Спосіб знеграфічування пекококсових печей

Изобретение относится к способам обезграфичивания пекококсовых печей и может найти применение в коксохимической промышленности. Известен способ обезграфичивания пекококсовых печей, включающий просасывание воздуха до и после выдачи кокса через стояк (сверху вниз), камеру коксования, лючки обезграфичивания в коллектор с последующей передачей газа на очистку. При этом перед выдачей кокса воздушные люки не открываются, а из лючков обезграфичивания извлекаются паровые сопла и лючки обезграфичивания при помощи переносных стыковочных устройств соединяются с коллектором, в котором поддерживается разрежение за счет работы газодувки [1], В период коксования в лючки обезграфичивания через паровые сопла подается сухой пар для уменьшения отложений графита на сводах и стенках камер коксования [1]. Недостатком указанного способа является наличие возможности образования взрывоопасных смесей горючих компонентов газов обезграфичивания и воздуха по тракту транспортировки газа, что приводит к взрывам и делает способ небезопасным. Задачей данного изобретения является усовершенствование способа обезграфичивания пекококсовых печей путем изменения точки отсоса газов обезграфичивания, их последующего организованного сжигания последовательно в две ступени до коллектора и после коллектора до заданной концентрации горючих компонентов за счет этого, исключение возможности образования взрывоопасных смесей по тракту транспортирования газов обезграфичивания и, тем самым, обеспечение безопасности способа при высокой степени очистки газов обезграфичивания. Поставленная задача решается тем, что в способе обезграфичивания пекококсовых печей, включающем просасывание воздуха перед и после выдачи кокса через стояк сверху вниз, камеру коксования в коллектор, подачу пара в период коксования через лючки обезграфичивания и очистку газа, при этом, отсос газов обезграфичивания производят через люки, диаметр которых составляет (3-5) диаметра лючков обезграфичивания, а очистку газов осуществляют после отсоса их из камеры их подвергают организованному сжиганию последовательно в две ступени, на паровой ступени перед подачей в коллектор до остаточного содержания горючих компонентов 1-4 объемных %, на второй ступени после коллектора до 0,2-0,8 объемных %. Отличительные признаки способа имеют следующую причинно-следственную связь с достигаемым техническим результатом: - отсос газов обезграфичивания через большой диаметр (воздушные люки) обеспечивает необходимые для устойчивого процесса горения скорости движения газов обезграфичивания, а это, в свою очередь, предотвращает образование в газах обезграфичивания по тракту их транспортировки взрывоопасных концентраций; - организованное сжигание газов обезграфичивания после отсоса из камеры последовательно в две ступени позволяет подать необходимое количество воздуха для организации устойчивого процесса горения, что позволяет сжигать горючие компоненты газа до заданных концентраций; - сжигание газов на первой ступени перед коллектором до остаточного содержания горючих компонентов 1-4 объемных % предотвращает возможность взрывов по тракту транспортировки газов, а, следовательно, обеспечивает высокую безопасность способа; - сжигание газов на второй ступени, после коллектора до остаточного содержания горючих компонентов 0,20,8 объемных % позволяет достичь высокой степени очистки газов обезграфичивания перед их выбросом в атмосферу. Таким образом, каждый из признаков способствует, а вся совокупность обеспечивает решение поставленной задачи. Способ был испытан в промышленных условиях на пекококсовых печах Запорожского коксохимического завода. Для наглядности на рисунке приведена схема осуществления способа. Необходимый для обезграфичивания камеры коксования 1 воздух (перед и после выдачи кокса) при помощи турбогазодувки 2 засасывается через стояк 3 коксовой печи. В подсводовом пространстве коксовой печи за счет кислорода воздуха и высокой температуры происходит выгорание графита. Продукты сгорания графита, содержащие СО, СО2 и Н2О, а при прожигании печи с пековым коксом также частично сгоревший пекококсовый газ поступают через люк обезграфичивания 4 (воздушный люк) на первую ступень сжигания 5 газов обезграфичивания, где горючие компоненты газов сгорают до их содержания 1-4% объемных. После первой ступени сжигания газ по коллектору 6 поступает на вторую ступень 7, где он подвергается окончательному сжиганию до содержания горючих компонентов 0,2-0,8% объемных, при этом содержание СО в продуктах сгорания составляет 0,1-0,2% объемных, что позволяет исключить в дальнейшем дополнительной ступени очистки от СО. После второй ступени сжигания газ поступает в систему очистки 8 и далее через трубогазодувку 2 и свечу сброса 9 сбрасывается в атмосферу. При необходимости некоторые ступени очистки газа могут устанавливаться после газодувки на линии нагнетания перед сбросной свечей. При этом из лючков обезграфичивания 10 извлекаются паровые сопла, а сами лючки обезграфичивания не открываются. В период коксования с началом загрузки в лючки обезграфичивания 10 через сопла подается сухой пар для уменьшения отложений графита на сводах и стенках камер коксования. Первоначально были проведены эксперименты по обоснованию правомерности отсоса газов обезграфичивания через люки, диаметр которых составляет (3-5) диаметра лючков обезграфичивания (воздушные люки). Полученные данные приведены в таблице 1. Приведенные данные показывают, что при прососе газа через лючки обезграфичивания газ не успевает сгорать до взрывоопасных концентраций, кроме того, вследствие высоких скоростей не всегда происходит его воспламенение и горение, что приводит к возникновению "хлопков" в коллекторе. Кроме того, маленькое сечение лючков обезграфичивания (Æ100мм) создает большое гидравлическое сопротивление системы, что затрудняло организацию процесса горения за счет подсоса воздуха, т.к. при требуемом подсосе воздуха на горение не обеспечивается необходимый просос воздуха через стояк. При переходе к отсосу газа через воздушные люки эти проблемы были решены. Процесс горения на выходе из камеры коксования стал устойчивым, гидравлическое сопротивление системы уменьшилось, "хлопки" прекратились. Проведенные анализы газов, отобранных после первой ступени сжигания, подтвердили правильность решения. Далее были проведены эксперименты по обоснованию правомерности выбора диапазона изменения остаточной концентрации горючих компонентов после первой и второй ступеней сжигания газов обезграфичивания. Полученные результаты представлены в таблице 2. Как следует из таблицы 2, при изменении содержания в газе горючих компонентов после первой ступени сжигания от 0,5 до 5% объемн. и постоянном количестве горючих компонентов после второй ступени сжигания образование взрывоопасных смесей возможно только при концентрации горючих компонентов ³5%, т.к. только в этом случае газ становится взрывоопасным. При этом после второй ступени содержание СО составляет 0,1-0,2% объемных. Для снижения концентрации горючих компонентов на первой ступени ниже 1% требуется значительный подсос воздуха на горение. При этом не обеспечивается полная ликвидация залповых выбросов со стояка в момент его открытия из-за невозможности создать требуемые разрежения в камере сжигания вследствие значительного подсоса воздуха. При постоянном содержании горючих компонентов газа после первой ступени сжигания (3% объемных) и изменении их содержания после второй ступени от 0,1 до 1,0% объемн. взрывоопасных смесей образоваться не может, а концентрация СО в сбрасываемом газе изменяется от 0 до 0,6% объемных. При содержании СО в газе 0,6% объемн. не обеспечиваются требуемые санитарные нормы и необходимо устанавливать дополнительные ступени очистки от СО. Для обеспечения содержания горючих компонентов после второй ступени менее 0,2% объемн. необходимо для горения значительный избыток воздуха. При этом за счет подсоса воздуха не обеспечивается требуемый гидравлический режим для полной ликвидации выбросов со стояков. Следовательно, оптимальное содержание горючих компонентов после первой ступени сжигания должно быть 1-4%, а после второй - 0,2-0,8% объемных. Сопоставительные данные способов обезграфичивания известного по прототипу и предлагаемого приведены в таблице 3. Как следует из таблицы 3, и в известном способе по прототипу, и в предлагаемом способе достигается одинаковая степень обезвреживания газов обезграфичивания, однако по предлагаемому способу в отличие от существующего исключено образование взрывоопасных смесей в трактах транспортирования, что делает предложенный способ безопасным. Кроме того, предложенный способ дает возможность безопасной работы даже в аварийных ситуациях (при открытой клапанной коробке газосборника или при плохой ее герметизации, когда в подсводовое пространство и на сжигание идет сырой пекоксовый газ). В этом случае на первой ступени сжигания газ не успевает сгорать до взрывобезопасных концентраций. Однако, даже при возникновении "хлопков" разрушений системы быть не может, т.к. она достаточно защищена на этом участке техническими средствами (предусмотрены взрывные клапаны). Но после второй ступени сжигания газ уже не содержит взрывоопасных концентраций горючих компонентов, что очень важно, т.к. на этом участке чрезвычайно сложно предусмотреть технические средства защиты от взрывов.