Снижение выбросов на коксохимическом предприятии

Рисунок 2.2 – Система бездымной загрузки шихты в коксовые печи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ВЫДАЧА КОКСА ИЗ КОКСОВОЙ ПЕЧИ
1. Технология выдачи кокса из коксовой печи

 

 

Кокс из печей выдается в определенной последовательности и только при полной его готовности. Перед выдачей кокса печь отключается через стояк от газосборников вначале с машинной, а затем с коксовой стороны. Одновременно с машинной и коксовой сторон с печи снимаются двери, после этого в камеру печи подают штангу коксовыталкивателя. Согласованность работы всех машин, участвующих в выдаче кокса, осуществляется надежной блокировкой или сигнализацией между ними. Двери печей с коксовой стороны снимают и закрывают при помощи двересъемной машины. Помимо этого ее назначением является очистка рамы и двери от смоляных и графитовых отложений, направление в тушильный вагон коксового пирога, выдаваемого из печи. Коксовыталкиватель является машиной, предназначенной помимо выталкивания пирога кокса из печи для съема и установки дверей с машинной стороны печей, очистки рам и дверей, обезграфичивания сводов камеры. Каждая типовая батарея печи (61-77 печей) обслуживается отдельным коксовыталкивателем. На блок печей из 4 батарей дается резервный коксовыталкиватель.

Поскольку выгрузка кокса сопровождается выбросом коксовой пыли, то перед началом выдачи кокса коксовыталкиватель отдает команду на включение установки беспылевой выдачи кокса.

Кокс из печи выдают в равномерно движущийся вагон, предназначаемый для приема, перемещения кокса под башню для его тушения, для передачи к рампе и выгрузки кокса на последнюю. Выданный из печи раскаленный кокс по возможности быстро отвозят под тушильную башню для охлаждения. Кокс тушат (охлаждают) многочисленные струи воды, вытекающие из отверстий оросительного устройства башни.

 

 

2. Выбросы при выгрузки кокса из печи

 

 

Над  раскаленным  коксом,  попадающим  в  тушительный  или  коксовозный вагоны, возникает интенсивное восходящее течение нагретого воздуха, которое вовлекает в движение  значительные  массы  окружающего  атмосферного  воздуха.  Этот  подсасываемый (эжектируемый)  из  атмосферы  поток  подхватывает  образующиеся  при  разрушении коксового  пирога  частицы  пыли  и  увлекает  их  вверх.  В  результате  возникает  окрашенное пылевое  облако  значительных  размеров,  в  котором  кроме  пыли  могут  содержаться  и газообразные  вредные  вещества,  выделяющиеся  из  кокса;  объем  этих  газов  сравнительно невелик и обычно не превышает нескольких десятков кубометров. Данные по выбросам при выгрузки кокса приведены в табл. 3.1

 

Таблица 3.1 – Данные по выбросам при выгрузки кокса из коксовой печи

 

 

 

 

3. Мероприятия по снижению выбросов

 

 

Существует  несколько  вариантов  систем  беспылевой  выдачи  кокса: пылеотсасывающие  зонты  над  коксонаправляющей  и  тушильными  вагонами;  перекрытия над рельсовым путем тушильного вагона; комбинированные системы беспылевой выдачи и тушения кокса.

Наибольшее  признание  получили  системы  с  устройством  зонтов, отсосом  и очисткой газов выдачи [2]. При этом отсасывающее и пылеулавливающее оборудование проектируют как в  передвижном,  так  и  в  стационарном  исполнении.  На  практике  чаще  всего  используются системы  с  передвижным  зонтом  и  стационарной  системой  пылеулавливания.  В  качестве пылеуловителей  применяют  скрубберы  Вентури,  мокрые  электрофильтры,  тканевые фильтры. В последнее время за рубежом наблюдается тенденция перехода только на сухие пылеуловители, как правило, рукавные фильтры.

В  1983г.  на  Коммунарском  коксохимическом  заводе  была  пущена  первая  установка беспылевой  выдачи  кокса  (УБВК)  со  стационарной  системой  отсоса  и  очистки  газов (рисунок  3.1).  В  последующие  годы  подобные  установки  были  смонтированы  ещё  на  ряде заводов.

Существующие  тенденции  все  еще  базируются  на  увеличении  объема  отсасываемых газов до 150-180 тыс. /ч с соответствующим увеличением размеров и конструкции зонта. Концентрация пыли в отсасываемом из-под зонта газе достигает 18-22 г/. Устанавливая на первой  ступени  очистки  группы  циклонов,  достигают  суммарной  степени  очистки  99,1-99,2%  при остаточной  концентрации  пыли  в  газах  выдачи  0,11- 0,22 г/.  Нетрудно  видеть, что увеличив объем отсасываемых газов, получаем повышенную запыленность, уменьшение которой до требуемых норм требует повышения степени очистки.

Рисунок 3.1 - Схема установки беспылевой выдачи кокса со стационарной системой очистки

 

Наиболее простым вариантом сухого пылеулавливания является система из конических циклонов. Такие системы разработаны и включены в проекты для ОАО «КМК» (рисунок 3.2) и ОАО «Носта».

Схемы отличаются простотой и не требуют высококвалифицированного обслуживания, поэтому они имеют приоритет при реконструкции действующих предприятий. Эффективно применение  циклонов  СК-ЦН-22,  СЦН-40  и  др.  Основным  требованием  при  этом,  помимо высокой  эффективности  и  приемлемого  гидравлического  сопротивления»  является предотвращение  абразивного  износа,  что  достигается  правильным  выбором  скоростей  во входном патрубке и корпусе циклона.

1. циклоны СК-ЦН-34-3600; 2 - пулеуловители КМП-8; 3 - вентиляторы ВВН-18

Рисунок 3.2 - Проектная схема очистки газов выдачи с коническими циклонами

 

Для  стационарной  установки  обеспыливания  газов  выдачи  наиболее  эффективным решением  с  точки  зрения  пылеулавливания  является  применение  электрофильтров. Наибольший  экономический  эффект  при  этом  получают  при  совмещении  в  них  очистки газов  выдачи  и  газов  загрузки  при  условии  утилизации  уловленной  смеси  угольной, полукоксовой и коксовой пыли. Поскольку газы загрузки содержат много горючих веществ, возникает  необходимость  обеспечения  взрывобезопасности,  поэтому  следует  использовать электрофильтры.

Для  сокращения  неорганизованных  выбросов,  образующихся  при  выдаче  кокса  из камер коксования в тушильный вагон, на коксовых батареях № 5 и 6КХП АО «Северсталь» в  1997г.  построена  установка  беспылевой  выдачи  кокса.  На  двересъемной  машине установлен зонт, который закрывает  «корзину» коксонаправляющей и тушильный вагон. С помощью телескопических патрубков, установленных на зонте, происходит стыковка зонта и газового  коллектора,  предназначенного  для  транспортировки  газо-воздушной  смеси  на очистку  в  двух  электрофильтрах  типа  ЭГА.  Затем  воздух,  очищенный от  мелкодисперсной пыли до концентрации 50-80 мг/, выбрасывается в атмосферу, а уловленная электрофильтрами пыль используется как добавка в шихту для коксования. Сокращение выбросов пыли в атмосферу при выдаче кокса составляет 200 т/год.

Из всех применяемых в настоящее время за рубежом систем беспылевой выдачи кокса (перекрытие  над  всей  коксовой  стороной  батареи;  отсос  и  очистка  выделяющихся  газов  в стационарной  системе  скрубберов;  пылеулавливающие  зонты  над  коксонаправляющей  и тушильным вагоном с газоочистным оборудованием на тушильном вагоне или соединенной с ним платформе; пылеулавливающие зонты над коксонаправляющей и тушильным вагоном со  стационарными  вытяжным  газопроводом  и  системой  газоочистки)  наиболее эффективными признаны системы последнего типа. В Японии такими системами оснащены практически все коксовые батареи.

Схема  одной  из  таких  систем  показана  на  рисунке  3.3.  Ширина  пылеулавливающего зонта равна ширине коксоприемного вагона, длина колеблется от 6до 10 м в зависимости от объема  камеры  коксования.  Мощность  дымососа  в  системе  беспылевой  выдачи  при  40 °С составляет 2500-4500 /мин в зависимости от объема камеры коксования. Для очистки газов применяются как мокрые, так и сухие методы очистки.

 

1 - камера коксования; 2 - коксонаправляющая; 3 - пылеулавливающий зонт;

4 - коксоприемный вагон; 5 - соединительный клапан; 6 - стационарный вытяжной

газопровод; 7 - пылеосадитель; 8 - тканевый фильтр; 9 - дымосос; 10 - дымовая труба; I – оборудование, монтируемое на  коксонаправляющей; II – оборудование, монтируемое на земле

Рисунок 3.3 - Система беспылевой выдачи кокса из печей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ТУШЕНИЕ КОКСА
1. Технология тушения кокса

 

Выданный из печи готовый кокс подвергается тушению, так как он находится в раскаленном состоянии (с температурой до 950-1000°С). В настоящее время известны два способа тушения кокса: мокрое и сухое.

Мокрое тушение заключается в заливке раскаленного кокса водой. На современных коксохимических заводах процесс мокрого тушения полностью механизирован и производится следующим образом. Тушильный вагон с раскаленным коксом подводится с помощью электровоза под тушильную башню. Башня состоит из помещения для тушильного вагона и вытяжной трубы. На высоте нескольких метров от пола башни, под вытяжной трубой, подвешено оросительное устройство, состоящее из нескольких рядов горизонтально расположенных труб с частыми отверстиями. Это устройство соединяется трубопроводом с напорным баком. Вода накачивается в - напорный бак насосами  из насосного помещения, расположенного рядом с тушильной башней. Поступление воды из напорного бака в оросительное устройство и работа насосов автоматизированы. При открывании запорного вентиля вода из напорного бака поступает в оросительное устройство, выбивается с большой силой через отверстия в трубах падает на горячий кокс и тушит его. Образующиеся водяные пары уходят через вытяжную трубу в атмосферу. Часть воды не успевает испариться и стекает из вагона «на дно тушильной башни, а оттуда по открытым каналам отводится в шламовые отстойники.

Отстойники представляют собой открытые железобетонные бассейны, в которых происходит осаждение мелких кусочков кокса, захватываемых водой при стекании ее из тушильного вагона. Осветленная вода переливается в отдельный бассейн, а оттуда перекачивается насосами опять в напорный бак тушильной башни. Осевший на дно осадок (шлам) по мере накопления удаляется вручную или грейферными кранами. Коксовый шлам находит применение как топливо в парокотельных. Для удобства работ обычно устанавливается не менее двух отстойников. В одном из них происходит осветление воды, а другой на это время выключается и очищается от шлама.

Тушение кокса в тушильных башнях производится в течение 1—2 минут. Влажность кокса зависит как от работы машиниста тушильного вагона, так и от количества недопала и состояния оросительного устройства. При нормальной работе влажность кокса не должна превышать 4—5%.

Испаряющаяся в процессе тушения вода пополняется свежей водой, поступающей в напорный бак из водопровода. Часто для тушения используются отходящие с химического завода сточные воды (фенольные). На тушение безвозвратно расходуется около 0,5—0,7 куб. м воды на 1 т кокса. Тушильные башни строятся из железобетона, кирпича или дерева и бывают высотой до 30—40 м.

После окончания процесса тушения тушильный вагон выводится из-под башни и подается к рампе для разгрузки. Тушильный вагон имеет наклонное дно, благодаря чему при открывании боковой двери вагона кокс Самостоятельно сползает на коксовую рампу в течение нескольких секунд.

Сухое тушение кокса. Раскаленный кокс, выдаваемый из коксовой камеры, содержит большое количество тепла. В процессе тушения кокса за счет этого тепла образуется водяной пар, который не используется и уходит в атмосферу. Чтобы использовать это тепло, применяется сухое тушение кокса, которое заключается в следующем. Из тушильного вагона раскаленный кокс ссыпается в специальную кирпичную камеру, изолированную от проникновения в нее воздуха. Через эту камеру при помощи вентиляторов продуваются инертные газы, состоящие из углекислоты и азота, в атмосфере которых не происходит горения. Инертные газы проходят через раскаленный кокс и за счет его теплоты нагреваются до температуры 500—700 °С, после чего прогоняются по системе газоходов парового котла. Омывая паровой котел, горячие газы отдают свое тепло для образования пара, идущего на нужды завода. При сухом тушении температура кокса постепенно снижается и охлажденный кокс выдается на рампу.

Рампа представляет собой наклонную площадку шириной до 6—7 м, выстилаемую чугунными плитами. Назначение коксовой рампы состоит в следующем. Кокс, выгруженный из тушильного вагона, имеет температуру, достигающую 200— 300° С. Транспортировать такой кокс ленточными резиновыми транспортерами нельзя, так как он будет их прожигать и приводить в негодность. Кроме того, свежепотушенный кокс содержит много поверхностной влаги, вследствие чего коксовый мусор прилипает к крупным кускам кокса и в дальнейшем плохо отсортировывается на коксосортировке. Поэтому кокс вылеживается на коксовой рампе в течение 30—40 минут. За это время поверхностная влага кокса успевает испариться за счет сохранившейся внутренней теплоты его, а кокс успевает остыть до температуры, позволяющей его дальнейшее транспортирование.