Установка и способ сухого тушения кокса Российский патент 2024 года по МПК C10B39/02 

Изобретение относится к коксохимической промышленности и касается установок сухого тушения кокса (далее УСТК) с непрерывной выгрузкой потушенного кокса из камеры тушения.

Известна установка сухого тушения кокса которая содержит контур циркуляции охлаждающего газа, включающий соединенные газоходами камеру тушения, пылеулавливающее устройство, котел-утилизатор, циклон, дутьевой вентилятор, контур рециркуляции охлаждающего газа и устройство для непрерывной выгрузки кокса. Контур рециркуляции охлаждающего газа включает нижнюю и верхнюю части камеры тушения, соединенные газоходом, установленным в зоне верхнего кольцевого канала камеры [патент RU 2448144, C10B39/02, 2012].

Недостатком данного способа является то, что при работе с контуром рециркуляции происходит повышение давления под сводом камеры, что приводит к сильному выбросу пыли из загрузочного люка при загрузке кокса в камеру тушения, не способствует уменьшению СО в циркуляционном газе и в первую очередь направлено на обеспечение газоплотности разгрузочного устройства, но и это не обеспечивается без дополнительного оборудования (котла – утилизатора для частичного сжигания отводимого газа).

Известен способ сухого тушения кокса, согласно которому из накопительной камеры горячий газ через пылеосадительный бункер поступает в котел-утилизатор, где охлаждается, и дымососом подается снова в камеру тушения. Избыточный газ, отобранный из свечи накопительной камеры, очищают от пыли и далее по трубопроводам подают в газопровод прямого коксового газа, после чего дополнительно очищают в смеси с прямым коксовым газом от пыли, аммиака, смолистых веществ [патент RU 2391379, C10B39/02, C10B27/00, 2010].

Недостатком данного способа является то, что при увеличении количества отводимых газов коксовых батарей повышается нагрузка на оборудование цехов химической очистки газа, при этом снижается калорийность очищенного газа, подаваемого потребителям и теряются его качественные характеристики.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является установка и способ сухого тушения кокса [патент RU 2388789, C10B39/02, 2010]. Согласно данного изобретения циркуляция охлаждающего агента в камере тушения кокса осуществляется с помощью системы циркуляции охлаждающего агента. Из средства для непрерывной выгрузки кокса производят отвод охлаждающего агента по контуру рециркуляции охлаждающего агента в систему циркуляции охлаждающего агента. Также, производят отвод избыточного объема охлаждающего агента из средства для непрерывной выгрузки кокса в горелочное устройство дополнительного котла-утилизатора.

Недостатком данного способа является то, что сжигается только порядка 10% избыточного газа, остальной объем вредных веществ выбрасывается в окружающую среду. Этот метод является вспомогательным для работы изобретения [патент RU 2448144, C10B39/02, 2012].

Задачей заявленного изобретения является разработка установки сухого тушения кокса и способа тушения кокса, позволяющих очищать избыточные циркуляционные газы и минимизировать выбросы монооксида углерода (СО) и других вредных веществ (диоксид серы диоксид и сероуглерод) в окружающую среду.

Указанная задача изобретения достигается тем, что установка сухого тушения кокса, содержащая контур циркуляции охлаждающего газа, включающий соединенные газоходами камеру тушения, пылеулавливающее устройство, котел-утилизатор, циклон, дутьевой вентилятор, устройство для непрерывной выгрузки кокса, согласно изобретению включает свечу сброса избыточного циркуляционного газа, снабженную системой дожига.

Система дожига включает подвод природного газа к блоку розжига, подвод воздуха к блоку розжига, блок розжига, подвод природного газа на оголовок свечи, подвод газо-воздушной смеси на оголовок свечи, подвод напряжения на оголовок свечи, оголовок свечи с форсунками подачи газа.

Указанная задача изобретения достигается также тем, что в способе сухого тушения кокса, включающем дозированную загрузку кокса в камеру тушения кокса, охлаждение кокса в камере тушения кокса охлаждающим газом, подачу кокса из камеры тушения кокса в устройство для непрерывной выгрузки кокса, отвод охлаждающего газа из камеры тушения кокса, сброс избыточного охлаждающего газа на свечу, согласно изобретению сбрасываемый на свечу охлаждающий газ подается под давлением 0,002 – 0,010 МПа и подвергается дожиганию, совместно с природным газом, подаваемым под давлением 0,3 – 1,0 МПа.

Охлаждающий газ на дожигание подается с температурой 110 – 180 °С, а дожиганию подвергается не менее 95 % сбрасываемого на свечу охлаждающего газа.

Сущность изобретения.

Сущность изобретения поясняется следующей схемой установки сухого тушения кокса (Фиг. 1), где:

1. Камера тушения

2. Загрузочное устройство

3. Разгрузочное устройство

4. Свеча сброса избыточного циркуляционного газа

5. Оголовок свечи сброса избыточного циркуляционного газа

6. Свеча форкамеры

7. Дымосос подачи воздуха в камеру тушения

8. Воздушный коллектор (с 36-ю клапанами)

9. Карманный фильтр

10. Блок розжига

11. Подача воздуха на блок розжига

12. Подача природного газа на блок розжига

13. Подача природного газа на дожиг избыточных газов

14. Подача газо-воздушной смеси на дожиг избыточных газов

15. Желоб схода кокса из камеры тушения

16. Конвейер

17. Пылеосадительный бункер сухой очистки пыли перед котлом утилизатором

18. Котел утилизатор

19. Циклон сухой очистки пыли после котла утилизатора

20. Дымосос (для обеспечения циркуляции тушащего газа)

21. Система газоходов (подача в камеру и отвод из камеры циркуляционного газа)

22. Дроссель

23. Задвижка

Способ сухого тушения кокса реализован с помощью установки состоящей, например, из 1 - камеры тушения с технологическим оборудованием дросселями и задвижками (2-16, 22, 23) и 18 – котла утилизатора с системами охлаждения газа и очистки газа от пыли (17, 19-22).

Через загрузочное устройство 2 происходит загрузка горячего кокса в камеру тушения 1, где кокс охлаждается продувкой циркуляционным газом, который подается в нижнюю часть камеры, проходит через раскаленный слой кокса охлаждая его. Газ подается и отводится по системе газоходов 21. Горячий газ через пылеосадительный бункер 17 поступает в котел-утилизатор 18, где охлаждается, далее проходит повторную очистку от остаточной пыли в циклоне сухой очистки 19 и снова подается в камеру 1. Циркуляция газа в контуре камера тушения 1 – котел утилизатор 18 обеспечивается дымососом 20.

Через разгрузочное устройство 3 протушенный кокс через желоб схода кокса 15 подается на конвейер 16, далее на средства рассева и передается потребителю.

Для обеспечения оптимального состава циркуляционного газа и повышения эффективности процесса тушения кокса камера 1 оборудована дымососом 7 подачи воздуха в камеру и воздушным коллектором 8 (в частном случае с 36-ю клапанами), через которые принудительно подается атмосферный воздух в камеру для сгорания избыточного объема компонентов Н₂, СО и О₂ в ее контуре.

Для обеспечения гидравлического режима камера 1 оборудована свечой сброса избыточного циркуляционного газа 4, работающей постоянно (24/7) в автоматическом режиме, давление в камере тушения регулируется дросселем 22. Для сброса избыточного давления при аварийных остановках дымососа 20 предусмотрена свеча форкамеры 6, сброс обеспечивается автоматическим включением дросселя 22.

Свеча сброса избыточного циркуляционного газа 4 оборудована системой очистки газов от пыли и вредных веществ загрязняющих окружающую среду. После выхода из камеры 1 газ по пути следования проходит через карманный фильтр, где происходит его очистка от пыли до 10 мг/м³, затем подается на оголовок свечи сброса избыточного циркуляционного газа 5 оборудованный системой дожига горючих компонентов содержащихся в нем.

Для постоянного полного сжигания горючих компонентов в циркуляционном (инертном) газе на оголовок свечи сброса избыточного циркуляционного газа 5 через блок розжига 10 подается сжатый воздух 11 и природный газ 12. На три дежурные горелки с блока розжига подается природный газ 13, на основную горелку (размещенную по всей длине окружности оголовка свечи) подается газо-воздушная смесь. Конфигурация основной горелки и ее размещение внутри оголовка 5 свечи сброса избыточного газа 4 позволяет перекрыть пламенем всю площадь сечения оголовка и сжечь все горючие компоненты сбрасываемого циркуляционного газа.

Сбрасываемый на свечу охлаждающий газ подается под давлением 0,002 – 0,010 МПа, температурой 110 – 180 °С и подвергается дожиганию, совместно с природным газом, подаваемым под давлением 0,3 – 1,0 МПа. Данные параметры определены экспериментально и необходимы для устойчивого горения факела в оголовке свечи сброса избыточного давления. При меньшей и большей их величине может произойти затухание факела и дожига не будет.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в снижении выбросов в атмосферу не только наиболее токсичного вещества оксида углерода, а также в ликвидации выбросов в атмосферу пыли, водорода, аммиакосодержащих и смолистых веществ.

Предлагаемый способ утилизации сбросного газа апробирован на установке сухого тушения кокса коксоаглодоменного производства ПАО «Северсталь». Результаты экспериментов показали, что за счет дожигания монооксида углерода до высшего оксида CO₂ на установке сухого тушения кокса коксовой батареи № 11 снижено количество выбросов в окружающую среду на 99,8% от общего количества выбросов.

Группа изобретений относится к коксохимической промышленности. Описаны установка сухого тушения кокса и способ сухого тушения кокса. Установка содержит контур циркуляции охлаждающего газа, включающий соединенные газоходами камеру тушения, пылеулавливающее устройство, котел-утилизатор, циклон, дутьевой вентилятор, устройство для непрерывной выгрузки кокса. Установка также включает свечу сброса избыточного циркуляционного газа, снабженную системой дожига. Техническим результатом является очистка избыточных циркуляционных газов и минимизация выбросов монооксида углерода в окружающую среду. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка сухого тушения кокса, содержащая контур циркуляции охлаждающего газа, включающий соединенные газоходами камеру тушения, пылеулавливающее устройство, котел-утилизатор, циклон, дутьевой вентилятор, устройство для непрерывной выгрузки кокса, отличающаяся тем, что включает свечу сброса избыточного циркуляционного газа, снабженную системой дожига.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что система дожига включает подвод природного газа к блоку розжига, подвод воздуха к блоку розжига, блок розжига, подвод природного газа на оголовок свечи, подвод газовоздушной смеси на оголовок свечи, подвод напряжения на оголовок свечи, оголовок свечи с форсунками подачи газа.

3. Способ сухого тушения кокса, включающий дозированную загрузку кокса в камеру тушения кокса, охлаждение кокса в камере тушения кокса охлаждающим газом, подачу кокса из камеры тушения кокса в устройство для непрерывной выгрузки кокса, отвод охлаждающего газа из камеры тушения кокса, сброс избыточного охлаждающего газа на свечу, отличающийся тем, что сбрасываемый на свечу охлаждающий газ подается под давлением 0,002-0,010 МПа и подвергается дожиганию совместно с природным газом, подаваемым под давлением 0,3-1,0 МПа.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что охлаждающий газ на дожигание подается с температурой 110-180°С.

5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что дожиганию подвергается не менее 95% сбрасываемого на свечу охлаждающего газа.