Башня мокрого тушения кокса Советский патент 1989 года по МПК C10B39/08 

777777 ffffff fffffff ffff fff

ни над плоскостью верхнего шильного вагона составляет

If

определяемую из выражения

где Н - высота крыши корпуса башни; К - коэффициент, учитывающий величи- HV и неравномерность паровыделения

по сечению тушильного вагона во времени, а также влияние, самотяги вытяжной трубы; G, - количество кокса в тушильном вагоне, т; S - площадь горизонтального сечения тушильного вагона, м. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство относится к снижению потерь воды и уменьшению степени загрязнения воздушного бассейна пыле- газовыми выбросами и может быть использовано в коксохимической и металлургической промьшшенности. Целью и зобретения является снижение вредных выбросов в атмосферу. Башня мокрого тушения кокса обеспечивает сии- жение количества паров и капель воды, уносимых при тушении раскаленного кокса и содержащихся в .них пьше- газовых вредных выбросов в атмосферу за счет того, что корпус башни имеет крьшу 7, перекрыванмдую 60...70% горизонтального сечения корпуса и имеющую наклон вниз по ходу парогазовой смеси, под крышей 7 корпуса расположено оросительное устройство 8 1-й ступени орошения, задний торец крыши соединен с верхней кромкой вертикальной перегородки 9, нижняя кромка которой образует зазор с дном 10 корпуса, в зазоре между вертикальной перегородкой и задней стенкой 4 башни установлено оросительное устройство 11 2-й ступени орошения, в нижней части вытяжной трубы 1 установлен жалюзийный пылеуловитель 12 с оро- сительным устройством 13 3-й ступени . орошения, высота крыши корпуса башо f& «О 4 Од 00 СО

Изобретение относится к снижению потерь воды и уменьщению степени загрязнения воздушного бассейна пыле газовыми выбросами и может быть ис- пользовано в коксохимической и металлургической промышленности.

Цель изобретения - снижение вредных выбросов в атмосферу.

На чертеже изображена башня мокрого тушения кокса.

Башня содержит вытяжную трубу 1 и корпус, образованный боковой 2, передней 3 и задней 4 вертикальными стенками с входным проемом 5 для вагона 6 с коксом, под крышей 7, выполненной из плит, размещенных под углом друг к другу, расположено оросительное устройство 8 первой ступени орошения, крыша перекрывает 60- 70% горизонтального сечения корпуса, задний торец крыши соединен с верхней кромкой вертикальной перегородки 9, нижняя кромка которой образует зазор с дном 10 корпуса, в зазоре между вертикальной перегородкой и задней стеной 4 башни установлено оросительное устройство 11 второй ступени орошения, в нижней части вытяжной трубы 1 установлен жалюзийный пылеуловитель 12 с оросительным устройством 13 третьей ступени орошения У входного(Проема 5 передней стенки 3 корпуса установлено устройство 14 для подачи сжатого воздуха.

Вытяжная труба 1 в верхней и сред ней частях разделена по крайней мере одной вертикальной продольной перегородкой 15.

Башня работает следующим образом. Тушильный вагон 6 с раскаленным коксом доставляется электровозом через входной проем 5 передней стенки

15

3 корпуса тушильной башни под оросительное устройство 8 первой ступени орошения, через которое в вагон 6. подается вода. Охлаждение кокса в

5 основном происходит за счет испарения части воды, поданной на орошение. При этом из вагона 6 выделяется водяной пар в виде струй. Содержащиеся в воде, подаваемой на ороше 0 ние, вредные ве15ества образуют при взаимодействии воды с раскаленным коксом газообразные вредные продук- ты реакции (фенолы и др.), которые вместе с каплями воды и частичками кокса захватываются уходящими из вагона 6 струями пара. Количество уносимых капель, химически вредных веществ и пыли зависит от размера капель, количества воздуха, подсасываемого в нижнюю часть корпуса башни за счет разряжения в этой зоне, имеющего место благодаря самотяге ; вытяжной трубы 1.

. Крьш1а 7 корпуса удалена от плоскости верхнего среза тушильного вагона 6 на величину, равную величине инерционного пробега капель воды и частиц кокса, скорость которых больше скорости потока в свободном сечении корпуса башни..

Величина инерционного пробега капель и частиц кокса зависит от Количества тушимого кокса в вагоне 6, а также зависит от влияния самотяги 35 вытяжной трубы 1, величины и равномерности паровыделения по сечению вагона и во времени, поверхности контакта раскаленного кокса и воды, которая пропорциональна горизонталь-

0 ному сечению тушильного вагона 6. та I зависимость установлена экспериментально и имеет вид

20

25

30

н К (--f-f

(1)

Н высота крыши корпуса башни; .

К - -коэффициент, учитывающий величину и неравномерность паровыделения по сечений тушильного вагона во времени, а также влияние самотяги вытяжной трубы;

G - количество кокса в тушиль10

ном вагоне;

площадь горизонтального сечения тушильного вагона м .

Например, для вагона емкостью 12 т кокса, имеющего площадь горизонтального сечения 63 м , величина Н 1,7- 2,0 м. Большие значения К и, следовательно, Н следует принимать для тушильных вагонов с высоким уровнем кокса и башен с высокой вытяжной трубой.

Размещение крьш1И 7 корпуса на высоте меньше Н может привести к его эрозии из-за ударного воздействия на него капель воды и частиц кокса. Кроме того, после удара 6 потолок эти частицы и капли воды могут вновь попадать в отходящий поток парогазовой смеси, что увеличивает их выбро- сы в окружающую среду. Размещение крьш1И 7 корпуса на высоте, значительно превьш1ающей Н, нецелесообразно, : так как при этом возрастает нерабочая часть высоты башни, что приводит к повышению капитальных вложений без увеличения эффективности работы башни.

Таким образом, размещение крыши 7 корпуса тушильной башни на высоте, равной Н, является оптимальным с точки зрения уменьшения выбросов в атмосферу и снижения капитальных и эксплуатационных затрат.

В районе крьш1И 7 корпуса парогазовый поток за счет самотяги вытя5К ной трубы 1 изменяет направление своего движения и направляется вдоль вертикальной перегородки вниз. Наклон крыши вниз по ходу парогазовой смеси позволяет обеспечить формирование потока для повышения степени улавливания капель влаги и частиц кокса и снижения вредных выбросов. Угол наклона и длина крьш1и выбираются из условия обеспечения равенства скорос:7 тей парогазовой смеси в вытяжной трубе и канале для прохода парогазо

0

5

0

5

35

55

45

вой смеси, величина угла наклона при этом составляет 15-30 , крыша перекрывает 60-70% горизонтального сечения корпуса.

Яри значениях угла oi 15 положительный эффект формирования потока недостаточен. При значениях ot 30 увеличиваются габариты корпуса башни, что влечет за собой увеличение стоимости бащни.

Таким образом, величина угла наклона крьш1И 5 15-30 является оптимальной по условиям уменьшения количества выбросов в атмосферу и снижения капитальных затрат.

Перекрывать крышей более 70% горизонтального сечения корпуса нецеле сообразно, так как это приводит к пережиму сечения для прохода газов между вертикальной перегородкой и задней стенкой башни и ухудшению самотяги башни.

При перекрытии менее 6% горизонтального сечения появляются затруднения в размещении вагона с коксом в тушильной башне.

Таким образом, величина 60-70% - перекрытия крьш1ей горизонтального сечения корпуса является оптимальной по условиям самотяги башни и размещению вагона в башне.

При резком изменении направления движения потока за счет инерционных : и гравитационных сил происходит сепарация части крупных и тяжелых ка- ; пель воды и частиц кокса.

Далее парогазовый поток через зазор между нижней кромкой вертикаль- ной перегородки 9 и дном 10 корпуса поступает в оросительное устройство 11 второй ступени орошения. При этом вновь происходит резкое изменение направления движения потока и сепа- ; рация крупных капель воды и частичек кокса. Величина зазора между нижней кромкой вертикальной перегородки и дном принимается из условия равенства скоростей парогазовой смеси в зазоре и перед ним.

Далее парогазовый поток направляется в нижньлю часть вытяжной. трубы 1 и проходит через жалюзийный пылеуловитель 12 с оросительным устройством 13 третьей ступени орошения. Дополнительный эффект улавливания крупных капель воды и частиц кокса в уст ройствах 2-й и 3-й ступени орошения получают за счет того, что размер

капель воды в них превьшает разме р капель на 1-й ступени орошения, следовательно, капли имеют большую энергию и захватывают не только мелкие, но и более крупные частицы по сравне нию с 1-й ступенью орошения.

После этого парогазовый поток проходит вытяжную трубу и выбрасывается в окружающую среду.

Таким образом, установка описанных перегородок и оросительных устройств позволяет по сравнению с прототипом получить новый эффект: сокращение на 20-30% (по прикидочным расчетам) уноса паров воды с содержащимися в них технически вредными веществами и частичками коксовой пыли. Частичная конденсация паров воды и дополнительная сепарация частиц кокса и капель воды обеспечивают удаление из парогазовой смеси наиболее тежелых его .составляющих, снижение плотности уносимого потока, что позволяет увеличить самотягу вытйжной трубы 1 и улучшить условия рассеивания в атмосфере выбросов оставшихся в потоке газообразных вредных веществ,

В период максимального парьвы- деления (в начальные 30 с тушения кокса) включают устройство 14, обес- печивакщее завесу из сжатого воздуха у открытого торца передней стенки 3 корпуса башни, что позволяет предотвратить по сравнению с прототипом выбросы пылегазовой смеси в окружаю- щую среду.

Кроме того, улучшение самотяги вытяжной трубы 1 по сравнению с прототипом может быть достигнуто разделением вытяжной трубы в ее верхней и средней-частях на несколько стволов по крайней мере одной вертикальной продольной перегородки 15,

Технико-экономические преимущества обусловлены следующими особенностями устройства.

Наличие вертикальной перегородки.

to

15

20

Установка между перегородкой и задней стенкой корпуса башни ороси™ тельного устройства 2-й ступени орошения позволяет получить по сравнению с прототипом новый эффект: сокращение уноса паров воды с содержащимися в них химически вредными ве- . ществами и мелкими частичками коксовой пыли. Частичная конденсация паров воды и дополнительная сепарация частиц кокса и капель вода обеспечивают удаление пз парогазового потока части тяжелых его составляющих, снижение плотности уносимого потока, что позволяет увеличить самотягу трубы и улучшить условия рассеивания в атмосфере выбросов оставшихся в потоке вредных веществ.

Установка в нижней части вытяжной трубы жалюзийного пылеуловителя с оросительным устройством 3-й ступени орошения позволяет не только уловить пыль, неуловленную на предьщущих эта- 25 пах, но и сократить по сравнению с прототипом унос паров водь с содержащимися в них вредными веществами за счет дополнительной конденсации паров,

Наклон крьш1и вниз по ходу парогазовой смеси позволяет обеспечить формирование потока для повышения степени улавливания капель влаги и частиц кокса и снижения вредных выбросов.

Для поддержания одинаковых скоростей парогазовой смеси за 1-й и 2-й ступенями орошения крыша корпуса должна перекрывать 60-70% горизонтального сечения корпуса тушильной башни.

Установка у открытого торца передней стенки корпуса башни душирующе- го устройства позволяет организовать по сравнению с прототипом завесу из сжатого воздуха для предотвращения выбросов пылегазовой смеси в окружающую среду.

Разделение вытяжной трубы в верх30

35

40

45

соединенной с крьш1ей, позволяет дваж- go ей и средней частях по крайней мере одной вертикальной продольной перегородкой позволяет улучшить по сравнению с прототипом самотягу в вытяжной трубе,г

ды изменить на противоположное направление движения пылегазового потока, образованного из-за подачи воды в оросительном устройстве 1-й ступени орошения, что обеспечивает на этом участке более интенсивную сепарацию частиц коксовой пыли и капель I воды по сравнению с прототипом за счет использования инерционных сил.

ей и средней частях по крайней ме

ре одной вертикальной продольной перегородкой позволяет улучшить по сравнению с прототипом самотягу в вытяжной трубе,г

Размещение крьш1и корпуса над плоскостью верхнего среза тушильного вагона на высоте, определяемой из вьфажения (1), обеспечивает предотвращение эрозийного износа крыши

башни каплями влаги и частицами кок са, уносимыми струями пара.

Использование совокупности указанных признаков позволяет снизить выб- росы паров воды с содержащимися в них вредными веществами, что создает экологический эффект.

Формула изобретения

н . К ( )

где Н - высота крыши корпуса башни; К - коэффициент, учитывающий величину и неравномерность паровыделения по сечению тушильного вагона во времени, а также влияние самотя- ги вытяжной трубы; количество кокса в тушиль к ном вагоне, т;

S - площадь горизонтального сечения тушильного вагона, м .

4.Башня ПОП.1, отличающаяся тем, что вытяжная труба в верхней и средней частях разделена по крайней мере одной вертикальной продольной перегородкой.