще

1701724 большему проявлению факторов, влияющих на искривление траекторий потоков газа.

Наиболее близкой к предлагаемой является камера сухого тушения кокса, содержащая корпус с форкамерой и каналов в верхней части для вывода газов, делитель потока кокса. расположенный внутри корпуса, верхний торец которого расположен на уровне гаэоотводящих ходов. Делитель потока выполнен в виде вертикальных стенок, расположенных параллельно на расстоянии

0,06 — 0,15 их высоты и выполненных из труб, которые подсоединены к средствам для циркуляции хладагента. Средства для вывода кокса расположены под каждой зоной охлаждения, образованной вертикальными стенками делителя потока. Камера тушения выполнена с квадратным или прямоугольным сечением.

Недостатками данной камеры являются низкая производительность при организованном противоточном охлаждении и повышенный угар кокса.

Низкая производительность при организованном противоточном охлаждении обусловлена выполнением делителя потока в виде котла-утилизатора, основным требованием к которому является равномерное распределение температур по высоте зон охлаждения, образованных параллельными перегородками делителя потока кокса. Поскольку расстояние между перегородками равно 0,06 — 0.15 высоты камеры, то при высоте камеры тушения 5,25 м(высота зоны охлаждения камеры конструкции ГИПРОКОКСа) и ширине 6,5 м необходима установка от 10 до 22 перегородок (от 11 до 23 зон охлаждения), расстояние между которыми

0,3 — 0,75 м. В виду того, что охлаждающий газ подается в зоны тушения на одном уровне и отбор нагретого газа осуществляется периферийно (с двух сторон камеры), то длина траекторий потоков газа различная.

Интенсивность охлаждения в зоне тушения, образованной стенкой камеры и первой перегородкой делителя потока, максимальна, а в зоне тушения, расположенной по оси камеры, минимальна, так как скорости потоков газа из-за одинакового перепада давлений между подачей и отбором газа в зоны тушения и различных длин траекторий соответственно максимальны и минимальны. В результате, темп выгрузки кокса из периферийных зон тушения выше, чем из центральных. Вследствие этого занижается производительность камеры тушения в целом, но она выше производительности камер конструкции ГИПРОКОКСа. у которых темп выгрузки зависит от охлаждения всего объема зоны тушения камеры.

Потоки газа из центральных эон охлаждения проходят через массу кокса с температурой 1050 С к средствам отбора газа, расположенным на периферии (между форкамерой и камерой тушения). Находящийся в cocraae охлаждающего газа С02 вступает в реакцию с углеродом кокса. при этом происходит его угар с образованием взрывоопасного и токсичного СО (1).

Применение перегородок делителя потока в виде котла-утилизатора также является недостатком камеры тушения, поскольку для устойчивой работы котла необходимы сложные системы управления разгрузкой каждой зоны охлаждения и подачи хладагента в каждую перегородку. Количество систем соответствует числу зон охлаждения и перегородок, т.е, 23 и 22 соответственно, Повысить производительность камеры тушения, снизить угар кокса можно путем выполнения зон тушения не параллельными, а по периметру камеры (в случае цилиндрической камеры — концентрические зоны тушения). В этом случае практически вдвое увеличивается площадь зоны интенсивного тушения (между стенкой камеры и первой перегородкой, выполненной s виде квадрата) и уменьшается центральная зона охлаждения (расположена вдоль оси камеры).

Однако выполнение камеры тушения, перегородок квадратными приводит к выполнению средства для отвода газа тоже квадратным. Осуществить равномерный вывод газа из камеры при квадратном выполнении средства отвода газа намного сложнее, чем при выполнении его кольцевым.

Целью изобретения является повышение производительности камеры сухого тушения кокса, снижение угара кокса путем обеспечения равномерного распределения потоков охлаждающего газа и кокса, движущихся в противотоке в зонах тушения камеры.

B предлагаемой камере тушения делитель потока кокса и корпус камеры выполнены цилиндрическими и камера снабжена дутьевой головкой, расположенной внутри делителя потока.

Выполнение камеры тушения и делителя потока цилиндрическими, э средства для отбора газа по периметру камеры тушения — в виде кольцевого сборочного канала позволяют обеспечить высокую производительность камеры, низкий угар кокса, так как при этом достигается максимальное соотношение площади интенсивного охлаждения, ограниченной стенкой камеры и делителем потока к площади, ограниченной делителем потока, и равномерный вы1701724 вед газа, При диаметре камеры 6 м, а делителя потока 3 м это соотношение равно 3:

1. Расположение дутьевого устройства в делителе потока позволяет выравнивать длины траекторий центральных и периферийных потоков газа, что обеспе. .ив ет равенство температур (800 С) пс;.Oêîâ газа на выходе камеры тушения.

Угар кокса при этом наименьший, так как о сутствует условие прохождения реакции (1), а именно температура газа ниже температур прохождения реакции t < 8000С.

Б камерах квадратного сечения à <алогично исполнения добиться равенства длин траекторий, а соответственно, температур пртоков газа на выходе иэ камеры невозможно.

Количество делителей потока (цилиндрваческих перегородок) выбирается исходя и э условия оптимального соотношения выс оты эоны тушения к ее диаметру, которое находится в пределах 2,72 — 2,84. Это соотношение для камер тушения кокса опредеnяется по аналогии с доменной печью вследствие сходных газодинамических свойств объектов. В камерах тушения устаовок сухого тушения кокса конструкции ИПРОКОКСа достато- но одной цилиндрической перегородки. При.этом производительность их возрастает в 1,4 раза, а угар кокса уменьшается на 30, Предлагаемое техническое решение позволяет не только увеличить производиTåëüíocTü известных камер тушения, Снизить угар кокса, но и применить его при строительстве камер тушения с диаметром

9 м, производительностью 200 т кокса в час. )беспечить высокую эффективность тушения в этих камерах без применения делителей потока с расположенными внутри них

@утьевыми устройствами нельзя. Подтверждением этому является эксплуатация камер производительностью 70 т кокса в час. При увеличении диаметра камер до 7 м показатели эффективности (количество газа на охлаждение 1 т кокса, энергетические затраты, себестоимость кокса) остаются те, ми же, что и в установках сухого тушения производительностью 52 т кокса в час с диаметром камер 6 м.

Охлаждающий гаэ подается в камерутушения при помощи дутьевой головки, расположенной соосно в делителе потока, а также через отверстия в кольцевом канале внизу камеры.

Расчеты показывают, что в предлагаемой камере тушения исключается возможность образования аэродинамического затвора в верхней части зоны тушения камеры, 1ак как охлаждающий гаэ к моменту по5

15 „." Q

Г5 ступления в верхнюю часть зоны тушения из делителя потока нагревается до 600 С, что достигается путем поднятия дутьевой головки до уровня, при котором длины траекторий всех потоков газа (центральных и периферийных) равны. Дальнейший нагрев газа до 800 С осуществляется посредством контакта газа, выходящего из делителя потока к косым ходам, с коксом, поступающим в камеру тушения с температурой 1050 С.

На утилизацию в котел газ поступает с температурой 800 С не эа счет перемешивания охлаждающего газа с температурой 1050 С с газом с температурой 350 С, подаваемого со сбросной свечи дымососа, как в камере тушения конструкции ГИПРОКОКСа, а за счет равномерного нагрева по всему сечению камеры тушения. Это позволяет более эффективно испольэовать весь обьем тушильного газа, а

«е расходовать часть холодного газа на разбавление высокотемпературного, как в прототипе, На фиг.1 представлена камера сухого тушения кокса; на фиг.2 — установка сухого тушения кокса; на фиг,3 — разрез А-А фиг.2.

Камера 1 сухого тушения кокса включает загрузочное 2 и разгрузочное 3 отверстия, кольцевой сборочный канал 4 с газоотводящими отверстиями 5, узел подачи газа в зону тушения, состоящий из делителя 6 потока, в котором соосно расположена дутьевая головка 7, и кольцевого канала 8 с отверстиями 9 для подвода газа в камеру 1 тушения. Делитель 6 потока установлен соосно с камерой 1 тушения и выполнен в виде полого цилиндра из огнеупорного кирпича. Делитель 6 потока и дутьевая головка 7 расположены на взаимно перпендикулярных балках-газоходах 10 и

11. Балка 10 предназначена для подвода охлаждающего газа в дутьевую головку 7, а балка 11 †.в кольцевой канал 8.

Камера сухого тушения кокса работает следующим образом.

Средством для загрузки горячий кокс подается в камеру через загрузочное отверстие 2 и постепенно поступает в зону 12 тушения. Охлаждение. раскаленного кокса происходит в камере 1 тушения посредством охлаждающего газа, поступающего через балку 10 в дутьевую головку 7, затем в делитель 6 потока кокса, далее в верхнюю часть зоны тушения камеры тушения и через балку 11 — в колцьцевой канал 8 с отверстиями 9 и в нижнюю часть эоны тушения камеры. Нагретые газы из камеры 1 тушения через кольцевой канал 4 с газоотводящими отверстиями 5 поступают на утилизацию в котел (не показан), где циркулирующие газы охлаждаются и после очистки снова посту1701724

10 пают в камеру 1 тушения. Охлажденный кокс через разгрузочное отверстие 3 поступает в разгрузочное устройство и далее на транспортерную ленту (не показаны).

Для реализации камеры производительностью 56 т/ч с высотой камеры тушения Н = 5250 мм и диаметром камеры тушения Р = 6500 мм предлагаются следующие конструктивные размеры (фиг,2): высота делителя потока кокса L-"-H = 5250 мм; средний диаметр делителя

Рд = 3000 мм; высота дутьевой головки i

= 1300 мм; диаметр дутьевой головки d = =1000 мм, При данных конструктивных размерах отношение высоты зоны тушения, совпадающей с высотой камеры тушения, к диаметру зон тушения определяется следующим образом. Под диаметрами зоны тушения D> и

Dz подразумевается; Р1 — расстояние между стенкой камеры тушения и стенкой делителя потока и Dg — диаметр делителя потока, в которых происходит тушение кокса.

Радиус эоны тушения R< = 1,5 м, радиус зоны тушения Rz = 1.5 м.

Н 5,250 — = — =3,6;

R> 1,5

Н =5 250

Я2 1,5

Следовательно, отношение высоты эоны тушения к диаметру составляет около .

1,8.

В предлагаемой камере тушения отношение Н/D стремится к оптимальному и вследствие этого обеспечивается более полное использование объема камеры тушения и лучшие условия теплообмена.

Подвод циркулирующего газа в камеру тушения осуществляется при помощи двух работающих дымососов 13 и 14 (фиг.2) типа

BM-ПУ-40/750 в отличие от известных

УСТК, в которых газ подводится через один рабочий дымосос, а другой — резервный.

Предлагаемый подвод газа позволяет осуществлять равномерную подачу газа вдутьевую головку и кольцевой канал, рационально использовать мощности дымососов, в случае останова одного из дымососов продолжать тушение кокса с пониженной производительностью УСТК..

Управление подводом осуществляется следующим образом.

Дымосос 14 нагнетает циркулирующий газ, поступающий через газоход из котла (не показан) в балку 11, откуда газ поступает в кольцевой канал 8 с отверстиями 9 (фиг.1).

Дымосос 13 нагнетает циркулирующий газ в дутьевую головку 7 (фиг.1), поступающий деляется увеличением производительности одной камеры тушения кокса на 40 (за счет ликвидации аэродинамического затвора и обеспечения охлаждения всего объема зоны

40 тушения кокса}.

Сравнительные данные, характеризующие работу камер тушения диаметром 6 м, при подаче газа на охлаждение в количестве

80000 нм /ч, представлены в таблице, з

Формула изобретения

Камера сухого тушения кокса, содержащая корпус с форкамерой и каналом в верхней части для вывода газов, делитель потока кокса, расположенный внутри корпуса, верхний торец которого расположен на уровне газоотводящих ходов, о т л и ч а ю щаясятем, что, с целью повышения производительности, снижения угара кокса, делитель потока кокса и корпус выполнены цилиндрическими и камера снабжена дутьевой головкой, аасположенной внутри делителя потока.

55 через гаэохсд из котла. а также из линии рециркуляции 15 через циклон 16.

Для обеспечения равномерного тушения кокса по всему объему камеры тушения

5 и получения на выходе иэ камеры газа с температурой 800 С необходимо подавать в камеру тушения дымососом 13 30000 м /ч, дымососом 44 — 50000 м /ч.

Управление процессом тушения эаклю10 чается в стабилизации температуры. равной

800 С по высоте косых ходов (1000 мм), для чего необходимо управлять подачей циркулирующего газа в дымососы 13 и 14 и темпом выгрузки кокса. Структурная схема

15 системы управления (фиг.2) содержит три регулятора: регулятор 21, предназначенный для регулирования подачи газа в дымосос

14, регулятор 22 — в дымосос 13, регуля гор 23 — из линии рециркуляции в дымосос.

20 Система работает следующим образом.

В зависимости от температуры циркулирующего газа в косых ходах, измеряемой температурными пребразователями 17 (в нижней части косых ходов) и 19 (e верхней

25 части ходов), регуляторы 21 и 22 (соответст.венно) выдают сигналы на исполнительные механизмы, управляющие положением заслонок 18 и 20. При температуре газа в косых ходах, равной 800 С, заслонки

30 полностью открыты. В случае повышения температуры с регуляторов 21 и 22 поступают сигналы на эадатчик темпа выгрузки. Регулирование расхода газа из линии рециркуляции регулятором 23 осуществля35 ется в соответствии с известной схемой управления.

Основной зкономический эффект опре1701724

1701724

Реда ктор Т.Лазаренко Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Заказ 4511 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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