Способ эвакуации избыточного газа из установки сухого тушения кокса

 

Использование: в коксохимической промышленности , а именно в процессах сухого тушения кокса. Сущность изобретения: осуществляют вывод избыточного газа из установки сухого тушения кокса через регулируемый газоотводной патрубок, расположенный в верхней части накопительной камеры. В межзагрузочный период в зоне косых ходов поддерживают давление, равное по величине сумме гидравлического сопротивления столба кокса в накопительной камере, геометрического напора пиролизных газов в ней и статического напора в месте установки патрубка. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л С 10 В 39/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4858957/04 (22) 24.05.90 (46) 80.11.92, Бюл. N 44 (71) Кузнецкий филиал Восточного научноисследовательского углехим ического инсти ÒÂ (72) С,П,Родькин, А.П.Коробейников, В.M.Äèíåëüò В.В.Куркин, В,В.Кочкин, Г,Ф.Бажанов, В,Г,Назаров и В.И.Бабанин (56) Теплицкий М.Г. Сухое тушение кокса, 1971, с. 70, рис, 24. (54) СПОСОБ ЭВАКУАЦИИ ИЗБЫТОЧНОГО

ГАЗА ИЗ УСТАНОВКИ СУХОГО ТУШЕНИЯ

КОКСА

Изобретение относится к области коксохимического йроизводства, а именно к сухому тушению кокса.

Источниками появления избыточного газа в циркуляционном контуре установок сухого тушения кокса (УСТК) являются: выделение пиролизного газа при термостатировании кокса в накопительной камере (форкамере), дожиг горючих компонентов газа в кольцевом гаэоходе вследствие регулируемого подсоса воздуха или замена части циркулирующего газа на технический азот.

Известен способ. эвакуации избыточных газов путем сброса их только через свечу после дымососа, Весь газ из камеры тушения и форкамеры (как циркулирующий, так и избыточный) при этом отсасывается дымососом, проходя через систему газоочистки и паровой котел. после чего избыточные его количества сбрасываются в атмосферу через свечу после дымососа, Недостатком данного способа является то, что в связи с необходимостью отсоса не

„„5U„„1778132 А1 (57) Использование: в коксохимической промышленности, а именно в процессах сухого тушения кокса. Сущность изобретения; осуществляют вывод избыточного газа из установки сухого тушения кокса через регулируемый гаэоотводной патрубок, рас" положенный в верхней части накопительной камеры. В межзагрузочный период в зоне косых ходов поддерживают давление, равное по величине сумме гидравлического сопротивления столба кокса в накопительной камере, геометрического напора пиролизных газов в ней и статического напора в месте установки патрубка. 1 ил., 1 табл. только циркулирующего, но и значительных количество избыточного пиролиэного газа из объема форкамеры через косые ходы, в системе устанавливается гидравлический режим, при котором вся форкамера и верхняя часть камеры тушения находятся под разрежением (-20-40 мм в.с. в зоне косых ходов). При этом имеет место подсос воздуха через различные неплотности (особенно при загрузке кокса),вследствие чего часть горючих компонентов газа сгорает и снижается его калорийность, которая, даже при отсутствии организованного дожига газа в кольцевом гаэоходе, не превышает

3270 кДж/м (см. табл.1).

Газ с такой калорийностью испольэовать также вряд ли целесообразно, его сбрасывают в атмосферу.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является способ эвакуации избыточных газов путем его сброса (чаще всего одновременного) через газоотводной патрубок — свечу, установленную в верхней части форкамеры, и свечу после

1778132

20

55 дымососа. Недостатком данного способа является нестабильность расхода и состава избыточного газа, эвакуируемого через свечу в верхней части форкамеры, вследствие чего он, так же, как и избыточный газ из свечи после дымососа, не пригоден для дальнейшего использования.

Целью способа является повышение калорийности избыточного газа при одновременной стабилизации его выхода и состава для последующего его полезного использо. вания.

Поставленная цель достигается тем, что эвакуация всего избыточного газа осуществляется только через регулируемый патрубок (свечу) в верхней части накопительной камеры, При этом для создания направленного потока избыточного газа в сторону указанного патрубка изменяется гидравлический режим в камере: давление в зоне косых ходов устанавливается положительным и равным сумме гидравлического сопротивления столба кокса в накопительной камере, геометрического напора пиролизных газов в ней и статического напора в месте установки газоотводного патрубка, При оптимальном давлении в месте установки газоотводного патрубка форкамеры +12-15 мм в.с. (аналогично давлению в стояках и газосборниках коксовой батареи) давление в зоне косых ходов должно составлять+55-60 мм s,c. (для блока тушения УСТК с производительностью по коксу 70 т/ч).

Для блока YCTK с производительностью

70 т/ч максимальная геометрическая высота столба кокса в форкамере (включая зону косых ходов/составляет 9,5 мм, а столба газов 10 м. Зная общее количество эвакуируемых газов, среднюю температуру газов в объеме форкамере и их состав. можно, пользуясь известными формулами гидравлики, определить величины геометрического напора пиролизных газов и гидравлического сопротивления слоя кокса.

Так, последняя для высоты столба кокса

9,5 м (с поправкой на диагональность хода эвакуируемых газов она должна быть увеличена примерно до 12 м) и с учетом данных по количеству и составу эвакуируемого пиролизного газа, приведенных ниже, подсчи танная по формуле составляет 35 мм в.с, Геометрический напор пиролизных газов при средней температуре в форкамере

900 С составляет, согласно расчетам, около

5 мм в.с.

Оптимальная величина статического напора в месте установки газоотводного патрубка по практическим данным, полученным при апробации нашего способа на

Алтайском КХ3, должна составлять 15 мм в.с.

Сумма трех указанных величин составляет 55 мм в.с., что примерно соответствует наблюдавшейся на практике (табл.1) и рекомендуемой для 70 т — блока УСТК оптимальной величине давления в зоне косых ходов (+55-60 мм в.с.).

При возможном изменении температуры в форкамере, состава газа и высоты столба кокса расчетным путем может быть определена новая оптимальная величина давления в зоне косых ходов, которая позволит обеспечить стабильность состава и качественных характеристик эвакуируемого избыточного газа УСТК.

Для осуществления подобных расчетов и своевременной, корректировки гидравлического режима форкэмеры необходимо ее оснащение средствами для измерения давления (в зоне косых ходов и в районе газоотводного патрубка), температуры по ее высоте, состава эвакуируемого газа и уровня кокса в ней. При снижении давления в зоне косых ходов до +30-40 мм и ниже, восходящий поток газа в форкамере не сможет преодолеть гидравлическое сопротивление столба кокса и избыточный (в том числе, пиролизный) гэз будет отсасываться полностью или частично через косые ходы и его необходимо будет сбрасывать через свечу после дымососа, аналогично прототипу и с присущими ему недостатками.

Увеличение давления в зоне- косых ходов выше+55-б00 мм в.с, не оказывает отрицательного воздействия на выход и состав избыточного газа, эвакуируемого через свечу форкамеры. Однако при этом становятся более заметными утечки газа через неплотности по тракту и рост энергетических затрат.

Благодаря созданию в форкамере оптимальной гидравлической обстановки, в направлении газоотводного патрубка форкамеры устремляется не только поток пиролизных газов, выделяющихся в ее объеме при термостатировании горячего кокса, но.и весь избыточный газ, который может образоваться в циркуляционном контуре (в частности, в камере тушения УСТК), При отсутствии дожига горючих компонентов в кольцевом газоходе количество последнего будет незначительным.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем. что создается стабильный направленный восходящий поток избыточных газов, проходящий через слой раскаленного кокса

1778132 в форкамере и удаляемый только через регулируемый патрубок в верхней ее части.

Перечисленные признаки ранее не были описаны в других источниках информа.ции, следовательно, техническое решение соответствует критерию "существенные отличия

Использование предлагаемого способа позволяет получить положительный эффект по сравнению с известными способами, который сводится к следующему;

Повышение содержания в избыточном газе горючих компонентов и, соответственно, его теплоты сгорания в 1,9-4.7 раза.

Получение избыточного газа стабильного состава для утилизации его в самостоятельном виде или в смеси с другими горючими газами, Снижение угара кокса за счет предотвращения подсосов воздуха в форкамеру и исключения дожига горючих компонентов газов в кольцевом газоходе, Пример. Экспериментальная проверка предлагаемого способа осуществлена на промышленной УСТК Алтайского КХЗ с производительностью блока по коксу 70 т/ч.

Расход циркулирующего абаза составлял

100 тыс. м /ч, температура газа: на входе в з камеру тушения — 180"С, в верхнем кольцевом канале — 800 С,.

Эвакуация избыточных газов сухого тушения кокса осуществлялась на установке (см. чертеж), состоящей из камеры тушения

1; накопительной камеры (форкамеры) — 2; косых ходов — 3; пэтрубка (стояка) — 4; дроссельных клапанов 5, 6; задвижек 7, 8; свечи дымососа — 9; дымососа 10; пылеосадительного бункера 11; котла-утилизатора — 12, циклона — 13.

Циркулирующий газ (1500 M /T кокса) з движется по обычному тракту и подается на тушение кокса дымососом 10. В межзагрузочный период в зоне косых ходов 3 и в верхней части форкамеры 2 устанавливалось и автоматически поддерживалось указанное выше положительное давление. При этом весь избыточный газ эвакуировался только через патрубок (стояк) 4 в верхней части форкамеры 2. Стояк снабжен клапанной коробкой и подобен по конструкции стоякам коксовых печей. В стояках избыточный газ охлаждается водой до 115 С и направляется в общий газосборник, где охлаждается до 75-80 С и частично очищается от пыли. Частично обеспыленный газ затем окончательно очищается от пыли до требуемых норм, после чего подается на утилизацию.

Требуемыи гидравлический режим всего тракта (в том числе. в зон» косых ходов и в форкамере) поддерживалсл при помощи задвижки 8 и дроссельного клапана 6 при полностью перекрытой задвижке на свече 9 после дымососа. Дожиг горючих KQMlloHBH

5 тов циркулирующего газа в кольцевом газоходе камеры тушения по предлагаемому способу не производится, хотя в принципе

35 возможен при условии принудительной подачи воздуха в кольцевой газоход.

При нахождении блока тушения под загрузкой горячим коксом (время загрузки 1 блока в среднем) — 3,75 мин за 1 ч работы) во избежание выбиваний газа и пламени из загрузочной воронки должен устанавливаться иной гидравлический режим в форкамере, отличный от предлагаемого по нашему способу, и иной способ эвакуации избыточных газов из контура. Давление в верхней части форкамеры должно находиться в пределах + 0 1 мм в.с, При этом линия эвакуации избыточного газа из форкамеры при помощи клапана стояка 4 и задвижки 8 отключается от газосбррника. Избыточный газ, который вследствие возможных подсосов воздуха через загрузочное отверстие форкэмеры обедняется горючими компонентами, целесообразно в этом случае сбросить в атмосферу через свечу дымососа 9, открыв задвижку 7. хотя в принципе он может частично или полностью утилизироваться. B последнем случае однако произойдет некоторое снижение (на 15-20% калорийности суммарного избыточного газа.

При наличии герметических систем загрузки, способных работать без снижения давления в форкамере до 0 + 1 мм в,с. в загрузочный период, описанная выше корректировка гидравлического режима контура и отключение тракта эвакуации избыточных газов из форкамеры могут не производиться.

В табл,1 приведены основные результаты испытаний, из которых следует, что при использовании для эвакуации избыточного газа предлагаемого способа его количество уменьшается при одновременном увеличении содержания в нем горючих компонентов (СО и Hz) и теплоты сгорания до

6200 кДж/м .

Из табл.2 следует, что при осуществлении предлагаемого способа существенно, по сравнению с аналогом и прототипам, снизился угар кокса и несколько повысилась его прочность.

Формула изобретения

Способ эвакуации избыточного газа из установки сухого тушения кокса посредством е"o вывода из циркуляционного газового тракта через регулируемый гаэоотводной

1778132 патрубок, расположенный в верхней части накопительной камеры. о т л и ч а ю щ и йс я тем. что, с целью снижения угара кокса. повышения калорийности избыточного газа при одновременной стабилизации его состава, в межзагрузочный период в зоне косых ходов поддерживают давление, равное по величине сумме гидравлического сопротивления столба кокса в накопительной камере, геометрического напора пиролиз5 ных газов в ней и статического напора в месте установки натрубка.

Таблица 1

Гмдрлвлмческмд пекин в юорканере (давление, нн в.с.) под сео е зоне дом косых холов остав избмточмого газа об.2

Тепло а сгоранил газа, к(зк/из

Количество збмточмого аза (при .у.), мз/ч еилераура эвакуируем. газа,еС

0, СП Н б

Только через свечу дымососа (анвлог) Свеча рорканеры закрмта; производитсл долит горючих компонентов в кольцееон газоходе

0+5

8004 11,8 6,8 4,3 77,0

5523 5.8 17,3 10,0 66,g

-40

1336

3270

115.

+3-5 -40

Одновременно uepes Свечу

Фооканеоы и свечу дыноСоса (opoTOTHll) Докнг горю«их кoеов в кольцееон газоходе не произеодитсл

120

Только через свечу Форкамеры (залвлленкд) Свеча дымососа закрььта1 докмг горючих компонентов в кольцевом газоходе ме прокзеодмтсл

+55

6200

+15

Таблица 2

Способ эвакуации избыток- ()гкюлиительные условия мого газа в некзагрузочныд лермод

2024 1,! 27,1 25,7 " 46,1 615

1778132

Составитель В.Суханова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Пекарь

Редактор

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

Заказ 4163 Тираж Подписное

ВКИИПИ осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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