Спосіб відведення та знешкодження газових викидів пекококсових печей

Спосіб відведення та знешкодження газових викидів пекококсових печей шляхом відведення газових викидів через стояки, їх спалювання на виході зі стояків, очищення продуктів згоряння та їхнього відведення в атмосферу, який відрізняється тим, що газові викиди відводять через стояки з запірними клапанами та спалюють на виході зі стояків у встановлених зверху на стояках камерах спалювання, обладнаних каталітичною насадкою, при цьому забезпечують спрямування потоку газів видачі пекового коксу від дверей пекококсової печі в стояк поворотними зонтами, а очищення продуктів згоряння здійснюють шляхом їхнього знешкодження в реакторі з киплячим шаром каталізатора з наступним охолодженням. UA (21) a200707830 (22) 11.07.2007 (24) 26.01.2009 (46) 26.01.2009, Бюл.№ 2, 2009 р. (72) СТАЛІНСЬКИЙ ДМИТРО ВІТАЛІЙОВИЧ, U A, БОРОДІН ВІКТОР ІВАНОВИЧ, U A, МАНТУЛА ВАДИМ ДМИТРОВИЧ, UA, КЛЕШНЯ ГРИГОРІЙ ГРИГОРОВИЧ, UA, СИМОНЕНКО ОЛЕКСІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, UA, СКРИПЧЕНКО МИКОЛА ПАВЛОВИЧ, UA, ЛАВОШНИК ОЛЕКСАНДР СЕМЕНОВИЧ, UA, ДОЛГАРЄВ ГЕОРГІЙ ВАСИЛЬОВИЧ, UA, СУХАНОВ ОЛЕКСАНДР МИКОЛАЙОВИЧ, UA (73) УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ НАУКОВОТЕХНІЧНИЙ ЦЕНТР З ТЕХНОЛОГІЇ ТА ОБЛАДНАННЯ, ОБРОБКИ МЕТАЛІВ, ЗАХИСТУ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА ТА ВИКОРИСТАННЯ ВТОРИННИХ РЕСУРСІВ ДЛЯ МЕТАЛУРГІЇ ТА МАШИНОБУДУВАННЯ "ЕНЕРГОСТАЛЬ", UA (56) UA 70063 C2, 15.05.2006 SU 197085 A1, 31.05.1967 C2 2 (19) 1 3 85469 H2S, NO x, які без знешкодження викидаються в атмосферу, забруднюючи її. Найбільш близьким до винаходу, що заявляється, за технічною суттю та результатом, який може бути досягнутий при його використанні, є спосіб відведення та знешкодження газових викидів [Авт.св. CPCP №1419138, МПК5 C10В27/04, C10В31/02, опубл. 30.12.93, бюл. №47-48], що включає відведення газів через стояки печі, їхнє організоване спалювання на виході зі стояків у пересувній камері спалювання, зрошування водою, очищення продуктів згоряння та їхнє відведення в атмосферу. Для початку та припинення відведення газових викидів здійснюють відкривання та закривання стояків, а також переміщення пересувної камери спалювання над стояками. Газові викиди спалюють у змонтованій на візку з можливістю переміщення над стояками камері спалювання зі стикувальними вузлами, а сама камера спалювання обладнана пристроями для підведення паливного газу та пальником. Зрошування водою здійснюють за допомогою системи зрошування. Недоліками прототипу є невисока надійність та складність в його реалізації, низька ефективність відведення та знешкодження газових викидів, висока метало- та енергоємність, високі експлуатаційні та капітальні витрати, а також незадовільні умови праці обслуговуючого персоналу. В області стикувальних вузлів з'єднання пересувної камери спалювання зі стояком та зі стаціонарним колектором не забезпечується герметичність відведення газових викидів, що з одного боку призводить до виходу високотоксичних газів в атмосферу, забруднюючи її, а з іншого боку обумовлює зниження ефективності відведення газів від дверей печі під час видачі коксу. У прототипі передбачене очищення продуктів згоряння тільки від пилу, при цьому токсичні речовини без знешкодження викидаються в атмосферу, забруднюючи її. Також у такому способі не передбачені заходи щодо запобігання неорганізованих викидів в атмосферу газів видачі коксу від дверей печі. В основу винаходу, що заявляється поставлено задачу створити спосіб відведення та знешкодження газових викидів пекококсових печей, який конструктивно просто дозволить забезпечити підвищення надійності та ефективності відведення і знешкодження газових викидів пекококсових печей. Крім того, поставлено задачу забезпечити високу ефективність відведення газових викидів при знеграфічуванні та газових викидів від дверей під час видачі пекового коксу при мінімальних капітальних витратах та максимальному ступені знешкодження газових викидів, а також поліпшити умови праці обслуговуючого персоналу. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в способі відведення та знешкодження газових викидів пекококсових печей, який включає відведення газів через стояки, спалювання газів на виході зі стояків, очищення продуктів згоряння та їхнє відведення в атмосферу, відповідно до винаходу, газові викиди відводять через стояки з запірними клапанами та спалюють на виході зі стояків у встановлених зверху на стояках камерах спалю 4 вання, обладнаних каталітичною насадкою, при цьому спрямування потоку газів видачі пекового коксу від дверей машинного і коксового боку пекококсових печей у стояк забезпечують поворотними зонтами, розташованими над дверима машинного і коксового боку, а очищення продуктів згоряння здійснюють шляхом їхнього знешкодження в реакторі з киплячим шаром каталізатора з наступним охолодженням. Відведення газових викидів через стояки, обладнані запірними клапанами, спалювання газових викидів на виході зі стояків у камерах спалювання, які стаціонарно встановлені зверху на стояках та обладнані каталітичною насадкою, наступне очищення продуктів згоряння шляхом їхнього знешкодження в реакторі з киплячим шаром каталізатора з охолодженням за допомогою, наприклад, рекуперативного теплообмінника, а також спрямування потоку газів видачі пекового коксу від дверей машинного і коксового боку пекококсової печі у стояк за допомогою технологічних зонтів, які встановлені над дверима машинного і коксового боку з можливістю повертання, дозволяє конструктивно просто забезпечити підвищення надійності та ефективності відведення і знешкодження газових викидів пекококсових печей. Крім того, спосіб, що заявляється, дозволяє забезпечити високу ефективність спільного відведення газових викидів при знеграфічуванні та газових викидів від дверей під час видачі пекового коксу з мінімальними капітальними витратами та максимальним ступенем знешкодження газових викидів. Спосіб, що заявляється, дозволяє здійснювати відведення газових викидів пекококсових печей без стикувальних та пересувних пристроїв, що підвищує е фективність відведення та знешкодження газових викидів, а також знижує метало- та енергоємність, забезпечує можливість його реалізації в умовах будь-якого діючого виробництва пекового коксу без істотних капітальних витрат, а також дозволяє поліпшити умови праці обслуговуючого персоналу. Відведення газових викидів пекококсових печей через стояки, що обладнані запірними клапанами, наприклад з електромагнітним приводом, забезпечує автоматичне відкривання та закривання стояка, що дозволяє механізувати (виключити ручн у працю) та спростити перехід на режим відведення газових викидів, а також повністю виключити потрапляння в атмосферу викидів від стояків завдяки щільному перекриванню стояка запірним клапаном, що в цілому підвищує е фективність відведення газових викидів, а також, знижує метало- і енергоємність та дозволяє поліпшити умови праці обслуговуючого персоналу. Обладнання стояків запірними клапанами можливе в умовах будьякого діючого виробництва пекового коксу без істотних капітальних витрат. Спалювання газових викидів на виході зі стояків у стаціонарно встановлених зверху на стояках камерах спалювання з каталітичною насадкою, яка розміщена в камері спалювання перед колектором для відведення газових викидів на знешкодження, забезпечує значне зниження в газових викидах, що відходять, вибухонебезпечних концентрацій CO, H2, CН4 та вуглеводнів, а також забезпечує 5 85469 вибухобезпечність процесу відведення та знешкодження газових викидів пекококсових печей. Стаціонарна установка на верх стояка камери спалювання (без стикувальних і пересувних пристроїв) підвищує надійність та ефективність відведення і знешкодження газових викидів, а також знижує метало- і енергоємність, дозволяє поліпшити умови праці обслуговуючого персоналу. Розташування камер спалювання з каталітичною насадкою зверху на стояках можливе в умовах будь-якого діючого виробництва пекового коксу без істотних капітальних витрат. Обладнання камери спалювання каталітичною насадкою дозволяє уникнути використання будь-якого типу палива, запобігти повторному утворенню підвищених концентрацій поліциклічних ароматичних вуглеводнів та бенз(а)пирена під час охолодження викидів в процесі їхнього відведення. При цьому установка каталітичної насадки на виході з камери спалювання перед колектором для відведення газових викидів на знешкодження забезпечує додаткову вогневу перешкоду. Крім того, забезпечується висока ефективність відведення газових викидів при знеграфічуванні та газових викидів від дверей під час видачі пекового коксу з максимальним ступенем знешкодження газових викидів. Обладнання пекококсової печі технологічними зонтами, які встановлені над дверима машинного і коксового боку печі з можливістю повертання, дозволяє запобігти виходу газових викидів видачі пекового коксу в атмосферу і спрямувати їх у підсклепінний простір печі з забезпеченням знеграфічування ділянки склепіння печі від дверей машинного боку та від дверей коксового боку. Спрямований поворотними зонтами потік газів видачі пекового коксу від дверей пекококсовой печі в стояк дозволяє під час видачі пекового коксу запобігти неорганізованим викидам від дверей в атмосферу, що запобігає її забрудненню, дозволяє направити потік газів у під склепінний простір печі, а також відводити через стояки гази видачі пекового коксу на спалювання та наступне знешкодження. Все це забезпечує високу ефективність спільного відведення газових викидів при знеграфічуванні та газових викидів від дверей під час видачі пекового коксу з мінімальними капітальними витратами та максимальним ступенем знешкодження токсичних газів. Поворотні зонти розміщують над прорізом дверей з метою забезпечення можливості перекриття прорізу під час видачі пекового коксу для недопущення неорганізованих викидів та для забезпечення можливості спрямування потоку газів у підсклепінний простір печі, забезпечуючи поворот зонта у горизонтальне положення. Те, що зонти розміщені з можливістю повороту, дозволяє безперешкодно знімати двері машинного і коксового боку з печі та здійснювати вивантаження пекового коксу, а також регулювати спрямування потоку газів видачі пекового коксу від дверей у підсклепінний простір. Очищення продуктів згоряння газових викидів пекококсових печей шляхом їхнього знешкодження у реакторі з киплячим шаром каталізатора з наступним охолодженням забезпечує одержання безпечних та нешкідливих концентрацій газів для їхньо 6 го наступного відведення в атмосферу без її забруднення. При цьому забезпечується висока ефективність спільного відведення газових викидів при знеграфічуванні та газових викидів від дверей під час видачі пекового коксу при мінімальних капітальних витратах та максимальному ступені знешкодження газових викидів. Використання для знешкодження газових викидів реактора з киплячим шаром каталізатора за рахунок турбулізації киплячого шару дозволяє запобігти засмоленню, закоксуванню та запиленню реактора. Крім того, забезпечується зниження витрат на періодичну регенерацію каталізатора. Таке знешкодження газових викидів пекококсових печей у реакторі з киплячим шаром каталізатора дозволяє знешкодити гази від токсичних компонентів: NH3 на 98%, HCN на 99%, CO на 98%, ПАУ на 97%, сажі на 90%, смолистих речовин на 95%, H2S на 80% та SO2 на 80%. При цьому у киплячому шарі каталізатора забезпечується зниження викидів коксового пилу до залишкової концентрації 20-25мг/м, або на 90%. Сірководень окислюється на каталізаторі до SO3. Оксид сірки уловлюється каталізатором у вигляді сульфатів. З огляду на викладене вище та з урахуванням розкритого причинно-наслідкового зв'язку між сукупністю ознак винаходу, що заявляється, та технічним результатом, який досягається можна стверджувати, що задача, поставлена в основу створення способу відведення та знешкодження газових викидів пекококсових печей, повністю виконана, бо використання винаходу дозволяє конструктивно просто забезпечити підвищення надійності та ефективності відведення газових викидів пекококсових печей, а також забезпечує підвищення ефективності спільного відведення викидів при знеграфічуванні та викидів від дверей пекококсових печей під час вивантаження пекового коксу з мінімальними капітальними витратами та максимальним ступенем знешкодження токсичних газів. Крім того, застосування способу, що заявляється, забезпечує зниження метало- і енергоємності, можливість його реалізації в умовах будь-якого діючого виробництва пекового коксу без великих капітальних витрат, а також дозволяє поліпшити умови праці обслуговуючого персоналу. Суть винаходу, що заявляється, пояснюється кресленням, на якому представлена принципова схема розміщення пристроїв для здійснення способу відведення та знешкодження газових викидів пекококсових печей. Газові викиди з пекококсової печі 1 відводять через стояк 2 з відкритим запірним клапаном 3 і спалюють на виході зі стояка 2 у стаціонарно встановленій на ньому камері спалювання 4 з каталітичною насадкою 5. Після спалювання в камері 4 продукти згоряння колектором 6 направляють на очищення шляхом знешкодження в реакторі 7 з киплячим шаром каталізатора. Після чого знешкоджені гази охолоджують у теплообміннику 8 та через димосос 9 і димар 10 направляють в атмосферу. Відведення газових викидів пекококсової печі 1 здійснюють через стояк 2 з відкритим запірним клапаном 3 за рахунок розрідження, яке створю 7 85469 ють димососом 9, при відкритих повітряних люках 11 або знятих дверях машинного та коксового боку (на кресленні не показані) пекококсової печі 1. Під час видачі пекового коксу при знятих дверях і закритих повітряних люках 11 потік газів видачі пекового коксу від дверей печі 1 спрямовують у стояк 2 за допомогою встановлених над ними з можливістю повертання зонтів 12. Під час вивантаження пекового коксу при знятих дверях машинного та коксового боку печі 1 поворотні зонти 12 розташовують горизонтально, забезпечуючи перекривання виходу газового потоку видачі пекового коксу в атмосферу. При цьому за рахунок роботи димососа 9 в підсклепінному просторі печі 1 відбувається розрідження газів, що сприяє засмоктуванню газів видачі пекового коксу у стояк 2 та уловлюванню викидів від дверей до 95%. При встановленні дверей машинного та коксового боку на піч 1 поворотні зонти 12 виставляють у вертикальне положення. Спосіб, що заявляється, здійснювали таким чином. Після завершення процесу коксування пеку в печі 1 для випалювання графіту відкривали запірний клапан 3 стояка 2 і повітряні люки 11. Після чого атмосферне повітря для знеграфічування засмоктували в піч 1 через стояк 2 з відкритим запірним клапаном 3 крізь відкриті повітряні люки 11 за рахунок розрідження, яке створювали димососом 9. Завдяки кисню повітря та високій температурі в підсклепінному просторі печі 1 відбувалося вигоряння графіту. Після чого газові викиди, що утворилися в печі 1, за рахунок розрідження, яке створювали димососом 9, відводили з печі 1 через стояк 2 з відкритим запірним клапаном 3 і направляли в стаціонарно установлену на верх стояка камеру спалювання 4 з каталітичною насадкою 5, яка розташована на виході з камери спалювання. Після спалювання в камері 4 продукти згоряння колектором 6 направляли на очищення шляхом знешкодження в реакторі 7 з киплячим шаром каталізатора. Після чого знешкоджені гази охолоджували в теплообміннику 8 та через димосос 9 і димар 10 направляли в атмосферу. Після випалювання графіту переходили до видачі з печі 1 пекового коксу. Під час видачі пекового коксу при знятті дверей машинного та коксового боку печі 1 закривали повітряні люки 11, а поворотні зонти 12 повертали в горизонтальне положення, щоб спрямувати потік газів видачі пекового коксу у підсклепінний простір печі 1. При 8 розрідженні, яке створювали димососом 9, і повернути х поворотних зонтах 12 здійснювали відведення газових викидів видачі пекового коксу через стояки 2 з відкритими запірними клапанами 3, закритими повітряними люками 11 і знятими дверима машинного і коксового боку печі 1 та направляли їх у стаціонарно встановлену зверху на стояку камеру спалювання 4 з каталітичною насадкою 5, яка розташована на виході з камери спалювання. Регулювання спрямування потоку газів видачі пекового коксу від дверей забезпечували за рахунок зміни положення поворотних зонтів 12, яке забезпечувало спрямування потоку газових викидів видачі пекового коксу у підсклепінний простір печі 1. Використання поворотних зонтів під час видачі пекового коксу дозволило відвести до 95% газових викидів видачі пекового коксу через стояк 2 з відкритим клапаном 3 на наступне знешкодження. При цьому забезпечували знеграфічування підсклепінного простору печі 1 на ділянці від її дверей. Після чого газові викиди, що утворилися в печі 1, за рахунок розрідження, яке створювали димососом 9, відводили з печі 1 через стояк 2 з відкритим запірним клапаном 3 і направляли в стаціонарно установлену зверху на стояку камеру спалювання 4 з каталітичною насадкою 5, яка розташована на виході з камери спалювання. Після спалювання в камері 4 продукти згоряння колектором 6 направляли на очищення шляхом знешкодження в реакторі 7 з киплячим шаром каталізатора. Після чого знешкоджені гази охолоджували в теплообміннику 8 та через димосос 9 і димар 10 направляли в атмосферу. Газові викиди, що містили коксовий пил, поліцеклічні ароматичні вуглеводні, а також CO, SO2, HCN, H2S, NOx, які надходили зі стояка 2, спалювали в камері 4 з каталітичною насадкою 5. При цьому забезпечувалось зниження концентрації вуглеводнів до вибухобезпечних концентрацій. Знешкодження газових викидів пекококсових печей у реакторі з киплячим шаром каталізатора дозволяло після спалювання знешкодити гази від токсичних компонентів: NH3 на 98%, HCN на 99%, CO на 98%, ПАУ на 97%, сажі на 90%, смолистих речовин на 95%, H2S на 80% та SO2 на 80% Крім того, використання реактора з киплячим шаром каталізатора дозволило забезпечити зниження викидів коксового пилу до залишкової концентрації 20-25мг/м 3, або на 90%. Сірководень окиснювався на каталізаторі до SO3. Оксид сірки уловлювався каталізатором у вигляді суль фатів. 9 Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова 85469 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601