Способ эвакуации избыточного газа из установки сухого тушения кокса

)5 С 10 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Кузнецкий филиал Восточного научноисследовательского углехимического института(54) СПОСОБ ЭВАКУАЦИИ ИЗБЫТОЧНОГОГАЗА ИЗ УСТАНОВКИ СУХОГО ТУШЕНИЯКОКСА 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(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 косце 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 кДжм (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 газо- отводной патрубок - свечу, установленную в верхней части форкамеры, и свечу послетановки газоотводного патрубка форкамеры +12-15 мм в,с. (аналогично давлению в 30 стояках и газосборникэх коксовой батареи) давление в зоне косых ходов должно составлять+55-60 мм в,с, (для блока тушения УСТК с производительностью по коксу 70 т/ч).Для блока УСТК с производительностью 35 70 т/ч максимальная геометрическая высота столба кокса в форкамере (включая зону косых ходовсоставляет 9,5 мм, а столба газов10 м. Зная общее количество эвакуи-, руемых газов, среднюю температуру газов 40 в обьеме форкамере и их состав. можно, пользуясь известными формулами гидравлики, определить величины геометрического напора пиролизных газов и гидравлического сопротивления слоя кокса. 45Так, 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 пи ролизного 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 55 5 мм в.с.Оптимальная величина статического напора в месте установки газоотводного патрубка по практическим данным, полученным при апробации нашего способа на 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 использования.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 ус 5 10 15 20 25 Алтайском КХЗ, должна составлять 15 ммв,с.Сумма трех указанных величин составляет 55 мм в.с., что примерно соответствуетнаблюдавшейся 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 высотыстолба кокса расчетным путем может бытьопределена новая оптимальная величинадавления в зоне косых ходов, которая позволит обеспечить стабильность состава икачественных характеристик эвакуируемогоизбыточного газа УСТК.Для осуществления подобных расчетови своевременной, корректировки гидравлического режима форкэмеры необходимо ееоснащение средствами для измерения давления (в зоне косых ходов и в районе газоотводного патрубка), температуры по еевысоте, состава эвакуируемого газа и уровня кокса в ней, При снижении давления взоне косых ходов до+30-40 мм и ниже, восходящий поток газа в форкамере не сможетпреодолеть гидравлическое сопротивлениестолба кокса и избыточный (в том числе,пиролизный) гэз будет отсасываться полностью или частично через косые ходы и егонеобходимо будет сбрасывать через свечупосле дымососа, аналогично прототипу и сприсущими ему недостатками.Увеличение давления в зонекосых ходов выше+55-бОО мм в.с, не оказывает отрицательного воздействия на выход исостав избыточного газа, эвакуируемого через свечу форкамеры. Однако при этом становятся более заметными утечки газа черезнеплотности по тракту и рост энергетических затрат,Благодаря созданию в форкамере оптимальной гидравлической обстановки, в направлении газоотводного патрубкафоркамеры устремляется не только потокпиролизных газов, выделяющихся в ее объеме при термостатировании горячего кокса,но.и весь избыточный газ, который можетобразоваться в циркуляционном контуре (вчастности, в камере тушения УСТК), При отсутствии дожига горючих компонентов вкольцевом газоходе количество последнегобудет 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 коксав 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,П р и м е р. Экспериментальная проверка предлагаемого способа осуществлена на промышленной УСТК Алтайского КХЗ с производительностью блока по коксу 70 т/ч. Расход циркулирующего аза составлял100 тыс, м /ч, температура газа: на входе взкамеру 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; патрубка (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 м /т кокса)здвижется 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 эон косых ходов ив форкамере) поддерживалсл при помощи задвижки 8 и дроссельного клапана 6 приполностью перекрытой задвижке на свече 9после дымососа. Дожиг горючих компонен 5 тов циркулирующего газа в кольцевом гаэоходе камеры тушения по предлагаемому способу не производится, хотя в принципе 40 45 50 55 10 15 20 25 30 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 газосборника. Избыточный газ, который вследствие возможных подсосов воздуха через загрузочное отверстие форкамеры 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. В последнем случае однако произойдет некоторое снижение (на 15-20 калорийности суммарного избыточного газа,При наличии герметических систем загрузки, способных работать без снижениядавления в форкамере до 0 +.1 мм в,с, в загрузочный период, описанная выше корректировка гидравлического режима контура и отключение тракта эвакуации избыточных газов иэ 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 Н 2) 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 изобретенияСпособ эвакуации избыточного газа из установки сухого тушения кокса посредством его вывода из циркуляционного газового тракта через регулируемый газоотводной(давление, им в.с.) Способ эвакуации избнтоцного газа в меязагрузочныд дополнительные условия тав избытоцного газа лнчествобыточиогоза (прцу.), мз/ч емпераура звауируеи,аза,С об,Н Я йод сво- в зонедом косыххолов О+5 ВО Только царев све дынососа (анвлог 800 нно церез Свечуы и свецу дыиорототип) Одно времеФоокамеСоса (и+3-5 Только царев свечу Форкамеры (заявляемый) Свеча дымососа докиг горючих в кольцевон производится закрытакомпонентовзоходе ме27,1 25,7 "06 202 а 5 6200 Таблица 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 Свеча Форкамеры закрыта;производится доанг горючихкомпонентов в кольцевонгазоходеДокиг горо л компонентовв кольцевон газоходе непроизводится косых ходов поддерживают давление, равное по величине сумме гидравлического сопротивления столба кокса в накопительной камере, геометрического напора пиролиз ных газов в ней и статического напора вместе установки патрубка. 1 ю 8 6 в 8 АьЭ 77 вО 115336 ,8 17,Э 10,0 66,9 120 Э 270.Гагарина, 101 оизводственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужго аз 4163 ВКИИП ставитель В.Сухановахред М.Моргентал Корректор С.Пекар Тираж ПодписноеИ осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5