КОКСОВАЛЬНАЯ ПЕЧЬ Советский патент 1958 года по МПК C10B5/20 

Для производства кокса применяются генеративные коксовальные печи, работающие с переменой направления (реверсией) газопламенных потоков через каждые 20-30 минут.

В этих печах горение газов в каждый данный момент осуществляется в одной половине отопительных каналов. Другая их половина служит для отвода продуктов горения и таким образом не обогревается. Реверсия газов вызывает в кладке регенеративных коксовальных печей непрерывное колебание температуры, достигающее со стороны отопительных каналов значительной амплитуды, что ухудшает качество кокса. Каждый раз во время реверсии поступление отопительного газа в печь на короткое время прекращается. Перемена направления при помощи многочисленных переводных клапанов затрудняет распределение газов, усложняет регулирование обогрева.

В описываемой прямоточной коксовальной печи горение восходящего потока газов осуществляется во всех без исключения отопительных каналах при использовании рециркуляции продуктов горения в каждом из них для выравнивания температуры горения по высоте.

Для создания в печи непрерывного движения газов в одном направлении в ней применен рекуперативный нагрев воздуха и бедного газа. Такой нагрев осуществляется последовательно: сначала в выносных центральных металлических рекуператорах, общих для всей батареи, а затем в индивидуальных керамических рекуператорах внутри печного массива под каждой печью с последующим использованием тепла отходящих газов из батареи (после рекуператоров) в котлах-утилизаторах.

Кирпичный рекуператор представляет собой заполненную брусковым или решетчатым кирпичом камеру. Нагрев движущегося через нее воздуха (газа) производится непрерывно отходящими продуктами горения через кладку каналов (вертикальных или горизонтальных), в которых они движутся и которые располагаются в стенах камеры.

Для осуществления одновременного горения во всех без исключения отопительных каналах и для использования рециркуляции продуктов горения в каждом из них обогревательные простенки в перегородках между отопительными каналами имеют щелевидные каналы (одинарные или двойные), из которых одни служат для отвода продуктов горения, а другие, чередующиеся по длине простенка с первыми и сообщающиеся только с отопительными каналами (верхним и нижним окном) - для рециркуляции. Возможно также чередование одинарных щелей с двойными, в этом случае (большие) служат для отвода продуктов горения, двойные (меньшие) - для рециркуляции.

Печи могут иметь двухстороннюю или одностороннюю подачу воздуха и бедного газа.

На фиг. 1 показана печь с двухсторонним подводом воздуха и газа в поперечном резрезе по простенкам камер печей и камер керамических рекуператоров; на фиг. 2 - разрез по АА на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по ББ на фиг. 1; на фиг. 4 - печь в горизонтальном разрезе по боровам с металлическими рекуператорами; на фиг. 5 - то же, в вертикальном разрезе; на фиг. 6 - то же, в поперечном разрезе с котлами-утилизаторами; на фиг. 7 - печь с односторонним подводом воздуха и газа в продольном разрезе по простенкам камер печей и камер керамических рекуператоров; на фиг. 8 - то же, в горизонтальном разрезе по боровам с металлическими рекуператорами; на фиг. 9 - то же, в продольном разрезе по простенку камер печей и камер керамических рекуператоров; на фиг. 10 - то же, в поперечном разрезе по боровам с металлическими рекуператорами.

Воздух, засасываемый извне вентилятором 1, через систему вентиляционных каналов 2 в фундаментной железобетонной плите и сборный канал 3 направляется для нагрева в два центральных металлических рекуператора 4, общих для всей батареи - по одному на каждую ее сторону (коксовую и машинную). Доменный или какой-нибудь другой бедный газ также поступает в два центральных, общих для всей батареи, металлических рекуператора 5. Металлические рекуператоры 4 и 5 располагаются в боровах 6 для отвода продуктов горения.

Воздух, нагретый в металлических рекуператорах 4, поступает далее по трубопроводам 7 в воздушные коллекторы 8, расположенные вдоль батареи с обеих ее сторон, а затем по каналам 9 и патрубкам 10 распределяется для дальнейшего нагрева по индивидуальным кирпичным рекуператорам 11. Последние располагаются под печными камерами симметрично по обеим сторонам батареи (по одному на два полупростенка).

Доменный газ, нагретый в металлических рекуператорах 5, поступает по футерованным трубопроводам 12 вдоль батареи и затем через газоподводящие патрубки 13 и регулировочные краны распределяется для дальнейшего нагрева по индивидуальным кирпичным рекуператорам 14, встроенным в печной массив так же, как и воздушные рекуператоры 11.

Кирпичные рекуператоры 11 и 14 выполнены в виде камер, заполненных для увеличения поверхности нагрева насадкой из решетчатого или брускового кирпича.

Горячие продукты горения, отводимые из обогревательных каналов 15 в боровы 6 и передающие свое тепло воздуху и газу, циркулируют по каналам 16, расположенным внутри коренных стен рекуператоров горизонтально, как на фиг. 1 или вертикально.

Воздух и газ поступают в камеры рекуператоров 11 и 14 через распределительный подовый канал с колосниковыми решетками 17, омывают насадку и, нагреваясь, собираются в подсводовом пространстве. Отсюда они по косым ходам 18 направляются во все отопительные вертикальные каналы 15 (вертикалы), расположенные в простенках между камерами печей.

Горение осуществляется во всех обогревательных каналах; горящие газы движутся снизу вверх.

В перегородках между обогревательными простенками имеются щелевые каналы (одинарные или двойные), одни из которых 19 служат для отвода продуктов горения, а другие 20 - для рециркуляции.

Продукты горения из боровов 6 направляются через металлические центральные рекуператоры 4 и 5 в общий сборный боров 21, по которому они поступают в котел-утилизатор 22, дымосос 23 и дымовую трубу 24.

Кроме боровов 6 с металлическими рекуператорами, предусматриваются обводные каналы 25, которые позволяют отключать металлические рекуператоры (системой шиберов) и выводить продукты горения непосредственно в общий боров 21. Такой же обводной канал предусматривается для отключения котла-утилизатора 22 и вывода продуктов горения прямо из общего борова 21 в дымовую трубу. Для подачи воздуха и газа в печи из распределительных трубопроводов, минуя металлические рекуператоры на время их отключения, предусматриваются обводные воздухопроводы и газопроводы с системой шиберов.

В своде печей и отопительных каналов располагается растопочный канал 26 с шахтами 27 для наблюдения за горением и замеров температур в отопительных каналах 15, и с отдельными шахточками для измерения температуры в щелевых каналах 19, или в каналах 20.

При обогреве печей богатым (коксовым) газом все четыре металлических рекуператора 4 и 5 служат для нагрева воздуха, который поступает далее по коллекторам 8, трубопроводам 12, подводящим каналам 9 и 13 во все кирпичные рекуператоры 11 и 14 и отсюда косыми ходами 18 во все обогревательные каналы. Коксовый газ на горение поступает в обогревательные каналы с двух сторон батареи из газопроводов 28 по газоподводящим патрубкам через ответвления 29 распределительных каналов (корнюры).

При односторонней подаче газа и воздуха в подовые каналы 17 и камеры кирпичных рекуператоров 11 и 14 (фиг. 7-10) в последних отпадает необходимость в перегородках, применяемых при двухсторонней подаче. Воздух поступает в рекуператор 11 с одной правой стороны из воздухопровода 8, газ же направляется в рекуператор 14 с одной левой стороны из газопровода 12. Из рекуператоров 11 и 14 воздух и газ после нагрева распределяются по всей длине расположенных от них справа и слева обогревательных простенков.

Продукты горения отводятся из обогревательных каналов 15 через щелевые каналы 19 в обе стороны батареи; поэтому каналы 16 и борова 6 также располагаются по обеим ее сторонам.

В печах с односторонним подводом газа и воздуха представляется возможным уменьшить вдвое количество металлических рекуператоров, воздухопроводов и газопроводов по сравнению с печами с двухсторонней подачей газа и воздуха.

В этом случае воздух, засосанный вентилятором 1 через вентиляционные каналы 2 и сборный канал 3, нагнетается далее в один центральный металлический рекуператор 4, размещающийся в борове 6 с правой стороны батареи, т.е. с той ее стороны, где расположен воздухопровод 8. Это сокращает длину соединительного воздухопровода 7 между рекуператором 4 и воздухопроводом 8.

Газ поступает для нагрева также в один металлический рекуператор 5, размещающийся в борове 6 с левой стороны батареи, т.е. со стороны, где расположен распределительный газопровод 12.

Для распределения воздуха по кирпичным рекуператорам 11 служат патрубки 9 с дросселями, для распределения газа - патрубки 13 с кранами.

Схема поступления воздуха и газа в отопительные каналы, схема движения в них горящей смеси и отвода продуктов горения аналогичны печи с двухсторонней подачей газа и воздуха.

Коксовальная печь с постоянным направлением газовых потоков, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее производительности и улучшения качества кокса, горение восходящего потока газов и рециркуляция продуктов горения осуществляются одновременно во всех без исключения отопительных каналах с подогревом воздуха и бедного газа в рекуператорах: сначала в выносных металлических, общих для всей батареи, а затем в керамических, индивидуальных, встроенных в печной массив.