Способ введения органической добавки в угольную шихту перед коксованием

 

Сущность изобретения: подают угольную шихту сверху вниз на угольной башне в приемный бункер углезагрузочного вагона. Распыляют органическую добавку на поверхность угольных частиц под давлением 1,5-3,0 МПа на двух уровнях тремя-четырьмя потоками на каждом уровне. Отклонение оси потока добавки от горизонтали поддерживают равным 10-20^o. Верхний уровень ввода добавки располагают от выпускного отверстия угольной башни на расстоянии, равном 0,2-0,4 расстояния между выпускным отверстием угольной башни и приемным отверстием углезагрузочного вагона, а нижний - на расстоянии, равном 0,6-0,8 этого расстояния. На верхнем уровне подают 0,60-0,75 всего количества добавки. 8 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области получения кокса из угольных шихт с повышенным содержанием слабоспекающихся компонентов, обработанных органической добавкой. Цель изобретения упрощение способа и обеспечение возможности равномерного распределения добавки в шихте при погрузке ее из угольной башни в углезагрузочный вагон. Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами, на которых представлена схема осуществления способа на фиг.1 в вертикальной, а на фиг.2 в горизонтальной плоскостях. Органическую добавку распыляют на подаваемый сверху вниз поток шихты между выпускным отверстием 1 угольной башни (не показана) и приемным отверстием 2 бункера углезагрузочного вагона (не показан). Расстояние между 1 и 2 составляет Н. Добавку на поток шихты на верхний уровень подают с одной стороны через трубопровод 3, отводы от него 4 и форсунки 5. На нижний уровень добавку подают с другой стороны через трубопровод 6, отводы 7 и форсунки 8. На обоих уровнях подачу добавки на поток шихты ведут тремя-четырьмя потоками (см. фиг.2) через отводы 4 и 7. Добавку на поток шихты распыляют под давлением 1,5-3,0 МПа (давление в отводах перед форсунками 5 и 8). Отклонение вниз α от горизонтали 9 оси потока добавки 10 составляет 10-20^о, угол β между осью потока добавки 10 и осью потока шихты 11 составляет 70-80^о. Расстояние Н₁ от нижней кромки выпускного отверстия 1 до верхнего уровня подачи добавки составляет 0,2-0,4 Н, расстояние до нижнего уровня 0,6-0,8 Н. На верхний уровень подают 0,6-0,75 общего количества добавки, на нижний уровень оставшееся количество. Перекрытие подачи добавки в трубопроводы 3 и 6 осуществляют запорными вентилями 12. После этого трубопроводы на участках между вентилями 12 и форсунками 5 и 8 очищают от остатков добавки острым паром, подаваемым после открытия вентилей 13. Добавку в трубопроводы 3 и 6 подают из смолоотстойников 14 насосом 15. Для трубопроводов 3 и 6 использовали трубы диаметром 70 мм, для отводов трубы диаметром 31 м. Форсунки на отводы навинчены. Пример осуществления способа. Заявляемый способ опробован на батарее N 6 Авдеевского КХЗ в период с 1,02 по 1.05.91 г. Шихту с органической добавкой загружали в коксовые печи N 1-9 с периодом коксования 16 ч и средневзвешенной температурой выдаваемого кокса 1033^оС. В качестве органической добавки использовали газосборниковую смолу в количестве примерно 4% от массы сухой шихты. При распределении шихты между 1-м (начиная с машинной стороны), 2-м и 3-м бункерами углезагрузочного вагона составляющим соответственно 0,35; 0,25 и 0,4 загружаемой в печь шихты, газосборниковую смолу подавали (см. табл.1) в следующих количествах (за счет соответствующей калибровки отверстий форсунок). Использовали шихту следующей характеристики: крупность (содержание класса 0-3 мм) 89% марочный состав, мас. Г-40; Ж-31; К-13; ОС-16; пластометрические показатели, мм; х 13; у 32; выход летучих веществ, V^daf 29,5% зольность А^d 9,8% влажность 10,1% Характеристика газосборниковой смолы приведена в табл.2. Критериями равномерности распределения добавки были выбраны показатели механической прочности кокса М₁₀ и М₂₅ (ГОСТ 5953-81). П р и м е р 1. Были проведены эксперименты по обоснованию правомерности выбора количества уровней распыления добавки, числа потоков на каждом уровне и величины давления, Р добавки на выходе из форсунки. Первый уровень подачи добавки находится на расстоянии Н₁ от выпускного отверстия угольной башни, равном 0,3, а второй на расстоянии Н₂ 0,7 расстояния Н между выпускным отверстием угольной башни и приемным отверстием бункера углезагрузочного вагона. На первом уровне подавали V 0,6 всего количества добавки. Отклонение оси потока добавки вниз от горизонтали составляло 15^о. Полученные данные приведены в табл.3. Из данных табл.3 видно, что подача органической добавки на двух разных уровнях обеспечивает улучшение прочностных характеристик производимого кокса. Увеличение показателя крупности М₂₅ и уменьшение показателя истираемости М₁₀ происходит очевидно за счет более равномерного распределения органической добавки в массе шихты при такой подаче добавки (сравнить опыты 1.2-1.4 и 2.3-2.4). Правомерность такой трактовки результатов опытов 1.2-1.4, 2.2-2.4 подтверждается практически одинаковыми в этих опытах величинами расхода добавки. Из приведенных данных видны преимущества расположения в ряду не менее трех форсунок. Сравнение результатов опытов 2.1-2.4 показывает скачкообразное изменение прочностных характеристик производимого кокса (М₂₅ возрастает примерно на 0,4% М₁₀ уменьшается на 0,2%) при переходе от двух форсунок в ряду к трем и более. Из данных табл.3 понятен выбор пределов давления органической добавки в отводах перед форсунками от 1,5 до 3,0 МПа. При уменьшении давления органической добавки ниже 1,5 МПа происходит резкое ухудшение показателей качества кокса (М₂₅ снижается на 0,3% М₁₀ увеличивается на 0,2%). При увеличении давления сверх 3,0 МПа качество кокса также ухудшается, что связано с ухудшением равномерности распределения добавки в шихте. П р и м е р 2. Были проведены эксперименты по обоснованию правомерности выбора диапазона изменения величины угла α отклонения оси потока добавки вниз от горизонтали. Условия опытов: Р 0,2 МПа; 2 уровня по 3 потока на уровне; Н₁ 0,3; Н₂ 0,7; V0,65. Полученные данные приведены в табл.4. Анализ результатов свидетельствует о том, что в выбранном диапазоне расхода добавки и давления увеличение угла α отклонения оси потока добавки вниз от горизонтали выше 20^о ухудшает прочностные свойства производимого кокса (строка 5 табл.4) очевидно потому, что в этом случае уменьшается глубина проникновения добавки в поток шихты, т.е. ухудшается равномерность распределения добавки в массе шихты. Уменьшение угла α менее 10^о тоже приводит к ухудшению механической прочности кокса (строка 1 табл.4). В этом случае наоборот увеличивается (очевидно, сверх необходимого) глубина проникновения добавки в поток шихты. По-видимому, имеет место передозировка добавки на нижнем уровне подачи, что приводит к неравномерному распределению последней как в объеме шихты, так и на поверхности отдельных частиц угля. И только в диапазоне α 10-20^о (строки 2-4 табл.4) обеспечивается оптимальное качество кокса, а следовательно, и равномерно распределение добавки. П р и м е р 3. Были проведены эксперименты по обоснованию правомерности выбора диапазона изменения расстояния Н₁ от выпускного отверстия угольной башни до верхнего уровня ввода добавки. Условия опытов: Р 2 МПа, добавка вводится на двух уровнях по 3 потока на каждом, α 15^о, Н₂ 0,7 Н, V 0,65. Полученные результаты приведены в табл.5. Как следует из данных этой таблицы, увеличение расстояния Н₁ больше 0,4 Н приводит к ухудшению механической прочности кокса, очевидно, из-за того, что степень разрыхления потока высока и не позволяет равномерно распределить добавку по поверхности угольных частиц. Кроме того, приближение верхнего уровня ввода добавки к нижнему ухудшает равномерность ее распределения в массе шихты. При уменьшении расстояния Н₁ менее 0,2Н механическая прочность кокса также ухудшается. Это можно объяснить недостаточной степенью разрыхления потока на таком расстоянии от выпускного отверстия угольной башни из-за его монолитности и, как следствие, неравномерное распределение добавки на поверхности угольных частиц и в массе шихте. П р и м е р 4. Обосновали целесообразность расположение нижнего уровня ввода добавки. Условия экспериментов те же, что в примере 3, верхний уровень ввода добавки от выпускного отверстия угольной башни на расстоянии Н₂ 0,3 Н. Данные, приведенные в табл.6, показывают, что оптимальным с точки зрения механической прочности кокса, а следовательно, и равномерности распределения добавки является расположение нижнего уровня ввода добавки на расстоянии Н₂, равном 0,6-0,8 Н. Увеличение этого расстояния или уменьшение отрицательно влияют на механическую прочность кокса, очевидно, из-за неравномерного распределения добавки как в первом, так и во втором случае. П р и м е р 5. Были проведены эксперименты по обоснованию правомерности выбора диапазона расхода добавки на верхнем уровне. Условия опытов те же, что в примере 4, Н₂ 0,7. Полученные результаты представлены в табл.7. Наилучшие результаты по механической прочности кокса, а значит, и по равномерности распределения добавки получены при расходе добавки на верхнем уровне, равном 0,6-0,75 всего подаваемого количества. При этом уменьшение количества добавки ниже 0,60 ухудшает прочностные характеристики производимого кокса (см. табл.7, опыты 1 и 2). Ухудшение равномерности распределения добавки в массе шихты в этом случае обусловлено уменьшением количества добавки и, по- видимому, неспособностью этих уменьшенных количеств разрыхлить поток шихты. В результате снижается эффективность распределения в шихте добавки нижнего уровня. Увеличение количества добавки на верхнем уровне сверх 0,75 всего количества, как видно из табл.7, способствует ухудшению качества кокса, что связано с ухудшением равномерности распределения добавки в шихте. Сопоставление известного способа по прототипу и предлагаемого с точки зрения условий их реализации приведено в табл.8. Из приведенных примеров очевидно, что каждый признак заявляемого способа в отдельности способствует, а вся совокупность обеспечивает равномерное распределение добавки на поверхности угольных частиц. Благодаря предложенной совокупности происходит упрощение условий реализации способа в сравнении с прототипом и появляется возможность реализации его для обработки шихты при погрузке ее из угольной башни в углезагрузочный вагон.

Формула изобретения

СПОСОБ ВВЕДЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОЙ ДОБАВКИ В УГОЛЬНУЮ ШИХТУ ПЕРЕД КОКСОВАНИЕМ, включающий подачу шихты сверху вниз из угольной башни в приемный бункер углезагрузочного вагона и распыление добавки на поверхность угольных частиц с двух сторон, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и обеспечения возможности равномерного распределения добавки в шихте при погрузке, добавку распыляют под давлением, 1,5-3,0 МПа на двух уровнях тремя-четырьмя потоками на каждом уровне, отклонение оси потока добавки вниз от горизонтали поддерживают равным 10-20^o, причем верхний уровень ввода добавки располагают от выпускного отверстия угольной башни на расстоянии, равном 0,2-0,4 расстояния между выпускным отверстием угольной башни и приемным отверстием бункера углезагрузочного вагона, а нижний - на расстоянии, равном 0,6-0,8 этого расстояния, при этом на верхнем уровне подают 0,60-0,75 всего количества добавки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6