WO2020081037A1 - Камера тушения установки сухого тушения кокса - Google Patents

Камера тушения установки сухого тушения кокса Download PDF

Info

Publication number
WO2020081037A1
WO2020081037A1 PCT/UA2018/000115 UA2018000115W WO2020081037A1 WO 2020081037 A1 WO2020081037 A1 WO 2020081037A1 UA 2018000115 W UA2018000115 W UA 2018000115W WO 2020081037 A1 WO2020081037 A1 WO 2020081037A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coke
quenching
chamber
quenching chamber
circulating gases
Prior art date
Application number
PCT/UA2018/000115
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Евгений Алексеевич ДАНИЛИН
Original Assignee
Евгений Алексеевич ДАНИЛИН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Алексеевич ДАНИЛИН filed Critical Евгений Алексеевич ДАНИЛИН
Priority to RU2019135576A priority Critical patent/RU2735841C2/ru
Priority to PCT/UA2018/000115 priority patent/WO2020081037A1/ru
Publication of WO2020081037A1 publication Critical patent/WO2020081037A1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B39/00—Cooling or quenching coke
    • C10B39/02—Dry cooling outside the oven
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Definitions

  • the invention relates to quenching of coke in dry quenching of coke (CTC).
  • CCTTs were invented as an alternative to wet quenching of coke. From the beginning of the 20th century, the development and patenting of technical solutions for the constructive implementation of UTDS began, for example, various technical solutions of the UTKT N2N2 DE374702, DE384020, DE402414, DE404254, DE432711, DE458513, DE488597, DE510915, DE523248, GB196217, US4572181, US95771318, US95771318 , US1557077, US1571455, US1661211, US1677196, US1865336, US2048193.
  • the essence of dry coke quenching is that hot coke is loaded into a vertically oriented casing, which enters the quenching chamber, where the hot coke is cooled by circulating gases, as a result of which the hot coke transfers its heat to the circulating gases, which are removed for cooling to the recovery boiler , in which they are cooled, followed by the return of the cooled circulating gases for subsequent quenching of hot coke in the quenching chamber.
  • the UTCC circulation circuit contained a recovery boiler and a blower fan N2N2 DE432711, DE523248, US842747, US958184, US1457713, US1557077, US1677196, US1865336, located respectively in the direction of circulation of the circulating gases.
  • the circulation circuit was equipped with a dust hopper, see N2N2 DE432711, DE1086670, which was located at the outlet of the fire extinguishing chamber in front of the recovery boiler.
  • the USTK circulation loop contained two dust cleaning means - a dust collector bin located in front of the recovery boiler, and dust collector cyclones located in front of the blower fan, see NsNs patents US3895448, US4178696,
  • the operation of the CCPF is that, using the coke loading means, the hot coke is loaded into the prechamber, from which the hot coke is transferred to the quenching chamber, into which circulating gases are supplied, to which the hot coke gives off its heat, after which the circulating gases from the quenching chamber are discharged through oblique strokes in the dust collecting bin for dedusting circulating gases from large particles of coke dust. Then the circulating gases enter the recovery boiler, in which the circulating gases give their heat to the heating surfaces. After the recovery boiler, the cooled circulating gases enter the cyclones for cleaning the circulating gases from small dust particles (to reduce the wear of the blower fan). After the blower fan, the circulating gases are discharged into the extinguishing chamber through the blower of the gas distribution system to carry out the next extinguishing cycle of hot coke in the extinguishing chamber.
  • Coke is discharged from the extinguishing chamber through a means for unloading coke onto a vehicle, see patents N ° N ° SU 1600329, RU2489273, RU2489789, RU2489471 and RU2489472.
  • / g is the reduced velocity of the circulating gases in the quenching chamber unfilled with coke, m / s;
  • Vg - flow rate of circulating gases under normal conditions m 3 / h, which is determined according to the following ratio:
  • Bg is the specific consumption of circulating gases for quenching of coke in the quenching chamber, m 3 / kg;
  • the modern industrial circuit of the CCP of the Giprokoks design with a capacity of 50-70 t / h is predetermined by the high dustiness of the gases behind the fire extinguishing chamber of 8-12 g / m 3 , with the optimal operating mode of the CCP and 20 to 15 g / m 3 in operating conditions.
  • the dustiness of the circulating gases behind the quenching chamber is one of the main parameters that determine the design, mode, reliability and efficiency of the quenching chamber, power equipment, and the CCP as a whole.
  • the objective of the invention is to solve the above-mentioned disadvantages of the prior art.
  • Another objective of the invention is to reduce the erosion of the equipment of the CCP caused by coke dust contained in the circulating gases.
  • Another objective of the invention is the development of new USTK with high technical and operational performance.
  • Another objective of the invention is the development of a new generation of industrially used USTK and methods for their operation.
  • Danilin s criterion d for the quenching chamber of a dry coke quenching plant (in short - Danilin’s criterion d), which determines the design of the CCP and its operation modes.
  • the essence of the proposed invention lies in the fact that they determine the reduced rate of coke descent (WK, M / H) in the quenching chamber and the reduced velocity of circulating gases (I / g, m / s) in the quenching chamber unfilled with coke, after which Danilin’s criterion d is determined by the product of the reduced speed in the coke quenching quenching chamber (WK, M / H) and the velocity of the circulating gases (I / g, m / s) for the subsequent determination of the dust content (M) of the circulating gases behind the quenching chamber and the diameter of the quenching chamber (Oct).
  • the reduced velocity of the circulating gases (I / g) in the quenching chamber unfilled with coke is determined by the relation (1).
  • Reduced coke descent rate (WK) in the quenching chamber is determined according to the following ratio:
  • WK reduced rate of coke descent in the quenching chamber, m / h;
  • R is the density of the fixed coke layer t / m 3 , the value of which is in the range of 0.47-0.53 t / m 3 .
  • Ki is a coefficient taking into account the dimension of the parameters (M, d) and the conditions for dust exit from the extinguishing chamber, the value of which is ⁇ 2 T
  • C is an exponent whose value is ⁇ 2.0.
  • the CCGT which consists in loading hot coke into a pre-chamber, in which the coke is thermally aged and then supplied to the quenching chamber with oblique passages, in which the said coke transfers its heat to the circulating gases that are removed from the quenching chamber through oblique passages for cooling in a recovery boiler, followed by feeding by means of a blower fan into said fire extinguishing chamber, the extinguished coke being discharged from the fire extinguishing chamber according to the invention
  • the value of Danilin’s criterion d is determined and maintained at a level not exceeding 1, 1, while the circulating gases are cooled, followed by their supply to the quenching chamber.
  • the value of Danilin’s criterion d is determined and its value is maintained at the level of 1, 1 -1, 7, while the circulating gases are cooled, after which they are additionally dusted before the blower fan and then supplied to the chamber extinguishing.
  • WK reduced rate of coke descent in the quenching chamber, m / h;
  • Wa is the reduced velocity of the circulating gases in the quench-free quenching chamber, m / s, VK is the rated capacity of USTK for quenched coke, t / h;
  • Bg is the nominal specific consumption of circulating gases for quenching of coke in the quenching chamber, m 3 / kg;
  • Kr is a coefficient taking into account the dimension of the parameters (Lr, Bk, Oct), K 2 ⁇ 0.9.
  • Ki is a coefficient taking into account the dimension of the parameters (M,) and the conditions for dust exit from the quenching chamber, Ki ⁇ 2.1;
  • Kz - coefficient taking into account the dimension of the parameters (Lrf, WKF, Oct) and the conditions for dust exit from the extinguishing chamber, Kz ⁇ 1, 7;
  • Bgf is the actual specific consumption of circulating gases for quenching of coke in the quenching chamber, m 3 / kg;
  • VKF the actual capacity of USTK for stewed coke, t / h;
  • Using the present invention allows to determine the dust content for the developed unit USTK. Also, for existing CCPS, it allows to continuously obtain the dust content during the operation of the CCCP, which is also a significant advantage of the proposed invention, since at the moment there are no technical solutions that can indirectly automatically automatically determine the dust content of circulating gases that leave the quenching chamber. Also, according to the proposed invention, with a value of d not exceeding 1, 1 at the rated load of the CCD for quenched coke, the dust content (M) of the circulating gases behind the quenching chamber does not exceed 2.6 g / m 3 .
  • the dust content (M) of the circulating gases behind the quenching chamber is from 2.6 g / m 3 to 6.1 g / m 3 .
  • the dust content of circulating gases (M) behind the quenching chamber is from 8 g / m 3 to 12 g / m 3 .
  • the dust content (M) of the circulating gases behind the quenching chamber is from 17 g / m 3 to 30 g / m 3 .
  • the circulating gases are cooled, after which they are additionally dedusted before the blower fan and then supplied to the extinguishing chamber.
  • the inner diameter (Oct) of the quenching chamber is determined by the following ratio:
  • VK - the rated capacity of USTK for quenched coke, t / h
  • Bg is the nominal specific consumption of circulating gases for quenching of coke in the quenching chamber, m 3 / kg;
  • K4 is a coefficient taking into account the dimension of the parameters (Bk, Lg, M) and the conditions for the exit of dust from the quenching chamber, / ⁇ 4 -1, 07.
  • the inner diameter (Oct) of the said extinguishing chamber is determined based on the relation (8).
  • VCR K 5 x (M (° 25) hOkt 2) / gf (° '25> (9)
  • VKM the maximum allowable capacity of CCUT for quenched coke, t / h;
  • Bgf is the actual specific consumption of circulating gases for quenching of coke in the quenching chamber, m 3 / kg;
  • the unit for regulating the operation of the USTC in the process of its operation determines and maintains a given value of the Danilin criterion d.
  • control unit 5 of the CCCT operation additionally performs automatic indirect indirect determination of the dust content (M) of the circulating gases behind the quenching chamber.
  • control unit for the operation of the CCCT determines the maximum permissible capacity of the CCCT according to the quenched coke, under the condition of limiting the dust content (M) of the circulating gases behind the quenching chamber.
  • the value of Danilin’s criterion d is determined and maintained at a level not exceeding 1, 1, while 15 circulating gases are cooled, followed by their supply to the quenching chamber.
  • the value of Danilin’s criterion d is determined and its value is maintained at the level of 1, 1 -1, 7, while the circulating gases are cooled, after which they are additionally dusted before the blower 20 with their subsequent supply to extinguishing chamber.
  • the author has identified a range of Danilin’s criterion d, the value of which does not exceed 1, 7, which characterizes two new low-accelerated CCUT classes: classes of Danilin C and D, for which the dust content of circulating gases (M) behind the quenching chamber will not exceed 6.1 g / m 3 see table N ° 2, classes C and D.
  • the dust content (M) of the circulating gases behind the quenching chamber will not exceed 2.6 g / m 3 + 6.1 g / m 3 , as a result of which cooling is performed in the circulation circuit circulating gases, followed by their dedusting and feeding into the quenching chamber, see FIG. 2 USTK Danilina class C.
  • the use of the Danilin criterion d allows one to determine the value of the internal diameter (Oct) of the extinguishing chamber for all classes of CCCT: A, B, C and D according to the relation (8) (depending on the set values: nominal CCCT capacity for quenched coke (Bc), specific circulating gas flow rate (L2) and dust content (M).
  • Relation (8) for determining the diameter of the cylindrical part of the coke quenching chamber allows for a specific rated capacity of the CCCT to select a specific diameter of the quenching chamber (Oct), as a result of which, during the operation of the CCCT at its rated capacity, the value of the Danilin criterion d will be in the required range, for example, in a range not exceeding 1, 7 for classes C and D.
  • the circulation circuit contains a waste heat boiler and a blower fan, located, respectively, in the direction of the circulation of gases in the circulation circuit, see FIG. 3.
  • the circulation circuit contains a waste heat boiler, a dust cleaning agent and a blow fan located, respectively, in the direction of circulation gases in the circulation circuit, see FIG. 2.
  • FIG. 1 - USTC known level of technology (classes A and B).
  • FIG. 5 Danilin diagram - a graph of the dustiness of the circulating gases behind the quenching chamber () on the Danilin criterion d.
  • FIG. 6 is a graph of the dependence of the diameter of the quenching chamber (Oct) on the capacity of the CCUT for quenched coke (Vk).
  • FIG. 7 nomogram for determining the parameters of the CCTV extinguishing chamber.
  • FIG. 8 is a table Ns2 of the main parameters of the control system of classes A, B, C, D according to the Danilin system.
  • FIG. 1 shows a CCPP of the prior art (classes A and B), which comprises: means for loading hot coke 1, prechamber 2i; a coke extinguishing chamber 3i with oblique passages 4 and an inner diameter of Oct1 5 a waste heat boiler 5, a blower b, means 7 for unloading the quenched coke, as well as dust collecting cyclones 8, dust collecting bin 9.
  • FIG. 2 depicts the Danilina Class C CCP according to the proposed invention, which comprises: a means for loading hot coke 1, a pre-chamber 2 g ⁇ a coke quenching chamber 3g with oblique passages 4 and an inner diameter kt2, a waste heat boiler 5, a blower fan 6, a means 7 for unloading stewed coke, as well as dust collecting cyclones 8.
  • FIG. 3 depicts the DSTC of Danilin class D, according to
  • Fig 5 presents a diagram of Danilin - a plot of 20 dustiness of the circulating gases behind the quenching chamber (M) on the criterion of Danilin d.
  • the diagram represents the dependence (M) on Danilin’s criterion d for all CDCs at nominal quenched coke capacity.
  • FIG. 5 also represents the dependence (M) on Danilin’s criterion d for any unit of the CTC for reduced loads with a decrease in its productivity (according to production conditions) from the nominal to the minimum value.
  • FIG. 7 is a nomogram for determining the parameters of a coke quenching chamber.
  • the nomogram is a correlation of parameters: the dustiness of the circulating gases behind the quenching chamber (M), g / m 3 ; specific consumption of circulating gases for quenching of coke (L2), m 3 / kg; reduced coke descent rate in the quenching chamber (Wk), m / h; coke quenching chamber productivity (Vk), t / h; extinguishing chamber internal diameter (DKITI), m.
  • the left side of the monogram is constructed according to relation (3).
  • the value of the diameter of the extinguishing chamber in the left part of the nomogram also corresponds to the values determined by the relation (8).
  • FIG. 9 depicts the DSTC of Danilin class D see FIG. 3 with a control unit 10, as well as with a temperature sensor for the circulating gases in front of the waste heat boiler 11 and with a temperature sensor for the quenched coke 12.
  • the angle a in the zone of coke unloading from the CCP of classes A, B, C, D, see Fig. 1-3 is the same and equals 55-60 °.
  • the extinguishing chamber diameters are different and are in the ratio DKm1 ⁇ DKm2 ⁇ DKm3 in accordance with the proposed invention.
  • the error in the value of the Danilin criterion d and the coefficients Ki, Kg, Kz, K4, Kb, does not exceed 10% of the given values.
  • the wording “reduced coke descent rate” denotes the speed of a coke layer (conditionally non-loosened during movement), with its maximum density being in the range 470-530 kg / m 3 , while in the above examples, according to the present description, the maximum density is taken in the calculations at the level of 500 kg / m 3 . This is due to the fact that it is impossible to determine the exact value of this indicator with a change in the capacity of the CCGT unit by quenched coke (Vk).
  • the reduced speed of circulating gases (I / g) in a quenching chamber means the speed of circulating gases under normal conditions in the cylindrical part of the quenching chamber not filled with coke.
  • Danilin’s criterion d has a dimension determined by the product of the reduced rate of coke descent (WK, M / H) in the quenching chamber and the reduced speed of circulating gases (WK, M / C) in the quenching chamber unfilled with coke (m (coke) / h) * ( m (gases) / s).
  • Danilin’s criterion d determines the dust content of the circulating gases (M) behind the fire extinguishing chamber, as well as the required internal diameter of the fire extinguishing chamber (hct), depending on the set values of the CCUT capacity for quenched coke (Bk), specific consumption of circulating gases (L2) and dust content (M) gases behind the quenching chamber.
  • the classification of the CCCT according to the Danilin system is a graphic and tabular expression of the mode of operation of the quenching chamber (dustiness of the circulating gases behind the quenching chamber) and the composition of the power equipment of the CCCT depending on Danilin’s criterion d.
  • USTC class A existing USTC units
  • the dust content of the circulating gases behind the quenching chamber M 17-30 g / m 3 .
  • Composition of the equipment behind the fire fighting chamber - dust collecting bin
  • USTC class B existing USTC units.
  • the dust content of the circulating gases behind the quenching chamber M 8-12 g / m 3 .
  • the dust content of the circulating gases behind the quenching chamber M 2.6-6, 1 g / m 3 .
  • the dust content of the circulating gases behind the quenching chamber M does not exceed 2.6 g / m 3 .
  • a methodology for calculating the CCF extinguishing chamber when designing a CCCT includes determining the parameters of the extinguishing chamber, including determining 5 of the inner diameter (Oct) of the cylindrical part of the extinguishing chamber, taking into account Danilin’s criterion d.
  • the inner diameter (Oct) of the cylindrical part of the extinguishing chamber is determined, which ensures the dust content of the gases behind the extinguishing chamber 2.3 g / m 3 according to relation (8) with a specific gas flow rate of 1, 75 m 3 / kg: 7.84 m. 7.
  • the scheme and design of continuous coke unloading is adopted. Hydraulic calculation of the adopted scheme is carried out with the determination of the recirculating gas flow: 1500 m 3 / h.
  • the steam parameters are set, the design of the waste heat boiler is selected taking into account the gas temperature in front of it (820 ° C) and low dust content (2.3 g / m 3 ). Taking into account a possible increase in the gas temperature behind the quenching chamber to 850 - 900 ° ⁇ during the reconstruction of the coke oven gas distribution system with a decrease in the specific consumption of circulating gases, a recovery boiler with natural circulation is adopted (steam capacity 25 t / h, steam pressure 4.0 MPa, superheated steam temperature 440 ° C)
  • the heat calculation of the recovery boiler is carried out taking into account the flow rate, composition and temperature of the circulating gases in front of it.
  • the temperature of the circulating gases leaving the recovery boiler 160 ° C.
  • blower fan 14 For example, two blast fans with a nominal speed of 730 1 / min are accepted for installation.
  • the required operation parameters of the blower fans are set by guide vanes or by changing the fan speed. Given the decrease in electric motor power, it is possible to reduce the applied voltage from 6000 to 380 V. 15.
  • the permissible maximum concentration of coke dust in the circulating gases in front of the blower fan is determined at a speed of 730 1 / min and a gas flow rate of 47,000 m 3 / h. This value is 2.7 g / m 3 ; settlement is completed.
  • the permissible concentration of coke dust is lower than the accepted value (2.3 g / m 3 )
  • the Danilin criterion d and the dust content of the circulating gases behind the quenching chamber (M) are set lower, and the calculation is repeated.
  • the determination of dust content (M) in the process of operation of the CCP is carried out according to the relation (7).
  • This ratio makes it possible to obtain a method for automatic continuous indirect determination of the dust content (M) of circulating gases behind the coke quenching chamber.
  • (Bk) and (DKIV) are known quantities.
  • the value (b) is automatically determined.
  • the circulating gas dust content (M) behind the quenching chamber may exceed the maximum permissible values (2.6 g / m 3 for the CCC Danilin class D and 6.1 g / m 3 for the CCC Danilin class C) due to an increase in the actual specific circulating gas flow rate is above the permissible value.
  • the capacity of the CCCT for quenched coke should be reduced to the maximum permissible CCCT performance, determined by the relation (9).
  • the control unit for the operation of the CCP determines the actual performance of the CCP and the maximum permissible performance of the CCP, and then sets the value of the actual productivity to a level not exceeding the value of the maximum permissible performance.
  • this effect is compensated by an increase in the volume of blown coke (due to the relatively large diameter of the quenching chamber) and can be additionally compensated by optimization of the coke oven gas distribution system with a decrease in the value of the increasing coefficient 1, 7, taking into account the uneven distribution of coke and gases in the cross section of the cylindrical part of the quenching chamber.
  • FIG. Figure 8 shows the technical indicators of USTK for classes A, B, C, D.
  • classes C, D which have better technical and economic indicators compared to existing classes of USTK: classes A, B.
  • the given classification of CCPP at their nominal coke quenched productivity is based on the Danilin diagram (a graph of the dustiness of the circulating gases behind the quenching chamber (M) on the Danilin criterion d), see FIG. 5.
  • FIG. Figure 6 shows a graph of the quenching chamber diameter (Oct) versus extinguishing chamber (Vk) performance for a test station of classes: A, B, C, D - classification of a test station according to Danilin’s system.
  • FIG. Figure 9 shows a Class D CCT with a control unit 10, CCCT operation, a candle 11 of a blower fan 6, a gas recirculation circuit 12, a neutralization unit 13.
  • An excess volume of circulating gases is discharged through the candle 11 to the neutralization unit 13, while the air-gas mixture enters the neutralization unit 13 , which was formed as a result of mixing the excess volume of circulating gases from the heat of coke with air, which comes from the discharge of coke from the means of discharge of coke 7.
  • FIG. 9 depicts sensors: gas temperatures in oblique passages 14; gas temperatures in front of the recovery boiler 15; gas temperatures behind the recovery boiler 16; gas consumption behind the recovery boiler 17; gas flow in the candle of the blower fan 18; the composition of the gases 19 (CO, COg, CH 4 ) in the candle 11; the temperature of the gases 20 in the recirculation circuit 12; the flow of gases 21 and the composition of the gases (CO, COg) 22 to the neutralization unit 13; the consumption of coke 23, the temperature of the superheated steam from the waste heat boiler 24, the temperature of the gases 25 in front of the extinguishing chamber.
  • sensors gas temperatures in oblique passages 14; gas temperatures in front of the recovery boiler 15; gas temperatures behind the recovery boiler 16; gas consumption behind the recovery boiler 17; gas flow in the candle of the blower fan 18; the composition of the gases 19 (CO, COg, CH 4 ) in the candle 11; the temperature of the gases 20 in the recirculation circuit 12; the flow of gases 21 and the composition of the gases (
  • the control unit 10 based on the data received from the sensors 14, 16, 20 and 23, determines the Danilin criterion d and maintains it in a given range.
  • the gas recirculation loop may further comprise a cyclone for the Danilin class D and C.
  • both saturated and superheated steam can be obtained from the recovery boiler, depending on the technological conditions and requirements of the coke plant.
  • relation (7) is applicable for calculating the dust content of the circulating gases behind the quenching chamber
  • relation (8) is applicable for calculating the internal diameter of the quenching chamber at the rated capacity of the CCP extinguished coke.
  • the control unit for the operation of the CCCT in the process of operation of the CCCT, produces determination of the actual value of the capacity of the CCGT by the quenched coke and determines the maximum possible acceptable value of the capacity of the CCGT by the quenched coke taking into account the dustiness of the circulating gases behind the quenching chamber. After that, the control unit for the operation of the CCCT compares the obtained values and sets the actual value of the CCCT performance for quenched coke not higher than the maximum possible value.
  • the nominal dust content of the circulating gases behind the quenching chamber is set.
  • the actual value of the dust content of the circulating gases behind the quenching chamber is determined and the obtained value is compared with the nominal value.
  • the author invented the Danilin criterion d, which can be used both in the development of new structures of the CCCT and in the development of ways to modernize the existing CCCT, and can also be used for automatic continuous indirect determination of the dust content (M) of circulating gases behind the chamber quenching of coke, as well as dust control (M) for all classes of USTK according to the Danilin system, which increases the reliability of their operation and ensures the maintenance of their specified technological parameters, and also provides a constant (preferential) operation of the STCC in optimal conditions.
  • new approaches to dry quenching of coke were developed, as a result of which low-forced Danilin USCT blocks of classes C and D were developed.
  • the proposed invention also establishes the dependence of the inner diameter of the inner part of the coke quenching chamber on the capacity of the CCUT for quenched coke, specific consumption circulating gases and dustiness of the circulating gases behind the quenching chamber.
  • the technical result of the proposed invention is the development of Danilin’s criterion d for the CCF extinguishing chamber for determining and maintaining the set dust content (M) of circulating gases behind the extinguishing chamber and for determining the internal diameter of the extinguishing chamber depending on the rated CCCF extinguished coke output.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coke Industry (AREA)

Abstract

Изобретение относится к тушению кокса в установках сухого тушения кокса (УСТК). Суть изобретения заключается в том, что определяют приведенную скорость схода кокса (Wк, м/с) в камере тушения и приведенную скорость циркулирующих газов (WƧ, м/с) в незаполненной коксом камере тушения, после чего определяют критерий Данилина d путем произведения упомянутых приведенных скоростей, на основании значения которого производят определение значения запыленности (М) циркулирующих газов за упомянутой камерой тушения и расчетного диаметра камеры тушения. Техническим результатом предложенного изобретение является разработка критерия Данилина d камеры тушения УСТК для определения и поддержания заданного значения запыленности (М) циркулирующих газов за камерой тушения и для определения диаметра камеры тушения в зависимости от номинальной производительности УСТК по потушенному коксу. Также техническим результатом предложенного изобретения является разработка двух новых классов УСТК системы Данилина (С и D).

Description

КАМЕРА ТУШЕНИЯ УСТАНОВКИ СУХОГО ТУШЕНИЯ КОКСА
Область применения
Изобретение относится к тушению кокса в установках сухого тушения кокса (УСТК).
Известный уровень техники
УСТК были изобретены как альтернатива мокрому тушению кокса. С начала 20 века началось разработка и патентование технических решений конструктивной реализации УСТК, например, были запатентованы различные технические решения УСТК N2N2 DE374702, DE384020, DE402414, DE404254, DE432711 , DE458513, DE488597, DE510915, DE523248, GB196217, US958184, US842747, US1457713, US1562181 , US1557077, US1571455, US1661211 , US1677196, US1865336, US2048193.
Суть сухого тушения кокса заключается в том, что в вертикально ориентированный корпус загружают раскаленный кокс, который поступает в камеру тушения, где производят охлаждение раскаленного кокса циркулирующими газами, в результате которого раскаленный кокс передает свое тепло циркулирующим газам, которые отводятся для охлаждения в котел-утилизатор, в котором происходит их охлаждение с последующим возвратом охлажденных циркулирующих газов для последующего тушения раскаленного кокса в камере тушения.
С учетом того, что любая реализация технической идеи берет свое начало от простых решений, которые в последующем претерпевают развитие и усовершенствование, изначально контур циркуляции УСТК содержал котел- утилизатор и дутьевой вентилятор N2N2 DE432711 , DE523248, US842747, US958184, US1457713, US1557077, US1677196, US1865336, расположенные соответственно по ходу движения циркулирующих газов. Потом контур циркуляции был снабжен бункером-пылеуловителем см. N2N2 DE432711 , DE1086670, который был расположен на выходе из камеры тушения перед котлом-утилизатором.
Сведений, описывающих эксплуатационные характеристики вышеупомянутых решений, не было выявлено. Возможно это было связано с тем, что первые опытные УСТК показали свою низкую эффективность, что было обусловлено тем, что коксовая пыль, уносимая из камеры тушения с горячими циркулирующими газами, приводит к существенному эрозийному износу как поверхностей камеры тушения, так и поверхностей котла- утилизатора, поверхностей контура циркуляции газов, а также дутьевого вентилятора, что в целом приводит к низким эксплуатационным возможностям УСТК и частым её остановкам и ремонтам, что снижало все преимущества сухого тушения кокса.
В последующем были разработаны получившие широкое распространение принципиально новые блоки УСТК «УСТК системы Гипрококса», принципиальное отличие которых заключалось в том, что в верхней части вертикально ориентированного корпуса была расположена форкамера см. патент Ns SU217359, а камера тушения кокса содержала косые хода, омываемые циркулирующими газами. Это позволяет проводить дополнительную термическую выдержку недогретого кокса головок и верха коксового пирога, что значительно улучшает показатели кокса сухого тушения.
Вследствие уноса из камеры тушения с циркулирующими газами большого количества коксовой пыли контур циркуляции УСТК содержал два средства очистки от пыли - бункер пылеуловитель, расположенный перед котлом-утилизатором, и циклоны пылеуловители, расположенные перед дутьевым вентилятором, см. патенты NsNs US3895448, US4178696,
US4141795, US4106998, RU2398005, RU2639703.
На современном этапе промышленные УСТК имеют следующую принципиальную схему компоновки «УСТК системы Гипрококс» см. Фиг. 1. С 1965 г. Гипрококсом предлагались УСТК производительностью 50 т/ч по потушенному коксу. С 1985 г. внедряются УСТК производительностью 70 т/ч.
В ряде стран с учётом большого опыта Гипрококса проводятся собственные исследования и освоение новых конструкций УСТК, в том числе разработка и внедрение УСТК большой производительности по потушенному кокс - с 170 до 250 т/ч, что связано, в частности, с ростом производительности коксовых батарей, дефицитом производственных площадей и снижением капитальных затрат. В таблице Ns1 приведены основные технические параметры УСТК. Несмотря на большое количество разработок, остается неизменной принципиальная схема и набор основного оборудования современных УСТК системы Гипрококса производительностью 50-250 т/ч:
- форкамера под которой расположена камера тушения в верхней части которой расположены косые хода, а в нижней части расположена газо- распределительная система циркулирующих газов в камере тушения;
- пылеосадительный бункер для снижения запыленности газов и уменьшения эрозионного износа поверхностей нагрева котла-утилизатора;
- котел-утилизатор для охлаждения нагретых циркулирующих газов, которые отходят от камеры тушения;
- пылеулавливающие циклоны для снижения запыленности газов и уменьшения эрозионного износа дутьевого вентилятора;
- дутьевой вентилятор.
Работа УСТК заключается в том, что с помощью средства загрузки кокса осуществляется загрузка раскаленного кокса в форкамеру, из которой раскаленный кокс перемещается в камеру тушения, в которую подаются циркулирующие газы, которым раскаленный кокс отдает свое тепло, после чего циркулирующие газы из камеры тушения отводятся через косые хода в пылеосадительный бункер для обеспыливания циркулирующих газов от крупных частиц коксовой пыли. Затем циркулирующие газы поступают в котел- утилизатор, в котором циркулирующие газы отдают свое тепло поверхностям нагрева. После котла-утилизатора охлажденные циркулирующие газы поступают в циклоны очистки циркулирующих газов от мелких частиц пыли (для уменьшения износа дутьевого вентилятора). После дутьевого вентилятора циркулирующие газы отводят в камеру тушения через дутьевое устройство газораспределительной системы для осуществления следующего цикла тушения раскаленного кокса в камере тушения.
Из камеры тушения кокс выгружается через средство для выгрузки кокса на транспортное средство см. патенты N°N° SU 1600329, RU2489273, RU2489789, RU2489471 и RU2489472.
Работа УСТК характеризуется следующим параметром:
- приведенная скорость циркулирующих газов в незаполненной коксом камеры тушения, которая определяется по соотношению: И г = Вг/(3600*0, 785*Окт2) (1 )
где
И/г - приведенная скорость циркулирующих газов в незаполненной коксом камере тушения, м/с;
5 DKITI - внутренний диаметр цилиндрической части камеры тушения под косыми ходами, м;
Вг - расход циркулирующих газов при нормальных условиях, м3/ч, который определяется согласно следующему соотношению:
ю
Вз=1000хЬгхВ (2)
где
Ьг - удельный расход циркулирующих газов на тушение кокса в камере тушения, м3/кг;
15 Вк- производительность УСТК по потушеному коксу, т/ч.
Современная промышленная схема УСТК конструкции Гипрококса производительностью 50-70 т/ч предопределена высокой запыленностью газов за камерой тушения 8-12 г/м3, при оптимальном режиме работы УСТК и 20 до 15 г/м3 в эксплуатационных условиях. Несмотря на применение пылеулавливающего оборудования и использование ряда защитных мероприятий (в том числе применение износостойких накладок на трубах котла-утилизатора, покрытие внутренней поверхности пылеулавливающих циклонов плиткой из каменного литья, футеровка улитки дутьевого 25 вентилятора износостойкой сталью и напыление лопаток рабочего колеса высокопрочным материалом, а также снижение числа оборотов от 1500 до 980 1/мин) происходит эрозионный износ пылеулавливающих циклонов, газоходов, дутьевого вентилятора и поверхностей нагрева котла-утилизатора вследствие относительно высокой остаточной запылённости циркулирующих зо газов. Более 50% остановок блоков УСТК Гипрококса происходит из-за течей в трубах поверхностей нагрева котлов-утилизаторов вследствие эрозионного износа. Ещё более эффективная защита от эрозийного износа требуется в котлах-утилизаторах конструкций УСТК большой производительности (до 250 т/ч) вследствие повышенной запыленности циркулирующих газов за камерой тушения (до ~ 30 г/м3) и перед котлом-утилизатором (до ~ 20 г/м3). Однако вопрос снижения запыленности циркулирующих газов не был решен в данных конструкциях. Поэтому, уменьшение количества пыли, уносимой из камеры тушения в контур циркуляции с дымовыми газами, является основной задачей улучшения эксплуатационных параметров УСТК.
Также следует отметить, что при работе камеры тушения существующих УСТК наблюдается эрозийный износ её огнеупорной кладки вследствие высокой скорости движения кокса относительно стенок камеры тушения и дополнительный износ огнеупорной кладки зоны косых ходов вследствие воздействия запыленных циркулирующих газов, что предъявляет повышенные требования к материалу огнеупорной кладки и конструкции косых ходов.
Положение также усугубляется вследствие дополнительного комбинированного коррозионно-эрозионного износа входной по воде части экономайзера при температуре точки росы циркулирующих газов 90-1 10 °С и низкой температуре питательной воды 80-90 °С. При этом в первую очередь появляются отложения пыли на трубах, что приводит к увеличению скорости газов и прогрессирующему эрозионному износу в данном участке поверхности нагрева. С учётом этого фактора в некоторых котлах-утилизаторах УСТК Гипрококса с 1982 г. при повышенной температуре точки росы циркулирующих газов применяется саморегулируемый водо-водяной теплообменник для подогрева питательной воды перед экономайзером котла-утилизатора до -110 °С.
Таким образом, запыленность циркулирующих газов за камерой тушения является одним из основных параметров, определяющих конструкцию, режим, надежность и эффективность работы камеры тушения, энергетического оборудования и УСТК в целом.
Задача уменьшения эрозийного износа элементов УСТК, вызываемого коксовой пылью, содержащейся в циркулирующих газах УСТК, до настоящего времени не решена. Можно сказать, что основными недостатками современных существующих промышленно используемых УСТК большой производительностью (170-250 т/ч) являются:
- высокое значение запыленности циркулирующих газов в косых ходах камеры тушения (до ~ 30 г/м3), что создает тяжелые условия работы огнеупорной кладки косых ходов и требует применения эффективных средств защиты её от эрозии;
- высокая запыленность газов перед котлом-утилизатором (до ~ 20 г/м3), что требует применения дополнительного эффективного комплекта мероприятий по защите поверхностей нагрева котла-утилизатора от эрозии;
- необходимость повышенной степени защиты дутьевого вентилятора от эрозионного износа при повышенном значении числа оборотов рабочего колеса - 1500 1/мин;
- большой удельный расход электроэнергии на привод дутьевого вентилятора вследствие высокого гидравлического сопротивления камеры тушения и УСТК в целом.
Задача изобретения
Задачей изобретения является решение вышеупомянутых недостатков известного уровня техники.
Также задачей изобретения является уменьшение эрозионного износа оборудования УСТК, вызываемого коксовой пылью, содержащейся в циркулирующих газах.
Также задачей изобретения является разработка новых УСТК с высокими технико-эксплуатационными показателями.
Также задачей изобретения является разработка нового поколения промышленно используемых УСТК и способов их работы.
Другие задачи и преимущества изобретения будут рассмотрены ниже по мере изложения настоящего описания, таблиц и фигур.
Суть изобретения
На основании проведенных исследований и полученных опытных и эксплуатационных данных автором настоящего изобретения был разработан критерий Данилина d камеры тушения установки сухого тушения кокса (сокращенно - критерий Данилина d), определяющий конструкцию УСТК и режимы её работы.
Суть предложенного изобретения заключается в том, что определяют приведенную скорость схода кокса ( WK, М/Ч) В камере тушения и приведенную скорость циркулирующих газов (И/г, м/с) в незаполненной коксом камере тушения, после чего определяют критерий Данилина d путем произведения приведенной скорости в упомянутой камере тушения схода кокса (WK, М/Ч) И скорости циркулирующих газов (И/г, м/с) для последующего определения запыленности ( М) циркулирующих газов за упомянутой камерой тушения и диаметра камеры тушения (Окт).
Приведенную скорость циркулирующих газов (И/г) в незаполненной коксом камере тушения определяют по соотношению (1).
Приведенную скорость схода кокса (WK) В камере тушения определяют согласно следующему соотношению:
WK = BK/(R*0, 785*DKm2) (3)
где
WK - приведенная скорость схода кокса в камере тушения, м/ч;
Окт - внутренний диаметр цилиндрической части камеры тушения под косыми ходами, м;
Вк - производительность УСТК по потушеному коксу, т/ч;
R - плотность неподвижного слоя кокса т/м3, значение которой находится в диапазоне 0,47-0,53 т/м3.
Также, согласно предложенному изобретению, определяют запыленность циркулирующих газов (М) за камерой тушения согласно следующему соотношению:
M=Ki*dc (Л)
где
М - запыленность циркулирующих газов за камерой тушения, г/м3;
of - критерий Данилина, (м/ч)х(м/с); Ki - коэффициент, учитывающий размерность параметров ( М , d) и условия выхода пыли из камеры тушения, значение которого равно ~ 2 Т
с - показатель степени, значение которого равно ~ 2,0.
M=2, d2 (5)
В известном способе работы УСТК, заключающийся в загрузке раскаленного кокса в форкамеру, в которой происходит термическая выдержка упомянутого кокса с последующей его подачей в камеру тушения с косыми ходами, в которой упомянутый кокс передает свое тепло циркулирующим газам, которые отводят из камеры тушения через косые хода для охлаждения в котле-утилизаторе с последующей подачей посредством дутьевого вентилятора в упомянутую камеру тушения, при этом потушенный кокс выгружают из камеры тушения, согласно предложенному изобретению, в процессе работы УСТК определяют значение критерия Данилина d и поддерживают его на уровне, не превышающем значения 1 ,1 , при этом производят охлаждение циркулирующих газов с последующей их подачей в камеру тушения.
Также, согласно предложенному изобретению, в процессе работы УСТК определяют значение критерия Данилина d и поддерживают его значение на уровне 1 ,1 -1 ,7, при этом производят охлаждение циркулирующих газов после которого дополнительно производят их обеспыливание перед дутьевым вентилятором с последующей их подачей в камеру тушения.
С учетом вышеизложенных соотношений (1) и (3) критерий Данилина d можно выразить через следующее соотношение:
d=(WKxWa)=K2*bax(BK/DKm2)2 (6)
где
d- критерий Данилина, (м/ч) c (м/с);
WK - приведенная скорость схода кокса в камере тушения, м/ч;
Wa - приведенная скорость циркулирующих газов в незаполненной коксом камере тушения, м/с, Вк- номинальная производительность УСТК по потушеному коксу, т/ч;
Окт - внутренний диаметр цилиндрической части камеры тушения под косыми ходами, м;
Ьг - номинальный удельный расход циркулирующих газов на тушение кокса в камере тушения, м3/кг;
Кг - коэффициент, учитывающий размерность параметров (Ьг, Вк, Окт), К2 ~ 0,9.
Также, согласно предложенному изобретению, производят определение запыленности (М) циркулирующих газов за камерой тушения кокса по следующему соотношению:
M=Ki xd2=Ki x lV/cx \Л/г)2=К3хЬгф2х(ВкфЮкт2)4 (7) где
М - запыленность циркулирующих газов за камерой тушения, г/м3;
d- критерий Данилина, (м/ч)*(м/с);
Ki - коэффициент, учитывающий размерность параметров (М, ) и условия выхода пыли из камеры тушения, Ki ~ 2,1 ;
Кз - коэффициент, учитывающий размерность параметров ( Ьгф , Вкф, Окт ) и условия выхода пыли из камеры тушения, Кз ~ 1 ,7;
Ьгф - фактический удельный расход циркулирующих газов на тушение кокса в камере тушения, м3/кг;
Вкф - фактическая производительность УСТК по потушеному коксу, т/ч;
Окт - внутренний диаметр цилиндрической части камеры тушения под косыми ходами, м.
Использование настоящего изобретения позволяет определять запыленность для разрабатываемого блока УСТК. Также для существующих УСТК позволяет непрерывно получать значение запыленности в процессе работы УСТК, что также является существенным преимуществом предложенного изобретения, поскольку на данным момент нет технических решений, позволяющих косвенно непрерывно автоматически определять запыленность циркулирующих газов, которые отходят от камеры тушения. Также, согласно предложенному изобретению, при значении d, не превышающем 1 ,1 при номинальной нагрузке УСТК по потушенному коксу, значение запыленности ( М) циркулирующих газов за камерой тушения не превышает 2,6 г/м3.
Также, согласно предложенному изобретению, при значении =1 ,1-1 ,7 при номинальной нагрузке УСТК по потушенному коксу, значение запыленности ( М) циркулирующих газов за камерой тушения составляет от 2,6 г/м3 до 6,1 г/м3.
Также, согласно предложенному изобретению, при значении d= 1 ,95-2,4 при номинальной нагрузке УСТК по потушенному коксу, значение запыленности циркулирующих газов (М) за камерой тушения составляет от 8 г/м3 до 12 г/м3.
Также, согласно предложенному изобретению, при значении d= 2, 9-3, 8 при номинальной нагрузке УСТК по потушенному коксу, значение запыленности ( М) циркулирующих газов за камерой тушения составляет от 17 г/м3 до 30 г/м3.
Также, согласно предложенному изобретению, при значении критерия Данилина d, не превышающем 1 ,1 , производят охлаждение циркулирующих газов с последующей их подачей в камеру тушения.
Также, согласно предложенному изобретению, при значении критерия Данилина d 1 ,1 -1 ,7 производят охлаждение циркулирующих газов, после которого дополнительно производят их обеспыливание перед дутьевым вентилятором с последующей их подачей в камеру тушения.
Также, согласно предложенному изобретению, на основании значений номинальной производительности УСТК по потушенному коксу (Вк), удельного расхода циркулирующих газов (Ьг) и значения запыленности ( М) за камерой тушения внутренний диаметр (Окт) камеры тушения определяется по следующему соотношению:
Окт =К4*Вк(0·5) *Ьг(°’ 25) *M<-°· 125> (8) где
Окт - внутренний диаметр цилиндрической части камеры тушения под косыми ходами, м;
Вк - номинальная производительность УСТК по потушеному коксу, т/ч; Ьг - номинальный удельный расход циркулирующих газов на тушение кокса в камере тушения, м3/кг;
М - запыленность циркулирующих газов за камерой тушения, г/м3,
К4 - коэффициент, учитывающий размерность параметров ( Вк , Ьг, М) и условия выхода пыли из камеры тушения, /<4 -1 ,07.
При этом в известной УСТК, содержащей:
- средство для загрузки раскаленного кокса в форкамеру, под которой расположена камера тушения кокса с косыми ходами, омываемыми циркулирующими газами посредством дутьевого вентилятора,
- котел-утилизатор, в котором происходит охлаждение упомянутых циркулирующих газов,
- средство выгрузки кокса из упомянутой камеры тушения,
согласно предложенному изобретению, внутренний диаметр (Окт) упомянутой камеры тушения определяется на основании соотношения (8).
Определение максимально допустимой производительности УСТК по условиям ограничения запыленности газов за камерой тушения кокса осуществляется по следующему соотношению:
Вкм =К5х(М(°25)хОкт2)/Ьгф(°' 25> (9) где
Вкм - максимально допустимая производительность УСТК по потушеному коксу, т/ч;
Окт - внутренний диаметр цилиндрической части камеры тушения под косыми ходами, м;
Ьгф - фактический удельный расход циркулирующих газов на тушение кокса в камере тушения, м3/кг;
М - запыленность циркулирующих газов за камерой тушения, г/м3;
б - коэффициент, учитывающий размерность параметров (Вкм, Окт, М) и условия выхода пыли из камеры тушения, Ks~ 0,87. Также, согласно предложенному изобретению, блок регулирования работы УСТК в процессе её работы определяет и поддерживает заданное значение критерия Данилина d.
Также, согласно предложенному изобретению, блок регулирования 5 работы УСТК на основании значения критерия Данилина d дополнительно производит автоматическое косвенное непрерывное определение запыленности ( М) циркулирующих газов за камерой тушения.
Также, согласно предложенному изобретению, блок регулирования работы УСТК производит определение максимально допустимой ю производительности УСТК по потушенному коксу, по условию ограничения запыленности ( М) циркулирующих газов за камерой тушения.
Также, согласно предложенному изобретению, в процессе работы УСТК определяют значение критерия Данилина d и поддерживают его на уровне, не превышающем значения 1 ,1 , при этом производят охлаждение 15 циркулирующих газов с последующей их подачей в камеру тушения.
Также, согласно предложенному изобретению, в процессе работы УСТК определяют значение критерия Данилина d и поддерживают его значение на уровне 1 ,1 -1 ,7, при этом производят охлаждение циркулирующих газов после которого дополнительно производят их обеспыливание перед дутьевым 20 вентилятором с последующей их подачей в камеру тушения.
Также на основании изобретенного критерия Данилина d автором разработана классификация УСТК по системе Данилина, которая содержит четыре класса УСТК: А, В, С, D, которые определяются значением критерия Данилина d.
25 На основании изобретенной классификации автором установлено, что существующие конструкции УСТК системы Гипрококса относятся к классам: А - высокофорсированные УСТК и В - среднефорсированные УСТК см. таблицу NQ2.
Также, на основании критерия Данилина , автором изобретены два зо новых класса: С и D, которые характеризуют новые конструкции УСТК системы Данилина. Автором также установлено, что общее значение диапазона критерия Данилина d составляет 0,7-3, 8 (см. Фиг. 5), в том числе для класса A d= 2,9- 3,8, для класса В d=1 ,95-2,4 (см. таблицу Ns2).
Также, согласно предложенному изобретению, автором выявлен диапазон критерия Данилина d, значение которого не превышает 1 ,7, который характеризует два новых низкофорсированных класса УСТК: классов Данилина С и D, для которых значение запыленности циркулирующих газов (М) за камерой тушения не будет превышать 6,1 г/м3 см. таблицу N°2, классы С и D.
При этом для критерия Данилина d, значение которого не превышает 1 ,1 , значение запыленности ( М) циркулирующих газов за камерой тушения не будет превышать 2,6 г/м3, в результате чего в контуре циркуляции производят охлаждение кокса в контуре циркуляции газов с последующей их подачей в камеру тушения см. Фиг. 3 УСТК Данилина класса D.
Для критерия Данилина d в диапазоне 1 ,1-1 ,7 значение запыленности (М) циркулирующих газов за камерой тушения не будет превышать 2,6 г/м3 + 6,1 г/м3, в результате чего в контуре циркуляции производят охлаждение циркулирующих газов с последующим их обеспыливанием и подачей в камеру тушения см. Фиг. 2 УСТК Данилина класса С.
Также использование критерия Данилина d позволяет определять значение внутреннего диаметра {Окт) камеры тушения для всех классов УСТК: А, В, С и D по соотношению (8) (в зависимости от заданных значений: номинальной производительности УСТК по потушенному коксу {Вк), удельного расхода циркулирующих газов ( Ьг ) и значения запыленности (М).
Соотношение (8) определения диаметра цилиндрической части камеры тушения кокса позволяет для определенной номинальной производительности УСТК подобрать определенный диаметр камеры тушения (Окт), в результате чего в процессе эксплуатации УСТК при номинальной её производительности значение критерия Данилина d будет находиться в требуемом диапазоне, например, в диапазоне, не превышающем 1 ,7 для классов С и D.
При этом для значения запыленности (М), которое не превышает 2,6 г/м3, контур циркуляции содержит котел-утилизатор и дутьевой вентилятор, расположенные, соответственно, по ходу движения циркулирующих газов в контуре циркуляции см. Фиг. 3.
Для значения запыленности ( М ), которое находится в диапазоне 2,6 г/м3 - 6,1 г/м3, контур циркуляции содержит котел-утилизатор, средство очистки от пыли и дутьевой вентилятор, расположенные, соответственно, по ходу движения циркулирующих газов в контуре циркуляции см. Фиг. 2.
Также при использовании настоящего изобретения при значении запыленности ( М) циркулирующих газов за камерой тушения, которая не превышает 2,6 г/м3, предоставляется возможность использовать низконапорный дутьевой вентилятор, что также является преимуществом предложенного изобретения.
Фигуры
При рассмотрении примеров осуществления предложенного изобретения используется узкая терминология. Однако, настоящее изобретение не ограничивается принятыми терминами и следует иметь в виду, что каждый такой термин охватывает все эквивалентные понятия, которые работают аналогичным образом и используются для решения тех же самых задач.
Фиг. 1 - УСТК известного уровня техники (классы А и В).
Фиг. 2 - УСТК Данилина класса С.
Фиг. 3 - УСТК Данилина класса D.
Фиг. 4 - таблица Ns 1 опытных и расчётных данных УСТК (класса А и В).
Фиг. 5 - диаграмма Данилина - график зависимости запыленности циркулирующих газов за камерой тушения ( ) от критерия Данилина d. Фиг. 6 - график зависимости диаметра камеры тушения (Окт) от производительности УСТК по потушенному коксу ( Вк ).
Фиг. 7 - номограмма для определения параметров камеры тушения УСТК. Фиг. 8 - таблица Ns2 основных параметров УСТК классов А, В, С, D по системе Данилина.
Фиг. 9 - УСТК Данилина класса D с блоком регулирования работы УСТК. Краткое описание фигур.
На Фиг. 1 изображена УСТК известного уровня техники (классы А и В), которая содержит: средство для загрузки раскаленного кокса 1 , форкамеру 2i; камеру тушения кокса 3i с косыми ходами 4 и внутренним диаметром Окт1 5 котел-утилизатор 5, дутьевой вентилятор б, средство 7 для выгрузки потушенного кокса, а также пылеулавливающие циклоны 8, пылеосадительный бункер 9.
На Фиг. 2 изображена УСТК Данилина класса С, согласно предложенному изобретению, которая содержит: средство для загрузки ю раскаленного кокса 1 , форкамеру 2г\ камеру тушения кокса Зг с косыми ходами 4 и внутренним диаметром йкт2 котел-утилизатор 5, дутьевой вентилятор 6, средство 7 для выгрузки потушенного кокса, а также пылеулавливающие циклоны 8.
На Фиг. 3 изображена УСТК Данилина класса D, согласно
15 предложенному изобретению, которая содержит: средство для загрузки раскаленного кокса 1 , форкамеру 2з; камеру тушения кокса Зз с косыми ходами 4 и внутренним диаметром йктЗ ; котел-утилизатор 5, дутьевой вентилятор 6, средство 7 для выгрузки потушенного кокса.
На Фиг 5 представлена диаграмма Данилина - график зависимости 20 запыленности циркулирующих газов за камерой тушения ( М) от критерия Данилина d. Диаграмма представляет собой зависимость ( М) от критерия Данилина d для всех УСТК при номинальной производительности по потушенному коксу. В принципе, возможно создание УСТК в диапазоне значений критерия Данилина d (2, 4-2, 9) между классами А и В и в диапазоне 25 значений критерия Данилина d (1 ,7-1 ,95) между классами В и С. График на Фиг. 5 представляет собой также зависимость ( М) от критерия Данилина d для любого блока УСТК для пониженных нагрузок при снижении его производительности (по производственным условиям) от номинального до минимального значения.
зо На Фиг. 7 представлена номограмма для определения параметров камеры тушения кокса. Номограмма представляет собой взаимосвязь параметров: запыленность циркулирующих газов за камерой тушения (М), г/м3; удельный расход циркулирующих газов на тушение кокса (Ьг), м3/кг; приведенная скорость схода кокса в камере тушения (Wk), м/ч; производительность камеры тушения по коксу (Вк), т/ч; внутренний диаметр камеры тушения ( DKITI ), м. Левая часть монограммы построена по соотношению (3). Значение диаметра камеры тушения в левой части номограммы соответствуют также значениям, определяемым по соотношению (8). В правой части номограммы на координатной плоскости (М, Wk) показаны линии пересечения поверхности в координатах ( М , Ьг, Wk) с плоскостями (Ьг=1 ,2); (Ьг=1 ,4); (Ьг=1 ,7); (Ьг=1 ,9), параллельными координатной плоскости (Wk, М).
По приведенной номограмме можно определить запыленность газов ( М ) за камерой тушения конкретного блока УСТК по диаметру камеры тушения, номинальной (или сниженной) производительности камеры тушения по коксу (Вк) и удельному расходу газов (Ьг), а также определить требуемый диаметр камеры тушения (Wkhp) при разработке УСТК с заданными или принятыми значениями запыленности газов (М) за камерой тушения, удельного расхода газов на тушение кокса (Ьг) и номинальной производительности камеры тушения по коксу (Вк).
На Фиг. 9 изображена УСТК Данилина класса D см. Фиг. 3 с блоком регулирования 10, а также с датчиком температуры циркулирующих газов перед котлом-утилизатором 11 и с датчиком температуры потушенного кокса 12.
Угол а в зоне выгрузки кокса из УСТК классов А, В, С, D см. Фиг. 1-3 одинаковый и равняется 55-60°. При равной производительности УСТК по коксу диаметры камер тушения разные и находятся в соотношении DKm1<DKm2<DKm3 в соответствии с предложенным изобретением.
При изложении примеров реализации предложенного изобретения предлагается перечень условных сокращений и пояснений:
ч - час; с - секунда; м - метр; т - тонна; кг - килограмм; г - грамм; Па - паскаль; мм рт. ст. - миллиметр ртутного столба; °С - градус Цельсия.
Погрешность величины значения критерия Данилина d и коэффициентов Ki , Кг, Кз, К4, Кб, не превышает 10 % от приведенных значений. Формулировка «приведенная скорость схода кокса» обозначает скорость слоя кокса (условно неразрыхленного при движении), при максимальной его плотности, находящейся в диапазоне 470-530 кг/м3, при этом в приведенных примерах, согласно настоящему описанию, при расчетах значение максимальной плотности берется на уровне 500 кг/м3. Это обусловлено тем, что невозможно определить точное значение данного показателя при изменении производительности блока УСТК по потушенному коксу ( Вк ).
Под приведенной скоростью циркулирующих газов (И/г) в камере тушения, подразумевается скорость циркулирующих газов при нормальных условиях в цилиндрической части камеры тушения, не заполненной коксом.
Формулировка «м3/ч при нормальных условиях» применяется для циркулирующих газов с температурой 0 °С, давлением 760 мм рт. ст. (0,1013 МПа)
Критерий Данилина d имеет размерность, определяемую путем произведения приведенной скорости схода кокса (WK, М/Ч) В камере тушения и приведенной скорости циркулирующих газов (WK, М/С ) в незаполненной коксом камере тушения (м(кокса)/ч)*(м(газов)/с).
Критерий Данилина d определяет запыленность циркулирующих газов (М) за камерой тушения, а также требуемый внутренний диаметр камеры тушения ( йкт ) в зависимости от заданных значений производительности УСТК по потушенному коксу (Вк), удельного расхода циркулирующих газов (Ьг) и запыленности (М) газов за камерой тушения.
Классификация УСТК по системе Данилина является графическим и табличным выражением режима работы камеры тушения (запыленность циркулирующих газов за камерой тушения) и состава энергетического оборудования УСТК в зависимости от критерия Данилина d.
Классификация УСТК по системе Данилина состоит из четырех классов А, В, С, D, при этом каждый класс характеризуется следующими параметрами. УСТК класса А (существующие блоки УСТК).
Значение критерия Данилина d: 2, 9-3, 8.
Запыленность циркулирующих газов за камерой тушения М = 17-30 г/м3.
Состав оборудования за камерой тушения: - пылеосадительный бункер;
- котел-утилизатор;
- пылеулавливающие циклоны;
- высоконапорный дутьевой вентилятор (п= 1500 1/мин).
УСТК класса В (существующие блоки УСТК).
Значение критерия Данилина d : 1 ,95-2,4.
Запыленность циркулирующих газов за камерой тушения М = 8-12 г/м3. Состав оборудования за камерой тушения:
- пылеосадительный бункер;
- котел-утилизатор;
- пылеулавливающие циклоны;
- средненапорный дутьевой вентилятор (п= 980 1/мин). УСТК Данилина класса С (новые низкофорсированные блоки УСТК).
Значение критерия Данилина d : 1 ,1-1 ,7.
Запыленность циркулирующих газов за камерой тушения М = 2,6-6, 1 г/м3.
Состав оборудования за камерой тушения:
- котел-утилизатор;
- пылеулавливающие циклоны;
- средненапорный дутьевой вентилятор (п= 800-900 1/мин).
УСТК Данилина класса D (новые низкофорсированные блоки УСТК).
Значение критерия Данилина d: не более 1 ,1.
Запыленность циркулирующих газов за камерой тушения М не превышает 2,6 г/м3.
Состав оборудования за камерой тушения:
- котел-утилизатор;
- низконапорный дутьевой вентилятор (п= 600-730 1/мин). Пример 1.
Согласно предложеному изобретению, приводится методика расчета камеры тушения УСТК при проектировании УСТК, которая включает определение параметров камеры тушения, в том числе определение 5 внутреннего диаметра (Окт) цилиндрической части камеры тушения с учетом критерия Данилина d.
Расчет камеры тушения УСТК Данилина класса D производительностью по потушенному коксу 50 т/ч (без пылеосадительного бункера перед котлом- утилизатором и без пылеулавливающих циклонов перед дутьевым ю вентилятором).
1. Задаются исходные данные: производительность камеры тушения по коксу 50 т/ч; температура кокса в форкамере 1050 °С; температура потушенного кокса 200 °С; зольность кокса 10%; состав циркулирующих газов за камерой тушения: СО=12%, С02=Ю%, H2q=5%, Н2=3%, 02=0,5%, N2=69,5%,
15 величина угара кокса 1 ,2%.
2. С учетом применения существующей конструкции коксогазовой распределительной системы принимается расчетное значение удельного расхода циркулирующих газов 1 ,75 м3/кг и значение повышающего коэффициента 1 ,7 в расчете времени тушения кокса, учитывающего
20 неравномерность распределения газов и кокса в камере тушения.
3. Определяется требуемый расход циркулирующих газов на тушения кокса (при нормальных условиях): 1 ,75 х 1000 х 50 = 87500 м3/ч.
4. По величине удельного расхода циркулирующих газов с учетом дожигания части СО определяется температура циркулирующих газов за
25 камерой тушения: 820 °С.
5. Задается предварительное значение критерия Данилина d= 1 ,05, соответствующее УСТК Данилина класса D, которому соответствует запыленность циркулирующих газов за камерой тушения М= 2,3 г/м3.
6. Определяется внутренний диаметр {Окт) цилиндрической части камеры зо тушения, обеспечивающий запыленность газов за камерой тушения 2,3 г/м3 по соотношению (8) при удельном расходе газов 1 ,75 м3/кг: 7,84 м. 7. Принимается схема и конструкция непрерывной выгрузки кокса. Производится гидравлический расчет принятой схемы с определением расхода рециркулирующих газов: 1500 м3/ч.
8. По величине угара кокса (1 ,2 %) и принятому составу циркулирующих газов определяется расход избыточных циркулирующих газов, сбрасываемых из блока УСТК: 5000 м3/ч. Расход газов через дутьевой вентилятор: 87500 + 1500 + 5000 = 94000 м3/ч.
9. Задаются параметры пара, выбирается конструкция котла-утилизатора с учетом температуры газов перед ним (820 °С) и низкой запыленности (2,3 г/м3). С учетом возможного повышения температуры газов за камерой тушения до 850 - 900 °С при реконструкции коксогазовой распределительной системы со снижением удельного расхода циркулирующих газов принимается котел- утилизатор с естественной циркуляцией (паропрозводительность 25 т/ч, давление пара 4,0 МПа, температура перегретого пара 440 °С)
10. Выполняется тепловой расчет котла-утилизатора с учетом расхода, состава и температуры циркулирующих газов перед ним. Температура уходящих от котла-утилизатора циркулирующих газов: 160 °С.
1 1. Выполняется тепловой расчет камеры тушения с определением необходимого ее полезного объема и высоты.
12. Выполняется аэродинамический расчет котла-утилизатора, камеры тушения, а также полного гидравлического сопротивления газового тракта УСТК (полное сопротивление контура циркуляции: -3400 Па).
13. С учетом расхода циркулирующих газов (94000 м3/ч) и полного гидравлического сопротивления газового тракта УСТК (3400 Па), выбирается тип дутьевого вентилятора (диаметр рабочего колеса 2,2 м, требуемое число оборотов в минуту п= 730 1/мин).
14. Принимаются к установке, например, два параллельно работающих дутьевых вентилятора с номинальным числом оборотов 730 1/мин. Требуемые параметры работы дутьевых вентиляторов устанавливаются направляющими аппаратами либо изменением частоты вращения вентиляторов. С учетом уменьшения мощности электродвигателя возможно снижение применяемого напряжения от 6000 до 380 В. 15. Определяется допустимая максимальная концентрация коксовой пыли в циркулирующих газах перед дутьевым вентилятором при величине числа оборотов 730 1/мин и расходе газов 47000 м3/ч. Это значение составляет 2,7 г/м3; расчет закончен. При величине допустимой концентрации коксовой пыли, меньшей принятого значения (2,3 г/м3), задается меньшее значение критерия Данилина d и запыленности циркулирующих газов за камерой тушения ( М ), и расчет повторяется.
С учетом снижения в данном примере запыленности циркулирующих газов перед рассмотренным выше котлом-утилизатором при номинальной нагрузке блока УСТК от существующего максимального фактического значения 6, 4-9, 6 до 2,3 г/м3 эрозионный износ поверхностей нагрева снижается в ~ 3 раза, и таким образом котел-утилизатор перестает быть главной причиной остановок УСТК на аварийный или плановый ремонт. При снижении удельного расхода циркулирующих газов от 1 ,75 до ~ 1 , 2-Н ,4 м3/кг дополнительно снижается эрозионный износ поверхностей нагрева котла-утилизатора, дутьевого вентилятора и обмуровки в зоне косых ходов, что значительно повышает надежность работы оборудования УСТК в целом.
Пример 2.
Согласно предложенному изобретению, определение значений запыленности ( М) в процессе работы УСТК осуществляются согласно соотношению (7).
Данное соотношение позволяет получить способ автоматического непрерывного косвенного определения запыленности (М) циркулирующих газов за камерой тушения кокса. В соответствии с (7) (Вк) и ( DKIV ) являются известными величинами. Значение (Ьг) автоматически определяется. При работе УСТК значение запыленности циркулирующих газов ( М) за камерой тушения может превысить максимально допустимые значения (2,6 г/м3 для УСТК Данилина класса D и 6,1 г/м3 для УСТК Данилина класса С) вследствие увеличения фактического значения удельного расхода циркулирующих газов выше допустимого значения. В этом случае, производительность УСТК по потушенному коксу должна быть снижена до максимально допустимой производительности УСТК, определяемой по соотношению (9). Поэтому в процессе работы УСТК, согласно предложенному изобретению, блок регулирования работой УСТК определяет фактическую производительность УСТК и максимально допустимую производительность УСТК и после чего значение фактической производительности устанавливает на уровне, не превышающем значение максимально допустимой производительности.
Следует отметить, что снижение удельного расхода циркулирующих газов приводит к росту температуры газов за камерой тушения и ухудшению теплообмена между коксом и циркулирующими газами вследствие снижения температурного напора и снижения коэффициента теплопередачи, что повышает температуру потушенного кокса. В известных УСТК большой производительности (170-250 м3/ч) данный эффект компенсируется за счет повышения скорости газов в камере тушения путем уменьшения диаметра цилиндрической части камеры тушения кокса. В предложенных новых УСТК Данилина (классы: С, D), согласно предложенного изобретения, данный эффект компенсируется увеличением объема продуваемого кокса (вследствие относительно большого диаметра камеры тушения) и может быть дополнительно скомпенсирован оптимизацией коксогазовой распределительной системы со снижением значения повышающего коэффициента 1 ,7, учитывающего неравномерность распределения кокса и газов в поперечном сечении цилиндрической части камеры тушения.
Пример Ns3
В таблице N°2 СМ. ФИГ. 8 приведены технические показатели УСТК по классам А, В, С, D. При этом, согласно предложенному изобретению, были предложены два новых класса УСТК: классы С, D, которые обладают более лучшими технико-экономическими показателями по сравнению с существующими классами УСТК: классы А, В.
Приведенная классификация УСТК при их номинальной производительности по потушенному коксу произведена на основании диаграммы Данилина (графика зависимости запыленности циркулирующих газов за камерой тушения ( М) от критерия Данилина d) см. Фиг. 5. На Фиг. 6 приводится график зависимости диаметра камеры тушения (Окт) от производительности камеры тушения ( Вк ) для УСТК классов: А, В, С, D - классификация УСТК по системе Данилина.
Пример Ns4
На Фиг. 9 изображена УСТК класса D с блоком регулирования 10 работой УСТК, свечой 11 дутьевого вентилятора 6, контуром рециркуляции газов 12, блоком обезвреживания 13. Через свечу 11 происходит отвод избыточного объема циркулирующих газов в блок обезвреживания 13, при этом в блок обезвреживания 13 поступает газовоздушная смесь, которая образовалась в результате смешения избыточного объема циркулирующих газов из течки кокса с воздухом, который поступает со стороны выгрузки кокса из средства выгрузки кокса 7.
Также на Фиг. 9 изображены датчики: температуры газов в косых ходах 14; температуры газов перед котлом-утилизатором 15; температуры газов за котлом-утилизатором 16; расход газов за котлом-утилизатором 17; расхода газов в свече дутьевого вентилятора 18; состава газов 19 (СО, СОг, СН4) в свече 11 ; температуры газов 20 в контуре рециркуляции 12; расхода газов 21 и состава газов (СО, СОг) 22 на блок обезвреживания 13; расхода кокса 23, температуры перегретого пара от котла-утилизатора 24, температуры газов 25 перед камерой тушения.
Блок регулироваия 10 на основании данных, получаемых с датчиков 14, 16, 20 и 23, производит определение критерия Данилина d и поддержание его в заданном диапазоне.
Резюмируя вышеизложенное, можно заключить, что использование предложенного изобретения позволило:
- разработать классификацию УСТК с созданием новых УСТК Данилина классов С и D;
- поддерживать уровень запыленности циркулирующих газов за камерой тушения, который не превышает 6, 1 г/м3 для УСТК Данилина класса С и 2,6 г/м3 для УСТК Данилина класса D;
- отказаться от использования средств очистки пыли циркулирующих газов в контуре циркуляции: от пылеосадительного бункера перед котлом- утилизатором в классе С и дополнительно от циклонов перед котлом- утилизатором в УСТК Данилина класса D;
- увеличить в 1 ,1 -1 ,4 раза объем форкамеры без увеличения высоты
УСТК;
- уменьшить площадь, занимаемой УСТК, за счет отсутствия в контуре циркуляции пылеосадительного бункера и пылеулавливающих циклонов;
- уменьшить эрозийный износ кладки камеры тушения вследствие снижения скорости движения кокса относительно стенок камеры тушения;
- уменьшить гидравлическое сопротивление камеры тушения и газового тракта УСТК Данилина класса D, а также уменьшить требуемый напор дутьевого вентилятора, что позволяет уменьшить расход электрической энергии на привод дутьевого вентилятора;
- уменьшить потери тепла в окружающую среду вследствие уменьшения в ~ 2 раза наружной площади оборудования УСТК Данилина класса D;
- обеспечить косвенное автоматическое непрерывное определение и, что не менее важно, регулирование запыленности ( М) циркулирующих газов;
- уменьшить капитальные, эксплуатационные и ремонтные затраты вследствие ликвидации пылеулавливающего оборудования и снижения эрозионного износа котла-утилизатора и огнеупорной кладки камеры тушения;
повысить надежность работы котла-утилизатора за счет значительного снижения эрозионного износа поверхностей нагрева;
- разработать способ косвенного автоматического косвенного непрерывного определения запыленности циркулирующих газов за камерой тушения.
Понятно, что выше представлено только несколько возможных вариантов осуществления предложенного изобретения. Изобретение не ограничивается примерами, которые были изложены выше.
Например, понятно, что при использовании предложенного изобретения для УСТК Данилина классов С, D может быть использован способ и система регулирования работы УСТК по патенту Ns RU2398005.
Также понятно, что определение фактического удельного расхода циркулирующих газов ( Ьг ) за камерой тушения осуществляется по патенту Ne RU2639703, для этого блок регулирования работой УСТК использует данные, полученные с датчиков 14, 20 и 25.
Также понятно, что определение фактической производительности УСТК по потушенному коксу, например, производится по числу оборотов ротора разгрузки потушенного кокса (средства выгрузки кокса).
Также понятно, что согласно предложенному изобретению, могут быть использованы различные схемы подключения блока обезвреживания избыточных циркулирующих газов, сбрасываемых из УСТК, например, см. патенты NsNs RU2377272, RU2388789, RU2489472.
Также понятно, что согласно предложенному изобретению, могут быть использованы различные конструкции блоков обезвреживания, например, раскрытые в патентах NsNs RU2286511 , RU2491479, RU2365818.
Также понятно, что согласно предложенному изобретению, обезвреженные газы, которые отходят от блока обезвреживания, подаются в систему вентиляции УСТК или отводятся сразу в атмосферу через дымовую трубу см. патенты NsNe RU2507234, RU2263532, RU2363884, RU2373255.
Также понятно, что согласно предложенному изобретению, контур рециркуляции газов может дополнительно содержать циклон для УСТК Данилина класса D и С.
Также понятно, что согласно предложенному изобретению, на котле- утилизаторе могут получать как насыщенный, так и перегретый пар, в зависимости от технологических условий и требований коксового завода.
Также понятно, что согласно предложенному изобретению, соотношение (7) применимо для расчета запыленности циркулирующих газов за камерой тушения, а соотношение (8) применимо для расчета внутреннего диаметра камеры тушения при номинальной производительности УСТК по потушенному коксу.
Также понятно, что согласно предложенному изобретению, на всех блоках УСТК классов А, В, С, D возможно производить автоматическое косвенное непрерывное определение запыленности циркулирующих газов за камерой тушения.
Также понятно, что при использовании предложенного изобретения, в процессе работы УСТК блок регулирования работой УСТК производит определение фактического значения производительности УСТК по потушенному коксу и определяет максимально возможное допустимое значение производительности УСТК по потушенному коксу с учетом запыленности циркулирующих газов за камерой тушения. После чего блок регулирования работой УСТК сравнивает полученные значения и устанавливает фактическое значение производительности УСТК по потушенному коксу не выше максимально возможного допустимого значения.
Также понятно, что при использовании изобретения, в процессе проектирования УСТК устанавливается номинальное значение запыленности циркулирующих газов за камерой тушения. В процессе работы УСТК производится определение фактического значения запыленности циркулирующих газов за камерой тушения и сравнение полученного значения с номинальным значением.
Должно быть понятно, что в данном описании предоставлены данные, которые необходимы и достаточны для ясного понимания сути предложенного изобретения. Сведения, которые являются очевидными для специалистов в данной области техники, не были приведены в данном описании.
Еще раз резюмируя вышеизложенное, автором был изобретен критерий Данилина d, который может быть использован как при разработке новых конструкций УСТК, так и при разработке путей модернизации существующих УСТК, а также может быть использован для автоматического непрерывного косвенного определения запыленности ( М) циркулирующих газов за камерой тушения кокса, а также регулирования запыленности (М) для всех классов УСТК по системе Данилина, что увеличивает надежность их эксплуатации и обеспечивает поддержание заданных их технологических параметров, а также обеспечивает постоянную (преимущественную) работу УСТК на оптимальных режимах. При этом на основании изобретенного критерия Данилина d были разработаны новые подходы к сухому тушению кокса в результате чего были разработаны низкофорсированные блоки УСТК Данилина классов С и D.
Предложенное изобретение также устанавливает зависимость внутреннего диаметра внутренней части камеры тушения кокса от производительности УСТК по потушенному коксу, удельному расходу циркулирующих газов и запыленности циркулирующих газов за камерой тушения.
Право на название изобретения
Автор предложенного изобретенного критерия камеры тушения установки сухого тушения кокса дает ему название: критерий Данилина d камеры тушения установки сухого тушения кокса, сокращенно «критерий Данилина d». Соответственно предложенная классификация УСТК имеет название «классификация УСТК по системе Данилина». Изобретенные схемы УСТК по классам С и D называются «низкофорсированные блоки УСТК Данилина класса С и D» или «УСТК Данилина класса С» и «УСТК Данилина класса D». График зависимости запыленности циркулирующих газов за камерой тушения от критерия Данилина d имеет название - "диаграмма Данилина".
Технический результат
Техническим результатом предложенного изобретение является разработка критерия Данилина d камеры тушения УСТК для определения и поддержания заданного значения запыленности ( М) циркулирующих газов за камерой тушения и для определения внутреннего диаметра камеры тушения в зависимости от номинальной производительности УСТК по потушенному коксу.
Также техническим результатом предложенного изобретения является разработка двух новых классов УСТК системы Данилина (С и D).

Claims

Формула изобретения
1. Способ сухого тушения кокса в камере тушения установки сухого тушения кокса (УСТК), характеризующийся тем, что определяют приведенную скорость схода кокса ( WK , м/ч) и приведенную скорость циркулирующих газов (И/г, м/с) в упомянутой камере тушения, после чего определяют критерий Данилина d по следующему соотношению:
d=(WK*Wa)
где
d- критерий Данилина, (м/ч)х(м/с);
WK - приведенная скорость схода кокса в камере тушения, м/ч;
И/г - приведенная скорость циркулирующих газов в незаполненной коксом камере тушения, м/с,
на основании значения критерия Данилина определяют запыленность (М) циркулирующих газов за камерой тушения по следующему соотношению:
M=Ki*dc
где
М - запыленность циркулирующих газов за камерой тушения, г/м3;
d- критерий Данилина, (м/ч)х(м/с);
Ki - коэффициент, учитывающий размерность параметров (М, d) и условия выхода пыли из камеры тушения, Ki ~ 2,1 ;
с - показатель степени, значение которого равно ~ 2,0.
2. Способ по п. 1 , согласно которому при значении d, не превышающем 1 ,1 , значение запыленности ( М) циркулирующих газов не превышает 2,6 г/м3.
3. Способ по п. 1 , согласно которому при d= 1 ,1 -1 ,7 значение запыленности ( М ) циркулирующих газов составляет от 2,6 г/м3 до 6,1 г/м3.
4. Способ по п. 1 , согласно которому при d=1 ,95-2,4 значение запыленности
(М) циркулирующих газов составляет от 8 г/м3 до 12 г/м3.
5. Способ по п. 1 , согласно которому при d= 2, 9-3, 8 значение запыленности (М) циркулирующих газов составляет от 17 г/м3 до 30 г/м3.
6. Способ по п. 1 , согласно которому производят определение максимально допустимой производительности УСТК по потушенному коксу по следующему соотношению:
Вкм=К5х(М(°’ 25) хОкт2)/Ьгф(0·25)
где
Вкм - максимально допустимая производительность УСТК по потушеному коксу, т/ч;
Окт - внутренний диаметр цилиндрической части камеры тушения кокса под косыми ходами, м;
Ьгф - фактический удельный расход циркулирующих газов на тушение кокса в камере тушения, м3/кг;
М - запыленность циркулирующих газов за камерой тушения, г/м3;
Кг - коэффициент, учитывающий размерность параметров {Вкм, Wkhh, М) и условия выхода пыли из камеры тушения, s~ 0,87.
7. Критерий Данилина d камеры тушения установки сухого тушения кокса
(УСТК), характеризующийся тем, что он определен путем произведения приведенной скорости схода кокса (WK, М/Ч) В упомянутой камере тушения и приведенной скорости циркулирующих газов (И/г, м/с) в незаполненной коксом камере тушения.
8. Критерий по п. 7, при значении d, не превышающем 1 ,1 при номинальной нагрузке УСТК по потушенному коксу, значение запыленности (М) циркулирующих газов за камерой тушения не превышает 2,6 г/м3.
9. Критерий по п. 7, при значении d=1 ,1-1 ,7 при номинальной нагрузке УСТК по потушенному коксу, значение запыленности ( ) циркулирующих газов за камерой тушения составляет от 2,6 г/м3 до 6,1 г/м3.
10. Критерий по п. 7, при значении сМ , 95-2, 4 при номинальной нагрузке УСТК по потушенному коксу, согласно которому значение запыленности циркулирующих газов ( М) составляет от 8 г/м3 до 12 г/м3.
11. Критерий по п. 7, при значении d= 2, 9-3, 8 при номинальной нагрузке УСТК по потушенному коксу, значение запыленности ( М) циркулирующих газов за камерой тушения составляет от 17 г/м3 до 30 г/м3.
12. Камера тушения установки сухого тушения кокса, характеризующаяся тем, что на основании значений номинальной производительности УСТК по потушенному коксу ( Вк ), удельного расхода циркулирующих газов (Ьг) и запыленности ( М ), определённой по любому из вышеуказанных пунктов 2-5, внутренний диаметр ( Dnm ) упомянутой камеры тушения определяется по следующему соотношению:
Окт=К4*Вк(0 ’ 5) хЬг(°'25)хМ(-°· 125>
где
Окт - внутренний диаметр цилиндрической части камеры тушения под косыми ходами, м;
Вк - номинальная производительность УСТК по потушеному коксу, т/ч; Ьг - номинальный удельный расход циркулирующих газов на тушение кокса в камере тушения, м3/кг;
М - запыленность циркулирующих газов за камерой тушения, г/м3;
К4 - коэффициент, учитывающий размерность параметров (Вк, Ьг, М) и условия выхода пыли из камеры тушения, К4 ~ 1 ,07.
13. Способ работы УСТК, заключающийся в загрузке раскаленного кокса в форкамеру, в которой происходит термическая выдержка упомянутого кокса с последующей его подачей в камеру тушения с косыми ходами, в которой упомянутый кокс передает свое тепло циркулирующим газам, которые отводят из камеры тушения через косые хода для охлаждения в котле-утилизаторе с последующей подачей посредством дутьевого вентилятора в упомянутую камеру тушения, при этом потушенный кокс выгружают из камеры тушения, отличающийся тем, что в процессе работы УСТК определяют значение критерия Данилина d, охарактеризованного по пункту 7, и поддерживают его на уровне, не превышающем значения 1 ,1 , при этом производят охлаждение циркулирующих газов с последующей их подачей в камеру тушения.
14. Способ работы УСТК, заключающийся в загрузке раскаленного кокса в форкамеру, в которой происходит термическая выдержка упомянутого кокса с последующей его подачей в камеру тушения с косыми ходами, в которой упомянутый кокс передает свое тепло циркулирующим газам, которые отводят из камеры тушения через косые хода для охлаждения в котле-утилизаторе с последующей подачей посредством дутьевого вентилятора в упомянутую камеру тушения, при этом потушенный кокс выгружают из камеры тушения, отличающийся тем, что в процессе работы УСТК определяют значение критерия Данилина d, охарактеризованного по пункту 7, и поддерживают его значение на уровне 1 ,1 -1 ,7, при этом производят охлаждение циркулирующих газов после которого дополнительно производят их обеспыливание перед дутьевым вентилятором с последующей их подачей в камеру тушения.
15. Установка сухого тушения кокса, содержащая:
- средство для загрузки раскаленного кокса в форкамеру, под которой расположена камера тушения кокса с косыми ходами, омываемыми циркулирующими газами посредством дутьевого вентилятора,
- котел-утилизатор, в котором происходит охлаждение упомянутых циркулирующих газов,
- средство выгрузки кокса из упомянутой камеры тушения,
отличающаяся тем, что содержит камеру тушения, охарактеризованную по п. 12.
16. Блок регулирования работы УСТК, отличающийся тем, что в процессе работы УСТК вышеупомянутый блок определяет и поддерживает заданное значение критерия Данилина d, охарактеризованного по любому из вышеупомянутых пунктов 7-11.
17. Блок по п. 16, который на основании значения критерия Данилина d дополнительно производит автоматическое косвенное непрерывное определение запыленности ( М) циркулирующих газов за камерой тушения.
18. Блок по п. 17, который производит определение максимально допустимой производительности УСТК по потушенному коксу, по условию ограничения запыленности (М) циркулирующих газов за камерой тушения.
PCT/UA2018/000115 2018-10-19 2018-10-19 Камера тушения установки сухого тушения кокса WO2020081037A1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019135576A RU2735841C2 (ru) 2018-10-19 2018-10-19 Критерий камеры тушения установки сухого тушения кокса
PCT/UA2018/000115 WO2020081037A1 (ru) 2018-10-19 2018-10-19 Камера тушения установки сухого тушения кокса

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/UA2018/000115 WO2020081037A1 (ru) 2018-10-19 2018-10-19 Камера тушения установки сухого тушения кокса

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020081037A1 true WO2020081037A1 (ru) 2020-04-23

Family

ID=69415870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2018/000115 WO2020081037A1 (ru) 2018-10-19 2018-10-19 Камера тушения установки сухого тушения кокса

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2735841C2 (ru)
WO (1) WO2020081037A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10663204B2 (en) 2018-10-31 2020-05-26 James Youngstrom Method for creating ice structures
US11885552B2 (en) 2018-10-31 2024-01-30 James Youngstrom Method for creating ice structures

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004022672A1 (ja) * 2002-08-29 2004-03-18 Nippon Steel Corporation コークス乾式消火方法及び装置
RU2608486C2 (ru) * 2015-04-08 2017-01-18 Акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК") Способ повышения качества металлургического кокса
RU2639703C2 (ru) * 2015-10-08 2017-12-21 Евгений Алексеевич Данилин Способ автоматического определения удельного расхода циркулирующих газов установки сухого тушения кокса и устройство для его осуществления (варианты)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU602533A1 (ru) * 1973-06-08 1978-04-15 Днепропетровский химико-технологический институт им.Ф.Э.Дзержинского Устройство дл автоматического контрол технологического режима установки сухого тушени кокса
DE3215807A1 (de) * 1982-05-04 1983-11-10 Gosudarstvennyj vsesojuznyj institut po proektirovaniju predprijatij koksochimi&ccaron;eskoj promy&scaron;lennosti GIPROKOKS, Charkov Vorrichtung zum trockenloeschen von koks

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004022672A1 (ja) * 2002-08-29 2004-03-18 Nippon Steel Corporation コークス乾式消火方法及び装置
RU2608486C2 (ru) * 2015-04-08 2017-01-18 Акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК") Способ повышения качества металлургического кокса
RU2639703C2 (ru) * 2015-10-08 2017-12-21 Евгений Алексеевич Данилин Способ автоматического определения удельного расхода циркулирующих газов установки сухого тушения кокса и устройство для его осуществления (варианты)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10663204B2 (en) 2018-10-31 2020-05-26 James Youngstrom Method for creating ice structures
US11243018B2 (en) 2018-10-31 2022-02-08 James Youngstrom Method for creating ice structures
US11846461B2 (en) 2018-10-31 2023-12-19 James Youngstrom Method for creating ice structures
US11885552B2 (en) 2018-10-31 2024-01-30 James Youngstrom Method for creating ice structures

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019135576A (ru) 2020-01-30
RU2019135576A3 (ru) 2020-02-28
RU2735841C2 (ru) 2020-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5894806A (en) Process for increasing the effectiveness of slag and/or corrosion control chemicals for combustion units
RU2632016C2 (ru) Установка сухого тушения кокса
WO2020081037A1 (ru) Камера тушения установки сухого тушения кокса
CN106977120A (zh) 一种白水泥熟料及其煅烧、冷却漂白方法
CN102393148B (zh) 一种带水泥窑窑尾旁路放风的余热发电装置
CN108424988B (zh) 一种具有补热及预热功能的液态熔渣缓存装置
CN106197045B (zh) 余热锅炉系统、转底炉高温含尘烟气处理系统及方法
CN108119888B (zh) 超高温亚临界煤气发电系统
CN106867549B (zh) 一种干熄焦锅炉不停产实现检修的方法
CN110669891A (zh) 一种熔融还原炉煤气循环利用装置及方法
CN106402820B (zh) 一种粉矿悬浮磁化焙烧粉体急冷降温工艺余热锅炉
CN101709873B (zh) 30万千瓦循环流化床锅炉压火操作方法
CN110118492B (zh) 基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产系统
CN101799240A (zh) 利用转底炉废热烟气的方法
CN107699255A (zh) 一种干熄焦低负荷生产时旋风除尘器除尘高效率控制方法及装置
CN216132298U (zh) 一种用于竖炉生产球团矿的冷却及余热回收装置
CN102690908B (zh) 一种高炉炉渣干法粒化的热力回收系统及其回收工艺
CN108060280B (zh) 射流蒸汽法渣粒化及热利用方法
CN204880058U (zh) 一种氮肥厂高温烟气余热回收锅炉设备
RU2398005C2 (ru) Способ регулирования режима работы установки сухого тушения кокса и устройство для его осуществления
CN101482373B (zh) 转炉废气余热回收利用系统
CN210624504U (zh) 生物质直燃分区分级分相燃烧的联合炉排环保工业锅炉
CN112082394A (zh) 一种烧结矿篦冷机冷却的余热发电系统
CN107400742A (zh) 一种高炉炼铁熔渣干法渣处理余热回收综合利用工艺
CN106766962B (zh) 一种回转窑三次风管余热取热装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18936897

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18936897

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1