ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Направления развития конструкций камерных коксовых печей из "Технология коксохимического производства" Из этих уравнений видно, что при движении газов (газа, вовдуха, продуктов горения) в коксовых печах снизу вверх геометрический (гидравлический) напор [Л (/)в - / г)] Действующий на участке, является дополнительной движущей силой и при каждом последующем давление по высоте сечения увеличивается, то есть разрежение уменьшается. [c.147] В расчетах давлений в разных точках отопительной системы величину гидростатического подпора нужно прибавлять к расчетному при движении газов снизу вверх и вычитать в случае движения газов сверху вниз. Как уже указывалось, движение газов в отопительной системе коксовой батареи осуществляется тягой дымовой трубы. При увеличении производительности коксовой батареи, когда через ее отопительную систему приходится пропускать больше газов, при переходе на обогрев другим видом газа и в других случаях может возникнуть необходимость проверить возможности дымовой трубы по обеспечению нормального обогрева. [c.148] Вспомним, что атмосферное давление уменьшается с высотой, так как оно представляет давление массы воздуха. Величина атмосферного давления определяется массой воздушного столба сечением 1 м. Так, на высоте 100 м, если температура воздуха равна 30°С, а содержание водяных паров 1,5%, удельная плотность воздуха при нормальных условиях 1,28 кг/м , а при 20°С 1,19 кг/м , то есть масса столба воздуха в 100 м при площади основания 1 м составит 119 кг, а атмосферное давление на высоте 100 м будет на 1167,39 Па меньше, чем на уровне земли. [c.148] Действительное разрежение в основании трубы меньше на величину сопротивления трубы (20-30 Па). Из примеров видно, что запас тяги дымовой трубы при отоплении коксовой батареи доменным газом ниже, чем в случае применения коксового газа. Это следует иметь в виду при переводе обогрева с коксового на доменный газ. [c.149] Гидравлический режим, то есть регламентированное распределение давлений в камере коксования и отопительной системе коксовых печей, является основным фактором, определяющим необходимый срок их службы. [c.150] С начала эксплуатации, еше до первой загрузки угольной шихтой, камера коксования полностью отделяется от отопительного простенка, и термически они не должны сообщаться. Однако на практике даже самая совершенная каменная кладка, какой является кладка коксовых печей, не может быть абсолютно плотной. В ней могут быть пустые швы, со временем образуются трещины и при даже очень небольшой разнице давлений в камере коксования и отопительных простенках может наблюдаться переток газовых и воздушных потоков через неплотности кладки камеры коксования. [c.150] В начале процесса коксования, когда в камере происходит бурное выделение из шихты газообразных продуктов, избыточное давление в ней может достигать 6000 Па. При этом парогазовые продукты проходят через трещины в кладке или неплотности дверей коксовой печи, разлагаются, заполняя их графитом, и таким образом камера коксования полностью отделяется от отопительной системы и атмосферы. [c.150] При новой загрузке кь еры шихтой процесс повторится. Вначале через разграфиченные неплотности кладки значительное количество парогазовых продуктов будет поступать в отопительную систему, гореть, особенно в регенераторах восходящего потока, заполненных воздухом, в отопительных простенках, где газ сжигается с избытком воздуха. После уменьшения количества выделяющихся парогазовых продуктов процесс пойдет в обратном порядке. При многократном повторении этих явлений в кладке камер коксования могут образовываться прогары, насадка регенераторов может быть оплавлена. [c.151] В 1938 году инженером Р.З.Лернером разработаны принципы гидравлического режима коксовых печей, внедрение которых в практику позволило упорядочить работу и значительно продлить срок эксплуатации коксовых батарей. Эти принципы исходят из того, что соотношение давлений в камере коксования и отопительной системе должно быть таким, чтобы после загрузки угольной шихты исключалась малейшая возможность попадания воздуха из отопительной системы или атмосферы в камеру коксования. [c.151] Допускается только возможность относительно небольшого попадания газообразных продуктов коксования в отопительную систему, что а результате приводит к заграфичиванию кладки и, значит, повышению ее плотности. [c.151] На практике эти основные положения с небольшими изменениями осуществляются следующим образом. Правилами технической эксплуатации коксовых печей устанавливается минимально допустимое давление на поду камеры коксования перед подготовкой ее к выдаче кокса - 5 Па. [c.151] Дл металлургической промышленности могут представить интерес различные варианты изготовления восстановительных газов как для бескоксового приготовления металлов в восстановительной атмосфере, так и для сокращения расхода кокса в доменном производстве. Введение в восстановительную зону доменной печи смесей оксида углерода и водорода или чистого водорода позволяет уменьшать расход кокса на величину, в 5—6 раз превышающую израсходованную массу восстановительного газа. Последний может быть получен либо при паровой или парокислородной конверсии коксового газа, либо при термическом разложении углеводородных компонентов коксового газа. Украинским углехимическим институтом было предложено совместить термическое разложение их с сухим тушением кокса из-за эндотермического характера распада метана СН = С + 2Н2 — О. В этом случае камера сухого тушения кокса рйзделяется на несколько зон. В первой иэ них при подаче небольшого количества воздуха частично сгорает вещество кокса, а основная масса кокса нагревается до 1200 С и более. Затем при взаимодействии с веществом кокса происходит термическое разложение метана и образование газа, насыщенного водородом. Кокс окончательно охлаждается инертным газом. [c.152] Предлагаемый вариа1гг потребует, естественно, переоборудования установок сухого тушения, связан с некоторым сокращением выхода кокса (из-за частичного его сгорания в камере прокалки), но открывает путь к очень значительному — на 100—150 кг/т чугуна — сокращению расхода кокса и уменьшению его активности. Утилизация этилена наилучшим образом осуществляется при разделении газа и приготовлении водорода. Повышение концентрации этилена в этиленовой фракции не является обязательным, так как алкилирование Ьензола возможно и при использовании низкоконцентрированного сырья. Современная технология фракционирования газов позволяет приготовлять этилен любой необходимой концентрации при небольших затратах. В этом случае, в принципе, его можно использовать для приготовления самых разнообразных химикатов. [c.152] Другая величина — ZAP — представляет сопротивление самого газосборника и является переменной в зависимости от положения камеры по длине батареи, и тем более, чем дальше расположена камера от места отвода газа из газосборника. Для крайних печей по концам газосборника ЕА/ может доходить до 30-50 Па. При данных значениях Р , h(pg - / г) и постоянной величине lA/ минимальное давление у стенок будет в камере, расположенной под отводом газа из газосборника на уровне ее пода. Поэтому если на уровне пода у стенок этой камеры установлено давление 5 Па, то это Т арантирует в остальных камерах положительное давление по всей их высоте. [c.153] Для печи, расположенной под отводом газа из газосборника, при ТАР = О можно, пренебрегая значением ZA/ , с достаточной точностью определить необходимую величину давления в газосборнике по сумме заданного давления у стенок камеры на поду и гидростатического подпора, принимая его равным 12 Па на 1-м высоте / 2 = / 1 + 1,2А. Например, чтобы получить давление газа у стенок камеры на уровне пода 5 Па при разности в отметках пода камеры и газосборника Л = 9 м, необходимо установить давление в газосборнике. Р = 5 + (1,2 9) = 113 Па, а при h = 11 м 2 = 5 + (1,2-11) = 137 Па. [c.153] Определенная расчетом по указанной методике величина давления газа устанавливается в газосборнике и подлежит обязательной корректировке, учитывая, что значение ЕА/ не было принято при расчете во внимание, а действительные величины температуры и удельной плотности газа, как и удельной плотности воздуха, в производственных условиях имеют значения в зависимости от температурного режима, времени года и т.д. [c.153] Увеличение или уменьшение разрежения в отдельных участках отопительной системы коксовых печей соответственно изменяет поступление в систему газа и воздуха. Например, при обогреве бедным газом уменьшение разрежения в верхней зоне газового регенератора на восходящем потоке, без изменения разрежения в сопряженном воздушном регенераторе, вызовет увеличение поступления в отопительный простенок газа и уменьшение коэффициента избытка воздуха. Поэтому обогрев коксовых печей, особенно равномерность поступления в каждый простенок газа и воздуха, одинаковые температуры, а значит, одинаковое качество кокса во всех печах батареи, при постоянном во всех печах периоде коксования регулируется определенным разрежением в соответствующих участках отопительной системы печей. Это как раз и устанавливает третий принцип гидравлического режима. Если распределение давлений по высоте отопительной системы коксовых печей будет постоянным, в пределах одного периода коксования, значит, постоянными будут поступление газа и воздуха, условия заграфичивания кладки, качество кокса и будет обеспечена продолжительная высокопроизводительная работа батареи. [c.155] В коксовых печах конструкции Гипрококса при соблюдении принципов гидравлического режима просачивание газов через неплотности кладки минимально ч потери сырого коксового газа составляют не более 2,5%. Следует отметить, что в зарубежной практике давление в газосборниках коксовых печей поддерживается небольшим (на уровне 20-60 Па) и потери коксового газа в отопительную систему большие. [c.155] Режим обогрева коксовой батареи должен обеспечивать равномерный нагрев коксового пирога по длине и высоте камер коксования, оптимальный выход и качество металлургического кокса, плановые выходы газа и химических продуктов, высокий коэффициент полезного действия печей для шихт данного состава, длительный срок службы коксовых печей. [c.155] Введение в систему турЬодетандера позволяет уменьшить общую потребную мощность на 30%. Дополнительным эффектом при включении вв технологическую схему детандера оказывается получение холода. Легко сосчитать, что температура газа, поступающего в детандер при давлении 0,8-1,2 МПа, после дросселирования до 0,11 МПа понизится с 25-30 0 до -80 -120°С. При расходе газа 130тыс.нм газа в час холодопроизводительность турбодетандера составит 2.1 ГДж/ч. Такое количество холода низких параметров можно использовать в самых разнообразных вариантах для технологических нужд либо для использования у внешних потребителей. [c.156] Вернуться к основной статье