ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ КОКСА И ТЕРМИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ УГОЛЬНОЙ ШИХТЫ
ENERGY PROCESS PLANT FOR COKE COOLING AND THERMAL TREATMENT OF COAL CHARGE

Изобретение относится к области коксохимической промышленности и может быть использовано в других отраслях для охлаждения сыпучей среды.
Известен способ подогрева угольной шихты перед коксованием с целью снижения влажности угольной шихты до оптимальной величины путем подсушивания в специальных ретортах (SU 82154, Класс 10а, 21, опубликовано 30.04.1950).
Недостатком такого способа является дополнительное и громоздкое оборудование -реторты, которые необходимо сооружать несколько для различных размеров шихты.
Известна энерготехнологическая установка для охлаждения кокса и термической подготовки угольной шихты, содержащая устройство для теплообмена кокса с шихтой, выполненное в виде шахты, разделенной продольной перегородкой на камеру охлаждения кокса и камеру нагрева шихты, связанные между собой теплообменными элементами в виде пакетов тепловых труб, размещенных в шахматном порядке в обеих камерах, причем испарительные участки тепловых труб расположены в камере охлаждения кокса. Для дополнительного охлаждения кокса используется проточный пароводяной теплообменник для генерации пара, который может использоваться у потребителей тепла, в том числе в паровой турбине для выработки электроэнергии. Пароводяной теплообменник расположен по ходу кокса ниже пакетов тепловых труб (RU 2035489, МПК С10В 57/10, опубликовано 20.05.1995).
Недостатком указанной энерготехнологической установки является то, что пароводяной теплообменник получает тепло от уже охлажденного кокса и низкая температура пара на выходе из пароводяного теплообменника не позволяет получить высокий к.п.д. паровой турбины.
Заявляемое техническое решение позволяет повысить экономичность энерготехнологической установки путем повышения перегрева пара, поступающего в паровую турбину, за счет расположения пароводяного теплообменника в верхней, более горячей части камеры охлаждения кокса перед тепловыми трубами, и повысить температуру подогрева шихты путем снабжения энерготехнологической установки устройством очистки от аммиака отработанного (дымового) коксового газа и камерой сгорания для дожигания коксового газа.
Предложена энерготехнологическая установка для охлаждения кокса и термической подготовки угольной шихты, включающая камеру охлаждения кокса и камеру подогрева шихты, разделенные перегородкой и соединенные теплообменными элементами в виде пакетов тепловых труб, расположенных наклонно к горизонту с расположением испарительных участков ниже конденсационных участков, и пароводяной теплообменник, установленный в камере охлаждения кокса и соединенный с барабаном-сепаратором, при этом пакеты тепловых труб расположены в средней части камеры охлаждения кокса, а пароводяной теплообменник - в верхней части камеры охлаждения кокса, причем барабан-сепаратор соединен с пароперегревателем, присоединенным трубопроводом к паровой турбине, на валу которой расположен электрогенератор, кроме того, боров коксовой батареи соединен трубопроводами через устройство очистки от аммиака с нижней частью камеры подогрева шихты и с камерой сгорания, соединенной трубопроводом для подачи горячих продуктов сгорания коксового газа с нижней частью камеры подогрева шихты и трубопроводом - с верхней частью камеры охлаждения кокса для подачи горячего воздуха для горения.
Изобретение иллюстрируется чертежом.
Энерготехнологическая установка включает камеру охлаждения кокса 1 и камеру подогрева шихты 2, разделенные перегородкой 3. Камера охлаждения кокса 1 и камера подогрева шихты 2 соединены теплообменными элементами в виде пакетов тепловых труб 4, расположенных наклонно к горизонту, причем испарительные участки тепловых труб 4 в камере охлаждения кокса 1 расположены ниже, чем конденсационные участки в камере подогрева шихты 2. Пакеты тепловых труб 4 расположены в средней части камеры охлаждения кокса 1. В верхней части камеры охлаждения кокса 1 установлен пароводяной теплообменник 5, соединенный на выходе с барабаном-сепаратором 6 и пароперегревателем 7. Пароперегреватель 7 связан трубопроводом 8 с паровой турбиной 9. На валу паровой турбины 9 расположен электрогенератор 10. Боров 11 коксовой батареи 12 соединен трубопроводом 13 через устройство очистки от аммиака 14 и трубопроводом 15 с нижней частью камеры подогрева шихты 2 и с камерой сгорания 16. Камера сгорания 16 соединена трубопроводом 17 для подачи горячих продуктов сгорания коксового газа с нижней частью камеры подогрева шихты 2 и трубопроводом 18 - с верхней частью камеры охлаждения кокса 1 для подачи горячего воздуха для горения.
Установка работает следующим образом. Кокс с температурой 1000-1050°С периодически загружается сверху в камеру охлаждения кокса 1. Одновременно в среднюю часть камеры подогрева шихты 2 непрерывно загружается влажная угольная шихта с температурой окружающего воздуха. Горячий кокс обтекает пакеты труб пароперегревателя 7, затем пакеты труб пароводяного теплообменника 5 и пакеты тепловых труб 4, при этом кокс передает тепло пару в пароперегревателе 7, воде в пароводяном теплообменнике 5 и испарительным участкам тепловых труб 4. Пароводяная смесь, образовавшаяся в пароводяном теплообменнике 5, попадает в барабан-сепаратор 6, в котором отделяется пар, поступающий далее в пароперегреватель 7. Перегретый пар из пароперегревателя 7 по трубопроводу 8 направляется в паровую турбину 9, которая приводит во вращение электрогенератор 10. В результате процессов испарения и конденсации в тепловых трубах 4 тепло кокса передается частицам шихты, падающим вниз в камере подогрева шихты 2 и обтекающим тепловые трубы 4. Частицы шихты воспринимают тепло также в результате теплообмена с воздухом и газом, находящимся в камере подогрева шихты 2. Для достижения необходимой температуры шихты на выходе из камеры подогрева шихты 2 коксовый газ из борова 11 коксовой батареи 12 по трубопроводу 13 через устройство очистки от аммиака 14 и других вредных примесей и по трубопроводу 15 подается в нижнюю часть камеры подогрева шихты 2 и, двигаясь противотоком, повышает температуру шихты. При необходимости еще более повысить температуру шихты коксовый газ через устройство очистки от аммиака 14 подается в камеру сгорания 16, в которой сгорает в потоке горячего воздуха, поступающего по трубопроводу 18 из верхней части камеры охлаждения кокса 1. Горячие продукты сгорания по трубопроводу 17 подаются в нижнюю часть камеры подогрева шихты 2. Охлажденный кокс и подогретая шихта после опускания вниз выгружаются из камер 1 и 2 с помощью обычных разгрузочных устройств.