Камера сухого тушения кокса

(5 г)5 С 10 В 39/02 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ РСКОМУ С ТЕЛ ЬСТВ К ий и" й, о; ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) КАМЕРА СУХОГО ТУШЕНИЯ КОКСА ад).Ям.ап 1701724 А 1(57) Изобретение относится к камере д:я сухого тушения кокса и позволяет повысить производительность и снизить угар кокса. Камера 1 сухого тушения кокса включает загрузочное и разгрузочное отверстия 2 и 3, кольцевой сборочный канал 4 с газоотводящими отверстиями 5, узел подачи газа в зону 12 тушения. состоящий из делителя 6 потока, в котором соосно расположена дутьевая головка 7, и кольцевого канала 8 с отверстиями 9 для подвода газа в камеру 1 тушения, Делитель 6 потока установлен соосно с камерой тушения 1 и выполнен в виде полого цилиндра из огнеупорного кирпича, Делитель 6 потока и дутьевая головка 7 расположены на взаимно перпендикулярных балках-газоходах 10 и 11. Балка 10 предназначена для подвода охлаждающего газа в дутьевую головку 7, а балка 11 - в кольцевой канал 8. 3 ил.,1 табл.Изобретение относится к коксохимическому производству, касается устройств дпя сухого тушения кокса и может быть использована для охлаждения других сыггучих материалов.Известна камера сухого трения сакса, Включающая корпус, форкамеру, загзузочг ый и Выгруэочный узлы, узел для Ври Реийной подачи газа в нижнюю часть амвры, по внешней образугощей камеры оды для вывода газов в кольцевой сборочггый канал, делитель пото" кокса, расположенной по центру камерь, поднятый до уровня гаэоотводящих боковых ходю и Сиабкеггный сис 1 емой каналов Газа, аасположенньх па ярусу в верхней части дш 1 ителя.Даннгй камер тушения при,щи низ. кая произ йад 1 тельОсть и павыПенныйгар кокса указаггные недостатки яияются 20 следствием насоверь 11 енства дутьевога устройства, которое не может обеспечить про.гиватогное охлаждеггие, так как на 1 раектарии движенидг потоков газа действует ряд факторов, под впияггиелг которых гг ро ,исходит искривление траекторий потоков газа, подаваемого в зону тушения камеры: периферийньгй отбсгр газа, обусловленный наличием форкамеры; под: ча охпаждающего газа в зону туше ия от центра к стенке,камеры тушения (дутьевое устройство рас,положено на оси камеры); влияние сил объ емного расширения на потоки газа из-за ,1 еравномерности охлаждения кокса па Вы. ,соте камерьг, обусловленной первыми двумя причинами,Из укаэанных факторов наиболее проявляется влияние сил объемного расширения, так как охлакдагощий газ гюдается вверхнюго часть зоны тушения с температурай 200" С, в катаруо поступает кокс с температурой 1050 С, Ввиду того, чта силы объемного расширения направлены йо все стороны равномерно, то следствием объемного расширения газа являются повышение давления в форкамере, в результаге которого нарушается аэродинамический режим камеры; образование аэродинамического затвора, который препятствует прохождениго основных потоков газа, искривляя их траектории в сторону стенки камеры. При этом в зоне тушения ниже выходных отверстий делителя кокса образуется непротушенный объем кокса с температурой около ВООС. Это приводит кприостановке выгрузки кокса гснижениепроизводительности) во избежание его возгорания при транспортировке, сортировке ихранении. В форкамере проходит г)еакция восстановления СО 2 колпагонта охлаждающегоГаза) до СО с угаг)ом коксат - 800 ССО 2+С =- - - - -. 2 со иПри оо; емно расширении в форкамерупопадает большее количество охлаждающе 1 а 1 аза 1,саатветственгга (,. 02, в результатеуга) кокса повьгшается,11 ри лгнОГОкра Гной циркуляции Охлаж"дагощего газа происходит накопление взрывоопасного, отравляющего газа СО, Приреулировании гидрорежимз, сгижениивэрывоопаснасти УСТК часть газа сб)асывается в атмосферу, загрггзюгя ее СО,Из-за 11 есоверг 1 еггст 1,а райпредепе;1 иядуг ья 11 ремя тушения коуса ь аих кал ег)ах в1,7 1)аза 60" ьше рас 1 етнага, соо 1 ветс йе 1 нопроизводи е,ьнасть пп коксу ниже й 1,7 раза, так кактехналагия тушенияггез 11 ачитепьно отличается от применяемой в камерахтушения канерукции ГИПРОКОКСа,Известна также установка сухого тушения кокса, в камере тушения которой сооснарасположено двухсекцИонное дутьевое устройство, верхняя секция которого расположена в средней части зоны тушениякамерь 1, Охлаждающий газ в верхнюю секци 1 О подается посредсгволг дымасоса отсекции котла с более в сокай температурой,чем и нижнюо секцию;.,утьевого устройства,Влияние сил объемного расшире 11 ия натраектории потоков газа здесь проявля отеяВ меньшей степени, чем в выше описаннойкамере тушения. Однако на траектории потоков газа влияет подача газа от центра к:гериферии. Конструкция дутьеваго устройства не позволяет организовать противоточное ахлаждениЕ, Температурная варонУа Вверхней части зоны тушения камеры существует, следовательно, ее производительность ниже от производительности камерыс противатачным охлаждением, сохраняется повышенный угар кокса, взрывоопасность установки сухого ту 1 цения кокса засчет реакции (1).Кроме того, глубина утилизации газа ниже отбирается от котла-утилизатора горячим), дополнительно применяются дымосос,газаходы, пылеачищающие устройства (циклоны), работающие при высокой температуреи требующие термоизоляции и охлаждениядым ососа).Конструкция дутьевых устройств рассмотренных камер тушения неприемпелгадля строительства камер гушения большоймощности (1 20 - 200 т/ч), поскольку увеличивается их диаметр, а эта приводит к ещебольшему проявлению факторов, влияющих на искривление траекторий потоков газа,Наиболее близкой к предлагаемой является камера сухого тушения кокса, содержащая корпус с форкамерой и каналов в верхней части для вывода газов, делитель потока кокса, расположенный внутри корпуса, верхний торец которого расположен на уровне гаэоотводящих ходов. Делитель потока выполнен в виде вертикальных стенок, расположенных параллельно на расстоянии 0,06 -0,15 их высоты и выполненных из труб, которые подсоединены к средствам для циркуляции хладагента, Средства для вывода кокса расположены под каждой зоной охлаждения, образованной вертикальными стенками делителя потока. Камера тушения выполнена с квадратным или прямоугольным сечением.Недостатками данкой камеры являются низкая производительность при организованном противоточном охлаждении и повышенный угар кокса.Низкая производительность при организованном противоточном охлаждении обусловлена выполнением делителя потока в виде котла-утилизатора, основным требованием к которому является равномерное распределение температур по высоте зон охлаждения, образованных параллельными перегородками делителя потока кокса. Поскольку расстояние между перегородками равно 0,06 - 0.15 высоты камеры, то при высоте камеры тушения 5,25 м(высота зоны охлаждения камеры конструкции ГИПРОКОКСа) и ширине 6,5 м необходима установка от 10 до 22 перегородок (от 11 до 23 зон охлаждения), расстояние между которыми 0,3 - 0,75 м. В виду того, что охлаждающий газ подается в зоны тушения на одном уровне и отбор нагретого газа осуществляется периферийно (с двух сторон камеры), то длина траекторий потоков газа различная. Интенсивность охлаждения в зоне тушения, образованной стенкой камеры и первой перегородкой делителя патока, максимальна, а в зоне тушения, расположенной по оси камеры, минимальна, так как скорости потоков газа из-за одинакового перепада давлений между подачей и отбором газа в зоны тушения и различных длин траекторий соответственно максимальньги минимальны. В результате, темп выгрузки кокса из периферийных зон тушения выше, чем из центральных, Вследствие этого занижается производительность камеры тушения в целом, но она выше производительности камер конструкции ГИПРОКОКСа. у которых темп выгрузки зависит от охлаждения всего объема зоны тушения камеры. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Потоки газа из центральных эон охлаждения проходят через массу кокса с температурой 1050 С к средствам отбора газа, расположенным на периферии (между фаркамерой и камерой тушения). Находящийся в сосгаве охлаждающего газа СОг вступает в реакцию с углеродом кокса. при этом происходит его угар с образованием взрывоопасного и токсичного СО (1).Применение перегородок делителя потока в виде котла-утилизатора также является недостатком камеры тушения, поскольку для устойчивой работы котла необходимы сложные системы управления разгрузкой каждой зоны охлаждения и подачи хладагента в каждую перегородку. Количество систем соответствует числу зон охлаждения и перегородок, т,е, 23 и 22 соответственно,Повысить производительность камеры тушения, снизить угар кокса можно путем выполнения зон тушения не параллельными, а по периметру камеры (в случае цилиндрической камеры - концентрические зоны тушения). В этом случае практически вдвое увеличивается площадь зоны интенсивного тушения (между стенкой камеры и первой перегородкой, выполненной в виде квадрата) и уменьшается центральная зона охлаждения (расположена вдоль оси камеры).Однако выполнение камеры тушения, перегородок квадратными приводит к выполнению средства для отвода газа тоже квадратным. Осуществить равномерный вывод газа из камеры при квадратном выполнении средства отвода газа намного сложнее, чем при выполнении ега кольцевым.Целью изобретения является повышение производительности камеры сухого тушения кокса, снижение угара кокса путем обеспечения равномерного распределения потоков охлаждающего газа и кокса, движущихся в противотоке в зонах тушения камеры,В предлагаемой камере тушения делитель потока кокса и корпус камеры выполнены цилиндрическими и камера снабжена дутьевой головкой, расположенной внутри делителя потока.Выполнение камеры тушения и делителя потока цилиндрическими, э средства для отбора газа по периметру камеры тушения - в виде кольцевого сборочного канала позволяют обеспечить высокую производительность камеры, низкий угар кокса, так как при этом достигается максимальное соотношение площади интенсивного охлаждения, ограниченной стенкой камеры и делителем потока к площади, ограниченной делителем потока, и равномерный вы 1701724вс)д газа, При диаметре камеры 6 м, а делителя потока 3 м это соотношение равно 3: 1. Расположение дутьевого устройства в делителе потока позволяет выравнивать длины траекторий центральных и периферийных потоков газа, что обеспе .ивет равенство температур (800 С) потоков газа на выходе камеры тушения.Угар кокса при этом наименьший, так как о сутствует условие прохождения реакции(1), а именно температура газа ниже температур прохождения реакции т с 800 С.Б камерах квадратного сечения а алогично исполнения добиться равенства длин траекторий, асоответственно, температур потоков газа на выходе иэ камеры невозможно.Количество делителей потока (цилиндрваческих перегородок) выбирается исходя иэ условия оптимального соотношения высоты эоны тушения к ее диаметру, которое находится в пределах 2,72 - 2,84. Это соотношение для камер тушения кокса определяется по аналогии с доменной печью вследствие сходных газодинамических свойств объектов. В камерах тушения устаовок сухого тушения кокса конструкции ИПРОКОКСа достаточно одной цилиндрической перегородки. При этом производительность их возрастает в 1,4 раза, а угар кокса уменьшается на 300 ,Предлагаемое техническое решение позволяет не только увеличить производительность иэвестнцх камер тушения, Снизить угар кокса, но и применить его при строительстве камер тушения с диаметром 9 м, производительностью 200 т кокса в час. )беспечить высокую эффективность тушения в этих камерах без применения делителей потока с расположенными внутри них дутьевыми устройствами нельзя. Подтверждением этому является эксплуатация камер производительностью 70 т кокса в час. При увеличении диаметра камер до 7 м показатели эффективности (количество газа на охлаждение 1 т кокса, энергетические затраты, себестоимость кокса) остаются те, ми же, что и в установках сухого тушения производительностью 52 т кокса в час с диаметром камер 6 м.Охлаждающий гаэ подается в камерутушения при помощи дутьевой головки, расположенной соосно в делителе потока, а также через отверстия в кольцевом канале внизу камеры.Расчеты показывают, что в предлагаемой камере тушения исключается возможность образования аэродинамического затвора в верхней части зоны тушения камеры, 1 ак как охлаждающий гаэ к моменту поступления в верхнюо часть зоны тушения изделителя потока нагревается до 600 С, чтодостигается путем поднятия дутьевой головки до уровня, при котором длины траектоБ рий всех потоков газа (центральных ипериферийных) равны, Дальнейший нагревгаза до 800 С осуществляется посредствомконтакта газа, выходящего из делителя потока к косым ходам, с коксом, поступающим10 в камеру тушения с температурой 1050 С.На утилизацию в котел газ поступает с температурой 800 С не эа счет перемешивания охлаждающего газа с температурой 1050 С сгазом с температурой 350 С, подаваемого со15 сбросной свечи дымососа, как в камере тушения конструкции ГИПРОКОКСа, а за счет равномерного нагрева по всему сечению камерытушения. Это позволяет более эффективноиспольэовать весь обьем тушильного газа, а20 не расходовать часть холодного газа на разбавление высокотемпературного, как в прототипе,На фиг.1 представлена камера сухоготушения кокса; на фиг.2 - установка сухого25 тушения кокса; на фиг,З - разрез А-А фиг.2.Камера 1 сухого тушения кокса включает загрузочное 2 и разгрузочное 3 отверстия, кольцевой сборочный канал 4 сгазоотводящими отверстиями 5, узел под 30 ачи газа в зону тушения, состоящий из делителя 6 потока, в котором сооснорасположена дутьевая головка 7, и кольцевого канала 8 с отверстиями 9 для подводагаза в камеру 1 тушения. Делитель 6 потока35 установлен соосно с камерой 1 тушения ивыполнен в виде полого цилиндра из огнеупорного кирпича. Делитель 6 потока и дутьвая головка 7 расположены на взаимноперпендикулярных балках-газоходах 10 и40 11, Балка 10 предназначена для подводаохлаждающего газа в дутьевую головку 7, абалка 11 в .в кольцевой канал 8,Камера сухого тушения кокса работаетследующим образом,45 Средством для загрузки горячий коксподается в камеру через загрузочное отверстие 2 и постепенно поступает в зону 12тушения. Охлаждение. раскаленного коксапроисходит в камере 1 тушения посредст 50 вом охлаждающего газа, поступающего через балку 10 в дутьевую головку 7, затем вделитель 6 потока кокса, далее в верхнюючасть зоны тушения камеры тушения и черезбалку 11 - в колцьцевой канал 8 с отверсти 55 ями 9 и в нижнюю часть эоны тушения камеры, Нагретые газы из камерц 1 тушениячерез кольцевой канал 4 с газоотводящимиотверстиями 5 поступают на утилизацию вкотел (не показан), где циркулирующие газыохлаждаются и после очистки снова посту 1701724 1040 45 50 55 пают в камеру 1 тушения. Охлажденныйкокс через разгрузочное отверстие 3 поступает в разгрузочное устройство и далее натранспортерную ленту (не показаны).Для реализации камеры производительностью 56 т/ч с высотой камерытушения Н = 5250 мм и диаметром камеры тушения О = 6500 мм предлагаются следующие конструктивные размеры(фиг,2): высота делителя потока кокса "-Н = 5250 мм; средний диаметр делителяОд = 3000 мм; высота дутьевой головки= 1300 мм; диаметр дутьевой головки б =-1000 мм,При данных конструктивных размерахотношение высоть 1 зоны тушения, совпадающей с высотой камеры тушения, к диаметру зон тушения определяется следующимобразом. Под диаметрами зоны тушения 01 и02 подразумевается; 01 - расстояние междустенкой камеры тушения и стенкой делителя потока и 02 - диаметр делителя потока, вкоторых происходит тушение кокса.Радиус эоны тушения Й 1 = 1,5 м, радиусзоны тушения Я 2 =1,5 м.Н 5,250- = - =-3,6;Я 1 1,5Н 5,250р 2 15 =3,6;Следовательно, отношение высоты зоны тушения к диаметру составляет около1,8,В предлагаемой камере тушения отношение Н/О стремится к оптимальному ивследствие этого обеспечивается более полное использование объема камеры тушения и лучшие условия теплообмена.Подвод циркулирующего газа в камерутушения осуществляется при помощи двухработающих дымососов 13 и 14 (фиг.2) типаВМ-ПУ/750 в отличие от известныхУСТК, в которых газ подводится через одинрабочий дымосос, а другой - резервный.Предлагаемый подвод газа позволяет осуществлять равномерную подачу газа вдутьевую головку и кольцевой канал,рационально использовать мощности дымососов, в случае останова одного из дымососов продолжать тушение кокса спониженной производительностью УСТКУправление подводом осуществляется следующим образом. Дымосос 14 нагнетает циркулирующий газ, поступающий через газоход из котла (не показан) в балку 11, откуда газ поступает в кольцевой канал 8 с отверстиями 9 (фиг.1), Дымосос 13 нагнетает циркулирующий газ в дутьевую головку 7 (фиг.1), поступающий через гаэохсд из котла. а также из линии рециркуляции 15 через циклон 16.Для обеспечения равномерного тушения кокса по всему объему камеры тушения 5 и получения на выходе иэ камеры газа стемпературой 800 С необходимо подавать в камеру тушения дымососом 13 30000 м /ч, дымососом 44 - 50000 м /ч.Управление процессом тушения эаклю чается в стабилизации температуры. равной800 С по высоте косых ходов (1000 мм), для чего необходимо управлять подачей циркулирующего газа в дымососы 13 и 14 и темпом выгрузки кокса. Структурная схема 15 системы управления (фиг,2) содержит трирегулятора: регулятор 21, предназначенный для регулирования подачи газа в дымосос 14, регулятор 22 - в дымосос 13, регуля гор23 - из линии рециркуляции в дымосос.20 Система работает следующим образом.В зависимости от температуры циркулирующего газа в косых ходах, измеряемой температурными пребразователями 17 (в нижней части косых ходов) и 19 (в верхней 25 части ходов), регуляторы 21 и 22 (соответст,венно) выдают сигналы на исполнительные механизмы, управляющие положением заслонок 18 и 20. При температуре газа в косых ходах, равной 800 С, заслонки 30 полностью открыты. В случае повышениятемпературы с регуляторов 21 и 22 поступают сигналы на эадатчик темпа выгрузки. Регулирование расхода газа из линии рециркуляции регулятором 23 осуществля ется в соответствии с известной схемой управления.Основной зкономический эффект определяется увеличением производительности одной камеры тушения кокса на 40(за счет ликвидации аэродинамического затвора и обеспечения охлаждения всего обьема зоны тушения кокса),Сравнительные данные, характеризующие работу камер тушения диаметром 6 м, при подаче газа на охлаждение в количестве 80000 нм /ч, представлены в таблице,3 Формула изобретения Камера сухого тушения кокса, содержащая корпус с форкамерой и каналом в верхней части для вывода газов, делитель потока кокса, расположенный внутри корпуса, верхний торец которого расположен на уровне газоотводящих ходов, о т л и ч а ю щаясятем, что, с целью повышения производительности, снижения угара кокса, делитель потока кокса и корпус выполнены цилиндрическими и камера снабжена дутьевой головкой, аасположенной внутри делителя потока.1701724 а ктор Т.Лазаренко Техред М.Моргентал Корректор ауленко роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 каз 4511 ВНИИП Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5