Коксовая печь периодического действия Советский патент 1992 года по МПК C10B5/02 

Изобретение относится к коксовым печам, обогреваемым газами. Печь может быть использована в установках получения спецкокса периодическим коксованием в кубах нефтяных остатков.

Известна конструкция коксовой печи с горизонтально расположенной камерой коксования и обогреваемыми каналами, снабженная обогревательным простенком, содержащим одну или более камер и расположенным между камерой коксования и обогревательными каналами. Недостатки известной конструкции коксовой печи заключаются в ее значительной металлоемкости и конструктивной сложности, вызванных необходимостью сооружения обогревательных каналов и обогревательного простенка с камерами.

Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому результату является коксовая печь, содержащая коксовый куб со штуцерами для подачи сырья, выхода парафинистых соединений и выхода газообразных продуктов коксования, топку с горелочными устройствами и газоход. Топка расположена под коксовым кубом, выполнена прямоугольного сечения, состоит из вертикальных боковых и торцевых стен, а также вертикальной перевальной стенки для перетока дымовых газов из топочного пространства в газоход. В нижней части топки установлено горелочное устройство для обогрева коксового куба.

Недостатки известной конструкции коксовой печи заключаются ,в том, что при

00 4

0ч

ГО ч

нятом расположении горелочного устройства и форме топочной камеры не обеспечивается равномерный обогрев поверхности куба, что приводит к местным перегревам и преждевременному разрушению поверхности куба. Сравнительно большой объем топочной камеры в сочетании с неравномерным обогревом приводит, к ухудшению теплообмена между дымовыми газами йТюверх ностью куба, следствием чТегхГ яйляйтся повышенные потери тепла е ходШЦймТй газами низкий КПД топки и повышенный расход топлива на обогрев печи.

В предлагаемой коксовой печи периодического действия, содержащей коксовый куб со штуцерами для подачи сырья, выхода парафинистых соединений и газообразных продуктов коксования, размещенную под ним топку с боковыми стенками и подом с установленными в нем горелочными устрой- ствами и газоходом, согласно изобретению, топка размещена над газоходом, под выполнен в виде двух симметричных относительно вертикальной оси куба, наклонных к центральной оси плоскостей, при этом горе- точные устройства выполнены в виде радиационных инжекционных горелок, куб размещен на расстоянии от каждой из плоскостей пода, составляющей 0,20-0,25 его диаметра, а полость топки сообщена с поло- стью газохода посредством центральной продольной щели, ширина которой составляет 0,01-0,02 от диаметра куба.

На чертеже представлен поперечный разрез коксовой печи.

Предлагаемая коксовая печь установлена на основании 1, которое вместе с вертикальными стенками 2 и арочным сводом 3 образуют газоход. В арочном своде выполнена продольная центральная щель. Над арочным сводом установлена топка, образованная вертикальными стенками 4 и наклонным подом 5, и соединенная с газоходом продольной центральной щелью. На вертикальных стенках топки 4 установ- лен коксовый куб б, снабженный для подачи сырья 7, выхода парафинистых соединений 8 и выхода газообразных продуктов коксования 9. На наклонном поде 5 на расстоянии 0,20-0,25 диаметра куба от на- ружной поверхности куба по перифёрий уста - новлены один или несколько параллельных рядов радиационных инжекционныхггорелок 10. Ширина продольной центральной щели, соединяющей топку с газоходом, составляет 0,01-0,02 диаметра куба.v

Коксовая печь работает следующим образом. - В коксовый куб 6 через штуцер 7 подают сырье для получения нефтяного кокса, например, гидравличную смолу. Разжигают горелки 10 и выводят коксовую печь на технологический температурный режим. В период процесса коксования осуществляют отвод парафинистых соединений через штуцер 8 и газообразных продуктов коксования через штуцер 9, Дымовые газы, образовавшиеся в процессе сжигания топлива в ради- ационных инжекционных горелках направляют к поверхности куба 6 и затем, после интенсивного теплообмена с последней, отводят через продольную центральную щель в газоход. После завершения цикла коксования производят выгрузку кокса и вновь повторяют цикл.

В соответствии с технологическим регламентом установки производства спецкокса в процессе коксования поддерживают температуру стенки коксового куба 480- 500°С, длительность цикла коксования составляет 30 часов, а длительность периода разогрева холодного сырья - 6 часов.

В табл. 1 приводятся результаты испытаний предлагаемой коксовой печи, иллюстрирующие влияние расстояния от пода топки до поверхности куба на температуру куба и длительность периода разогрева до рабочих температур.

Из данных табл. 1 следует, что расстояние от наклонного пода топки, в котором установлены горелки, до поверхности куба, т.е. степень удаления горелок от поверхности куба, влияет на ее температуру. При расположении наклонного пода топки коксовой печи от поверхности куба на расстояние 0,18DK, где DK - диаметр куба (пример 1), температура поверхности куба составляет 530°С, т.е. выше температур, предусмотренных технологическим регламентом. Превышение указанных температур приведет к перегреву куба и преждевременному выходу его из строя. При удалении наклонного пода топки с горелками от поверхности куба на расстояние авноеО О-О БОк, примеры 2-4, т.е. на заявляемые значения, температура поверхности куба составляет 480- 500°С, что соответствует температурам, допускаемым регламентом. При увеличении указанного расстояния выше заявленных значений (0,270к. пример 5) температура стенки куба снижается до 470°С, т.е. ниже температур, предусмотренных технологическим регламентом. Следствием этого является снижение температуры коксования.

Изданных табл. 1 следует, что длительность разогрева куба при его обогреве в печи заявляемой конструкции ниже, чем при существующей системе обогрева. Этому способствует более равномерный обогрев куба в печи предлагаемой конструкции.

На втором этапе испытаний обосновывали влияние ширины продольной центральной щели, соединяющей топку с газоходом, на показатели работы коксовой печи. В качестве контроля, характеризую- щего влияние ширины щели на показатели работы коксовой печи, принято разрежение в топке. Выбор указанного критерия обусловлен тем, что при минимальном разрежении в топке обеспечивается наиболее эффективная циркуляция газов к поверхности коксового куба, что, в свою очередь, способствует интенсификации конвективного теплообмена, снижению потерь тепла с уходящими в газоход дымовыми газами и снижению расхода топлива на обогрев. Результаты испытаний сведены в табл. 2.

Из данных таблицы следует, что при ширине щели между топкой и газоходом, равной 0.008 диаметра куба (пример 1), разрежение втопке равно 0. При отсутствии разрежения в топке нарушается устойчивая работа горелок, дымовые газы через корпуса горелок поступают в наружное прострзн- ство печи, минуя газоход, снижая при этом тепловую нагрузку печи и ухудшая при этом условия работы обслуживающего персонала. При заявленной ширине щели, равной 0,01-0,02 диаметра куба (примеры 2-4), разрежение в топке составляет 1,0-2,0 мм в.ст., что соответствует условиям наиболее интенсивной циркуляции дымовых газов к поверхности коксового куба и, следовательно, эффективному конвективному теплообмену. При ширине щели, равной 0,022 диамет- ра куба (пример 5), т.е. выше заявляемого предела/разрежение в топке достигает 2,5 мм в.ст. С увеличением разрежений в топке ухудшается циркуляция дымовых газов, поскольку облегчаются условия их выхода в газоход через щель без должного контакта с поверхностью теплообмена.

Таким образом, использование Заявленной конструкции коксовой печи позволяет осуществить интенсивный равномерный обогрев коксового куба и снизить тепловые потери с дымовыми газами, что способствует увеличению срока службы коксового куба, сокращению длительности периода разогрева и уменьшению расхода топлива.

Испытания заявленной конструкции коксовой печи, проведенные на Волгоградском НПЗ, показали, что по сравнению с прототипом, достигается снижение длительности цикла коксования,- благодаря уменьшению времени разогрева куба с 30 до 26,0-26,5 ч, повышается КПД топки с 25-30 до 40-45%, снижается расход топлива на обогрев куба на 15-20%.

Формула изобретения Коксовая печь периодического действия, содержащая коксовый куб со штуцерами для подачи сырья, выхода парафинистых соединений и газообразных продуктов коксо- вания; размещенную под ним топку с боковыми стенками и подом с установленными в нем горелочными устройствами и газоход, отличающаяся тем, что, с целью увеличения срока службы, сокращения длительности процесса коксования и уменьшения расхода топлива, топка размещена над газоходом, под выполнен в виде двух симметричных относительно вертикальной оси куба, наклонных к центральной продольной оси плоскостей, при этом горелоч- ные устройства выполнены в виде радиационных инжекционных горелок , куб размещен на расстояний от каждой из плоскостей пода, составляющем 0.20-0,25 его диаметра, а полость топки сообщена с полостью газохода посредством центральной продольной щели, ширина которой составляет 0,01-0,02 диаметра куба.

Изобретение относится к технике производства кокса в печах, обогреваемых газами и может быть использовано в установках получения спецкокса периодическим коксованием в кубах нефтяных остатков. Сущность изобретения состоит в увеличении степени равномерности обогрева куба, что имеет следствием возрастание срока его службы, сокращение длительности процесса коксообразования и уменьшение расхода топлива на обогрев куба. Для обеспечения указанных эффектов топка размещена над газоходом, под выполнен в виде двух симметричных относительно оси куба, наклонных к центральной продольной оси плоскостей. Горел очные устройства выполнены в виде радиационных инжекционных горелок. Предложены и обоснованы расстояния от поверхности куба до плоскостей пода. Полость топки сообщена с полостью газохода посредством центральной продольной щели, ширина которой составляет 0,01-0,02 от диаметра куба. 1 ил., 2 табл.

Таблица 1

8

Таблица 2

1