Спосіб безперервного одержання коксу і пристрій для його здійснення

Цей винахід відноситься до нового способу коксування вугілля з отриманням коксу, який використовується, наприклад, у доменних печах для виплавки чавуну. Запропонований спосіб удосконалює відомий спосіб неперервного виробництва коксу захищеного [патентом Російської Федерації 2144555] згідно з яким виробництво коксу із вугілля здійснюється примусовим переміщенням вугілля у витягн утій в довжину камері коксування з каналом, який створений зовнішнього стінкою меншої труби і вн утрішнього стінкою більшою труби, перетворюючи вугілля в кокс при відсутності кисню нагріванням через стінки труб тепловою енергією продуктів згорання палива. Переміщення вугілля вздовж камери коксування здійснюється товкачем циклічної дії, який має робочий і неробочий рух поршня і переборює спочатку сили тертя спокою, а потім сили тертя руху стисн утого вугілля/коксу між зовнішньою і внутрішньою стінками труб, що вимагає суттєвих додаткових нераціональних витрат механічної енергії. Більша труба камери коксування має діаметр 2,1м, діаметр меншої труби - 1,5м, товщина шару коксуючого вугілля - 0,3м, годинна продуктивність таких двох камер коксування - 5,6т. Така мала продуктивність двох камер коксування обумовлена недостатньо активним нагрівання шару вугілля товщиною 0,3м через стінки труб тепловою енергією продуктів згорання , з незначною їх тепломісткістю і малою тепловіддачею стінкам труб, малою теплопровідністю вугілля і обмеженою швидкістю руху вугілля/коксу вздовж камери коксування циклічно діючим товкачем. Використання теплової енергії продуктів згорання палива для коксування вугілля не дозволяє здійснювати управління тепловим режимом на етапах коксування вугілля. При переміщенні абразивних вугілля і коксу вздовж камери коксування при температурі 1853°F(1012°C) інтенсивно руйнуються стінки труб, розтирається вугілля/кокс, що негативно впливає на якість коксу і тривалість експлуатації труб. При цьому способі коксування вугілля здійснюється при підвищеному тиску коксового газу в камері коксування, що створює умови для забруднення довкілля коксовим газом. Цей спосіб передбачає охолодження коксу водяним паром. Водяний пар має меншу тепломісткість і тепловіддачу, чим вода, що суттєво збільшує тривалість процесу охолодження коксу і створює ускладнення в експлуатації обладнання. Задачею запропонованого винаходу є усунення вказаних недоліків. Поставлена задача вирішується способом безперервного одержання коксу із вугілля при відсутності кисню, який включає наступні операції: - підготовку обладнання до коксування вугілля; - підготовку вугілля до коксування; - подачу вугілля у бункер і регульовану видачу його дозатором у камеру коксування; - формування стрічки вугілля і ущільнення його синхронно працюючими нижнім і верхнім пластинчатими конвеєрами з бортами по їх бокам; - транспортування стрічки шихти вугілля пластинчатими конвеєрами і рольгангом вздовж камери коксування і поступового перетворення його у кокс при відсутності кисню в результаті нагрівання зверху і знизу стрічки вугілля/коксу, електронагрівачами, вмонтованими в пластини конвеєрів; - примусове відведення димососом із шлюзу камери коксування коксового газу і подача його на об'єкт використання; - примусова і синхронна передача рольгангом стрічки коксу із камери коксування у камеру охолодження коксу; - транспортування стрічки вугілля/коксу синхронно працюючими стрічковими конвеєрами і рольгангами вздовж камери коксування і камери охолодження коксу; - регульоване охолодження зверху і знизу стрічки коксу зрошуванням розпорошеною форсунками водою; - примусове відведення вентиляторами із шлюзів камери охолодження водяного пару і подача його на об'єкт використання; примусова передача стрічки охолодженого коксу на рольганг з розпушувачем і розпушення її на куски коксу; - подача кусків коксу у приймальний бункер і регульована видача їх дозатором на транспорт для сортування і складування. Поставлена задача вирішується також пристроєм для коксування, який включає: - камеру коксування с каналом утвореним бортами і синхронно працюючими нижнім і верхнім пластинчатими конвеєрами і рольгангом, які по каналу транспортують стрічку ши хти вугілля, об'єм якої регулюється дозатором і яка нагрівається зверху і знизу вмонтованими в пластини конвеєрів електронагрівачами поступово перетворюючи вугілля у кокс при відсутності кисню з відведенням коксового газу із шлюз у камери коксування димососом; - камеру охолодження коксу, синхронно працюючу із камерою коксування, з каналом, утвореним бортами по бокам пластинчатого конвеєра і установкою охолодження стрічки коксу зверху і знизу розпорошеною форсунками водою, яка при цьому перетворюється у пар, який видаляють із шлюзів камери охолодження вентиляторами; - рольганг з розпушувачем, синхронно працюючий з камерою охолодження коксу, розділяє розпушувачем стрічку о холодженого коксу на куски, заповнюючи ними бункер із дозатором, який регульовано видає куски коксу на установку транспортування їх на склад готової продукції; - герметичний утеплений кожух, який захищає камери коксування і охолодження коксу від проникнення атмосферного кисню, а довкілля від забруднення коксовим газом і тепловою енергією, а також водяним паром, який виділяється в камері охолодження коксу; - одне ущільнення на початку камери охолодження коксу, яке захищає камеру охолодження коксу від проникнення коксового газу і інше в кінці камери охолодження - захищає довкілля від проникнення водяного пару з камери охолодження коксу. Винахід способу безперервного одержання коксу і пристрою для його здійснення усуває недоліки, притаманні неперервному способу одержання коксу і обладнання для коксування згідно з [патентом 2144555 Російської Федерації] і забезпечує суттєвий те хнічний ефект, а саме: - камера коксування згідно з патентом 2144555, працює при стиснутому коксовому газу, що викликає забруднення довкілля коксовим газом;камери коксування і охолодження коксу, згідно з винаходом, працюють при відсосі коксового газу димососом, а водяного пару - вентиляторами, що усуває причини забруднення довкілля коксовим газом і водяним паром; - нагрівання шихти вугілля, згідно з [патентом 2144555], здійснюється тепловою енергією газів спаленого палива, що являється одним із факторів забруднення довкілля, а також не дозволяє з потрібною точністю регулюва ти температурний режим коксування і обмежує інтервал температури нагрівання вугілля температурою згоряння палива; нагрівання стрічки шихти вугілля, згідно з винаходом, здійснюється електронагрівачами, що усуває причину забруднення довкілля газами спаленого палива, а також забезпечує умови оперативного управління температурним режимом коксування вугілля і суттєво збільшує інтервал температур нагрівання вугілля в камері коксування; - нагрівання вугілля товщиною 0,3м здійснюється згідно з [патентом 2144555], через стінки труб тепловою енергією газів згорання палива, а згідно з винаходом, нагрівання стрічки шихти вугілля товщиною 0,06м здійснюється безпосередньо електронагрівачами вмонтованими в пластини конвеєрів, що забезпечує прискорення процесу нагрівання вугілля до заданої температури, прискорює процес коксування і забезпечує умови для точного регулювання теплового режиму коксування, а також суттєво знижує питомі витрати теплової енергії на коксування одної тони вугілля; - охолодження коксу, згідно з [патентом 2144555], здійснюється водяним паром, а згідно винаходу охолодження коксу здійснюється розпорошеною водою, що суттєво прискорює процес охолодження його в зв'язку із значно більшою тепломісткістю води чим тепломісткість водяного пару, а також в зв'язку з більшим перепадом температур між коксом і водою чим між коксом і водяним паром; - переміщення вугілля вздовж камери коксування, згідно з [патентом 2144555], здійснюється товкачем, який приводиться в рух гідроциліндрами, рух вугілля циклічний, пульсуючий завдяки циклічній дії гідроциліндрів, вугілля стиснуте між зовнішньою поверхнею внутрішньої труби і внутрішньою поверхнею зовнішньої труби, переборюючи при цьому зусилля тертя спокою, а потім зусилля тертя руху по поверхням труб, що також обмежує зростання швидкості переміщення вугілля/коксу вздовж камери коксування і суттєво знижує можливості збільшення продуктивності обладнання; у винаході рух стрічки вугілля/коксу здійснюється пластинчатими конвеєрами і рольгангами переборюючи зусилля тертя тільки у підшипниках конвеєрів і рольгангів, що суттєво зменшує витрати механічної енергії, а також забезпечує можливість збільшувати швидкість переміщення вугілля/коксу вздовж камер коксування і охолодження і забезпечує регулювання продуктивності роботи обладнання до потрібних розмірів; - продуктивність установки коксування згідно з [патентом 2144555], у якої діаметр наружної труби 2,1м, внутрішньої труби - 1,5м, товщина шару вугілля - 0,3м, нагрівання вугілля здійснюється через стінки труб газами спаленого палива, переміщення вугілля вздовж камери коксування здійснюється товкачем циклічної дії, складає 2,8т коксу за годину; запропонована установка конвеєрного способу виготовлення коксу із стрічки вугілля/кокс шириною 2,1м і товщиною 0,06м при мінімальній швидкості руху 0,25м/с забезпечує виготовлення до 120т коксу за годину, що майже в 40 разів більше чим одна установка непереривного коксування згідно з [патентом 2144555]. В кресленнях проілюстровано один із можливих варіантів конструктивного виконання винаходу. Фіг.1 - подовжній розтин пристрою безперервного коксування вугілля і охолодження коксу; Фіг.2 - перетин площиною А-А на Фіг.1; Фіг.3 - перетин площиною Б-Б на Фіг.1; Фіг.4 - деталізація дільниці В на Фіг.2; Фіг.5 - деталізація дільниці Γ на Фіг.3. На Фіг.1, 2, 4 позицією 1 означена камера коксування, за якою розташована камера охолодження коксу, означена позицією 2 на Фіг.1, 3 і 5, вони закриті загальним герметичним і утепленим кожухом 10. Камера коксування 1 має основні складові: бункер 3, розташований на початку камери коксування, виконаний у вигляді зрізаного конуса внизу у який вмонтовано дозатор 4 довжина якого відповідає відстані між бортами 9, розташованими по бокам рольганга 11, верхнього 6 і нижнього 5 пластинчатих конвеєрів, в пластинах яких вмонтовані електронагрівачі 7, які нагрівають стрічку вугілля/коксу 8; шлюз 12, виконаний у формі зрізаного конуса ширина якого в нижній частині відповідає ширині кожуха 10, а у верхній частині діаметру всасуючого патр убка димососа 13. Камера охолодження коксу 2 має основні складові: пластинчатий конвеєр 16 з бортами 9 по його бокам, установку охолодження 17 стрічки коксу 8 зверху і знизу розпорошеною форсунками 18 водою, шлюзи 12, використані у формі зрізаного конуса, шириною в нижній частині відповідає ширині кожуха 10, а у верхній частині - діаметру всасуючого патр убка вентилятора 19 і ущільнення 14 і 15. За камерою охолодження коксу 2 розташований рольганг 20 з розпушувачем яким розділяється стрічка коксу 8 на куски і бункер 21 з дозатором 22, а також установка 23 подачі коксу на склад готової продукції. Пристрій для коксування працює безперервно і забезпечується вугіллям із бункера 3 дозатором 4, яке подається в канал камери коксування 1 утворений бортами 9 і синхронно працюючими нижнім 5 і верхнім 6 пластинчатими конвеєрами, які транспортують вугілля вздовж камери коксування 1 і нагрівають його зверху і знизу електронагрівачами, вмонтованими в пластини конвеєрів, перетворюючи поступово вугілля у кокс при відсутності кисню і виділяючи коксовий газ, який видаляється із шлюзу 12 димососом 13. Стрічка коксу 8 із камери коксування 1 транспортується у камеру охолодження 2 рольгангом 11 через ущільнення 14, де охолоджується зверху і знизу розпорошеною форсунками 18 водою установки охолодження коксу 17 в процесі транспортування стрічки коксу 8 вздовж всієї камери охолодження 2 стрічковим конвеєром 16 і подається через ущільнювач 15 на рольганг 20 з розпушувачем, де стрічка коксу 8 роздроблюється на куски, які заповнюють бункер 21 і дозатором 22 видаються на установку 23 подачі кусків коксу на склад готової продукції. Розпорошена вода форсунками 18, при охолоджені стрічки коксу 8, перетворюється в пар, який видаляється із шлюзів 12 вентиляторами 19 і подається на об'єкт використання водяного пару. Наведений опис способу безперервного одержання коксу і пристрою для його здійснення тільки ілюструє, але не обмежує запропонований обсяг винаходу і може мати інше конструктивне виконання, дотримуючись технологічної послідовності операцій і режиму коксування.