Способ охлаждения прокаленного кокса и вращающийся холодильник


 


Владельцы патента RU 2489473:

Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") (RU)

Изобретение предназначено для охлаждения прокаленного кокса и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, коксохимической и электродной промышленности. Способ охлаждения прокаленного кокса во вращающемся холодильнике включает подачу охлаждающей воды в пространство между наружным полым корпусом 1 холодильника и теплообменным внутренним корпусом 2 с торца со стороны разгрузочного отверстия 7, ее продвижение вдоль теплообменного внутреннего корпуса 2 и ввод в выводную трубу 4 теплообменного внутреннего корпуса по оси корпуса холодильника с противоположной стороны с последующим выводом также со стороны разгрузочного отверстия 7 выше центральной части торца 5 вращающегося холодильника с помощью водоотводного устройства. Водоотводное устройство установлено на выходе из выводной трубы 4 и состоит из корпуса 8 с горловиной подъема воды 9, расположенной выше центральной части торца 5 вращающегося холодильника и сообщенной с водоотводной трубой 10, связанной с трубой отвода воды для охлаждения 12. Изобретение позволяет увеличить контакт охлаждающей жидкости с теплообменной поверхностью внутреннего корпуса холодильника, увеличить эффективность теплосъема прокаленного кокса, снизить термомеханические нагрузки и повысить срок эксплуатации в 5-7 раз. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.

 

Изобретения относятся к способам и устройствам для охлаждения прокаленного кокса и могут быть использованы в нефтеперерабатывающей, коксохимической и электродной промышленности.

Известен способ охлаждения прокаленного кокса во вращающемся холодильнике, согласно которому охлаждающая вода через шланг поступает в коллектор и далее в ребра охлаждения. Нагретая вода из ребер охлаждения перетекает в водосборное кольцо и выводится из холодильника. Устройство для охлаждения представляет собой барабанный холодильник, включающий цилиндрический корпус с ребрами и оросительную систему для охлаждения водой наружной поверхности горячего конца корпуса (А.С. №567741, МПК С10В 39/10, оп. 05.08.1977). Недостатком способа и устройства является низкая эффективность теплосъема и сложность системы охлаждения.

Наиболее близким является способ охлаждения прокаленного кокса во вращающемся холодильнике, который включает подачу охлаждающей воды в пространство между наружным полым корпусом холодильника и теплообменным внутренним корпусом с торца со стороны разгрузочного отверстия, ее продвижение вдоль теплообменного корпуса, ввод в выводную трубу теплообменного внутреннего корпуса по оси корпуса холодильника с противоположной стороны с последующим выводом и сливом также со стороны разгрузочного отверстия из центральной части торца холодильника.

Устройство для охлаждения - вращающийся холодильник включает цилиндрический теплообменный внутренний корпус, снабженный загрузочным и разгрузочным отверстиями, установленный внутри наружного полого корпуса и жестко закрепленный с ним. Между вышеупомянутыми корпусами имеется кольцевое пространство для циркуляции охлаждающей воды, связанное с вводной трубой для подвода охлаждающей воды, а теплообменный внутренний корпус снабжен выводной трубой, размещенной по оси корпуса для отвода охлаждающей воды со стороны разгрузочного отверстия (Пат. РФ №2209825, МПК С10В 39/10, оп. 10.08.2003).

Недостатками способа и устройства являются вывод охлаждающей воды в водоотводную трубу системы циркуляционного охлаждения из центральной части торца холодильника, что приводит к расположению уровня охлаждающей воды в пространстве между наружным полым корпусом холодильника и теплообменным внутренним корпусом холодильника на середине высоты корпуса, а это почти вдвое уменьшает поверхность контакта охлаждающей воды с теплообменной поверхностью стенки между охлаждаемым коксом и охлаждающей водой и снижает эффективность теплосъема. Еще одним недостатком является периодичность контактирования охлаждающей воды через теплообменную поверхность попеременно с раскаленным до 1400°С охлаждаемым коксом с одной стороны и паровоздушной или водной средой с другой стороны, что создает термические напряжения в теплообменном узле и снижает их эксплуатационный ресурс. Кроме того, в зоне входа раскаленного кокса в холодильник на детали холодильника и сварочные швы оказывается циклическое воздействие (через каждые 10-20 с) температур от 1400 до 40-60°С. Это приводит к разрушению наиболее напряженных узлов, которые приходится ремонтировать через 2-4 месяца с вынужденной остановкой установок прокаливания коксов.

Технический результат, на достижение которого направлены заявляемые изобретения, состоит в увеличении контакта охлаждающей жидкости с теплообменной поверхностью внутреннего корпуса холодильника, что способствует эффективности теплосъема во вращающемся холодильнике прокаленного кокса, снижению термомеханических нагрузок и к повышению эксплуатационного ресурса вращающегося холодильника.

Указанный технический результат достигается способом охлаждения прокаленного кокса во вращающемся холодильнике, включающем подачу охлаждающей воды в пространство между наружным полым корпусом холодильника и теплообменным внутренним корпусом с торца со стороны разгрузочного отверстия, ее продвижение вдоль теплообменного внутреннего корпуса и ввод в выводную трубу теплообменного внутреннего корпуса по оси корпуса холодильника с противоположной стороны с последующим выводом также с торца со стороны разгрузочного отверстия, в котором, согласно изобретению, вывод охлаждающей воды со стороны разгрузочного отверстия осуществляют выше центральной части торца вращающегося холодильника с помощью водоотводного устройства.

Также указанный технический результат достигается тем, что вращающийся холодильник, включающий наружный полый корпус, снабженный загрузочным и разгрузочным отверстиями, теплообменный внутренний корпус, установленный внутри наружного полого корпуса и жестко закрепленный с ним с образованием кольцевого пространства для циркуляции охлаждающей воды, связанного с вводной трубой для подвода охлаждающей воды, причем теплообменный внутренний корпус снабжен выводной трубой, размещенной по оси корпуса для отвода охлаждающей воды со стороны разгрузочного отверстия, согласно изобретению снабжен водоотводным устройством, установленным на выходе из выводной трубы и состоящим из корпуса с горловиной подъема воды, расположенной выше центральной части торца вращающегося холодильника и сообщенной с водоотводной трубой, связанной с трубой отвода воды для охлаждения.

Вводная труба для подвода охлаждающей воды может быть встроена в корпус водоотводного устройства.

Выводная труба может быть сообщена с полостью корпуса водоотводного устройства.

На прилагаемом чертеже показано устройство, с помощью которого осуществляют предлагаемый способ, где 1 - наружный полый корпус холодильника, 2 - внутренний теплообменный корпус, 3 - загрузочное отверстие для кокса, 4 - выводная труба, 5 - торец холодильника, 6 - вводная труба для воды, 7 - разгрузочное отверстие для кокса, 8 - корпус водоотводного устройства, 9 - горловина подъема воды, 10 - водоотводная труба, 11 - дренажная труба, 12 - труба отвода воды для охлаждения, 13 - узлы уплотнения.

Способ осуществляют следующим образом.

Пример 1 (прототип).

В горизонтально расположенном вращающемся холодильнике для охлаждения кокса длиной корпуса 30 м, диаметром 3 м при использовании известного способа охлаждения уровень воды в корпусе составляет 1,4-1,5 м в соответствии с уровнем слива воды через водоотводную трубу, расположенную в центральной части торца холодильника. При этом половина теплообменной поверхности-стенки и охлаждающей водой периодически оказывается в паровоздушной среде и теплосъем уменьшается. Это объясняется тем, что в соответствии с механизмом теплосъема тепло от охлаждаемого кокса к охлаждающей воде отводится по схеме: от горячего кокса к теплообменной стенке - через стенку и от стенки - к охлаждающему агенту-воде. В этой схеме коэффициент теплопроводности от металлической поверхности к воде в десятки раз превышает коэффициент теплопроводности от металлической поверхности к воздушной среде. Если учесть, что почти половину времени теплообменная поверхность холодильника кокса остается без контакта с водой, то эффективность теплосъема снижается почти вдвое. Кроме этого, циклические изменения условий теплосъема и температур элементов конструкции холодильника вызывают существенные термомеханические воздействия на эти элементы с их разрушением. В связи с этим гарантийный срок эксплуатации вращающегося холодильника известным способом и устройством для охлаждения составляет всего 2 года.

Пример 2 (предлагаемый).

В горизонтально расположенном вращающемся холодильнике длиной 31,5 м, диаметром 2,8 м для охлаждения прокаленного кокса охлаждающую воду подают в вводную трубу 6 со стороны торца 5, через которую она попадает в кольцевое пространство между наружным полым корпусом 1 и теплообменным внутренним корпусом 2. После охлаждения теплообменного внутреннего корпуса 2 вода со стороны загрузочного отверстия 3 проходит в выводную трубу 4, а затем попадает в корпус водоотводного устройства 8 и в горловину подъема воды 9, из которой по водоотводной трубе 10 проходит в трубу для отвода воды для охлаждения 12 и далее - в систему циркуляционного охлаждения (не показана). Дренажная труба 11 необходима для проведения ремонтных работ. Подъем воды в горловину 9 выше центральной части торца 5 осуществляется под давлением гидростатического столба воды в кольцевом пространстве. При этом уровень воды в корпусе составляет 2,75 м, вследствие чего достигается непрерывный контакт воды с теплообменной стенкой - теплообменным внутренним корпусом холодильника по всей его длине и высоте. Это повышает теплосъем в холодильнике от кокса за счет увеличения поверхности контакта теплообменной стенки с охлаждающей водой при повышенном коэффициенте теплопередачи от теплообменной стенки к охлаждающей воде. Важным является исключение при этом воздействия на сварные швы и стенки холодильника циклических термомеханических воздействий вследствие разогрева теплообменной стенки и других элементов конструкции в верхней части цикла при контакте с паровоздушной средой и охлаждение при погружении в водную среду в нижней части цикла. Гарантийный срок эксплуатации вращающегося холодильника с предлагаемым способом охлаждения составит 10-15 лет.

Таким образом, предлагаемый способ и вращающийся холодильник для охлаждения прокаленного кокса позволяют за счет увеличения контакта теплообменной поверхности внутреннего корпуса вращающегося холодильника с охлаждающей водой увеличить эффективность теплосъема прокаленного кокса, снизить термомеханические нагрузки и в 5-7 раз повысить срок эксплуатации.

1. Способ охлаждения прокаленного кокса во вращающемся холодильнике, включающий подачу охлаждающей воды в пространство между наружным полым корпусом холодильника и теплообменным внутренним корпусом с торца со стороны разгрузочного отверстия, ее продвижение вдоль теплообменного внутреннего корпуса и ввод в выводную трубу теплообменного внутреннего корпуса по оси корпуса холодильника с противоположной стороны с последующим выводом также с торца со стороны разгрузочного отверстия, отличающийся тем, что вывод охлаждающей воды со стороны разгрузочного отверстия осуществляют выше центральной части торца вращающегося холодильника с помощью водоотводного устройства.

2. Вращающийся холодильник, включающий наружный полый корпус, снабженный загрузочным и разгрузочным отверстиями, теплообменный внутренний корпус, установленный внутри наружного полого корпуса и жестко закрепленный с ним с образованием кольцевого пространства для циркуляции охлаждающей воды, связанного с вводной трубой для подвода охлаждающей воды, причем теплообменный внутренний корпус снабжен выводной трубой, размещенной по оси корпуса для отвода охлаждающей воды со стороны разгрузочного отверстия, отличающийся тем, что он снабжен водоотводным устройством, установленным на выходе из выводной трубы и состоящим из корпуса с горловиной подъема воды, расположенной выше центральной части торца вращающегося холодильника и сообщенной с водоотводной трубой, связанной с трубой отвода воды для охлаждения.

3. Вращающийся холодильник по п.2, отличающийся тем, что вводная труба для подвода охлаждающей воды встроена в корпус водоотводного устройства.

4. Вращающийся холодильник по п.2, отличающийся тем, что выводная труба сообщена с полостью корпуса водоотводного устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к цементной, коксохимической, металлургической промышленности, а именно к устройствам для охлаждения сыпучих материалов, например клинкера при производстве цемента, кокса и переработки руд.

Изобретение относится к охладителю клинкера. .

Изобретение относится к цементной, коксохимической, металлургической промышленности, а именно к устройствам для охлаждения сыпучих материалов, например клинкера при производстве цемента, кокса, цинка, свинца, олова и переработке руд.

Изобретение относится к области управления процессами при обжиге материалов во вращающихся печах с колосниковыми холодильниками и может найти применение в промышленности строительных материалов.

Изобретение относится к коксохимической, цементной, металлургической промышленности, а именно к устройствам для охлаждения сыпучих материалов, например кокса, клинкера при производстве кокса, цемента, цинка, свинца, олова и переработки руд.

Изобретение относится к холодильникам для сыпучего материала, в частности охлаждаемого цементного клинкера, работающего по принципу транспортировки "подвижный пол".

Изобретение относится к барабанным проходным печам для производства насыпных, легковесных строительных материалов, а именно к печам для производства гранулированного пеносиликата.

Изобретение относится к устройствам для охлаждения сыпучих материалов после их термической обработки в обжиговых печах в области металлургии и строительной индустрии, в частности к теплообменным устройствам холодильных барабанов.

Изобретение относится к конструкциям вращающихся печей для обжига. .

Изобретение относится к конструкции охладителей для охлаждения зернистого материала, который был подвергнут тепловой обработке в промышленной обжиговой печи, например во вращающейся печи для производства цементного клинкера.

Изобретение относится к вращающимся холодильникам, предназначенным для охлаждения прокаленного кокса, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, коксохимической и электродной отраслях промышленности.

Изобретение относится к вращающимся холодильникам для охлаждения кокса и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, коксохимической и электродной промышленности.

Изобретение относится к вращающимся барабанным холодильникам, предназначенным для охлаждения прокаленного кокса и может быть использовано в коксохимической, нефтеперерабатывающей и электродной промышленности.

Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей, коксохимической и электродной промышленности, в цветной и черной металлургии. Холодильник включает наружный (1) и внутренний (2) корпуса с межкорпусным пространством между ними (5), загрузочное (3) и разгрузочное (4) отверстия для сыпучих материалов и центральную водоотводную трубу (10), связанную с межкорпусным пространством (5) узлом отвода воды (9). Межкорпусное пространство (5) сообщено с вводной трубой (6) для охлаждающей воды, размещенной в зоне выгрузки кокса. Холодильник со стороны загрузочного отверстия (3) снабжен приемной камерой (8), коаксиально размещенной во внутреннем корпусе (2) холодильника с кольцевым пространством (12) между ними. Узел отвода воды (9) установлен на выходе из приемной камеры (8). Изобретение позволяет уменьшить термомеханическую нагрузку на узел отвода воды, снизить вероятность его разрушения и увеличить срок эксплуатации холодильника в 3-5 раз. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к вращающимся холодильникам для охлаждения кокса и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности в установках прокаливания нефтяного кокса. Вращающийся холодильник для охлаждения кокса представляет собой теплообменное устройство типа «труба в трубе» и включает загрузочную 15 и разгрузочную 18 воронки, опирающийся на роликовые станции 23 барабан 8, привод 29 и штуцеры входа 5 и выхода 6 охлаждающей воды. Трубное пространство 1 выполнено в виде цилиндрического наклонного неподвижно закрепленного двухопорного котла 2, заполненного находящейся под давлением охлаждающей оборотной водой. Заполненное коксом межтрубное пространство 7 образовано наружной поверхностью 2 этого котла и внутренней поверхностью смонтированного вокруг него барабана 8 с открытыми торцами с закрепленными, например приваренными внутри него, винтовыми (шнековыми) лопатками 13 и плоскими радиально-направленными лопатками-полками 14. Барабан 8 выполнен с возможностью вращения и транспортировки контактирующего с наружной поверхностью котла 2 охлаждаемого кокса. Изобретение позволяет повысить эффективность работы холодильника, упростить конструкцию и обеспечить использование оборотной воды в технологических и хозяйственных целях. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение может быть использовано в цементной, коксохимической и металлургической промышленности. Охладитель клинкера содержит вращающийся барабан (2), изготовленный из полос и установленный в водяной ванне (1), средства для загрузки (3) и выгрузки (4) клинкера. Вращающийся барабан (2) изготовлен из трех и более одинаковых перфорированных полос прямоугольной формы, скрученных в продольном направлении по винтовой линии относительно продольной оси и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении на цилиндрической оправке. По всей длине вращающегося барабана (2) смонтирована цилиндрическая пружина (7) с плоским сечением витков. Изобретение позволяет повысить эффективность охлаждения. 7 ил.

Изобретение относится к способу обжига гранулированных материалов с использованием установки (1) непрерывного обжига, содержащей по меньшей мере один участок (41, 42) сжигания топлива, в которой выполняют обжиг с последующим охлаждением на двух последовательных ступенях: на первой ступени охлаждения в первом охлаждающем устройстве (2) и на второй ступени охлаждения во втором охлаждающем устройстве (3). При осуществлении способа подводят холодный воздух из источника холодного воздуха (31) для охлаждения гранулированных материалов продувкой непосредственно во второе охлаждающее устройство (3), а воздух, нагретый обработанными гранулированными материалами при охлаждении, используют в качестве газа горения для по меньшей мере одного участка (41, 42) сжигания топлива установки (1). Причем все количество горячих газов из первого (2) и второго (3) охлаждающих устройств направляют на по меньшей мере один участок (41, 42) сжигания топлива для использования в качестве газа горения без их фильтрации. А количество холодного воздуха (31), подаваемого во второе охлаждающее устройство (3), регулируют с обеспечением потребности установки (1) в воздухе для горения, причем без избытка. Изобретение оптимизирует потребление энергии. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к колоснику холодильника колосникового переталкивающего типа для охлаждения клинкера в цементном производстве. Колосник изготовлен литьем с последующей механической обработкой и состоит из двух скрепленных между собой посредством двух болтовых соединений частей - верхней, выполненной из жаростойкой и/или жаропрочной стали, и нижней, выполненной из более дешевой стали с меньшей, чем у верхней части, жаростойкостью и/или жаропрочностью, например из конструкционной легированной или нелегированной стали, взаимно скрепленных болтовыми соединениями - передним и задним, в каждом из которых болт расположен вертикально между контактирующими между собой при затяжке гайки элементами переднего и заднего упоров, которые надежно фиксируют обе части колосника от взаимных продольных и поперечных смещений. Обеспечивается снижение стоимости изготовления и возможность замены при плановых или аварийных ремонтах холодильника только изношенной верхней части колосника, оставляя неизношенную нижнюю его часть для повторного (последующего) использования. 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к устройству охлаждения устья обжиговой вращающейся трубчатой печи посредством продувки холодным воздухом. Печь содержит металлический цилиндр, покрытый изнутри огнеупорным материалом, установленный с возможностью вращения относительно станины печи. Устройство охлаждения содержит цилиндр печи и металлическую концевую деталь цилиндра, покрытую огнеупорным материалом, закрепленную на цилиндре, внутренний и наружный концентричные металлические кожухи, охватывающие цилиндр и образующие два кольцевых канала, и средства вентиляции, обеспечивающие циркуляцию холодного воздуха в кольцевых каналах. Устройство также содержит кольцевую распределительную камеру, охватывающую цилиндр и закрепленную на цилиндре, питающую воздухом указанный первый канал, указанные средства вентиляции, содержащие, по меньшей мере, один вентилятор и электрический двигатель, приводящий в действие, по меньшей мере, один вентилятор, установленные на цилиндре и питающие воздухом распределительную камеру с обеспечением воздухонепроницаемости, и вращающиеся электрические соединители для питания электричеством электрического двигателя средств вентиляции. Изобретение обеспечивает значительное ограничение потерь воздуха. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх