Технология производства кокса - Иванов Е.Б
Скачать (прямая ссылка):
признать совершенной. С одной стороны, еще есть резервы улучшения термического и теплотехнического коэффициентов действия коксовой печи, а с другой, необходимо рационально использовать теплоту нагретых продуктов коксования (раскаленный кокс, нагретые летучие продукты коксования), которая даже на самых современных коксовальных установках используется крайне недостаточно. Из общего количества потребленной коксовальной установкой и пригодной для использования теплоты (часть теплоты трудно использовать из-за его низкого температурного потенциала; часть — из-за необратимости процесса его передачи) примерно 55% теряется при тушении кокса, а 30% —при охлаждении коксового газа. В связи с этим вопросы улучшения использования теплоты в коксовом производстве приобретают актуальное значение, так как совершенствование общего энергетического баланса установки может значительно улучшить технико-экономические показатели производства в целом.
Как уже было сказано, расход теплоты на коксование зависит от влажности коксуемой шихты, равномерности обогрева камер коксования, коэффициента избытка воздуха при сжигании отопительного газа и др.
Утилизация теплоты раскаленного кокса, хотя и имеет уже более чем сорокалетнюю историю, широко стала применяться лишь в последнее десятилетие. Советский Союз был инициатором внедрения мощных установок для «сухого тушения» кокса (УСТК) на крупных коксохимических заводах, опередив в этом отношении промышленно развитые капиталистические страны.
Подробная характеристика процесса сухого тушения кокса будет дана в разделе IV.
К. п. д. УСТК составляет 82—83%. Использование теплоты раскаленного кокса значительно улучшает общий энергетический баланс коксовальной установки. К. п. д. комплекса «коксовые печи — УСТК» составляет 37,1%, в то время как для коксовых печей без УСТК он равен 14,6%. Эти цифры свидетельствуют о важности использования энергетических ресурсов в коксовом производстве.
Нельзя считать теплоту, затраченную на нагрев продуктов коксования, полезно израсходованной. То же следует сказать о теплоте летучих продуктов коксования («прямом газе»), уходящих из коксовых печей с температурой 800° С и выше.
Расход теплоты на коксование может быть уменьшен за счет снижения конечной температуры коксования, т. е. температуры в центральной плоскости коксового пирога в конце процесса. Однако такой путь нереален, ибо конечная температура коксования связана с физико-механическими свойствами получаемого кокса, и решающим доводом при ее подборе является качество кокса, а не расход теплоты на коксование. Надо также учесть, что в последнее время наблюдается общая тенденция к повышению конечных температур коксования.
Расход теплоты на коксование снижается с удлинением периода коксования (с одновременным снижением или постоянством температуры в центральной плоскости коксового пирога), главным образом, из-за снижения тепловой нагрузки на регенераторы и уменьше-
ния температуры отходящих продуктов горения. Однако снижение производительности коксовых печей при удлинении времени коксования делает этот резерв также малореальным.
В последнее время теплоту воды, охлаждающей прямой газ в первичных холодильниках, ранее . полностью терявшуюся, начинают использовать для подогрева технологических растворов. Это только первые шаги по рационализации энергетического хозяйства коксохимических предприятий. Современная техника дает возможность снижать тепловые потери в окружающую среду и, хотя бы частично, использовать теплоту отходящих продуктов. Развитие энергетики! процесса коксования в целом зависит от решения всех этих вопросов и является принципиальной технологической проблемой.
В заключение следует сказать, что подбор оптимального теплового режима коксовых печей имеет огромное влияние на выход и качество всех продуктов коксования.
§ S. ОСНОВЫ РАСЧЕТА РЕГЕНЕРАТОРОВ
Регенерация теплоты — широко распространенный процесс во многих областях техники.
Регенераторы занимают 30—35 % всего объема кладки коксовой печи и обеспечивают работу печей с высоким термическим коэффициентом полезного действия.
Поскольку ширина и длина регенератора достаточно точно определяются размерами самой коксовой печи и ее конструкцией, определяют только высоту насадки регенератора (или количество рядов насадки), зная тип и способ укладки насадки и определив по этим данным поверхность нагрева регенератора на 1 м высоты насадки (или один ряд насадки). При определении поверхности нагрева учитывается также поверхность стен регенератора.
Схематически расчет регенераторов можно представить следующим образом1: требуемую поверхность нагрева регенератора определяют по формуле
(71)
- /CpAWo '
где F — требуемая поверхность нагрева, мг, q — теплота, переданная воздуху (газу) в регенераторе, кдж (определяют по тепловому балансу регенератора за период нагрева или охлаждения); Кр — общий коэффициент теплопередачи для периода нагрева и охлаждения, ккал,'(м2 ¦ град); K0 — коэффициент омываемости насадки, учитывающий неравномерность распределения газов в рабочем пространстве регенератора (K0 колеблется от 0,7 до 0,9; принимается, по данным Гипрококса, равным 0,85); — средняя логарифмическая разность
