RU2596760C1

RU2596760C1 - Energy process plant for coke cooling and thermal treatment of coal charge

Info

Publication number: RU2596760C1
Application number: RU2015132404/05A
Authority: RU
Inventors: Леонид Давидович Забежинский; Владимир Михайлович Ляпунов
Priority date: 2015-08-03
Filing date: 2015-08-03
Publication date: 2016-09-10

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to chemical-recovery industry. Energy process plant for coke cooling and thermal treatment of coal charge includes coke cooling chamber and charge heating chamber, separated by a partition and connected by heat exchange elements in form of stacks of heat pipes, located in middle part of coke cooling chamber inclined to horizontal with location of evaporation sections below condensation sections, and steam-water heat exchanger installed in upper part of chamber and connected to a drum-separator. Drum-separator is connected to steam superheater, which is connected with a steam turbine, on shaft of which there is an electric generator. Baffle of coke furnace battery is connected via pipelines through device for cleaning from ammonia with lower part of charge heating chamber and with combustion chamber, connected a pipeline for supply of hot coke gas combustion products to lower part of charge heating chamber and a pipeline with upper part of coke cooling chamber for supply of hot air for combustion.

EFFECT: invention increases efficiency of proposed plant.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области коксохимической промышленности и может быть использовано в других отраслях для охлаждения сыпучей среды.The invention relates to the field of the coke industry and can be used in other industries for cooling a granular medium.

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).A known method of heating the coal charge before coking in order to reduce the moisture of the coal charge to the optimum value by drying in special retorts (SU 82154, Class 10a, 21, published 04/30/1950).

Недостатком такого способа является дополнительное и громоздкое оборудование -реторты, которые необходимо сооружать несколько для различных размеров шихты.The disadvantage of this method is the additional and cumbersome equipment-retort, which must be built several for different sizes of the charge.

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).A known energy-technology installation for cooling coke and thermal preparation of a coal charge, comprising a device for heat exchange of coke with a charge, made in the form of a mine, divided by a longitudinal partition into a coke cooling chamber and a charge heating chamber, interconnected by heat-exchange elements in the form of heat pipe bundles located in staggered in both chambers, and the evaporation sections of the heat pipes are located in the coke cooling chamber. For additional cooling of coke, a flow-through steam-water heat exchanger is used to generate steam, which can be used by heat consumers, including a steam turbine to generate electricity. A steam-water heat exchanger is located along the coke below the stacks of heat pipes (RU 2035489, IPC С10В 57/10, published on 05/20/1995).

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 к.п.д. паровой турбины.The disadvantage of this energy-technological installation is that the steam-water heat exchanger receives heat from already cooled coke and the low temperature of the steam at the outlet of the steam-water heat exchanger does not allow to obtain a high efficiency steam turbine.

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 повысить температуру подогрева шихты путем снабжения энерготехнологической установки устройством очистки от аммиака отработанного (дымового) коксового газа и камерой сгорания для дожигания коксового газа.The claimed technical solution allows to increase the efficiency of the power plant by increasing the superheat of the steam entering the steam turbine due to the location of the steam-water heat exchanger in the upper, hotter part of the coke cooling chamber in front of the heat pipes, and to increase the temperature of the charge by supplying the power plant with a device for purification of spent ammonia (flue) coke oven gas and a combustion chamber for afterburning coke oven gas.

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, присоединенным трубопроводом к паровой турбине, на валу которой расположен электрогенератор, кроме того, боров коксовой батареи соединен трубопроводами через устройство очистки от аммиака с нижней частью камеры подогрева шихты и с камерой сгорания, соединенной трубопроводом для подачи горячих продуктов сгорания коксового газа с нижней частью камеры подогрева шихты и трубопроводом - с верхней частью камеры охлаждения кокса для подачи горячего воздуха для горения.An energy-technological installation for cooling coke and thermal preparation of a coal charge is proposed, including a coke cooling chamber and a charge heating chamber separated by a partition and connected by heat exchange elements in the form of heat pipe bundles located obliquely to the horizon with the location of the evaporation sections below the condensation sections, and a steam / water heat exchanger installed in the coke cooling chamber and connected to the drum-separator, while the packages of heat pipes are located in the middle part of coke cooling measures, and a steam-water heat exchanger - in the upper part of the coke cooling chamber, and the separator drum is connected to a superheater connected by a pipeline to a steam turbine, on the shaft of which an electric generator is located, in addition, the coke battery bur is connected by pipelines through the ammonia purification device from the bottom part of the charge heating chamber and with the combustion chamber connected by a pipeline for supplying hot products of coke oven gas combustion to the lower part of the charge heating chamber and the pipeline - with henne part of the coke cooling chamber to supply hot combustion air.

Изобретение иллюстрируется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

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 7. Пароперегреватель 7 связан трубопроводом 8 с паровой турбиной 9. На валу паровой турбины 9 расположен электрогенератор 10. Боров 11 коксовой батареи 12 соединен трубопроводом 13 через устройство очистки от аммиака 14 и трубопроводом 15 с нижней частью камеры подогрева шихты 2 и с камерой сгорания 16. Камера сгорания 16 соединена трубопроводом 17 для подачи горячих продуктов сгорания коксового газа с нижней частью камеры подогрева шихты 2 и трубопроводом 18 - с верхней частью камеры охлаждения кокса 1 для подачи горячего воздуха для горения.An energy-technological installation includes a coke cooling chamber 1 and a charge heating chamber 2, separated by a partition 3. A coke cooling chamber 1 and a charge heating chamber 2 are connected by heat exchange elements in the form of packages of heat pipes 4 located obliquely to the horizon, and the evaporation sections of heat pipes 4 in the cooling chamber coke 1 are located lower than the condensation sections in the charge heating chamber 2. Packages of heat pipes 4 are located in the middle of the coke cooling chamber 1. In the upper part of the coke cooling chamber 1 a steam-water heat exchanger 5 is connected, connected at the outlet to the drum-separator 6 and a superheater 7. The superheater 7 is connected by a pipe 8 to a steam turbine 9. An electric generator 10 is located on the shaft of the steam turbine 9. The coke oven battery 12 is connected by a pipe 13 through an ammonia purification device 14 and a pipe 15 with the lower part of the charge heating chamber 2 and the combustion chamber 16. The combustion chamber 16 is connected by a pipe 17 for supplying hot coke oven gas combustion products to the lower part of the charge heating chamber 2 and t uboprovodom 18 - from the upper part of the cooling chamber coke 1 for supplying the hot air for combustion.

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 7, затем пакеты труб пароводяного теплообменника 5 и пакеты тепловых труб 4, при этом кокс передает тепло пару в пароперегревателе 7, воде в пароводяном теплообменнике 5 и испарительным участкам тепловых труб 4. Пароводяная смесь, образовавшаяся в пароводяном теплообменнике 5, попадает в барабан-сепаратор 6, в котором отделяется пар, поступающий далее в пароперегреватель 7. Перегретый пар из пароперегревателя 7 по трубопроводу 8 направляется в паровую турбину 9, которая приводит во вращение электрогенератор 10. 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. Частицы шихты воспринимают тепло также в результате теплообмена с воздухом и газом, находящимся в камере подогрева шихты 2. Для достижения необходимой температуры шихты на выходе из камеры подогрева шихты 2 коксовый газ из борова 11 коксовой батареи 12 по трубопроводу 13 через устройство очистки от аммиака 14 и других вредных примесей и по трубопроводу 15 подается в нижнюю часть камеры подогрева шихты 2 и, двигаясь противотоком, повышает температуру шихты. При необходимости еще более повысить температуру шихты коксовый газ через устройство очистки от аммиака 14 подается в камеру сгорания 16, в которой сгорает в потоке горячего воздуха, поступающего по трубопроводу 18 из верхней части камеры охлаждения кокса 1. Горячие продукты сгорания по трубопроводу 17 подаются в нижнюю часть камеры подогрева шихты 2. Охлажденный кокс и подогретая шихта после опускания вниз выгружаются из камер 1 и 2 с помощью обычных разгрузочных устройств.Installation works as follows. Coke with a temperature of 1000-1050 ° C is periodically loaded from above into the coke cooling chamber 1. At the same time, a moist coal charge with an ambient temperature is continuously loaded into the middle part of the charge heating chamber 2. Hot coke flows around the tubes of the steam superheater 7, then the tubes of the steam-water heat exchanger 5 and the heat pipe 4, while the coke transfers heat to the steam in the superheater 7, water in the steam-water heat exchanger 5 and the evaporating sections of the heat pipes 4. The steam-water mixture formed in the steam-water heat exchanger 5 gets into the drum-separator 6, in which the steam is separated, which flows further into the superheater 7. The superheated steam from the superheater 7 is sent via pipeline 8 to the steam turbine 9, which drives generator 10. As a result of the evaporation and condensation processes in the heat pipes 4, coke heat is transferred to the batch particles falling down in the charge heating chamber 2 and flowing around the heat pipes 4. The charge particles also receive heat as a result of heat exchange with air and gas located in the charge heating chamber 2. To achieve the required temperature of the charge at the outlet of the charge heating chamber 2 coke oven gas from the hog 11 of the coke oven battery 12 through the pipe 13 through the device for cleaning ammonia 14 and other harmful impurities and through the pipe at 15 it is fed into the lower part of the chamber for heating the mixture 2 and, moving countercurrently, increases the temperature of the mixture. If necessary, to further increase the temperature of the charge, coke oven gas is fed through the ammonia purification device 14 to the combustion chamber 16, in which it is burned in a stream of hot air coming in through the duct 18 from the upper part of the coke cooling chamber 1. Hot combustion products are fed through the duct 17 to the lower part of the charge heating chamber 2. The cooled coke and the heated charge after lowering are unloaded from chambers 1 and 2 using conventional unloading devices.

Claims

An energy-technological installation for coke cooling and thermal preparation of a coal charge, including a coke cooling chamber and a charge heating chamber, separated by a partition and connected by heat-exchange elements in the form of heat pipe bundles located obliquely to the horizon with evaporative sections below the condensation sections, and a steam-water heat exchanger installed in coke cooling chamber and connected to a drum-separator, characterized in that the heat pipe bundles are located in the middle part to coke cooling amers, and a steam-water heat exchanger - in the upper part of the coke cooling chamber, while the separator drum is connected to a superheater connected by a pipeline to a steam turbine, on the shaft of which an electric generator is located, while the coke battery boron is connected by pipelines through a bottom ammonia purifier part of the charge heating chamber and with the combustion chamber connected by a pipeline for supplying hot products of coke oven gas combustion to the lower part of the charge heating chamber and the pipeline - from the top s part of the coke cooling chamber for supplying hot air for combustion.