Способ улавливания газов при загрузке шихты и выдаче кокса и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР(54) СПОСОБ УЛАВЛИВАНИЯ ГАЗОВ ОРИ ЗАГРУЗКЕ ШИХТЫ И ВЫДАЧЕ КОКСА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСЯЦЕСТВЛЕНИЯ(57) Использование: изобретение относится к коксохимическому производству, а именно к способамулавливания выбросов при загрузке шихты и выдаче кокса из стояков коксовых печеи, а также к устройствам дпя их осуществления. Сущность изобретения, газы загрузки шихты и выдачи кокса отсасывают и сжигают одновременно на выходе из стояков или спецлюков коксовой печи, а после достижения остаточного содержания горючих компонентов в смеси продукты горения орошают водой. Отсос и сжигание газов производят при разрежении. Устройство для осуществления способа снабжено на выходе дополнительным нижним патрубком, который на выходе содержит регулировочное приспособление. 4 табло 1 ил.Изобретение относится к коксохимическому производству, а именно, к способам улавливания выбросов при загрузке шихты и выдаче кокса иэ стояков коксовых печей, а также к устройствам для их осуществления.Известен способ улавливания газов при загрузке шихты, в котором отсос газов осуществляют через свободный люк с последующим их сжиганием в специальной камере непосредственно при выходе иэ этого люка (авт.св. М 427041, кл, С 10 В 31/02, 1972).Недостатками способа является невозможность как последовательного, так и одновременногб улавливания газов загрузки и выдачи из стояков коксовой печи, т,е, невозможность полной ликвидации вредных выбросов на верху печи.Кроме того,продукты горения газов загрузки коксовых печей сбрасываеющися в рабочей зоне верха коксовых печей,Известно также устройство для бездымной загрузки коксовых печей, включающее камеру сжигания со стыковочным узлом на выходе и приспособлениями для подвода топливного газа и воды.Недостатки укаэанного устройства те же, что и при осуществлении способа в данном устройстве.Кроме того, следует отметить возможность применения этого устройства только для улавливания газов загрузки термически подготовленной шихты,Наиболее близок к предлагаемым способ бездымной загрузки коксовых печей и устройство для его осуществления (авт,св, М. 1419138, кл. С 10 В 27/04, 31/02, 1987, ДСП).Способ включает подачу угольной шихты в печь, отсос газов загрузки, их организованное сжигание на выходе иэ стояков коксовой печи при разрежении в стационарном коллекторе 100-300 мм вод,ст., орошение водой после достижения остаточного содержания горючих компонентов 1-4 об;о и передачу продуктов горения в стационарный коллектор с последующим выделением полукоксовой мелочи.Способ осуществляют в устройстве, включающем камеру сжигания с нижним стыковочным узлом нэ входе для соединения со стояком печи и регулируемой системой орошения на выходе, расположенной на расстоянии 0,5-1,5 диаметра. Камера сжигания оборудована верхним стыковочным узлом для соединения со стационарным коллектором и смонтирована на тележке с воэможностью перемещения по направляющим эстакады нэд стояками коксовых печей.10 15 20 совых печей.Поставленная цель достигается тем,что, в способе улавливания газов при загрузке шихты и выдаче кокса на верху печи,включающем подачу угольной шихты в печь,отсос газов через стояки, их организованное сжигание, последующее орошение водой и пылеулавливание, производятодновременно отсос газов загрузки шихтыи выдачи кокса с одновременным сжиганием их на выходе из стояков и спецлюковкоксовой печи, орошение водой продуктовгорения производят после достижения остаточного содеожания горючих компонентов в смеси, равного 0,5-2 об,%. При этомсоотношение расхода воздуха, подаваемого в газы загрузки и выдачи, составляет 22,2:1, а отсос и сжигание газов производятпри разрежении в стационарном коллекторе 320-370 мм вод,ст,Основные отличия предлагаемого способа заключаются в количественных параметрах, характеризующих содержаниегорючих компонентов в смеси перед орошением водой, величину разрежения в стационарном коллекторе, в камере сжигания, атакже соотношение расхода воздуха, подаваемого в газы загрузки и выдачи для организации процесса горения и охлажденияпродуктов горения.Эти количественные признаки получены экспериментальным путем, следовательно они являются существенными.Указанные отличия позволяют поддерживать в камере сжигания необходимыйгидравлический режим, обеспечивающийодновременное улавливание и организованное сжигание газов до необходимыхпределов, последующе охлаждение про 25 30 35 40 45 50 55 Описанные способ и устройство можно использовать и для улавливания газов из стояков печей, готовых к выдаче. Однако одновременно улавливать газы загрузки и выдачи одним устройством невозможно.В зависимости от количества гаэосборников (один или два) на коксовой батарее для одновременного улавливания газов необходимы соответственно два или четыре устройства, Но на верху печи невозможно расположить два таких устройства, Кроме того, это потребовало бы усложнения процессов улавливания и обслуживания,Следовательно, к недостаткам технического решения по прототипу можно отнести сложность осуществления одновременного улавливания газов загрузки шихты и выдачикокса из стояков, а значит - невозможность полной ликвидации выбросов на верху печи.Цель изобретения - упрощение процесса при ликвидации выбросов на верху кокдуктов их сгорания, что упрощает улавливание вредных выбросов на верху печей приих ликвидации.Поставленная цель достигается такжетем, что предлагаемое устройство снабжено 5дополнительным нижним патрубком на вхо- .де. При этом длина обоих нижних патрубковравна 1;6-1,62 их диаметра,Отличительные признаки предлагаемого устройства обеспечивают его установку 10над стояками с определенными зазорамимежду нижними патрубками и стояками,Это обеспечивает полноту одновременнойэвакуации газов из стояков, их организованное сжигание при заданном режиме, последующее охлаждение продуктов сгорания,что упрощает процесс одновременногоулавливания газов загрузки и выдачи приликвидации выбросов на верху печи.Таким образом, отличительные признаки способа и устройства в отдельности способствуют достижению поставленной цели,а только их общая совокупность обеспечивает достижение поставленной цели,В предложенном устройстве камера 25сжигания снабжена приспособлением дляподвода топливного газа, верхним стыковочным узлом для соединения со стационарным коллектором, тележкой,установленной на направляющих над стоками или спецлюками коксовых печей. а такжесистему орошения,Указанная длина нижних патрубков определена в результате опытно-промышленных исследований и является наиболее 35рациональной с точки зрения повышенияэффективности ликвидации выбросов наверху коксовых печей и находится в предлагаемых пределах. Кроме того, дополнительный патрубок имеет регулировочное 40приспособление для поддержания необходимогоразрежения в камере сжигания,При улине нижних патрубков более 1,62их диаметра наблюдается недожог газов до5-би повышение температуры продуктов 45их сгорания до 600-700 С, длина менее 1,6их диаметра снижает эфФективность ликвидации выбросов на верху коксовых печей,На чертеже изображено устройство дляулавливания газов при разгрузке шихты ивыдаче кокса на верху печей, общий вид,Устройство для улавливания газов загрузки и выдачи кокса включает камеру сжигания 1 с нижними патрубками 2 и 3 на входеи приспособлениями 4 и 5 для подвода топливного газа и воды, а также стационарныйколлектор б для отсоса продуктов горениягазов загрузки и выдачи кокса. Нижние патрубки 2 и 3 имеют длину 1,6-1,62 их диаметра, причем дополнительный патрубок 3 оборудован регулировочным приспособлением 7, Камера сжигания 1 смонтирована на тележке 8 с возможностью передвижения по направляющим 9 эстакады 10 над стояками 11 коксовых печей и имеет стыковочное устройство 12 для соединения со стационарным коллектором б.Пример осуществления способа и работы устройства,Камеру сжигания 1 на тележке 8 передвигают и устанавливают таким образом, чтобы патрубок 2 располагался над открытым стояком 11 загружаемой коксовой печи, а патрубок 3 - над открытым стояком 11 коксовой печи, подготавливаемой к выдаче.Камеру сжигания 1 соединяют посредством стыковочного устройства 12 со стационарным коллектором б, в котором поддерживают разрежение 320-370 мм вод.стподают топливный газ иэ приспособления 4 и воду на орошение продуктов сгорания иэ приспособления 5, Топливный газ воспламеняется эа счет тепла печи и воздуха, поступающего в зазор между привалочной поверхностью стояков 11 и патрубков 2 и 3. После стыковки с коллектором 6 в камере сжигания 1 создается разрежение 130-160 мм вод,ст,В камеру сжигания поступают одновременно газы загрузки и газы из печей, подготавливаемых к выдаче.Газы загрузки поступают в камеру сжигания 1 черЕз патрубок 2 с температурой 600 С, а газы из печи, подготавливаемой к выдаче, поступают через дополнительный патрубок 3 с температурой 900 С. При этом за счет разрежения в камере сжигания 1 с газами поступает и воздух в соотношении 2,2-2:1 соответственно через патрубки 2 и 3. Воздух, поступающий через патрубок 2, расходуется на сжигание газов загрузки, а поступающий через патрубок 3 - для сжигания газов из печи, подготавливаемой к выдаче, и охлаждения продуктов сгорания обоих газов перед их орошением водой на 100-150 С, Требуемое соотношение поступления воздуха между патрубками 2 и 3 поддерживается за счет регулировочного устройства 7, Воздух, поступающий через патрубок 3, способствует более полному выгоранию горючих компонентов газов до их содержания 0,5-2 об.,(, (определяется газоанализатором). Снижение температуры продуктов сгорания перед их орошением водой позволяет снизить расход воды на 50-70 л. При этом температура продуктов сгорания, поступающих в стационарный коллектор 6 через выходной патрубок 12, 50-60 С, Далее продукты сгорания поступают в стационарную систему очистки, где производится из очистка от пыли, представляющей собой полукоксовую мелочь.После загрузки очередной камеры коксования открывают стояк следующей печи.Камеру сжигания 1 передвигают таким образом, что патрубок 2 становится противстояка (спецлюка) 11, против которого стоял 5пзтрубок 3, а последний устанавливаютпротив вновь открытого стояка (спецлюка)11. Стояк 11 загруженной печи закрывают,и печь подключают к газосборнику.Предложенный способ загрузки может 10быть осуществлен на батареях как с двумя,тзк и с одним газосборником,Способ и устройство позволяют ликвидировать выбросы на верху печей, подготавливаемые к выдаче и выдаваемые, которые 15ранее не подвергались обезвреживанию, одновременно и в одном устройстве с обезвреживанием газов загрузки коксовых печей,Предложенное устройство позволяетпроизводить загрузку как влажной, так и 20термоподготовленной угольной шихты.Ниже в таблицах приведены результатыисследований в ХОКХЗе.В условиях Харьковского завода испытывалось устройство, имевшее длину камеры сжигания 7 м и диаметр 1 м, Диаметрнижних патрубков равнялся 0,44 м.Из данных табл,1 следует, что наиболеерациональное рззрежение в коллекторе находится в пределах 320-370 мм вод,стпоскольку снижение разрежения ниже 320 ммвод. ст, не обеспечивает бездымности процесса загрузки и подготовки к выдаче, зповышение его более 370 мм вод.ст. приводит к нарушению процесс горения и павышению содержания горючих компонентов впродуктах сгорания до взрывоопасных концентраций. Кроме того, повышение разрежения вызывает повышение уносов пыли изкамеры коксования и ухудшение эффективности работы системы пылеочистки.Из табл.2 видно, что уменьшение длины патрубков менее 1,6 их диаметра необеспечивает бездымности процесса, аувеличение их длины более 1,62 их дизметра приводит к тому, что вследствиесокращения зазора между патрубками ипривалочной поверхностью стояков сникается подсос воздуха в камеру сжигания, что приводит к повышению 50температуры газов, увеличению потребности в воде для их орошения и росту концентрации горючих компонентов в продуктах сгорания.Иэ табл,3 видно, что наиболее приемлемым является соотношение расходов воздуха между патрубками 2 и 3 как 2-2,2:1, поскольку оно обеспечивает достаточную полноту сжигания газов и снижение температуры продуктов сгорания до 500-550 С,В табл.4 приведены сравнительные данные, полученные при осуществлении способа и устройства по прототипу и по изобретению, иэ которых видно, что показатели предлагаемого способа и устройства для его осуществления значительно лучше, чем в прототипе,Так, существенно улучшаются условия труда на верху коксовых печей за счет ликвидации выбросов из стояков печей, подготавливаемых к выдаче, а также загружаемых печей, Снижается содержание взвешенных частиц (угольной пыли, смолы) от 0,04-0,06 г/м до 0,02-0,04 г/м в сбрасываемых проздуктах сгорания.В результате увеличения разрежения в стационарном коллекторе со 100-300 до 320- 370 мм вод.ст. обеспечивается полнота отсоса, эффективное сжигание и частичное охлаждение продуктов сгорания за счет подсосов воздуха и регулировки его поступления в камеру сжигания через два нижних патрубка. При этом температура в камере сжигания перед орошением снижается с 600-700 до 500-550 С, расход воды на орошение уменьшается со 110- 140 до 60-70 л/загр., а температура продуктов сгорания, поступающих в стационарный коллектор, снижается с 90-120 до 50-60 С.Кроме того, отпадает необходимость в дополнительных устройствах для ликвидации выбросов на верху печей, поскольку она осуществляется одним устройством одно- временнО иэ двух источников и с одной установки,Предлагаемый способ и устройство для бездымной загрузки коксовых печей приемлем и для влажной и для термоподготовленной шихты, а также загрузке без углезагрузочной машины,(56) Авторское свидетельство СССР М 427041, кл. С 10 В 31/02. 1972.Авторское свидетельство СССР М 1419138, к С 10 В 27/04, 1987.10 1786828 Таблица 1 Обоснование выбора пределов разрежения стационарном коллекторе при длине патрубков 1,6 их диаметраРазрежение в Разрежение в Количество выне- Остаточная конколлекторе, мм стояке при за- сенных твердых центрация горючих частиц, кг вод, ст,компонентов,0,2 0,01 270 0.5 10 320 2,0 30 40Бездымная загрузка коксовых печей, Хаджиогло А,В. и др. М.; Металлургия, 1978, 184 с,Там же,Таблица 2 Обоснование выбора длины нижних патрубков при разрежении в стационарном коллекторе 350 мм вод,ст,370 420 грузке, мм вод, ст.(взрывоопаснаяконцентрация) Содержание взвешенных частиц в сбрасываемых продуктах сгорания, г/мэ 0,02 0,04 0,061786828 12 Таблица 3 Таблица 4 Сравнительные данные при осуществлении способа и устройства по прототипу и предлагаемому изобретениюИзвестный (прототип) Наименование Предлагаемый 15,0-15,5 Количество загружаемой шихты, т Количество образующих продуктов 15,0-15,5 сгорания при отсосе (с учетом подсоса воздуха), м /т шихты Температура, С:-в камере сжигания с учетом подсоса воздуха перед орошением- на выходе из камеры сжигания Содержание взвешенных частиц в0,04-0,06 0,02-0,04 Недожог горючих компонентов,об% 0,5-2 Продукт, пригодный для полезного использования после обезвоживания шлама полукоксовая мелочь коксовая и полукоксовая мелочьОбоснование правомерности выбора соотношения расхода воздуха, подаваемого в газы загрузки и газы выдачи кокса, при разрежении 350 мм вод.ст. и длине патрубков 1,6 их диаметра1786828 Продолжение табл 4 Известный (прототип) Предлагаемый Наименование 10-20 6-8 95-98 96-97 110-140 60-70 Ла Нет Количество угля. уносимого из камеры коксования с газами загрузки, кг Количество одновременно обезвреживаемых источников выбрасов с помощью одного устройства Эффективность одновременного улавливания выбросов.%: загружаемых печей подготавливаемых к выдаче и выдаваемых Расход воды на орошение продуктов сжигания, л Необходимость в дополнительных устройствах для ликвидации выбросов на верху печейФормула изобретения 1, Способ улавливания газов при загрузке шихты и выдаче кокса на верху печи, включающий подачу угольной шихты в печь, отсос газов через стояки, их организованное сжигание, последующее орошение водой и пылеулавливание, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса при ликвидации выбросов на верху коксовых печей, производят одновременно отсос газов, загрузку шихты и выдачу кокса с одновременным сжиганием их на выходе из стояков или спецлюков коксовой печи, орошение водой продуктов горения производят после достижения остаточного содержания горючих компонен, тов в смеси, равного 0,5 - 2 об. , при этом соотношение расхода воздуха, подаваемого в газы загрузки и выдачи, составляет 22,2; 1, а отсос и сжигание газов производят при разряжении 320 - 370 мм вод.ст.2, Устройство для улавливания газовпри загрузке шихты и выдаче кокса, включающее камеру сжигания с нижним патрубком на входе, приспособлением для подвода топливного газа, верхним стыковочным узлом для соединения со стационарным коллектором, тележкой, установленной на направляющих над стояками или спецлюками коксовых печей, а также систему орошения, отличающееся тем, что, с целью упрощения процесса при ликвидации выбросов на верхну коксовых печей, оно снабжено на входе дополнительным нижним патрубком, при этом длина нижних патрубков составляет 1,6 - 1,62 их диаметра, а дополнительный патрубок на вхо де снабжен регулировочнымприспособлением.