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 КПД 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 снабжения энерготехнологической установки камерой сгорания для дожигания отработанного (дымового) коксового газа с целью дополнительного перегрева пара.
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 первой ступени, трубы которого объединены с трубами пароводяного теплообменника в пакеты, пароперегреватель первой ступени соединен с пароперегревателем второй ступени, расположенным в камере сгорания, связанной трубопроводом с боровом коксовой батареи для подачи коксового газа и трубопроводом с верхней частью камеры охлаждения кокса для подачи горячего воздуха, кроме того, пароперегреватель второй ступени соединен с паровой турбиной, присоединенной к электрическому генератору.
Изобретение иллюстрируется чертежом, где изображено:
- на фиг. 1 - общий вид;
- на фиг. 2 - разрез А-А по фиг. 1.
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 первой ступени 7. Трубы пароводяного теплообменника 5 и пароперегревателя первой ступени 7 объединены в пакеты и защищены листами металла для уменьшения эрозионного износа труб пароводяного теплообменника 5 и пароперегревателя первой ступени 7 кусками кокса (фиг. 2). Пароперегреватель первой ступени 7 соединен с пароперегревателем второй ступени 8, расположенным в камере сгорания 9 дымового коксового газа. Камера сгорания 9 связана трубопроводом 10 с боровом 11 коксовой батареи 12 и трубопроводом 13 с верхней частью камеры охлаждения кокса 1 для подачи горячего воздуха. Пароперегреватель второй ступени 8 связан трубопроводом 14 с паровой турбиной 15. На валу паровой турбины 15 расположен электрический генератор 16.
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 первой ступени 7, затем пакеты труб пароводяного теплообменника 5 и пакеты тепловых труб 4, при этом кокс передает тепло пару в пароперегревателе первой ступени 7, воде в пароводяном теплообменнике 5 и испарительным участкам тепловых труб 4. 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. Пароводяная смесь, образовавшаяся в пароводяном теплообменнике 5, попадает в барабан-сепаратор 6, в котором отделяется пар, поступающий далее в пароперегреватель первой ступени 7 и в пароперегреватель второй ступени 8, встроенный в камеру сгорания 9 дымового коксового газа. Перегретый пар из пароперегревателя второй ступени 8 по трубопроводу 14 направляется в паровую турбину 15, которая приводит во вращение электрический генератор 16. Для организации горения в камеру сгорания 9 по трубопроводу 10 из борова 11 коксовой батареи 12 поступает коксовый газ и по трубопроводу 13 горячий воздух из верхней части камеры охлаждения кокса 1. Кокс и шихта после опускания вниз выгружаются из камер 1 и 2 с помощью обычных разгрузочных устройств.