СПОСОБ СУХОГО ТУШЕНИЯ КОКСА Российский патент 2013 года по МПК C10B39/02 

Изобретение относится к коксохимической промышленности и может быть использовано в установках сухого тушения кокса (далее УСТК).

Уровень техники

Способы сухого тушения кокса и их реализующие устройства основываются на охлаждении кокса в камере тушения кокса охлаждающим агентом, который циркулирует в системе циркуляции охлаждающего агента. Камера тушения кокса представляет собой вертикально расположенную шахту, футерованную огнеупорной кладкой, в которую с помощью средства дозированной загрузки подают кокс. Тушение кокса в камере тушения осуществляется пропусканием через слой кокса охлаждающего агента, который инертен по отношению к коксу. Во время прохождения охлаждающего агента через слой кокса происходит теплообмен, в результате которого кокс отдает свое тепло охлаждающему агенту, который затем отводится из камеры тушения кокса в систему циркуляции охлаждающего агента. Система циркуляции охлаждающего агента содержит, как правило, фильтр грубой очистки, обычно выполненный в виде пылеосадительного бункера, котел-утилизатор, представляющий собой относительно герметичную камеру, в которой размещены теплообменные поверхности, которым охлаждающий агент отдает тепло, и средство для отвода избыточного объема охлаждающего агента из системы циркуляции. После котла-утилизатора установлено устройство очистки охлаждающего агента, например фильтр тонкой очистки охлаждающего агента, выполненный в виде циклона, затем следует тягодутьевое устройство, например дымосос. Во время работы УСТК часть системы циркуляции охлаждающего агента постоянно находится под значительным разрежением, что приводит к присосам воздуха в систему циркуляции охлаждающего агента. В систему циркуляции охлаждающего агента входит свеча в качестве средства для отвода избыточного объема охлаждающего агента, предназначенная для сброса в атмосферу избыточного объема охлаждающего агента, образующегося в системе циркуляции охлаждающего агента в результате присосов воздуха.

К нижней части камеры тушения кокса примыкает средство порционной выгрузки кокса, содержащее, по меньшей мере, три затвора, которые образуют, по меньшей мере, две последовательно соединенные перепускные камеры. При этом затвор, благодаря которому кокс из камеры тушения поступает в перепускную камеру, называют отсекателем. Основной целью этого затвора является порционная выгрузка кокса из камеры тушения. Требования к герметичности затвора отсекателя не высокие. Задача следующих затворов заключается в герметизации средства порционной выгрузки от выбросов охлаждающего агента в окружающую среду. Поэтому условия герметичности этих затворов являются очень высокими.

В результате, УСТК работает в определенном аэродинамическом режиме, а именно, в верхней части камеры тушения кокса поддерживают значение давления, близкое к атмосферному (так называемый аэродинамический ноль), что предотвращает выброс охлаждающего агента во время подачи (загрузки) кокса в камеру тушения кокса, а также предотвращает попадание в охлаждающий агент воздуха, присутствие которого в охлаждающем агенте приводит к угару кокса. Поддержание в верхней части камеры тушения кокса аэродинамического ноля осуществляется за счет отвода избыточного объема охлаждающего агента в атмосферу через свечу (средство отвода избыточного объема охлаждающего агента) системы циркуляции охлаждающего агента. Свеча системы циркуляции охлаждающего агента установлена после тягодутьевого устройства. В процессе работы УСТК в нижней части камеры тушения кокса значение давления превышает атмосферное на 200-300 кгс/м², поскольку затвор (отсекатель) не является герметичным, охлаждающий агент беспрепятственно поступает в перепускную камеру, в которую кокс поступает из камеры тушения кокса. При следующей выгрузке кокса из указанной перепускной камеры в следующую перепускную камеру происходит резкий перепад давления.

Известный способ и установка сухого тушения кокса (международная заявка №PCT/UA2008/000072).

Так известен способ сухого тушения кокса, включающий:

- дозированную загрузку кокса в камеру тушения кокса,

- охлаждение кокса в упомянутой камере тушения кокса охлаждающим агентом, который циркулирует в системе циркуляции охлаждающего агента,

- подачу кокса из камеры тушения кокса в средство порционной выгрузки кокса, содержащее, по меньшей мере, две последовательно соединенные перепускные камеры,

- отвод избыточного объема охлаждающего агента,

- выгрузку кокса из средства порционной выгрузки кокса на транспортное средство.

Недостатком известного способа является то, что при выгрузке кокса из камеры сухого тушения кокса в средстве порционной выгрузки кокса образуются значительные перепады давления, что в свою очередь приводит к неэффективной эксплуатации средства порционной выгрузки кокса, к повышению требований герметичности затворов средства порционной выгрузки кокса, а также приводит к выбросам охлаждающего агента в зону работы транспортного средства.

Также недостатком известной УСТК является неэффективное охлаждение и обеспыливание кокса.

Сущность изобретения

Основной задачей изобретения является разработка способа сухого тушения кокса, который позволяет уменьшить количество выбросов охлаждающего агента в процессе выгрузки кокса из средства порционной выгрузки кокса в зону работы транспортного средства.

Также задачей изобретения является уменьшение значения перепадов давления охлаждающего агента в средстве порционной выгрузки кокса.

Также задачей изобретения является расширения арсенала способов сухого тушения кокса.

Другие задачи и преимущества изобретения, что заявляется, будут раскрыты ниже по мере изложения настоящего описания и чертежей.

Поставленная задача достигается за счет отвода избыточного объема охлаждающего агента из верхней части перепускной камеры, в которую кокс поступает из камеры тушения кокса, при этом к верхней части перепускной камеры, в которую кокс поступает из камеры тушения кокса, примыкает средство отвода избыточного объема охлаждающего агента.

При реализации способа сухого тушения кокса поставленные задачи решаются тем, что в известном способе сухого тушения кокса, содержащем:

- дозированную загрузку кокса в камеру тушения кокса,

- охлаждение кокса в упомянутой камере тушения кокса охлаждающим агентом, который циркулирует в системе циркуляции охлаждающего агента,

- подачу кокса из камеры тушения кокса в средство порционной выгрузки кокса, содержащее, по меньшей мере, две последовательно соединенные перепускные камеры,

- отвод избыточного объема охлаждающего агента,

- выгрузку кокса из средства порционной выгрузки кокса на транспортное средство,

согласно заявляемому изобретению,

- осуществляют отвод избыточного объема охлаждающего агента из средства порционной выгрузки кокса, при этом отвод избыточного объема охлаждающего агента осуществляют из верхней части перепускной камеры, в которую кокс поступает из камеры тушения кокса.

В частном варианте реализации способа избыточный объем охлаждающего агента, который отводят из верхней части перепускной камеры, отводят в атмосферу

В частном варианте реализации способа избыточный объем охлаждающего агента, который отводят из верхней части перепускной камеры, отводят в дополнительный котел-утилизатор, в котором осуществляют термическое обеззараживание охлаждающего агента.

Отвод избыточного объема охлаждающего агента из верхней части перепускной камеры, в которую кокс поступает из камеры тушения кокса, позволяет уменьшить значения колебаний давления охлаждающего агента в средстве порционной выгрузки кокса, а также позволяет уменьшить количество выбросов охлаждающего агента в процессе выгрузки кокса из средства порционной выгрузки кокса в зону работы транспортного средства.

Также отвод избыточного объема охлаждающего агента из верхней части перепускной камеры позволяет увеличить эффективность обеспыливания кокса.

Отвод избыточного объема охлаждающего агента через средство порционной выгрузки кокса в дополнительный котел-утилизатор позволяет увеличить эффективность утилизации тепла кокса, который находится в средстве порционной выгрузки кокса.

Чертежи

При рассмотрении вариантов выполнения настоящего изобретения используется узкая терминология. Однако настоящее изобретение не ограничивается принятыми терминами и следует иметь в виду, что каждый такой термин охватывает все эквивалентные элементы, которые работают аналогичным образом и используются для решения тех же самых задач.

На фиг.1 изображена установка сухого тушения кокса, заявляемая в качестве изобретения;

На фиг.2 изображен вариант выполнения установки сухого тушения кокса, заявляемой в качестве изобретения, в которой средство отвода избыточного объема охлаждающего агента содержит дополнительный котел-утилизатор.

Осуществление изобретения

Установка сухого тушения кокса (фиг.1) содержит камеру тушения 1 кокса, систему циркуляции 2 охлаждающего агента, которая включает котел-утилизатор 3, устройство очистки 4 охлаждающего агента, тягодутьевое устройство 5. Средство порционной выгрузки 6 кокса примыкает к нижней части камеры тушения 1 кокса, при этом средство порционной выгрузки 6 кокса содержит три последовательно расположенных затвора 7₁, 7₂ и 7₃, которые образуют две последовательно соединенные перепускные камеры 8₁ и 8₂, при этом кокс из камеры тушения 1 кокса поступает в перепускную камеру 8₁, а из перепускной камеры 8₁ кокс поступает в перепускную камеру 8₂. Из перепускной камеры 8₂ кокс выгружается на транспортное средство 9.

К средству порционной выгрузки 6 кокса примыкает средство отвода 10 избыточного объема охлаждающего агента в дымовую трубу 11.

При этом средство отвода 10 избыточного объема охлаждающего агента содержит регулятор 12.

Также на фиг.1 изображен блок управления 13, который на входе соединен с датчиком давления 14, который расположен в верхней части камеры тушения 1 кокса, а на выходе блок управления 13 соединен с регулятором 12. Блок управления 13 поддерживает значение аэродинамического нуля в верхней части камеры тушения 1 кокса, а также регулирует объем отвода охлаждающего агента через средство отвода 10 избыточного объема охлаждающего агента.

Так соответственно способу сухого тушения кокса осуществляют:

- дозированную загрузку кокса в камеру тушения 1 кокса, охлаждение кокса в упомянутой камере тушения 1 кокса охлаждающим агентом, который циркулирует в системе циркуляции 2 охлаждающего агента,

- подачу кокса из камеры тушения 1 кокса в средство порционной выгрузки 6 кокса,

- отвод избыточного объема охлаждающего агента из средства порционной выгрузки 6 кокса, при этом отвод избыточного объема охлаждающего агента осуществляют из верхней части перепускной камеры 8₁, в которую кокс поступает из камеры тушения 1 кокса,

- выгрузку кокса из средства порционной выгрузки 6 кокса на транспортное средство 9.

Установка сухого тушения кокса работает следующим образом, а именно, полученный в коксовых печах кокс (не изображено) загружают в камеру тушения 1 кокса, в которой происходит охлаждение кокса охлаждающим агентом, который циркулирует в системе циркуляции 2 охлаждающего агента. В процессе контакта охлаждающего агента с коксом происходит передача тепла от кокса охлаждающему агенту, который затем подается в котел-утилизатор 3, в котором охлаждающий агент охлаждается и отдает свое тепло рабочей жидкости. В результате присосов воздуха в системе циркуляции 2 охлаждающего агента образуется избыточный объем охлаждающего агента, который отводится через средство отвода 10 избыточного объема охлаждающего агента.

Выгрузка кокса из камеры сухого тушения 1 кокса осуществляется с помощью средства порционной выгрузки кокса 6, которое примыкает к нижней части камеры сухого тушения кокса 1, при этом с помощью затвора 7₁ кокс дозировано подается в перепускную камеру 8₁. К верхней части перепускной камеры 8₁ примыкает средство отвода избыточного объема 10 охлаждающего агента, который образуется в системе циркуляции 2 охлаждающего агента в результате присосов воздуха. Количество отвода избыточного объема охлаждающего агента регулируется с помощью регулятора 12.

Из перепускной камеры 8₁ с помощью затвора 7₂ осуществляют подачу дозированной порции кокса в перепускную камеру 8₂, из которой затем осуществляют выгрузку кокса на транспортное средство 9.

На фиг.2 изображена установка сухого тушения кокса, в которой средство отвода 10 избыточного объема охлаждающего агента соединено с дополнительным котлом-утилизатором 15, в котором происходит термическое обеззараживание охлаждающего агента. Для того чтобы уменьшить загрязнение нагревательных поверхностей (не изображены) дополнительного котла-утилизатора 15, перед подачей охлаждающего агента в дополнительный котел-утилизатор 15 осуществляют его очистку в фильтре 16. Также УСТК (фиг.2) дополнительно содержит обводной контур 17, который соединяет средство отвода 10 избыточного объема охлаждающего агента с дымовой трубой 11. В случае аварийной или плановой остановки дополнительного котла-утилизатора 15 или дымососа 18 осуществляют отвод охлаждающего агента через обводной контур 17, для чего закрывают регулятор 19 и открывают регулятор 20. Использование дополнительного котла-утилизатора 15 увеличивает эффективность утилизации тепла охлаждающего агента, а использование обводного контура 17 увеличивает надежность непрерывной работы УСТК, что также является преимуществом предлагаемого изобретения.

Понятно, что выше изложено два возможных варианта осуществления изобретения. Изобретение не ограничивается вариантами, которые были изложены выше и изображены на фигурах.

Суть предложенного изобретения заключается в отводе избытка охлаждающего агента через верхнюю часть перепускной камеры, в которую кокс поступает из камеры тушения, средства порционной выгрузки кокса на свечу (фиг.1) или в котел-утилизатор (фиг.2), при этом за счет отвода избыточного объема охлаждающего агента из верхней части перепускной камеры, в которую кокс поступает из камеры тушения кокса, происходит образование зоны подсоса и разрежения в указанной перепускной камере, а это позволяет уменьшить требования к герметичности средства порционной выгрузки кокса, позволяет предотвратить ударные нагрузки на механизмы и снизить количество вредных выбросов охлаждающего агента в атмосферу. За счет образовавшейся зоны подсоса атмосферный воздух, в случае негерметичности средства порционной выгрузки кокса, будет поступать в указанную перепускную камеру, из которой будет отводиться в свечу (см. фиг.1) или в котел-утилизатор (см. фиг.2), при этом понятно, что охлаждающий агент не будет поступать в атмосферу из-за наличия зоны подсоса.

Технический результат

Техническим результатом изобретения является уменьшение требования к герметичности средства порционной выгрузки кокса, предотвращение ударных нагрузок на механизмы, уменьшение количества выбросов охлаждающего агента в процессе выгрузки кокса из средства порционной выгрузки кокса в зону транспортного средства.

Уменьшение давления охлаждающего агента в средстве порционной выгрузки кокса и уменьшение колебаний давления охлаждающего агента в средстве порционной выгрузки кокса приводит к увеличению эффективности работы средства порционной выгрузки кокса.

Также техническим результатом изобретения является увеличение эффективности обеспыливания кокса.

Изобретение относится к коксохимической промышленности. Кокс загружают в камеру тушения кокса и охлаждают его там циркулирующим охлаждающим агентом. Затем кокс из камеры тушения подают в средство порционной выгрузки кокса, содержащее по меньшей мере две последовательно соединенные перепускные камеры, при этом осуществляют отвод избыточного объема охлаждающего агента из верхней части перепускной камеры, в которую кокс поступает из камеры тушения кокса. Изобретение позволяет уменьшить количество выбросов охлаждающего агента в атмосферу, а также снизить ударные нагрузки на механизмы за счет уменьшения давления охлаждающего агента в средстве порционной выгрузки кокса. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ сухого тушения кокса, включающий дозированную загрузку кокса в камеру тушения кокса, охлаждение кокса в упомянутой камере тушения кокса охлаждающим агентом, циркулирующим в системе циркуляции охлаждающего агента, подачу кокса из камеры тушения кокса в средство порционной выгрузки кокса, содержащее по меньшей мере две последовательно соединенные перепускные камеры, отвод избыточного объема охлаждающего агента, выгрузку кокса из средства порционной выгрузки кокса на транспортное средство, отличающийся тем, что отвод избыточного объема охлаждающего агента осуществляют из средства порционной выгрузки кокса, при этом избыточный объем охлаждающего агента отводят из верхней части перепускной камеры, в которую кокс поступает из камеры тушения кокса.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что избыточный объем охлаждающего агента из верхней части перепускной камеры отводят в атмосферу.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что избыточный объем охлаждающего агента из верхней части перепускной камеры отводят в дополнительный котел-утилизатор, в котором осуществляют термическое обеззараживание охлаждающего агента.