Коксование угля. Технология двойного назначения, одновременное получение тепловой энергии и кокса.

Недоменные производства (литейное, агломерация руд, ферросплавное, карбидное, фосфорное и др.) потребляют большое количество коксов, которые должны удовлетворять соответствующим стандартам и требованиям к качеству, но вынуждены использовать либо обычный доменный кокс, либо его мелкие классы. Например, высокие технико-экономические показатели работы электротермических агрегатов достигаются при использовании в качестве восстановителя мелкого кокса (5-40 мм), характеризующегося низкой электропроводностью и высокой реакционной способностью.

ТОО «Континент-Сервис» предлагает комплекс решений в области проектирования, изготовления и монтажа оборудования по получению коксового орешка, который по ряду показателей (реакционная способность, удельное электросопротивление и др.) многократно превосходит традиционный кокс, не уступая при этом по остальным показателям.

Предлагаемая технология получения кокса и полукокса основана на использовании различных, в том числе более дешевых, доступных энергетических углей фракции 25-80 мм марок Д, ССД, а также рядовых. Предлагаемый способ коксования является одним из способов полукоксования или высокотемпературного коксования углей. Основной отличительной особенностью этого способа является осуществление процесса коксования за счет тепла частичного или полного сжигания собственных летучих веществ, выделяющихся при нагреве углей до температур не менее 500-600 °С.

Одним из наших вариантов реализации коксования в промышленности является коксование углей на движущихся колосниковых решетках (ЦКР), например,серийных котлов КЕ-25, ДКВр-20,КВТС и др. Достоинством коксования на ЦКР является достаточно высокая интенсивность процесса, предопределяющая высокую удельную производительность агрегата.

Предлагаемый процесс имеет ряд преимуществ по сравнению с существующими промышленными технологическими процессами полукоксования и коксования:

1 . Высокая экономичность и рентабельность энерготехнологического комплекса за счет использования угля с одновременным получением тепла (пара) и кокса.
2 . Простота аппаратурного оформления и возможность реконструкции существующих котельных.
3. Процесс одностадийный. Стадии сушки, пиролиза, термического разложения летучих веществ и охлаждения кокса объединены в одной установке. В установку подается только уголь и воздух.
4. Экологическая безопасность. ФУСы, подсмольные воды, фенолы и прочие вредные примеси в процессе коксования не образуются.
5. Вследствие низкой скорости фильтрации газов нет выноса летучей золы из слоя. Содержание твердых примесей, оксидов серы и азота в дымовых газах ниже, чем при сжигании эквивалентного по теплосодержанию количества угля.
6. Не требуется системы золоудаления. Зола отгружается в составе кокса.
7. В отличие от всех существующих технологий, в данном процессе не требуется сооружение дополнительных систем газоочистки и каталитического дожигания оксида углерода.

ПОЛУЧАЕМЫЙ КОКС МОЖЕТ БЫТЬ ИСПОЛЬЗОВАН:

  • - в различных металлургических и обжиговых процессах (производство ферросплавов, карбида кремния, агломерация различных руд и тд.) с эффективной заменой кокса коксохимических комбинатов;
  • - углеродный сорбент при очистке питьевой воды, сточных и оборотных вод;
  • - как реагент при флотации руд цветных металлов;
  • - углеродный сорбент в процессах газоочистки;
  • - полуфабрикат при производстве гранулированного и формованного кокса для металлургии;
  • - полуфабрикат для производства бездымного бытового топлива (брикетов и гранул);
  • - сырье для производства карбюризаторов и пр.
  • - тепловая энергия может быть использована как для производства электрической энергии, так и в различных термических процессах. При этом следует отметить, что используемый котёл одновременно может нести полную тепловую нагрузку.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА. ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ И БЛОК-СХЕМА.

Термоокислительный способ коксования угля на подвижной слоевой решетке по типовой схеме, используемой на установке коксования, характеризуется быстрым прогревом угля, мощным термическим ударом и интенсивным выходом
паров воды и летучих газов на входе угля в печь. Второй, еще более мощный термический удар, испытывает выгружаемый кокс при его мокром тушении на выходе из установки. В итоге эти процессы приводят к сильному разрушению исходных кусков угля и переходу
значительной части кокса в мелочь, снижают качество кокса.

При разработке усовершенствованной технологии необходимо стремиться к максимальному выходу кокса, минимальному его выгоранию и измельчению, путем уменьшения резких термических воздействий, экономии воды и электроэнергии (собственных нужд).

Для решения этих проблем в установку коксования помимо собственно печи коксования УК с котлом-утилизатором (котлоагрегат не показан) тепла и дымовой трубой ДТ вводится еще два блока: блок термической подготовки угля - СПТ и блок сухого тушения кокса - УСТК. Блок-схема установки представлена на рисунке1.

В значительной мере крупность и соответственно качество кокса возможно увеличить за счет предварительной термической подготовки угля. Система термообработки исходного угля СПТ устанавливается в угольной течке, между бункером угля и угольным ящиком топки. Сушку и прогрев угля предлагается проводить подачей части горячего воздуха, подаваемого вентилятором ВДН из воздухоподогревателя ВП системы сухого тушения кокса.

Продувка слоя угля горячим воздухом обеспечивает не только сушку и прогрев, но и обеспыливание угля. Вынесенная угольная мелочь улавливается в уловителе и затем возвращается на слой раскаленного кокса, термообрабатывается, коксуется и не теряется. За счет прогрева и сушки угля, как и за счет возврата угольной мелочи на слой раскаленного кокса, в печь можно внести значительное количество сбросного тепла от тушения кокса и снизить потери угольной мелочи. Этим уменьшается количество сжигаемого топлива в печи, что важно для тощего угля с малым содержанием летучих. По расчетам, помимо летучих, при коксовании тощих углей для поддержания высокой температуры в печи требуется сжигание до 10% кокса.

Прогрев угля перед печью коксования  снижает термический удар на входе угля в  печь, уголь меньше измельчается и быстрее воспламеняется. Слой угля не уплотняется мелочью и равномерно продувается, обеспечивается стабильность процесса коксования. За счет обеспыливания значительно устранятся провал мелкого угля и кокса, упрощается обслуживание топки.

С другой стороны, снижение термического удара и более медленный прогрев угля уменьшают раскрытие пор и соответственно реакционную способность кокса. Однако предлагаемое включение в схему установки СПТ позволяет легко регулировать предварительное термическое воздействие на уголь, вплоть до полного отключения подачи горячего воздуха на СПТ. Таким образом, в предлагаемой схеме можно одновременно воздействовать и на качество кокса.

коксование.png

При проектировании используется численное моделирование (рисунок 2 ) аэродинамической обстановки в камере коксования. Все стадии  процесса коксования, дожигания пиролизных газов, тушения кокса, сушки угля проходят тщательное компьютерное и физическое моделирование.

рис2-1.png

Схема тушения кокса - сухая, с рециркулирующими продуктами сгорания в шахтном охладителе и передачей тепла воздуху в воздухоподогревателе. Охлаждение рециркулирующих дымовых газов происходит до температуры 200-250 °С - безопасной по условию работы дымососа рециркуляции. Охлаждение тушащего агента - воздухом в рекуперативном теплообменнике с возможностью утилизации тепла сбрасываемого воздуха (отопление, подготовка шихты).

Шахта служит для сухого тушения кокса, снижения его температуры от 1050°С до 350°С. Внутри установлены газораспределительные и газоприемные устройства для непрерывной аэрации кокса тушащими газами.

Более медленное охлаждение кокса газами, по отношению к условиям тушения водой, снизит термическое дробление и повысит качество кокса. Для финишного тушения кокса может добавляться небольшое количество воды, но кокс не будет переувлажняться, и терять качество.

Горячий воздух из УСТК обеспечивает не только сушку и прогрев угля, но и подается в первые дутьевые зоны топки. При этом также используется сбросное тепло и экономится горючее, а уголь быстрее воспламеняется и коксуется.

На выходе из УК организуется глубокое дожигание продуктов неполного сгорания в условиях активной вихревой аэродинамики и последующая организация утилизации тепла в котле утилизаторе КВ-10-115УТ. Тепло до 10МВт, отводится по теплотрассе потребителю, избытки тепла сбрасываются через градирню в атмосферу.

Вас заинтересовала наша продукция или услуги?

Связаться с нами