СПОСОБ ОБРАБОТКИ КОКСОВОГО ГАЗА Российский патент 1999 года по МПК C10K1/04 C10K1/18 

Изобретение относится к области очистки прямого коксового газа от частиц смолы и нафталина и обратного коксового газа от частиц поглотительного масла и может быть применено в коксохимической промышленности.

Известен способ обработки прямого коксового газа, включающий охлаждение газа с одновременной очисткой газа от частиц смолы и нафталина в первичных газовых холодильниках (ПГХ) и доочисткой в электрофильтрах (ЭФ) /Справочник коксохимика, т. 3 - М.: Металлургия, 1966, с. 22-30/, и способ обработки обратного коксового газа, включающий охлаждение газа в конечных газовых холодильниках (КГХ) с последующей очисткой газа от нафталина и бензольных углеводородов поглотительным маслом и доочисткой от частиц поглотительного масла в ЭФ /Ефремов Ю. Г. , Зыскина Ф.А. и др. О влиянии режима работы электрофильтра на очистку отопительного газа от маслянистых примесей // Кокс и химия, 1978, N 5, с. 30-31/.

К недостаткам этих способов очистки газа следует отнести:
1. Отсутствие возможности очистки газа от нафталина электростатическим методом, т.е. при использовании ЭФ.

2. Взрывоопасность процесса в результате попадания воздуха в ЭФ в период обработки газа.

3. Нестабильность показателя степени очистки при колебании нагрузок по газу и электроэнергии, а также при увеличении исходной концентрации взвешенных частиц на входе в ЭФ.

4. Высокие капитальные затраты на сооружение ЭФ.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ очистки коксового газа от частиц смолы и нафталина, согласно которому коксовый газ после охлаждения до 30^oC и очистки в первичных газовых холодильниках очищают от частиц смолы и нафталина в скруббере Вентури (СВ), куда подают каменноугольное поглотительное масло в количестве 0,7 кг/м³ газа (150 м³/ч на 1 м² сечения горловины). После очистки в СВ газ поступает в брызгоуловитель, где орошается свежим поглотительным маслом, охлажденный и очищенный газ подается в машзал. Гидравлическое сопротивление СВ равно 3,3 кПа, скорость газа в горловине аппарата не ниже 60 м/с, степень очистки газа от взвешенных частиц не ниже 96-99% /Вшивцев В.Г., Назаров В. Г. Очистка коксового газа от аэрозолей смолы и нафталина // Кокс и химия, 1984, N 11, с. 25-26/.

Данному способу присущи следующие недостатки:
1. Значительные энергозатраты на транспортировку газа, обусловленные высоким гидравлическим сопротивлением СВ, до 3,3 кПа, в выбранном гидродинамическом режиме эксплуатации, что удорожает известный способ.

2. Высокие капитальные затраты на сооружение установки, так как в результате эксплуатации СВ при скорости газового потока не ниже 60 м/с возникает вторичный унос капель и требуется обязательная установка орошаемого брызгоуловителя.

3. Дополнительные энергозатраты на перекачку поглотительного масла и транспортировку газа при эксплуатации установки с орошаемым брызгоуловителем.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков.

Задача решается за счет того, что в способе обработки коксового газа, включающем охлаждение его в холодильниках и очистку в скруббере Вентури поглотительным маслом, охлаждение газа ведут до 20-35^oC, поглотительное масло подают в количестве 0,3-0,5 кг/м³ газа через форсунки со скоростью истечения 10-25 м/с, а скорость газа в горловине скруббера Вентури поддерживают в пределах от 20 до 45 м/с.

Уменьшение количества поглотительного масла с 0,7 кг/м³ до 0,3-0,5 кг/м³ позволит снизить эксплуатационные затраты на транспортировку поглотителя.

При подаче на орошение СВ поглотительного масла менее 0,3 кг/м³ эффективность очистки газа снижается до 82-85%, при подаче на орошение поглотительного масла в количестве более 0,5 кг/м³ степень очистки не изменяется, но увеличиваются эксплуатационные затраты на транспортировку поглотительного масла и газа.

При скорости газа в горловине СВ ниже 20 м/с степень очистки падает с 96-99% до 70-75%, увеличение скорости с 45 до 50 м/с приводит к возрастанию гидравлического сопротивления СВ на 30-40%.

Уменьшение скорости истечения из форсунок с 10 м/с до 8 м/с приводит к увеличению гидравлического сопротивления СВ на 30-40% и снижению степени очистки газа на 5-10%, при увеличении скорости истечения поглотителя из форсунок с 25 до 30 м/с возрастают энергозатраты на транспортировку поглотителя на 20-25% при сохраняющейся степени очистки газа.

Уменьшение скорости газа в горловине скруббера Вентури с 60 м/с до 20-45 м/с при поддержании скорости истечения жидкости из форсунок от 10 до 25 м/с позволяет снизить гидравлическое сопротивление с 3,3 кПа до 0,5 кПа, а следовательно, значительно сократить расход электроэнергии на транспортировку газа.

Сущность способа поясняется следующим примером.

Пример.

Коксовый газ с температурой 30^oC в количестве 50000 м³/ч после первичных газовых холодильников поступает в скруббер Вентури. Скорость газа в горловине СВ равна 30 м/с. Для очистки газа от взвешенных частиц в СВ прямотоком к газу подают свежее поглотительное масло через форсунки со скоростью истечения 20 м/с в количестве 0,35 кг/м³ газа. Содержание нафталина в поступающем газе 1,8 г/м³, смолистых веществ 4,0 г/м³. Степень очистки газа от частиц нафталина 96%, от частиц смолы - 99%.

Технологические показатели очистки коксового газа при сопоставлении прототипа с предлагаемым способом представлены в таблице (см. в конце описания).

Использование предлагаемого способа обработки коксового газа обеспечивает следующие преимущества по сравнению с прототипом согласно данным, приведенным в таблице.

1. В 2,0 раза снижаются эксплуатационные затраты на подачу поглотителя в СВ и исключаются затраты на подачу поглотителя в брызгоуловитель.

2. В 6,5 раза снижается гидравлическое сопротивление СВ и энергозатраты на транспортировку газа.

3. Исключается стадия обработки газа в брызгоуловителе, следовательно, снижаются капитальные затраты на сооружение установки.

По материалам предлагаемого способа очистки коксового газа завершается монтаж установки очистки обратного коксового газа на Западно-Сибирском металлургическом комбинате производительностью по газу 80 тыс.м³/ч, выполняются проекты по очистке прямого и обратного коксового газа для Кузнецкого меткомбината. Предусмотрено внедрение способа на ряде заводов Центра РФ.

Изобретение предназначено для очистки коксового газа от частиц смолы и нафталина. Коксовый газ охлаждают в холодильниках до 20-35^oС и подвергают очистке в скруббере Вентури поглотительным маслом. Поглотительное масло в количестве 0,3-0,5 кг/м³ подают через форсунки со скоростью истечения 10-25 м/с. Скорость газа в горловине скруббера Вентури поддерживают в пределах 20-45 м/с. Изобретение позволяет снизить капитальные и энергетические затраты. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ обработки коксового газа, включающий охлаждение его в холодильниках и очистку в скруббере Вентури поглотительным маслом, отличающийся тем, что охлаждение газа ведут до 20 - 35^oC, а поглотительное масло в количестве 0,3 - 0,5 кг/м³ газа подают через форсунки со скоростью истечения 10 - 25 м/с. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скорость газа в горловине скруббера Вентури поддерживают в пределах 20 - 45 м/с.