Устройство и работа коксовой печи

Коксуют уголь в аппаратах периодического действия – коксовых печах (Рис. 10.2):

Рис. 10.2. Коксовая печь (коксовая батарея): а – разрез по обогревательному простенку; б – поперечный разрез камеры: 1 - камеры; 2 - загрузочные люки; 3 - стояки для отвода газа; 4 – коксовыталкиватель; 5 - регенераторы; 6 - обогревательный простенок

Коксовая печь состоит из:

- камеры коксования;

- обогревательных простенков для сжигания и циркуляции отопительного газа;

- регенераторов для утилизации теплоты отходящих дымовых газов.

Камера коксовой печи является реактором косвенного нагрева, где теплота передаётся к коксуемому углю от теплоносителя (горючего газа) через стенку (Рис. 10.3):

Рис. 10.3. Камера коксования (продольный разрез): 1 – рабочее пространство камеры; 2 – дверцы; 3 - свод; 4 – отверстия для отвода коксового газа; 5 – люки для загрузки шихты; 6 – регенераторы; каналы, соединяющие регенераторы с обогревательными простенками

Камера имеет прямоугольное сечение и образована двумя обогревательными простенками, подом и сводом, облицованным динасовыми огнеупорами.

С торцов камера закрывается дверями, которые снимаются по окончании коксования для выдачи готового кокса из камеры с помощью коксовыталкивателя.

В своде камеры находятся:

- три отверстия для загрузки угля, закрываемые крышками;

- два отверстия для отвода летучих продуктов коксования – прямого коксового газа, который через газоотвод поступают в газосборник, откуда направляются в цех улавливания.

В современных печах:

- высота камеры составляет 5-6 м,

- длина – 14-15 м,

- ширина – 0,4-0,45 м, чтобы обеспечить быстрый прогрев угля, так как теплопроводность шихты низкая.

1) В кирпичных простенках между соседними камерами устроены вертикальные отопительные каналы или вертикалы (обычно по 27 штук в каждом простенке) в которых сжигается газообразное топливо.

2) После обогрева камер горячие газы удаляются из печи через регенераторы – камеры, заполненные кирпичной насадкой, и нагревают их.

!!! Аккумулированная в нагревателях теплота используется для предварительного подогрева воздуха и отопительного газа с целью достижения необходимой температуры ~ 1400-1500ºС в вертикалах и уменьшения расхода топлива.

Регенераторы работают попарно по принципу противотока.

Через один пропускают нагреваемый воздух, а через другой в противоположном направлении - отходящие топочные газы.

 

Газообразным топливом для обогрева коксовых печей служит обратный коксовый газ, доменный газ, или их смесь.

Коксовые печи компонуют в батареи, а батареи - в блоки. Одна коксовая батарея включает 61-79 параллельно работающих камер.

Батарея обслуживается комплектом механизмов:

- вагоном для загрузки угля;

- коксовыталкивателем;

машиной для съемки дверей коксовых камер;

коксотушительным вагоном с электровозом.

 

1) После выгрузки предыдущей партии кокса в сильно нагретую камеру загружают угольную шихту из специального загрузочного вагона, передвигающегося по рельсовому пути, проложенному по верху батареи.

Продолжительность коксования составляет 12-14 часов.

!!! Каждая камера коксовой батареи работает периодически, но вся батарея – в целом – непрерывно:

- одни камеры загружаются,

- другие – находятся в рабочем режиме

- третьи выдают кокс.

2) После окончания коксования специальными механизмами:

- снимают переднюю и заднюю дверцы камеры

- и с помощью коксовыталкивателя готовый кокс («коксовый пирог») выгружают в вагон.

3) Вагон отвозит кокс под тушильную башню, где он орошается водой, охлаждается и растрескивается на мелкие кусочки.

!!! При мокром тушении кокса безвозвратно теряется около 50%тепловой энергии, затраченной на коксование .

И настоящее время всё более широко используется метод сухого тушения кокса с помощью циркулирующего инертного газа азота.

Теплоту нагретого при тушении кокса инертного газа используют для получения водяного пара.

 

50. ПРЯМОЙ КОКСОВЫЙ ГАЗ. ПРИНЦИП СХЕМА УЛАВЛИВ И РАЗД КОКСОВОГО ГАЗА…………..

Прямой коксовый газ, отсасываемый газодувками из камер коксования содержит в г/м³ (при 0ºС и 0,1 МПа):

- пары каменноугольной смолы (КУС) – 110-130;

- пары бензольных углеводородов 35-42;

- нафталин – 10;

- аммиак 8-14;

- сероводород и другие сернистые соединения – 6-25;

- пары воды – 250-450.

Кроме того, в газе содержится: водород, метан, углеводороды этиленового ряда, оксиды углерода, азот.

Выход прямого коксового газа составляет 340-350 м³/т сухой шихты.

Основные технологические подходы к переработке ПКГ:

1) Основные компоненты из ПКГ извлекают в виде сырого бензола и каменноугольной смолы.

2) Химические продукты коксования выделяются постадийно по мере охлаждения газа.

3) Улавливание химических продуктов коксования основано на гетерогенных процессах конденсации, хемосорбции и физической абсорбции.

Схема переработки прямого коксового газа представлена на рис. 10.5:

 

Рис. 10.5. Схема улавливания летучих продуктов коксования: 1 – сепаратор; 2- отстойник; 3 - водяной холодильник; 4 – мокрый электрофильтр; 5 – газовый насос; 6 – паровой подогреватель; 7 – сатуратор; 8 – холодильник непосредственного действия; 9,10 – поглотительные башни; 11 - насосы

 

1) Охлаждение газа и первичная конденсация КУС.

Охлаждение газа до 70-80ºС начинается в газосборнике, общем для всех камер коксовой батареи.

Газосборник орошается надсмольной водой, циркулирующей в системе.

При этом происходит интенсивная конденсация паров смолы и воды.

Одновременно от газа отделяются и удаляются твердые частицы – фусы.