Установка для тушения кокса водой Российский патент 2023 года по МПК C10B39/04 C10B39/08 C10B39/14 

Изобретение относится к чёрной металлургии и малой энергетике, а именно, к производству кокса, отходы производства которого в стадии его охлаждения (мокрого тушения) могут быть использованы для производства электроэнергии.

Из уровня техники известна установка для мокрого тушения кокса, выбранная в качестве прототипа, (патент № 1581733, автор Михайленко А.А., МПК С10В 39/04, 1979г.), содержащая тушильную камеру с оросителями, сборным лотком для отвода воды и вытяжной трубой, тушильный вагон, размещенный в камере, и последовательно соединенные теплообменник и бак-накопитель, подсоединенный к оросителям, которая с целью повышения эффективности использования тепла кокса содержит, по меньшей мере, два отстойника, два бака-накопителя и две ступени оросителей со сборными лотками, причем, отстойник первой ступени на входе подсоединен к сборному лотку первой ступени, а на выходе - к теплообменнику, который подсоединен через бак-накопитель к оросителям второй ступени, сборный лоток оросителей второй ступени подсоединен к входу отстойника второй ступени, выход которого подсоединен через бак-накопитель к оросителям первой ступени.

Основным недостатком известной установки является недостаточная утилизация выбросов, включая частиц кокса и влаги, что приводит к загрязнению окружающей среды оксидами углерода и углекислотой, а также, безвозвратная потеря тепла и горючих продуктов тушения - угарного газа СО и коксовой пыли и засорение окружающей среды газообразными и твердыми продуктами. Кроме того, достаточно сложное устройство, обусловленное наличием сложной двухступенчатой системы сборных лотков и отстойников, а также баков-накопителей. Кроме того, в процессе тушения кокса при испарении смеси паров с частицами кокса и отражении их от щита, часть смеси с частицами кокса и воды падает в шламовый отстойник, часть попадает в вытяжную трубу, другая часть выбрасываемой смеси без сопротивления поступает в камеру тушильной башни и далее в атмосферу, загрязняя окружающую среду выделяющимися горючими продуктами тушения. Кроме того, для уборки загрязнений требуется специальная скребковая техника, что делает процесс тушения трудоемким и сложным.

Также недостатком данного изобретения является высокая стоимость изготовления и обслуживания в связи с использованием большого количества сложного и крупногабаритного оборудования, такого как: баки-накопители, множество отстойников, насосов, большое количество соединительных трубопроводов и сборных лотков различных ступеней.

Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении экологической безопасности окружающей среды, экономичности мокрого тушения кокса, а также в упрощении конструкции, снижении стоимости изготовления и обслуживания установки и в повышении эффективности использования тепла кокса.

Технический результат предлагаемого технического решения заключается в повышении экологической безопасности окружающей среды и экономичности мокрого тушения кокса, в упрощении конструкции, снижении стоимости изготовления и обслуживания установки, а также, в повышении эффективности использования тепла частиц кокса в качестве дополнительного топлива для котла кокса.

Для достижения заявленного технического результата, согласно заявляемому техническому решению, предлагается установка для тушения кокса водой, содержащая тушильную башню, ограниченную стенками, тушильный вагон с размещенным над ним кожухом со встроенным оросительным устройством и, по меньшей мере, одну вытяжную трубу, при этом, вытяжные трубы снабжены приемными патрубками, расположенными под капле-пылеотбойниками, а каждый приемный патрубок с одного конца выполнен с раструбом, а другим концом соединен с горизонтальным участком вытяжной трубы, при этом количество патрубков определяется количеством капле-пылеотбойников, а газоход выведен через стенку башни наружу и соединен с сепаратором влаги и коксовой пыли, выполненным в виде тройника и соединен через штуцер с дымососом, а вытяжная труба выведена через стенку башни наружу и соединена с сепаратором коксовой пыли и влаги, выполненным в виде тройника и соединенным через горизонтальный штуцер с дымососом, а через вертикальный проходной канал тройника с накопителем крупных капель воды и с входным патрубком нагнетателя, установленного в трубопроводе, при этом, выход дымососа связан трубопроводом с водяной системой парового котла, а выход нагнетателя связан трубопроводом с топкой котла.

При этом:

- щит со встроенным оросительным устройством, расположенный непосредственно над тушильным вагоном, выполнен в виде кожуха, перекрывающего его верхнюю и боковые стороны, а под кожухом расположен, по меньшей мере, один приемный патрубок вытяжной трубы;

- тройник выполнен с возможностью разделения смеси на частицы кокса, крупные капли воды и парогазовую смесь;

- накопитель крупных капель воды и частиц кокса расположен в нижней части вертикального проходного канала тройника-сепаратора.

Предлагаемое изобретение поясняется рисунком.

На рисунке изображена схема устройства для тушения кокса водой.

Тушильная башня, ограниченная стенками 1, содержит тушильный вагон 18 с размещенным над ним щитом 20 со встроенными оросительными устройствами 19, которые разбрызгивают воду на раскалённый кокс, находящийся в тушильном вагоне 18 в основании башни.

Между стенками 1 тушильной башни в её верхней части расположена система вытяжных труб 4, снабженных приёмными патрубками 3, находящимися под капле-пылеотбойниками 2, при этом каждый патрубок 3 выполнен с раструбом на верхнем конце, а другим, нижним концом, соединен с горизонтальным участком вытяжной трубы 4, который выведен через стенку 1 башни наружу. По меньшей мере, один патрубок, вытягивающий смесь из-под кожуха, входит в горизонтальный участок вытяжной трубы 4.

Вытяжная труба 4 на вертикальном участке заканчивается сепаратором 5 частиц кокса и влаги, выполненным в виде тройника-сепаратора с вертикально расположенным каналом и боковым отводом - штуцером 8. При этом тройник-сепаратор 5 через штуцер 8 соединён с дымососом 6, а через его вертикальный проходной канал с накопителем 7 крупных капель влаги и частиц кокса , который связан с входным патрубком нагнетателя 17, установленного в трубопроводе 16. Выход дымососа 6 связан трубопроводом 9 с водяной системой 12 парового котла 11, а выход нагнетателя 17 трубопроводом 16 связан с топкой 10 котла 11.

Устройство для тушения кокса работает следующим образом.

В процессе тушения кокса, кожух 20 с встроенными оросителями 19, расположенный внутри тушильной башни над тушильным вагоном 18, обеспечивает перекрытие верхней и боковых частей тушильного вагона 18 и таким образом отражает поднимающуюся вверх парогазовую смесь с каплями влаги и твердыми частицами кокса, образующуюся от контакта раскалённого кокса с водой из оросительных устройств 19. Отраженная смесь вытягивается, по меньшей мере, одним приемным патрубком 3 вытяжной трубы, увлекая большую её часть в горизонтальный участок вытяжной трубы 4. Поднимающаяся вверх смесь с каплями влаги и твердыми частицами кокса отражается от капле-пылеотбойников 2 в сторону раструбов приёмных патрубков 3 системы вытяжных труб.

Под действием разрежения, создаваемого дымососом и нагнетателем, пыле-капельная смесь по вытяжной трубе 4 поступает в вертикально расположенный проходной канал тройника-сепаратора 5, откуда более тяжелые частицы кокса и крупных водяных капель по инерции проскакивают в накопитель 7, где удерживаются за счет сил гравитации. Тройник-сепаратор 5 имеет боковой отвод - штуцер 8, через который парогазовая смесь, освобожденная от крупных водяных капель и твёрдых частиц кокса, отсасывается с помощью дымососа 6 и направляется по трубопроводу 9 в водяную систему12 котла 11. Вода в водяной системе 12 котла 11 преобразуется в пар, который подается в паровую турбину 13, на валу которой распложен электрогенератор 14, при этом ротор турбины вращает вал электрогенератора 14.

Собравшиеся в накопителе 7 твердые частички кокса и крупные частицы влаги через нагнетатель 17, расположенный в трубопроводе 16, направляются в топку 10 котла 11 для последующего сжигания. Влага при этом испаряется. Сжигаемые коксовые частицы являются дополнительным топливом. Основное топливо подается в топку 10 котла 11 через трубопровод 15.

Таким образом, большая часть отсасываемой смеси из тушильной башни, которая обычно выбрасывается в окружающую среду, загрязняя её, полезно используется: частицы кокса как дополнительное топливо в топке котла, а парогазовая смесь как добавка в рабочее тело котла и турбины.

Таким образом, предлагаемая установка для тушения раскаленного кокса водой позволяет использовать отходы производства кокса для дополнительной выработки электроэнергии и тем самым повысить экологическую чистоту, выработать дополнительную электроэнергию. При этом, если использовать турбину с отбором пара, то и дополнительную тепловую энергию, которую можно использовать в коксо-химическом производстве.

Кроме того, значительно упрощается конструкция тушильной башни с находящимися в её составе агрегатами и механизмами, и, следовательно, снижаются затраты на их изготовление и эксплуатацию, а также повышается эффективность использования дорогостоящего кокса.

Предлагаемая установка для тушения кокса является менее затратной по сравнению с прототипом, поскольку значительно упрощена система, кроме того, более безопасна экологически, т.к. отработанные частицы кокса и влаги не выбрасываются в атмосферу, следовательно не подвергают засорению окружающую среду, а полезно используются в топке котла в качестве дополнительного топлива.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна» и «изобретательский уровень», так из уровня техники, по результатам патентного поиска по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что не выявлены технические решения того же назначения с предложенной совокупностью тождественных и/или эквивалентных признаков, обеспечивающих достижение заявленных технических результатов.

Изобретение относится к чёрной металлургии и малой энергетике, конкретно к установкам для тушения кокса, отходы производства которого в стадии его охлаждения (мокрого тушения) могут быть утилизированы для производства электроэнергии. Установка для тушения кокса водой содержит тушильную башню, ограниченную стенками (1), тушильный вагон (18), с размещенным над ним кожухом (20) с оросительным устройством (19) и систему вытяжных труб (4) и характеризуется тем, что вытяжные трубы снабжены приемными патрубками (3), расположенными под капле-пылеотбойниками (2). Каждая труба с одного конца выполнена с раструбом, а другим концом соединена с газоходом, причем количество патрубков определяется количеством капле-пылеотбойников, а газоход выведен через стенку башни наружу и соединен с сепаратором влаги и коксовой пыли (5), выполненным в виде тройника, и через штуцер (8) соединен с дымососом (6). Вертикальный проходной канал тройника соединен с накопителем частиц кокса и крупных капель влаги (7), соединенным с входным патрубком нагнетателя (17), установленного в трубопроводе (16), при этом, выход дымососа связан трубопроводом (9) с водяной системой парового котла, а выход нагнетателя (17) трубопроводом (16) связан с топкой (10) котла (11). Техническим результатом изобретения является повышение экологической безопасности окружающей среды и экономичности мокрого тушения, упрощение конструкции и обслуживания установки, а также, в повышении эффективности использования тепла частиц кокса в качестве дополнительного топлива для котла кокса. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка для тушения кокса водой, содержащая тушильную башню, ограниченную стенками, тушильный вагон, с размещенным над ним щитом с оросительным устройством и, по меньшей мере, одну вытяжную трубу, отличающаяся тем, что вытяжные трубы снабжены приемными патрубками, расположенными под капле-пылеотбойниками, при этом, каждая труба с одного конца выполнена с раструбом, а другим концом соединена с газоходом, причем количество патрубков определяется количеством капле-пылеотбойников, а газоход выведен через стенку башни наружу и соединен с сепаратором влаги и коксовой пыли, выполненным в виде тройника, и через штуцер соединен с дымососом, а вертикальный проходной канал тройника соединен с накопителем частиц кокса и крупных капель влаги, соединенным с входным патрубком нагнетателя, установленного в трубопроводе, при этом, выход дымососа связан трубопроводом с водяной системой парового котла, а выход нагнетателя трубопроводом связан с топкой котла.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что щит с оросительным устройством, расположенный непосредственно над тушильным вагоном, выполнен в виде кожуха, перекрывающего его верхнюю и боковые стороны, а под кожухом расположен, по меньшей мере, один приемный патрубок вытяжной трубы.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что тройник выполнен с возможностью разделения смеси на частицы кокса и крупные капли воды, падающие в накопитель, и парогазовой смеси, отсасываемой через боковой отвод-штуцер.