Конспект лекций по курсу “Общая химическая технология” / Составители: И. Г. Воробьева, Л. М. Миронович. Сумы: Изд-во СумГУ, 2007. Ч 41 с




Скачать 388.27 Kb.
НазваниеКонспект лекций по курсу “Общая химическая технология” / Составители: И. Г. Воробьева, Л. М. Миронович. Сумы: Изд-во СумГУ, 2007. Ч 41 с
страница1/3
Дата публикации20.03.2013
Размер388.27 Kb.
ТипКонспект
uchebilka.ru > Химия > Конспект
  1   2   3
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

К печати и в свет


разрешаю на основании

“Единых правил”,

п.2.6.14
Заместитель первого проректора–

начальник организационно–

методического управления В.Б.Юскаев

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

по курсу


Общая химическая технология”

для студентов специальности 6.090200 всех форм обучения

Часть 4



Все цитаты, цифровой

и фактический материал,

библиографические сведе

ния проверены, написание

единиц соответствует

стандартам


Составители: И.Г. Воробьева

Л.М. Миронович

Ответственный за выпуск С.Ю.Лебедев

Декан заочного факультета В.Я.Стороженко
^

Сумы

Изд-во СумГУ

2007




Конспект лекций по курсу “Общая химическая технология”

/ Составители: И.Г.Воробьева, Л.М. Миронович. – Сумы: Изд–во СумГУ, 2007. –Ч.4. – 41 с.




Кафедра общей химии

Конспект лекций по курсу «Общая химическая технология» предназначен для самостоятельного изучения курса студентами.


^

Учебное издание



КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

по курсу


Общая химическая технология”

для студентов специальности 6.090200

всех форм обучения

Часть 4


Ответственный за выпуск С.Ю.Лебедев
^

Составители: Инесса Геннадиевна Воробьева,

Людмила Максимовна Миронович


Редактор Е. А. Пугаева

Подп. в печать , поз.

Формат 60х84/16. Бумага офс. Гарнитура Times New Roman Cyr. Печать офс.

Усл.печ.л. Уч.–изд.л.

Тираж 100 экз. Себестоимость изд.

Заказ №

Издательство СумГУ при Сумском государственном университете

40007, г.Сумы , ул. Р.– Корсакова, 2

Свидетельство о внесении субъекта издательского дела

в Государственный реестр

ДК № 2365 от 08.12.2005.

Напечатано в типографии СумГУ

40007, г.Сумы , ул. Р.– Корсакова, 2.


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

^

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

по курсу


Общая химическая технология”

для студентов специальности 6.090200

всех форм обучения

Часть 4




Сумы

Изд-во СумГУ

2007




МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

^

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

по курсу


Общая химическая технология”

для студентов специальности 6.090200

всех форм обучения

Часть 4


Утверждено

на заседании кафедры общей химии как конспект лекций по курсу «Общая химическая технология».

Протокол № 4 от 26.01.2007 года

Сумы
^

Изд-во СумГУ

2007



Глава VII

ПЕРЕРАБОТКА ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
7.1 Виды и происхождение твердых топлив
Твердые топлива, используемые как источник энергии и сы­рье для химического производства, подразделяются на топлива естественного происхождения – природные - и топлива искусственные – синтетические. К природным топливам относятся торф, бурые и каменные угли, антрацит, горючие сланцы. Они на­зываются также ископаемыми твердыми топливами. Искусствен­ными топливами являются каменноугольный, торфяной и нефтя­ной кокс, полученные пирогенетической переработкой различных видов природного топлива, а также брикеты и угольная пыль – продукты механической переработки твердого топлива.

^ Ископаемым твердым топливом (твердым горючим иско­паемым) называются естественные твердые горючие вещества органического происхождения, образовавшиеся из остатков отмерших растений и планктонов в результате бактериального воздействия. В земной коре твердые горючие ископаемые на­ходятся в виде углеродистых осадочных пород, образующих месторождения или бассейны. Все ископаемые твердые топли­ва по материалу, из которого они образовались, делятся на сапропелиты и гуммолиты.

Сапропелиты возникли в результате восстановительного разложения остатков сапропеля – илистых отложений, образовавшихся на дне водных бассейнов из планктона и низших растений. К сапропелитам относятся горючие битуминозные сланцы и некоторые другие ископаемые.

Гуммолиты возникли в результате окислительного разложения остатков высших растений. Они подразделяются на:

  • гуммиты, состоящие в основном из гумусовых веществ;

  • линтобиолиты, образовавшиеся из стойких структурных элементов низших растений (споры, пыльца и т. п.).

Основные виды ископаемых твердых топлив (торф, бурые и каменные угли, антрацит) относятся к гуммитам.

Глубина превращения исходных биогенных материалов в результате углеобразования в твердые топлива характеризуется так называемой степенью их углефикации (метаморфизма) , под которой понимают среднее содержание углерода в топливе (в мас.%, или дол.). По возрастанию степени углефикации твердые гуммитовые топлива образуют генетический ряд:

Торф → бурые угли → каменные угли → антрацит

Степень углефикации их приведена в табл. 7.1.
Таблица 7.1 - Степень углефикации ископаемых твердых

топлив


Топливо

Торф

Бурые угли

Каменные угли

Антрацит

Степень углефикации,

мас. %

и . –

58–62

67–75

76–92

93–96

Твердые топлива составляют основную массу известных ископаемых топлив на планете. Их суммарные запасы на несколько порядков превосходят запасы жидкого (нефть) и газообразного топлива.
^ 7.2 Каменные угли
7.2.1 Строение и свойства каменных углей
Каменные угли различной природы являются наиболее рас­пространенным видом твердого ископаемого топлива. Это нео­днородные твердые вещества черного или черно-серого цвета, включающие четыре типа макроингредиентов, различающихся по блеску, внешнему виду и составу: блестящий (витрен), по­лублестящий (кларен), матовый (дюрен) и волнистый (фюзен). Соотношение этих ингредиентов, составляющих органическую массу каменных углей, характеризует их структуру, химичес­кий и минералогический состав и обуславливает их многооб­разие и различие свойств.

В состав органической части каменных углей входят биту­мы, гумминовые кислоты и остаточный уголь. Молекулярная структура органической части угля представляет собой жест­кий трехмерный полимер нерегулярного строения, содержащий подвижную фазу в виде разнообразных мономолекулярных со­единений. Обе фазы построены из отдельных фрагментов, вклю­чающих ароматические, в том числе многоядерные и гидриро­ванные системы с алифатическими заместителями, и азотсодер­жащие гетероциклы, соединенные мостиковыми связями С-С, С-О-С, C-S-C и C-NH-C. Степень конденсированности фраг­ментов (п) зависит от степени углефикации каменного угля. Так, при степени углефикации 78% п = 2, при степени 90% п=4, для антрацита n = 12. В составе каменных углей установлено также наличие различных функциональных групп: гидроксильной (спиртовые и фенольные), карбонильной, карбоксиль­ной и серусодержащих групп -SR- и -SH.

Важнейшими характеристиками каменных углей, от кото­рых зависят возможность и эффективность их использования, являются зольность, влажность, сернистость, выход летучих веществ и механические свойства, а для углей, применяемых в качестве сырья для термохимической переработки, - также спекаемость и коксуемость.

  1. Зольность. Золой называется негорючая часть угля, со­стоящая из минеральных веществ, содержащихся в топливе. В состав золы входят оксиды алюминия, кремния, железа (III), кальция и магния. Высокая зольность снижает теплоту сгорания угля и ухудшает качество получаемого кокса. Зольность каменных углей колеблется от 3 до 30% и может быть снижена их обогащением. Угли, используемые для коксования, должны иметь зольность не выше 7–7,5%.

  2. Влажность. Общая влажность угля состоит из внешней, образующей капли или пленки на поверхности, и внутренней (пирогенетической), выделяемой в процессе кок­сования. Влага, являясь балластом, удорожает транспортировку угля, затрудняет подготовку его к коксованию, хранение и дозировку, а также повышает расход тепла на коксование и увеличивает время коксования. Влажность углей, используемых для термохимической переработки, не должна превышать 7%.

  3. Сернистость. Сера в каменных углях находится в виде колчеданной, сульфатной и органической. Общее содержание серы в углях колеблется от 0,4 до 8% . Так как в процессе кок­сования большая часть серы остается в коксе и может при вып­лавке чугуна переходить в металл, вызывая его краснолом­кость, уголь необходимо десульфировать обогащением.

  4. ^ Выход летучих веществ. Летучими веществами камен­ного угля называются парообразные и газообразные вещества, выделяющиеся из угля при нагревании его без доступа возду­ха при определенной фиксированной температуре. Выход ле­тучих веществ зависит от условий образования, химического состава и степени углефикации угля, а также от температу­ры, скорости нагревания и выдержки при заданной температуре. С увеличением степени углефикации выход летучих ве­ществ уменьшается. Так, для торфа он составляет около 70%, для бурых углей - 65–45%, каменных углей - 45-10% , для ант­рацита - менее 10%. Методика выхода летучих веществ стандартизирована. Он определяется нагреванием навески угля при 850ºС и выдерживании при этой температуре в течение семи минут.

  5. Коксуемость. Это свойство углей рассматривается в п. 7.3.2


7.2.2 Классификация каменных углей
В основу технологической классификации каменных углей положены выход летучих веществ и толщина образующегося при нагревании пластического слоя. В табл.7.2. приведена технологическая классификация углей одного из бассейнов, по которой они делятся на 7 марок (классов).

Таблица 7.3 - Технологическая классификация углей


Марка угля

Выход летучих веществ, %



Толщина пластического слоя, мм



Наименование

Обозначение

Длиннопламенный Газовый

Жирный

Коксовый

Отощенный спекающ. Тощий

Антрацит

Д

Г

Ж

К

ОС

Т

А

42

35

35–27

27–18

22–14

17–19

9

-

6–15

13–20

14–20

6–13

-

-


7.2.3 Ископаемые угли как химическое сырье
Значительная часть ископаемых углей подвергается высокотемпературной (пирогенетической) переработке, то есть является химическим сырьем. Цель такой переработки – получение из угля ценных вторичных продуктов, используемых в качестве топлива и полупродуктов основного органического синтеза.

Все методы переработки ископаемых углей основаны на ге­терогенных, в большинстве случаев некаталитических процес­сах, протекающих в многофазной системе при высоких темпе­ратурах. В этих условиях материал угля претерпевает глубо­кие изменения, приводящие к образованию новых твердых, жидких и газообразных продуктов. По назначению и условиям процессы пирогенетической переработки твердого топлива подразделяются на три типа: пиролиз, газификация и гидрирова­ние.

Пиролизом, или сухой перегонкой, называется процесс нагре­вания твердого топлива без доступа воздуха с целью получения из него твердых, жидких и газообразных продуктов различно­го назначения. В зависимости от условий процесса и природы вторичных продуктов различают низкотемпературный пиро­лиз, или полукоксование, и высокотемпературный пиролиз, или коксование. По масштабам производства, объему и разнообра­зию производимой продукции процесс коксования занимает первое место среди всех процессов переработки твердого топли­ва.

Полукоксование проводят при 500–580 0 С с целью получе­ния искусственного жидкого и газообразного топлива транспор­табельного и более ценного, чем исходное твердое топливо. Про­дукты полукоксования – горючий газ, используемый в каче­стве топлива с высокой теплотой сгорания и сырья для органи­ческого синтеза, смола, служащая источником получения мо­торных топлив, растворителей и мономеров, и полукокс, исполь­зуемый как местное топливо и добавка к шихте для коксова­ния. Сырьем для полукоксования служат низкосортные камен­ные угли с высоким содержанием золы, бурые угли и горючие сланцы.

Процессы гидрирования и газификации ставят целью полу­чение из твердого топлива соответственно жидких продуктов, используемых в качестве моторного топлива, и горючих газов. Внедрение этих методов переработки повышает значение твер­дых топлив и каменных углей, в частности, в топливном балансе страны.
^ 7.3 Коксование каменного угля
Коксованием называется разновидность сухой перегонки (пиролиза) каменного угля, проводимая при 900–1200°С с целью получения кокса, горючих газов и сырья для химической промышленности.

7.3.1 Общая схема коксохимического производства
Современное коксохимическое предприятие – это крупно­масштабное комплексное производство, в котором утилизиру­ются и перерабатываются все компоненты коксуемого сырья. Существует два типа коксохимических предприятий:

  • заводы с полным циклом коксохимического производства, размещаемые отдельно от металлургических предприятий;

  • коксохимические цеха (производства), входящие в состав металлургических комбинатов и размещаемые на одной пло­щадке с ними.

Металлургический кокс составляет важнейший компонент сырья в доменном процессе и транспортировка его экономичес­ки невыгодна. Кроме того, коксохимические заводы часто коо­перируют с производствами аммиака и азотной кислоты, основ­ного органического синтеза, красителей, взрывчатых веществ и ракетных топлив, пластических масс, в которых в качестве сырья используются продукты коксохимии.

В соответствии с назначением все цехи коксохимического завода подразделяются на основные и вспомогательные. К ос­новным производственным цехам относятся:

  1. углеподготовительный цех, где осуществляются прием, хранение и подготовка углей к коксованию. Готовая продукция цеха – угольная шихта;

  2. коксовый цех, в котором происходит основной процесс – переработка угольной шихты с получением целевого продукта кокса и летучих химических продуктов – прямого коксового газа (ПКГ) – коксование;

  3. цех улавливания, в котором происходит охлаждение пря­мого коксового газа и выделение из него химических продук­тов: сырого бензола (СБ), каменноугольной смолы (КУС) и со­единений аммиака;

  4. перерабатывающие цехи (коксовый, смолоперегонный, ректификации и другие), в которых химические продукты, по­ступающие из цеха улавливания, подвергаются дальнейшей пе­реработке. Готовой продукцией этих цехов являются индиви­дуальные ароматические углеводороды, нафталин, фталевый ангидрид, фенолы и пиридиновые основания, пек, пековый коки другие.

К вспомогательным цехам относятся: железнодорожный, ре­монтный, энергетический, хозяйственный, ОТК, ЦЗЛ и другие.



На рис. 7.1 представлена общая схема коксохимического производства.

7.3.2 Сырье коксохимического производства
Основной продукт коксохимического производства – искус­ственное твердое топливо - кокс, выход которого составляет до 75% от массы коксуемого сырья. Кокс необходим в черной и цветной металлургии (металлургический кокс), литейном про­изводстве и химической промышленности. Около 80% произ­водимого в стране кокса используется в доменном производстве, поэтому к металлургическому коксу предъявляются определен­ные требования по прочности, однородности гранулометричес­кого состава, зольности, содержанию серы и др. Обеспечить эти требования можно только при использовании сырья с опреде­ленными свойствами. Важнейшим из этих свойств является спекаемость – способность угля при нагревании без доступа воздуха образовывать из разрозненных зерен твердый остаток в виде прочных кусков. Этим свойством обладают угли марок «Г», «Ж», «К» и «ОС». Однако из этих марок углей образовы­вать металлургический кокс способны только угли марки «кок­совые».

^ Коксуемость углей зависит от их петрографического соста­ва, степени углефикации, выхода летучих веществ, температур­ного интервала перехода в пластическое состояние, степени вяз­кости в этом состоянии, динамики газовыделения, а также тех­нологии подготовки угольной шихты и режима коксования.

Ограниченные запасы коксующихся углей привели к необ­ходимости использовать в качестве сырья коксохимического производства смеси углей различных марок, взятых в опреде­ленном соотношении. Состав подобной шихты должен обеспе­чивать образование кокса с заданными техническими характе­ристиками, необходимую полноту спекания при коксовании, надлежащий выход газа и химических продуктов коксования.

Состав шихты рассчитывается на основании свойств ее ком­понентов по результатам технического анализа и других испы­таний их по правилу аддитивности

Пш = Паμа + Пвμв + ... + Пnμn ,

где Пш – рассчитываемый показатель качества шихты;

Па, Пв, ..., Пп – показатель качества компонентов шихты,

μа, μв, μn – массовая доля компонентов в шихте.

Технологический процесс составления угольной шихты (углеподготовка) осуществляется в специальном углеподготовительном цехе и включает следующие операции:

  • прием и разгрузка углей;

  • складирование, усреднение состава и хранение углей;

  • обогащение углей;

  • дозирование компонентов шихты;

  • измельчение шихты (или, ранее, ее компонентов);

  • составление шихты (шихтовка).

Усреднение состава угольной шихты ставит целью вырав­нивание качества углей внутри каждой группы их и проводит­ся на складе в процессе разгрузки и укладки штабелей. Усред­ненными считаются угли, у которых все показатели качества разовых проб соответствуют среднему показателю за все время отбора проб.

^ Обогащение углей для понижения содержания в них мине­ральных примесей проводится методами отсадки, сепарации и флотации. Отсадкой называется процесс разделения смеси компонентов по их плотности в турбулентном водном потоке, ко­леблющемся за счет пульсирующего тока воздуха в вертикаль­ном направлении с определенной амплитудой и частотой. Этим методом обогащается до 50% углей.

Обогащение методом сепарации основано на разделении компонентов угля по плотности в тяжелых средах, в которых более легкий уголь всплывает. В качестве тяжелых сред ис­пользуются стойкие минеральные суспензии пирита, барита и магнезита.

Методом флотации в настоящее время обогащается около 15% углей. В большинстве случаев для этого используются фло­тационные машины механического типа, в которых в качестве реагентов-собирателей применяются керосин, камфарное мас­ло, флотореагент

АФ-2. Затем флотированный уголь подвергается обезвоживанию и сушке в барабанных сушилках или «КС».

^ Дозирование компонентов имеет большое значение для пос­ледующего составления угольной шихты заданного состава. Для этой цели угли шихты из бункеров с помощью дозаторов раз­личной конструкции поступают на транспортер, которым по­даются на окончательное измельчение. В качестве дозирующих устройств используются качающиеся, ленточные и тарельчатые питатели производительностью до 200 т в час.

^ Измельчение коксуемого сырья проводится для повышения однородности шихты, что способствует улучшению качества кокса. Так как насыпная масса шихты зависит от ее измельче­ния, что, в свою очередь, определяет экономические показатели работы углеподготовительного и коксового цехов, то для шихт различного состава выбирают некоторую оптимальную степень измельчения. При этом для обеспечения возможно более вы­сокой плотности загрузки выдерживают определенное соотно­шение частиц различного размера в шихте. Для измельчения углей используют дробилки различного типа: молотковые, ро­торные, ударного действия, инерционно-роторные и другие. Окончательное измельчение сырья для коксования может про­водиться по двум схемам: по схеме ДШ, при которой измельча­ется вся масса шихты, и по более совершенной дифференциро­ванной схеме ДК, учитывающей различную твердость измель­чаемого материала, при которой каждый компонент шихты из­мельчается отдельно. Эти схемы представлены на рис. 7.2.

^ Шихтовка, или смешение компонентов, - это заключитель­ная операция приготовления угольной шихты для коксования. Шихтовка осуществляется в смесительных машинах различной конструкции: дезинтеграторных, валковых, тарельчатых и в машинах барабанного типа производительностью до 1200 т шихты в час.

Рисунок 7.2 Схемы измельчения коксового сырья:

а – обычная ДШ; б – дифференцированная ДК; С – смешение;

УБ - угольная башня (склад измельченного сырья)

7.3.3 Физико-химические основы процесса

коксования
Коксование – это сложный двухфазный эндотермический процесс, в котором протекают термофизические превращения коксуемого сырья и химические реакции с участием компонентов его органической части. Коксование проводят в коксовых печах, являющихся реакторами периодического действия с косвенным нагревом, в которых теплота передается к коксуемой угольной шихте через стенку реактора. Поэтому термофизические процессы при коксовании включают:

  • теплопередачу от стенки к материалу шихты;

  • диффузию продуктов пиролиза (паров воды и летучих веществ) через слой шихты;

  • удаление этих продуктов из шихты.


При установившемся режиме процесса коксования количе­ство теплоты, передаваемое за единицу времени, определится из уравнения

Q = Kт · F · ∆t (7.2)

где Кт – коэффициент теплопередачи, кДж/м2·град·ч;

F – поверхность теплопередачи, м2,

∆t = tг – tш – разность температур обогревающих стен­ку камеры печи газов tг и нагреваемой шихты (тем­пературы коксования) tш. Коэффициент теплопередачи рассчитывается по формуле

(7.3.)
где α1 и α2 – коэффициенты теплопередачи соответственно от греющих газов к стенке печи и от стенки к ших­те, кДж/м2·град·ч;

δ1 – толщина стенки, м,

δ2 = b/2 – половина толщины загрузки шихты, м, λ1 и λ- соответственно коэффициенты теплопроводнос­ти стенки и шихты, кДж/м2·град·ч.

Для увеличения теплового потока и, как следствие, интен­сивности обогрева печи необходимо повышать коэффициент теплопередачи Кт и поверхность обогрева F. Так как коэффи­циент теплопередачи угольной шихты весьма мал, то из формулы 7.2 следует, что для увеличения коэффициента теплопе­редачи Кт, помимо повышения α1 и α2, необходимо уменьшать толщину слоя угольной шихты. Поэтому ширина камеры печи достаточно жестко регламентирована и составляет обычно 0,40–0,41 м. Из этого следует, что поверхность теплопередачи F определяется двумя другими размерами камеры печи – дли­ной и высотой.

Коксовая печь – реактор периодического действия, поэто­му температура угольной шихты в ней изменяется во времени. Следовательно, изменяется и движущая сила процесса, то есть разность температур между греющими газами и угольной ших­той ∆t = tг – tш. Непосредственно после загрузки шихты tш мала и разность ∆t велика. Поэтому в холодную шихту поступает в единицу времени большее количество теплоты и уголь у стенок камеры начинает коксоваться, в то время как вследствие низ­кой теплопроводности шихты средние слои остаются холодны­ми. По мере прогрева шихты ее температура возрастает и дви­жущая сила процесса t падает при одновременном повышении температуры по сечению камеры.

Химические превращения при коксовании могут быть све­дены к реакциям двух типов: первичным и вторичным.

К первичным реакциям, протекающим в шихте при ее на­гревании, относятся:

  • реакции деструкции сложных молекул;

  • реакции фенолизации;

  • реакции карбонизации органической части угля;

  • реакции отщепления атомов водорода, гидроксильных, карбоксильной и метоксильной ОСН3 групп.

В процессе первичных превращений из угольной шихты вы­деляются первичный газ и пары первичной смолы и образуется кокс. К вторичным реакциям, которые протекают при контак­те выделившихся первичного газа и первичной смолы с нагре­той стенкой печи, относятся:

– реакции крекинга алканов

СnH2n+2 → CmH2m+2 + CpH2p;

– реакции полимеризации алкенов

ЗСnН2n → ∆СnН2n;

– реакции дегидрогенизации нафтенов

∆СnН2n → СnH2n-6 + ЗН2;

– реакции конденсации ароматических углеводородов, на­пример

6Н6 → С10Н8 + С2Н4;

– реакции образования карбенов с последующим превращением их в полукокс и кокс.

Продуктом вторичных превращений является сложная смесь газообразных и парообразных при температуре коксования ве­ществ различной природы – прямой коксовый газ (ПКГ). На рис.7.3 представлена схема химических превращений при кок­совании.



Рисунок 7.3 Схема химических превращений при коксовании
Последовательность процессов, протекающих в шихте при повышении температуры в печи, может быть представлена в сле­дующем виде:

- 250°С - отщепление Н2О, СО, СО2, Н2;

-300°С - начало выделения КУС, выделение пирогенетической воды;

- 350–500°С - пластификация угольной шихты;

- 500–550°С - разложение органической части угля с выделе­нием первичного газа и паров первичной смолы, спекание твердого остатка с образованием полукокса;

-600–700°С - разложение полукокса и полное выделение ле­тучих веществ;

- 700°С - упрочнение твердой массы и образование кокса.
7.3.4 Технологический процесс коксования
Процесс коксования осуществляется в коксовых печах- ре­акторах периодического действия. Современная коксовая печь представляет сложное теплотехническое сооружение, состоя­щее из:

  • камеры для загрузки угольной шихты;

  • обогревательного простенка, в котором расположены 28–32 отопительных канала (вертикала), где происходит горение нагретого газообразного топлива для обогрева стенок камеры, системы газораспределительных и воздухоподводящих каналов для подачи газа и воздуха для отопления печи, регенераторов для подогрева газообразного топлива и возду­ха, подаваемых в печь, и для отвода продуктов горения топлива;

  • системы отвода летучих продуктов коксования.

Для снижения тепловых потерь на излучение, удобства экс­плуатации и повышения производительности труда коксовые печи объединяют в батареи, состоящие из п камер и п + 1 про­стенков. Число печей в батарее определяется конкретными ус­ловиями производства, главным образом возможностью раци­онального использования машин общего назначения, и равно обычно 68–78.

Камера коксовой печи по конфигурации представляет паралле­лепипед, размеры которого зависят от ряда факторов. Ширина ка­меры определяется толщиной слоя коксуемой шихты (7.3.3), вы­соту и длину выбирают исходя из обеспечения равномерности обо­грева камеры, качества шихты, размеров территории цеха и др. Камеры современных печей имеют длину 14–16 м и высоту 4,3– 7,0 м. На рис.7.4 приведена схема коксовой печи.

Рисунок 7.4 Схема коксовой печи:

1 – бункера для загрузки шихты; 2 – стояк для отвода летучих продуктов; 3 – передняя дверца; 4 – задняя дверца; 5 – коксовыталкиватель

В верхнем перекрытии камеры есть загрузочные отверстия для подачи шихты и отверстия для отвода летучих продуктов коксования (прямого коксового газа), которые через газоотвод поступают в газосборник, откуда направляются в цех улавли­вания. С торцов камера закрывается дверями, которые снима­ются по окончании коксования для выдачи готового кокса из камеры с помощью коксовыталкивателя.

Конструкция коксовой камеры полностью обеспечивает ее герметичность и исключает подсос наружного воздуха и отопи­тельных газов. Каждая печь имеет по два регенератора, распо­ложенных под камерой. Газообразное топливо подается в каж­дый простенок батареи через распределительный газопровод. Батарея коксовых печей обслуживается единым комплексом механизмов для загрузки угольной шихты и выгрузки готово­го кокса, в который входят углезагрузочный вагон, коксовытал­киватель, разравнивающая шихту штанга, машина для съема дверей камеры и коксотушильный вагон.

В коксохимическом производстве применяются печи, разли­чающиеся конструктивными особенностями (расположение камер, способ подвода газа и воздуха, способ утилизации теп­лоты продуктов горения топлива и др.) и технологическим ре­жимом (последовательность подъема температуры, состав обо­гревающего газа и др.). Однако все они могут быть сведены к двум типам: печи с перекидными каналами (ПК) и печи с ре­циркуляцией продуктов горения (ПВР).

В печах ПВР для улучшения равномерности обогрева по дли­не и высоте камер в вертикалах осуществляется рециркуляция продуктов горения путем подачи части их в пламя горящего газа, что замедляет процесс его горения и удлиняет факел пла­мени. Печи этого типа являются наиболее распространенными. В табл.7.3 приведены характеристики печей ПВР.
Таблица 7.3 - Характеристики коксовых печей типа ПВР



Vп м3

Размеры, м

mш, т

.

Пк· т/год

W, мм/ч



Ь

h

/



Ч






21,6 32,3 41,6

0,407 0,410 0,410

4,3

5,5

7,0

14,08 16,00 16,00

23,3 23,5 30,6

16

14

14

729

730

1000

27,3

-

32,0


Vn – полезный объем камеры, b – ширина камеры; h – высота камеры; l – длина камеры; mш – масса загружаемой в камеру шихты с влажностью 0,085 маc. дол.; τк– время кок­сования; Пк – производительность по коксу с влажностью 0,06 маc. дол.; W – скорость коксования

Процесс коксования состоит из следующих стадий.

1 Загрузка шихты в камеру печи и разравнивание шихты штангой (планиром). Во избежание задымления атмосферы в камере в период загрузки шихты создается разряжение путем инжекции пара, газа или аммиачной воды или с помощью сис­темы отсоса газа из камеры.
  1   2   3

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Конспект лекций по курсу “Общая химическая технология” / Составители: И. Г. Воробьева, Л. М. Миронович. Сумы: Изд-во СумГУ, 2007. Ч 41 с iconДля студентов специальности ) 090220 всех форм обучения
Общая химическая технология: конспект лекций / Составители: И. Г. Воробьева, Л. М. Миронович. – Сумы: Изд-во СумГУ, 2010. – Ч – 60...

Конспект лекций по курсу “Общая химическая технология” / Составители: И. Г. Воробьева, Л. М. Миронович. Сумы: Изд-во СумГУ, 2007. Ч 41 с iconКонспект лекций в двух частях часть 2
Аналитическая химия : конспект лекций / составители: И. Г. Воробьева, Л. М. Миронович, С. Б. Большанина. – Сумы : Сумский государственный...

Конспект лекций по курсу “Общая химическая технология” / Составители: И. Г. Воробьева, Л. М. Миронович. Сумы: Изд-во СумГУ, 2007. Ч 41 с iconКонспект лекций по курсу «Источники энергии» для студентов специальности...
Конспект лекций по курсу «Источники энергии» для студентов специальности 000008 «Энергетический менеджмент» дневной и заочной форм...

Конспект лекций по курсу “Общая химическая технология” / Составители: И. Г. Воробьева, Л. М. Миронович. Сумы: Изд-во СумГУ, 2007. Ч 41 с iconКонспект лекций по дисциплине «Физическая химия»
Физическая химия: Конспект лекций/ Составитель С. Ю. Лебедев. Сумы: Изд-во СумГУ, 2007. 37 с

Конспект лекций по курсу “Общая химическая технология” / Составители: И. Г. Воробьева, Л. М. Миронович. Сумы: Изд-во СумГУ, 2007. Ч 41 с iconКурс лекций сумы "Издательство СумГУ" 2011
Технология использования сжатых газов: курс лекций/ составитель Г. А. Бондаренко. Сумы: Изд-во СумГУ, 2011. 275с

Конспект лекций по курсу “Общая химическая технология” / Составители: И. Г. Воробьева, Л. М. Миронович. Сумы: Изд-во СумГУ, 2007. Ч 41 с iconТематический план по курсу «Международная экономика»
Методические указания и планы семинарских занятий по курсу «Международная экономика» / Составители: Т. И. Иванова, О. А. Хворост....

Конспект лекций по курсу “Общая химическая технология” / Составители: И. Г. Воробьева, Л. М. Миронович. Сумы: Изд-во СумГУ, 2007. Ч 41 с iconЗакон абсолютных преимуществ
Методические советы по выполнению практических заданий по курсу «Международная экономика» и «Международные экономические отношения»/...

Конспект лекций по курсу “Общая химическая технология” / Составители: И. Г. Воробьева, Л. М. Миронович. Сумы: Изд-во СумГУ, 2007. Ч 41 с iconКонспект лекций по дисциплине «Математические методы и модели энергетического...
Основы работы в системе компас: конспект лекций составитель: Э. В. Колисниченко. – Сумы: Изд-во СумГУ, 2010. – 249 с

Конспект лекций по курсу “Общая химическая технология” / Составители: И. Г. Воробьева, Л. М. Миронович. Сумы: Изд-во СумГУ, 2007. Ч 41 с iconКонспект лекций по дисциплине «Методы и средства терапии и реабилитации»
Методы и средства терапии и реабилитации: Конспект лекций / Составитель С. В. Соколов. Сумы: Изд-во СумГУ, 2007. – 117 с

Конспект лекций по курсу “Общая химическая технология” / Составители: И. Г. Воробьева, Л. М. Миронович. Сумы: Изд-во СумГУ, 2007. Ч 41 с iconТематический план по курсу «Международные экономические отношения»
Методические указания и планы семинарских занятий по курсу «Международные экономические отношения» / Составители: Т. И. Иванова,...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<