Пост опубликован: 08.08.2012

Коксовые печи и процесс коксования

Современные коксовые печи представляют собой агрегаты (батареи), состоящие из ряда горизонтальных камер (58-75) в общей кладке. Между камерами находятся простенки, в которых расположены горелочные каналы (25-30). Один простенок обогревает стенки двух соседних камер. Под простенками находятся регенераторы, через которые, нагревая насадку регенераторов, проходят продукты горения, имеющие температуру 700- . 750″ С. Тепло, отданное регенераторам, используется затем для подогрева воздуха, идущего на горение, и бедных газов, например доменного, применяемого для обогрева коксовых печей. Благодаря этому повышается температура горения и увеличивается теплотехнический коэффициент полезного действия печей.
Различные системы коксовых печей отличаются в основном устройством обогревательной системы.
В типовых печах ПК-2К, изображенных на рис. 5, обогревательные каналы одной стороны камер соединены несколькими перекидными каналами с обогревательными каналами другой стороны. В то время как в одном простенке происходит горение, через другой уходят продукты горения. Через 15-20 мин направление обогревающего газа и воздуха и продуктов горения меняется автоматически на обратное, чем достигается равномерность обогрева печи.
В печах системы ПВР обогревательные каналы одного простенка соединены попарно так, что когда в одном канале идет горение, через другой уходят продукты горения, а через 15-20 мин направление газов меняется на обратное (кантование).
Камеры типовых печен имеют длину 13,2 м, ширину 0,407 м, высоту 4 м. Емкость их 18,3 м3. В настоящее время строятся печи, в которых камеры имеют длину 15 м, высоту 5 м, ширину 0,425-0,475 м, емкость 30 м3. В своде камер имеются три-четыре загрузочных люка и стояк, через который отводятся летучие продукты коксования. С торцевых сторон камеры имеют съемные двери, которые плотно закрыты во время коксования и снимаются, когда нужно выдать кокс из печи. Шихту загружают в накаленную камеру через люки с помощью загрузочного вагона с тремя-четырьмя бункерами.
Нагревание угля в печи происходит быстро от стенок к середине. Разложение угля начинается около 200° С, для перехода угля в размягченное (пластическое) состояние требуется температура выше 350° С. При 480-500° С заканчивается первичное разложение угля — образуется полукокс, первичная смола и первичный газ. При температуре — 750° С происходит пирогенетическое разложение первичных продуктов — образуется кокс, ароматические углеводороды, коксовый газ.
Химизм разложения органической массы угля при высокой температуре пиролиза сложен и недостаточно изучен. В нем сочетаются реакции разложения, поликонденсации, изомеризации и др. Отщепление отдельных карбоксильных и гидроксильных групп от макромолекул угля приводит к появлению свободных валентностей у периферийных атомов углерода, которые, соединяясь между собой, дают высоко конденсированное вещество — кокс.
В результате отщепления циклов, соединенных с основным ядром через кислородные, эфирные и полиэфирные мостики, образуются пода, смола и газ.
Если первичные химические продукты разложения угля представляют собой смесь преимущественно парафиновых, , нафтеновых углеводородов, фенола, то продукты коксования состоят уже из смеси ароматических углеводородов — от бензола до много кольчатых и гетероциклических углеводородов. Из серы и азота угля при коксовании образуются сернистые (H2S, CS2, COS и др.) и азотистые (NH3, HCN и др.) соединения. Около 65-70% азота и серы остается в коксе. К концу коксования, через 15-16 часов, коксовый пирог вследствие усадки отходит от стенок печи, что облегчает выдачу его из печи с помощью коксовыталкивателя. Образующаяся во время коксования парогазовая смесь через стояки камер поступает в общий для всей батареи газовый сборник.
После окончания коксования камеры печи отключаются от газового сборника, двери с обеих сторон печи снимаются и коксовый пирог с помощью коксовыталкивателя выдается из печи в тушильный вагон (рис. 7), который направляется затем в тушильную башню, где кокс тушится водой. Тепло тушения не используется. Сухой метод тушения кокса в специальной камере или бункере путем пропускания холодных инертных (не содержащих кислорода) газов еще не получил широкого распространения, хотя при таком способе часть тепла, отдаваемого коксом, можно использовать: с помощью нагретых до 800° С газов получают пар в котлах-утилизаторах, а охладившиеся газы применяются для тушения кокса.
После тушения кокс подается на рампу, а затем с помощью транспортера передается на сортировку, где отбирается несколько сортов кокса (крупность кусков доменного кокса не менее 25 мм).
Общин выход кокса составляет 73-78% веса сухого угля, выход металлургического кокса — 94-95% общего выхода.

Читайте так же:

    Комментарии запрещены.