Спосіб сухого гасіння коксу

Реферат: Спосіб сухого гасіння коксу включає дозоване завантаження коксу в установку сухого гасіння коксу, охолодження коксу в камері гасіння коксу охолодним газом, який циркулює в системі циркуляції охолодного газу, вивантаження коксу, відведення надлишкового об'єму охолодного газу, очищення та утилізацію надлишкового газу, причому надлишковий газ відводять від холодних свічок блоків установки сухого гасіння коксу в спільний колектор при підтриманні регулювальним клапаном заданого тиску в циркуляційній системі кожного блока, потім надлишковий газ через вибухолокалізуючу камеру направляють в систему очищення і утилізації надлишкового газу, в якій газ охолоджують до температури, допустимої для подальшої подачі в мережу доменного газу, охолоджений і очищений надлишковий газ змішують у змішувальні камері з коксовим газом, при цьому витрату коксового газу регулюють до забезпечення для отриманої суміші газів заданої теплотворної здатності доменного газу, яку контролюють газоаналізатором, після чого отриману суміш газів подають в газопровід доменного газу до коксової батареї. UA 113658 U (54) СПОСІБ СУХОГО ГАСІННЯ КОКСУ UA 113658 U UA 113658 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до коксохімічного виробництва і може бути використана під час сухого гасіння коксу. Найбільш близьким аналогом за сукупністю ознак до об'єкта, що заявляється, є спосіб сухого гасіння коксу (патент Російської Федерації № 98994, МПК С01В 39/02, опубл. 10.11.10). Відомий спосіб включає дозоване завантаження коксу в установку сухого гасіння коксу, охолодження коксу в камері гасіння коксу охолодним газом, який циркулює в системі циркуляції охолодного газу, вивантаження коксу, відведення надлишкового об'єму охолодного газу, очищення і утилізацію надлишкового газу. Надлишковий газ на виході з накопичувальної камери очищують в циклоні, який з'єднаний з рукавним фільтром і з газопроводом прямого коксового газу, що подає коксовий газ з коксових печей на переробку в хімічні цехи. Запропонована корисна модель і найближчий аналог мають суттєві ознаки, що співпадають. Обидва способи включають дозоване завантаження коксу в установку сухого гасіння коксу, охолодження коксу в камері гасіння коксу охолодним газом, який циркулює в системі циркуляції охолодного газу, вивантаження коксу, відведення надлишкового об'єму охолодного газу, очищення і утилізацію надлишкового газу. Аналіз технічних властивостей найближчого аналога, обумовлених його ознаками, показує, що отриманню очікуваного технічного результату при використанні прототипу перешкоджають такі причини. При використанні найближчого аналога в установках сухого гасіння коксу з незалежними блоками необхідно встановлювати газоочистки біля кожної скидної свічки. Відбір надлишкового газу передбачений з накопичувальної камери, куди завантажується розжарений кокс. Відібраний газ матиме температуру понад 800 °C, що унеможливлює його очищення в рукавному фільтрі. Крім цього знижується ефективність використання надлишкового газу, оскільки надлишковий газ має значно меншу теплотворну здатність, ніж коксівний, і при їхньому змішуванні знижується теплотворна здатність коксового газу. В аварійних випадках можливі вибухи в газоочистці надлишкового газу та надходження кисню в коксовий газ. Крім цього в результаті вибуху газоочистки можливе пошкодження газопроводу коксового газу. В основу корисної моделі поставлено задачу створити такий спосіб сухого гасіння коксу, в якому удосконалення шляхом введення нових операцій дозволять при використанні об'єкта, що запропоновано, забезпечити досягнення технічного результату, який полягає у підвищенні надійності конструкції установки сухого гасіння коксу, у підвищенні ефективності та безпеки використання надлишкового газу, а також у запобіганні руйнуванню устаткування під час вибуху суміші надлишкового газу і повітря в аварійних випадках. Поставлена задача вирішується тим, що у способі сухого гасіння коксу включає дозоване завантаження коксу в установку сухого гасіння коксу, охолодження коксу в камері гасіння коксу охолодним газом, який циркулює в системі циркуляції охолодного газу, вивантаження коксу, відведення надлишкового об'єму охолодного газу, очищення та утилізацію надлишкового газу, надлишковий газ відводять від холодних свічок блоків установки сухого гасіння коксу в спільний колектор при підтриманні регулювальним клапаном заданого тиску в циркуляційній системі кожного блока, потім надлишковий газ через вибухолокалізуючу камеру спрямовують в систему очищення і утилізації надлишкового газу, в якій газ охолоджують до температури, допустимої для подальшої подачі в мережу доменного газу, охолоджений і очищений надлишковий газ змішують у змішувальній камері з коксовим газом, при цьому витрату коксового газу регулюють до забезпечення для отриманої суміші газів заданої теплотворної здатності доменного газу, яку контролюють газоаналізатором, після чого отриману суміш газів подають в газопровід доменного газу до коксової батареї. В окремому випадку використання способу, що запропонований, може характеризуватися тим, що перед газоочисткою газ охолоджують в газоохолоджувачі до певної фактичної температури доменного газу 40÷45 °C, оптимальної для подальшої подачі в мережу доменного газу. При використанні способу, що заявляється, забезпечується досягнення технічного результату, який полягає у підвищенні надійності конструкції установки сухого гасіння коксу, у підвищенні ефективності та безпеки використання надлишкового газу, а також у запобіганні руйнуванню устаткування під час вибуху суміші надлишкового газу і повітря в аварійних випадках. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляються, та технічним результатом існує такий. Відведення надлишкового газу від холодних свічок блоків установки сухого гасіння коксу в спільний колектор при підтриманні регулювальним клапаном заданого тиску в циркуляційній системі кожного блока, спрямування надлишкового газу через вибухолокалізуючу камеру в систему очищення і утилізації надлишкового газу, в якій газ охолоджують до температури, допустимої для подальшої подачі в мережу доменного газу, 1 UA 113658 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 змішування охолодженого і очищеного надлишкового газу в змішувальній камері з коксовим газом, при цьому витрату коксового газу регулюють до забезпечення для отриманої суміші газів заданої теплотворної здатності доменного газу, яку контролюють газоаналізатором, після чого отриману суміш газів подають в газопровід доменного газу до коксової батареї, забезпечує в установках сухого гасіння коксу з декількома незалежними блоками використання однієї газоочистки зі спільним колектором, а не біля кожної скидної свічки кожного незалежного блока. Крім цього підвищується ефективність використання надлишкового газу, який, після збільшення його теплотворної здатності до теплотворної здатності доменного газу, використовується спільно з ним для опалювання коксових батарей. А в аварійних випадках вибух надлишкового газу локалізується у вибухолокалізуючій камері, що запобігає руйнуванню устаткування установки сухого гасіння коксу і газоочистки надлишкового газу. Регулювання витрати коксового газу здійснюється в залежності від показань газоаналізатора для забезпечення в отримуваній суміші газів такої теплотворної здатності, як і у доменного газу. Суть об'єкта, що заявляється, пояснюється кресленням, на якому схематично зображений загальний вид установки сухого гасіння коксу, на якій реалізується спосіб. На наведеному кресленні використані такі позначення: 1 - незалежний блок; 2 - газопровід надлишкового газу; 3 - холодна свічка; 4 - спільний колектор; 5 - запірний клапан; 6 - регулювальний клапан; 7 - скидна свічка; 8 - запірний клапан; 9 - вибухолокалізуюча камера; 10 - запірний клапан; 11 - запальний пальник; 12 - противибуховий клапан; 13 - зворотний клапан прямої дії; 14 - зворотний клапан прямої дії; 15 - газоохолоджувач; 16 - рукавний фільтр; 17 - змішувальна камера; 18 - регулювальний клапан; 19 - запірний клапан; 20 - газопровід коксового газу; 21 - нагнітач; 22 - запірний клапан; 23 - газопровід доменного газу; 24 - додаткова свічка; 25 - регулювальний клапан; 26 - насосна група; 27 - водоповітряний газоохолоджувач; 28 - зрівнювальний бак. У конкретному прикладі реалізації способу, що заявляється, установка сухого гасіння коксу містить незалежні блоки 1, що включають камеру гасіння коксу, котел-утилізатор та замкнену систему циркуляції охолодного газу (не показані). У кожному незалежному блоці 1 засіб для відведення надлишкового об'єму охолодного газу з температурою до 180 °C з системи циркуляції перед камерою гасіння містить газопровід надлишкового газу 2, на якому встановлена холодна свічка 3. Крім цього засіб для відведення надлишкового об'єму охолодного газу з системи циркуляції включає спільний колектор 4, з'єднаний з холодною свічкою 3 кожного блока установки сухого гасіння коксу через електропривідний запірний клапан 5 і електропривіднийрегулювальний клапан 6 для підтримання заданого тиску в циркуляційній системі кожного блока. При цьому на спільному колекторі 4 встановлена скидна свічка 7 з електропривідним запірним клапаном 8. Установка містить систему очищення і утилізації надлишкового газу, яка через вибухолокалізуючу камеру 9 і електропривідний запірний клапан 10 з'єднана зі спільним колектором 4. При цьому вибухолокалізуюча камера 9 обладнана запальним пальником 11 та противибуховим клапаном 12. На вході та виході вибухолокалізуючої камери 9 встановлені зворотні клапани прямої дії 13 і 14, що закривають вибухолокалізуючу камеру 9 під час вибуху надлишкового газу. Система очищення і утилізації 2 UA 113658 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 надлишкового газу містить з'єднаний з виходом вибухолокалізуючої камери 9 газоохолоджувач 15 зі встановленими всередині водоохолоджуваними трубчастими поверхнями нагрівання, рукавний фільтр 16, змішувальну камеру 17, яка з'єднана з рукавним фільтром 16, а також з'єднана через регулювальний клапан 18 і запірний клапан 19 з газопроводом коксового газу 20 та через нагнітач 21 і запірний клапан 22 з газопроводом доменного газу 23 до коксової батареї. Регулювальний клапан 18 призначений для регулювання витрати коксового газу в залежності від показань газоаналізатора (не показаний) для забезпечення в отримуваній суміші газів заданої теплотворної здатності доменного газу. Між нагнітачем 21 і запірним клапаном 22 встановлена додаткова свічка 24. Газоохолоджувач 15 через регулювальний клапан 25 і насосну групу 26 підключений до водоповітряного газоохолоджувача 27, який з'єднаний зі зрівнювальним баком 28. У конкретному прикладі спосіб, що запропоновано, може бути реалізований в установці сухого гасіння коксу у складі шести незалежних блоків, з яких в роботі постійно знаходиться 4 або 5 блоків. Сухе гасіння коксу включає дозоване завантаження коксу в установку сухого гасіння коксу, охолодження коксу в камері гасіння коксу охолодним газом, який циркулює в системі циркуляції охолодного газу, вивантаження коксу, відведення надлишкового об'єму охолодного газу, очищення та утилізацію надлишкового газу. Надлишковий газ надходить з кожного працюючого блока 1 у спільний колектор 4 через газопровід надлишкового газу 2, який з'єднаний з холодною свічкою 3 кожного працюючого блока через відкритий запірний клапан 5 та електропривідний регулювальний клапан 6, який призначений для підтримання заданого тиску в циркуляційній системі кожного блока. При цьому запірні клапани 5 блоків, що знаходяться в резерві або в ремонті, закриті, а регулювальні клапани 6 відключені від системи автоматики. На спільному колекторі 4 запірний клапан 8 на скидній свічці 7 закритий. Надлишковий газ зі спільного колектора 4 через відкритий запірний клапан 10 надходить у вибухолокалізуючу камеру 9. Зворотні клапани 13 і 14 на вході і виході вибухолокалізуючої камери 9 нормально відкриті, противибуховий клапан 12 нормально закритий. Нормальне положення заслінки противибухового клапана 12 забезпечується контрвантажем або пружиною. Запальний пальник 11 горить у вибухолокалізуючій камері 9 постійно. Як запальний пальник може бути встановлений двопровідний або інжекційний пальник коксового газу з електрозапальником відомих конструкцій. За відсутності аварійних ситуацій надлишковий газ не містить кисню та безперешкодно минає вибухолокалізуючу камеру 9 та зворотні клапани 13 і 14. Перед газоочисткою газ охолоджується в газоохолоджувачі 15 до температури, допустимої для подальшої подачі в мережу доменного газу. Газоохолоджувач 15 обладнаний водоохолоджуваними поверхнями нагрівання трубчастої або пластинчастої конструкції, наприклад трубчастої. Газоохолоджувач 15 має додаткову функцію іскрогасника на випадок наявності розпечених частинок коксу або золи в надлишковому газі після вибухів у вибухолокалізуючій камері 9. За допомогою насосної групи 26 вода циркулює в замкненому контурі через газоохолоджувач 15 та через водоповітряний газоохолоджувач 27 з включеним вентилятором. Витрата води регулюється регулювальним клапаном 25, що забезпечує стабільну температуру охолодного газу. Температурні коливання об'єму води компенсуються у зрівнювальному баці 28. За наявності на підприємстві замкненого оборотного циклу технічної води необхідних параметрів стає можливим охолодження газоохолоджувача 15 цією водою через регулювальний клапан 25 з можливістю не використовувати водоповітряний теплообмінник 27, зрівнювальний бак 28 та насосну групу 26. Охолоджений надлишковий газ очищується від пилу в рукавному фільтрі 16 з імпульсною регенерацією. Регенерація здійснюється стисненим азотом. Очищений від пилу до кінцевого його вмісту за вимогами для доменного газу надлишковий газ надходить у змішувальну камеру 17, в яку з газопроводу коксового газу 20 через відкритий запірний клапан 19 надходить коксовий газ. Витрата коксового газу регулюється регулювальним клапаном 18 за імпульсом від газоаналізатора для забезпечення теплотворної здатності суміші надлишкового і коксового газу відповідно до теплотворної здатності доменного газу, який використовується для опалювання коксових батарей. Суміш надлишкового і коксового газу нагнітачем 21 через відкритий запірний клапан 22 закачується в газопровід доменного газу 23. При цьому запірний клапан на свічці 24 закритий. У аварійній ситуації, при потраплянні в спільний колектор 4 вибухонебезпечної суміші надлишкового газу і повітря, установка сухого гасіння коксу працює так. В цьому випадку газова суміш, потрапляючи у вибухолокалізуючу камеру 9, підпалюється від запального пальника 11, що постійно горить, і вибухає. Підвищений тиск, що розвивається під час вибуху, закриває нормально відкриті зворотні клапани прямої дії 13 і 14 та відкриває противибуховий клапан 12. 3 UA 113658 U 5 10 15 20 25 30 35 Після виходу газу через противибуховий клапан 12 тиск у вибухолокалізуючій камері 9 падає і противибуховий клапан 12 закривається, а зворотні клапани прямої дії 13 і 14 відкриваються. Гарячий газ, що виходить з вибухолокалізуючої камери 9 після вибуху, охолоджується перед рукавним фільтром 16 в газоохолоджувачі 15. В разі повторного вибуху у вибухолокалізуючій камері 9 процес утилізації надлишкового газу припиняється. Для цього автоматично одночасно відкривається запірний клапан 8 на скидній свічці 7, закриваються запірні клапани 10 і 22, вимикається нагнітач 21 і насосна група 26, вимикається вентилятор водоповітряного теплообмінника 27. В цьому випадку надлишковий газ надходить в атмосферу через скидну свічку 7. В разі зупинки системи утилізації надлишкового газу на ремонт надлишковий газ блоків 1 перемикається на холодні свічки 3. Запірні клапани 5 і 22 закриваються. Запальний пальник 11 гаситься. Запірний клапан 8 на скидній свічці 7 і запірний клапан на додатковій свічці 24 відкриваються. Запірний клапан 22 перед газопроводом доменного газу 23 закритий. Нагнітач 21 працює до повного витіснення повітрям надлишкового газу в атмосферу через додаткову свічку 24. Після чого відключаються нагнітач 21, насосна група 26 та вентилятор водоповітряного теплообмінника 27. Відновлення утилізації надлишкового газу від установки сухого гасіння коксу здійснюється таким чином. Запірні клапани 10 і 22 закриті. Запускається насосна група 26 і вентилятор водоповітряного теплообмінника 27. Відкриваються запірні клапани 5 на робочих блоках 1 і запірний клапан 8 на скидній свічці 7. Продувається спільний колектор 4 для заповнення надлишковим газом, після чого закривається запірний клапан 8, одночасно відкриваються запірний клапан 10 і запірний клапан на додатковій свічці 24. Запірний клапан 19 на газопроводі 20 коксового газу і запірний клапан 22 перед газопроводом доменного газу 23 закриті. Запальний пальник 11 не горить. Включається нагнітач 21 до повного витіснення повітря надлишковим газом, після чого відкривається запірний клапан 19 на газопроводі 20 коксового газу. Включається автоматика. Після досягнення сумішшю надлишкового і коксового газу необхідної теплотворної здатності за відсутності кисню включається запальний пальник 11, відкривається запірний клапан 22 перед газопроводом доменного газу 23, закривається запірний клапан на додатковій свічці 24. Суміш надлишкового і доменного газу нагнітачем 21 через відкритий запірний клапан 22 закачується в газопровід доменного газу 23. Спосіб сухого гасіння коксу, що запропонований, дозволяє повністю використовувати тепловий потенціал надлишкового газу як паливо, уникнути викиду в атмосферу пилу, що 3 міститься в надлишковому газі в кількості до 1000 мг/нм і CO, вміст якого досягає 12 % і більше. Устаткування для реалізації способу, що заявляється, надійне в роботі, гарантує відсутність руйнувань під час вибуху суміші надлишкового газу і повітря в аварійних випадках. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 Спосіб сухого гасіння коксу, що включає дозоване завантаження коксу в установку сухого гасіння коксу, охолодження коксу в камері гасіння коксу охолодним газом, який циркулює в системі циркуляції охолодного газу, вивантаження коксу, відведення надлишкового об'єму охолодного газу, очищення та утилізацію надлишкового газу, який відрізняється тим, що надлишковий газ відводять від холодних свічок блоків установки сухого гасіння коксу в спільний колектор при підтриманні регулювальним клапаном заданого тиску в циркуляційній системі кожного блока, потім надлишковий газ через вибухолокалізуючу камеру направляють в систему очищення і утилізації надлишкового газу, в якій газ охолоджують до температури, допустимої для подальшої подачі в мережу доменного газу, охолоджений і очищений надлишковий газ змішують у змішувальні камері з коксовим газом, при цьому витрату коксового газу регулюють до забезпечення для отриманої суміші газів заданої теплотворної здатності доменного газу, яку контролюють газоаналізатором, після чого отриману суміш газів подають в газопровід доменного газу до коксової батареї. 4 UA 113658 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5