СПОСОБ СУХОГО ТУШЕНИЯ КОКСА
DRY COKE QUENCHING METHOD

Изобретение относится к коксохимическому производству, а именно к сухому тушению кокса.
Известен способ сухого тушения кокса, включающий охлаждение, за счет теплоизлучения раскаленного кокса в жаровой трубе большого котла с прямым подогревом воды. При этом раскаленный кокс вводится в тушильный объем в специальном контейнере, рассчитанном на одну выдачу кокса [1] (стр.12-13). Недостаток этого способа тушения - выбросы в атмосферу углеводородных газов, оксида углерода, водорода, аммиака, смолистых веществ, пыли.
3
3
3
3
3
3
3
5
Известен также способ сухого тушения кокса, являющийся наиболее близким аналогом, включающий продувку раскаленного кокса в камере тушения газом, с последующим охлаждением в котле-утилизаторе и повторной подачей в камеру тушения, при этом избыток газа выбрасывается в атмосферу через свечу накопительной камеры и свечу после дымососа [2]. Основное количество этого газа дымососом нагнетается в камеру тушения. Дополнительно в атмосферу сбрасывается газ из накопительной камеры с температурой 950-1050°С. Этот газ содержит 31-36% СО, 36-45% водорода. Калорийность этого газа составляет 6200 кДж/м, количество сбрасываемого в атмосферу газа составляет 2000 м/ч. Кроме этого, в газе содержится коксовая пыль 170 г/м, смолистые вещества 1,1 г/м, аммиак 0,54 г/м [1] (с.40-43, 52-56). Недостаток этого способа заключается в следующем: высокие выбросы в атмосферу оксида углерода (5500-5600 т/год с одной камеры тушения); высокие выбросы через свечи коксовой пыли, смолистых веществ, аммиака; большие потери высококалорийного газа, сбрасываемого в атмосферу. В результате использования способа теряется большое количество физического тепла, а также тепло, которое можно получить при сжигании 2000 м/ч газа с калорийностью 6200 кДж/м (6200×2000=124×10 кДж/ч).
Содержание оксида углерода в газе, который выбрасывается в атмосферу, составляет 31-36%, водорода - 37-45%. Выбросы оксида углерода в атмосферу составят 5500-6500 т/год с одной камеры тушения. Кроме оксида углерода и водорода в сбросном газе содержатся метан и углеводородные газы. Суммарное содержание горючих газов в выбросах достигает 88%.
Задача, решаемая изобретением, заключается в снижении выбросов вредных веществ в атмосферу при одновременной утилизации высококалорийного газа и тепла раскаленного кокса.
Для этого в способе сухого тушения кокса, включающем продувку раскаленного кокса газом с последующим охлаждением его в котле-утилизаторе и повторной подачей в камеру тушения, отвод избыточного газа через свечу накопительной камеры и свечу после дымососа, избыточный газ, отобранный из свечи накопительной камеры, очищают от коксовой пыли и далее по трубопроводам подают в газопровод прямого коксового газа, после чего дополнительно очищают в смеси с прямым коксовым, газом от пыли, аммиака, смолистых веществ.
Способ сухого тушения кокса может быть реализован с помощью установки состоящей, например, из 1 - затворов для выгрузки кокса, 2 - камеры тушения, 3 - свечи дымососа, 4 - свечи накопительной камеры, 5 - накопительной камеры, пылеосадительной камеры 6, котла-утилизатора 7, основного дымососа 8, коксовых батарей 9, циклона 10, газопровода 11 прямого коксового газа, рукавных фильтров 12, клапана 13 в свече 4 (см. чертеж). Здесь 14 - химические цеха.
Через затворы 1 происходит выгрузка охлажденного кокса из камеры 2 тушения кокса. Из накопительной камеры 5 горячий газ через пылеосадительный бункер 6 поступает в котел-утилизатор 7, где охлаждается, и дымососом 8 подается снова в камеру тушения 2. Газ из камеры 5 по свече 4 подают в циклон 10, где он очищается от крупной пыли, и через рукавные фильтры 12, где очищается от мелкой пыли, по трубопроводам подают в газопровод 11 прямого коксового газа. По газопроводу 11 перекачивают коксовый газ из коксовых батарей 9 в химические цеха 14. Известно, что в результате процесса коксования в коксовых батареях образуется кокс и летучие химические продукты [3] в виде весьма сложной смеси паров и газов, образуя так называемый прямой коксовый газ состава (% весовые) смола - 80-130, аммиак - 8-13, углеводородные соединения - 30-40, коксовая пыль - 3-15, а также бензол, сероводород, цианистые соединения, пары воды, нафталин, пиридиновые основания, толуол, ксилол [3, стр.8-23]. Все указанные соединения содержатся также в газе, который эвакуируется из накопительной камеры 5 через свечу 4. В химических цехах 14 осуществляется полное разделение прямого коксового газа с выделением всех указанных веществ и коксового газа состава (в % объемных) водород - 54-59, метан - 23-28, оксид углерода - 2-3 и др. (указанный газ используют на отопление; его техническое название обратный коксовый газ). В химических цехах эта смесь газов подвергается охлаждению, из него выделяют воду, извлекают аммиак путем пропуска газа через серную кислоту с получением сульфата аммония по реакции:
3
2
4
4
2
4
2
NH+HSO → (NH)SO+НО
На первой стадии охлаждения газа из него извлекают воду, смолистые вещества, бензол, толуол, ксилол, пиридиновые соединения. Обратный коксовый газ сложного химического состава используется на коксохимических заводах в качестве высококалорийного топлива для отопления коксовых батарей. Из воды извлекают смолистые вещества. Смесь бензола, толуола, ксилола, пиридиновых веществ направляют на переработку [3]. Таким образом, газ из накопительной камеры перерабатывается в химических цехах совместно с прямым коксовым газом, и все химические вещества, содержащиеся в газе накопительной камеры, утилизируются. Газ, отобранный из свечи 4 накопительной камеры 5, совместно с прямым коксовым газом по предлагаемому способу перерабатывают в химических цехах, что позволяет утилизировать аммиак коксовую пыль, смолистые вещества, водород, оксид углерода, углеводородные газы, которые по известному способу выбрасывались в атмосферу.
Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в снижении выбросов в атмосферу наиболее токсичного вещества оксида углерода; а также сокращении потерь тепловой энергии; ликвидации выбросов в атмосферу пыли, аммиака и смолистых веществ и утилизации тепла горения газа.
Предлагаемый способ утилизации сбросного газа апробирован на установке сухого тушения кокса ОАО «Нижнетагильский металлургический комбинат». Сбросной газ отбирался из свечи накопительной камеры, подавался в циклон сухой очистки от пыли и далее в газопровод прямого коксового. Дополнительно смесь газов очищалась в химических цехах от пыли, смолистых веществ, аммиака и использовалась затем в хозяйственных целях. Предлагаемый способ позволил ликвидировать выбросы на УСТК пыли, аммиака, углеводородных газов, смолистых веществ и оксида углерода (8000 т/год с одной камеры тушения).
Источники информации
1. Давидзон Р.И. Мастер установки сухого тушения кокса. М., Металлургия, 1980.
2. UA 291123, кл. С10В 39/02, 10.01.2008.
3. Коляндр Л.Я. Улавливание и переработка химических продуктов коксования. Харьков, Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии. С.466, 1962.