СПОСОБ СОВМЕСТНОГО УЛАВЛИВАНИЯ ГАЗОВ ОБЕЗГРАФИЧИВАНИЯ И ВЫБРОСОВ ОТ ДВЕРЕЙ ПЕКОКОКСОВЫХ ПЕЧЕЙ Российский патент 1998 года по МПК B01D53/34 

Изобретение относится к способам улавливания газов обезграфичивания и выбросов от дверей пекококсовых печей.

Технология производства пекового кокса предусматривает длительный (по сравнению с производством доменного кокса) период обезграфичивания стояков и подсводового пространства пекококсовых печей. Этот период может составлять 40-60 мин, причем в течение 20 мин до выдачи и во время выдачи кокса происходит наиболее интенсивный выброс вредных веществ из стояков и дверных проемов в атмосферу. Если учесть, что в этот период выбрасывается наибольшее количество концерогенных веществ (в частности, бенз-а-пирена), то актуальность локализации и очистки выбросов при обезграфичивании и выдаче пекококсовых печей становится очевидной.

Известен способ улавливания газов обезграфичивания и выбросов от дверей при выдаче пекококсовых печей, включающий просасывание воздуха перед и после выдачи кокса через стояк (сверху вниз), камеру коксования и отсос газов обезграфичивания через воздушные люки в коллектор, их организованное сжигание после отсоса из камеры последовательно в две ступени, последующую очистку и сброс очищенных газов в атмосферу, а также улавливание выбросов от дверей при выдаче пекового кокса с помощью передвижных зонтов, передачу их в отдельный коллектор, последующую очистку и сброс очищенных газов в атмосферу (Аннотированный отчет о НИР по дог. 79.95/Э-3028. Разработка способа эвакуации и очистки выбросов при прожиге и выдаче пекококсовых печей (Этап 1), Фонд УХИНа НИР 7864, Харьков, 1995 г., с. 5-6).

Недостатком данного способа является наличие двух автономных систем отсоса и очистки газов обезграфичивания и выбросов от дверей пекококсовых печей, что существенно повышает капитальные и эксплуатационные затраты.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ совместного улавливания газов обезграфичивания и выбросов от дверей при выдаче пекококсовых печей, включающий просасывание воздуха перед и после выдачи кокса через стояк (сверху вниз), камеру коксования и отсос газов обезграфичивания через воздушные люки в коллектор, их организованное сжигание после отсоса из камеры последовательно в две ступени, а также улавливание выбросов от дверей при выдаче пекового кокса, их смешение с газами обезграфичивания после организованного сжигания и окончательную очистку полученной смеси (Аннотированный отчет о НИР по дог. 79.95/Э-3028. Разработка способа эвакуации и очистки выбросов при прожиге и выдаче пекококсовых печей (Этап 1), Фонд УХИНа НИР 7864, Харьков, 1995 г., с. 6-7).

Недостатками указанного способа являются наличие выбросов из стояков при снятых дверях (в период выдачи пекового кокса), неэффективная работа совместной системы отсоса и очистки газов обезграфичивания и выбросов от дверей пекококсовых печей без поддержания необходимых соотношений объемов газов обезграфичивания и выбросов от дверей, отсасываемых в общий коллектор.

Задачей изобретения является повышение эффективности совместного улавливания газов обезграфичивания и выбросов от дверей пекококсовых печей при низких капитальных и эксплуатационных затратах.

Поставленная задача решается тем, что по способу совместного улавливания газов обезграфичивания и выбросов от дверей при выдаче пекококсовых печей, включающему просасывание воздуха перед и после выдачи кокса через стояк (сверху вниз), камеру коксования и отсос газов обезграфичивания через воздушные люки в коллектор, их организованное сжигание после отсоса из камеры последовательно в две ступени, а также улавливание выбросов от дверей при выдаче пекового кокса, их смешение с газами обезграфичивания после организованного сжигания и окончательную очистку полученной смеси, при выдаче пекового кокса просасывание воздуха для обезграфичивания осуществляют от дверных проемов через воздушные люки при закрытом стояке, при этом перед выдачей, в период и после выдачи кокса удельное количество газов обезграфичивания, направляемых в коллектор, поддерживают равным 2-2,5 нм³/с при соотношении объема этих газов и объема выбросов, улавливаемых от дверей, равном 1 : (2,5 - 3,5).

Признаки способа имеют следующую причинно-следственную связь с достигаемым техническим результатом:
просасывание воздуха для обезграфичивания при выдаче пекового кокса от дверных проемов через воздушные люки при закрытом стояке обеспечивает поддержание требуемого гидравлического режима в камере коксования в период выдачи пекового кокса при полном отсутствии выбросов из стояка;
поддержание определенных удельного количества отсасываемого газа обезграфичивания и соотношения объемов газов обезграфичивания и выбросов от дверей пекококсовых печей, подаваемых в общий коллектор перед выдачей, в период и после выдачи кокса позволяет постоянно поддерживать в подсводовом пространстве пекококсовой печи требуемый гидравлический режим и обеспечивает эффективное улавливание выбросов от дверей и газов обезграфичивания в общий коллектор при минимальных капитальных и эксплуатационных затратах.

Способ был испытан в промышленных условиях на пекококсовых печах Запорожского коксохимического завода.

Для наглядности на чертеже приведена схема осуществления способа.

Необходимый для обезграфичивания камеры коксования 1 воздух (перед и после выдачи кокса) при помощи вентилятора 2 засасывается через стояк 3 коксовой печи. В подсводовом пространстве коксовой печи за счет кислорода воздуха и высокой температуры происходит выгорание графита. Образующиеся газы обезграфичивания, содержащие горючие компоненты, поступают через воздушные люки 4 на первую ступень сжигания 5, где происходит сгорание горючих компонентов до взрывобезопасных концентраций.

Во время выдачи кокса при снятии дверей 6 стояк закрывают и воздух в подсводовое пространство поступает через дверные проемы, при этом происходит обезграфичивание участка подсводового пространства от дверей до воздушных люков. Далее газы обезграфичивания по трубопроводу 7 поступают на вторую ступень сжигания 8, где они подвергаются термическому обезвреживанию. После второй ступени сжигания газы обезграфичивания направляются в коллектор 9, где они смешиваются с газами, уловленными от дверей 6 пекококсовых печей. Газы, уловленные от дверей пекококсовых печей при помощи передвижных зонтов 10, поступают в коллектор 9, где они смешиваются с газами обезграфичивания. По коллектору 9 смесь газов обезграфичивания и газов, уловленных от дверей, поступает в систему очистки 11 для их окончательного обезвреживания. После очистки газы через вентилятор 2 и трубу 12 выбрасываются в атмосферу.

Пример 1. Были проведены эксперименты по обоснованию правомерности выбора диапазона изменения удельного количества газов обезграфичивания, направляемых в коллектор. Соотношение объемов газов обезграфичивания и выбросов от дверей поддерживали равным 1 : 2,5.

Полученные данные приведены в табл. 1
Как следует из приведенных данных, уменьшение удельного количества газов обезграфичивания, отсасываемых из камеры коксования, менее 2 нм³/с резко снижает степень улавливания выбросов вследствие уменьшения разрежения в камере коксования до значений, не позволяющих ликвидировать выбросы газов со стояков. В то же время увеличение удельного количества газов обезграфичивания, отсасываемых в общий коллектор, более 2,5 нм³/с приводит к повышению разрежения в камере коксования до выше допустимых значений, при которых происходит разграфичивание швов стенок камеры коксования, вследствие чего нарушается герметичность кладки простенков. Это приводит к прососам сырого коксового газа в обогревательные простенки и, как следствие, к увеличению выбросов из дымовой трубы.

Оптимальное удельное количество газов обезграфичивания, отсасываемых в коллектор, является 2 - 2,5 нм³/с.

Пример 2. Были проведены эксперименты по обоснованию правомерности выбора диапазона изменения соотношения объемов газов обезграфичивания и выбросов от дверей, направляемых в общий коллектор.

Удельное количество газов обезграфичивания, подаваемых в общий коллектор, поддерживали равным 2,5 нм³/с.

Полученные данные приведены в табл. 2.

Анализ данных, приведенных в табл. 2 свидетельствует о том, что оптимальным соотношением объемов газов обезграфичивания и выбросов от дверей является 1 : (2,5 - 3,5).

Уменьшение доли выбросов от дверей, направляемых в общий коллектор, снижает степень их улавливания, а чрезмерное увеличение влечет за собой повышение эксплуатационных затрат вследствие увеличения объема отсасываемых газов, для чего необходимо применение другого типа вентилятора с большей производительностью и более мощным двигателем.

Сопоставительный анализ известных (аналог и прототип) и предлагаемого способов приведен в табл. 3.

Сопоставление предлагаемого способа с известными свидетельствует о том, что он обеспечивает наиболее полное совместное улавливание выбросов при низких капитальных и эксплуатационных расходах.

Способ может быть использован для улавливания газов обезграфичивания и выбросов от дверей пекококсовых печей и может найти применение в коксохимической промышленности. Способ осуществляют просасыванием воздуха для обезграфичивания при выдаче пекового кокса от дверных проемов через воздушные люки при закрытом стояке при поддержании перед выдачей, в период и после выдачи кокса удельного количества газов обезграфичивания, направляемых в коллектор, равным 2-2,5 нм³/с и соотношении объема этих газов и объема выбросов, улавливаемых от дверей, равном 1:(2,5-3,5). Способ позволяет повысить эффективность совместного улавливания газов обезграфичивания и выбросов от дверей пекококсовых печей при низких капитальных и эксплуатационных затратах. 3 табл., 1 ил.

Способ совместного улавливания газов обезграфичивания и выбросов от дверей при выдаче пекового кокса из пекококсовых печей, включающий просасывание воздуха для обезграфичивания перед и после выдачи пекового кокса через стояк сверху вниз и камеру коксования, отсос образующихся газов обезграфичивания через воздушные люки в коллектор, их организованное сжигание после отсоса из камеры последовательно в две ступени, а также улавливание выбросов от дверей при выдаче пекового кокса, их смешение с газом обезграфичивания после организованного сжигания и окончательную очистку полученной смеси, отличающийся тем, что при выдаче пекового кокса просасывание воздуха для обезграфичивания осуществляют от дверных проемов через воздушные люки при закрытом стояке, при этом перед выдачей, в период и после выдачи кокса удельное количество газов обезграфичивания, направляемых в коллектор, поддерживают равным 2 - 2,5 нм³/с при соотношении объема этих газов к объему выбросов, улавливаемых от дверей, равном 1 : (2,5 - 3,5).