Батерии за коксови пещи: устройство, принцип на действие, предназначение. Технология на производство на кокс

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Металургичното производство е просто немислимо без използването на кокс, който осигурява енергия за топенето на желязна руда в шахтата на доменната пещ. Процесът на получаване на кокс обаче е доста трудоемък и дълъг. За създаването му се изграждат специални индустриални единици, наречени "батерии за коксови пещи". Тяхното устройство, предназначение и характерни характеристики ще бъдат обсъдени в тази статия.

Определение

Коксовите батерии са цял металургичен комплекс, чиято основна цел е производството на кокс в необходимия обем за последващото му транспортиране до цеховете за доменни пещи. Тези производствени мощности може да се различават по размер един от друг, но във всеки случай размерите им са доста впечатляващи.

Дизайн

Подреждането на батериите за коксови пещи е както следва. Основните елементи на тези пещи са така наречените коксови камери. Именно в тях се извършва процесът на полагане на суровини. В пещта има повече от дузина коксови камери. Също така, най-важните елементи на батерията могат да се считат за нагревателни пролуки, в които се случва изгаряне на гориво. Приблизителните линейни размери на коксовата камера са както следва:

• Дължина - от 12 до 16 метра.
• Височина - 4-5 метра.
• Ширина - 400-450 милиметра.

Като цяло комплексът, благодарение на който батериите за коксови пещи могат да работят непрекъснато за дълъг период от време, включва следните компоненти:

• Приемателен бункер, който приема сурови въглища.
• Отдел за смесване и раздробяване на въглища.
• Разпределителна кула.
• Зареждане на количка.
• Камера за кокс.
• Изхвърляне на кокс.
• Кола за гасене.
• Пожарогасителна кула.
• Платформата, върху която се разтоварва охладеният готов продукт.

Самата пещ за производство на кокс в общия й вид се състои от:

• Камери за зареждане на въглища.
• Отоплителна стена със система от отоплителни канали.
• Система за разпределение на газ и въздух.
• Регенератор за отопление на въздуха и отработените газове.
• Изолиращи клапани и механизми.

Класификация

Батериите за коксови пещи, в зависимост от режима на работа, са периодични и непрекъснати. Тези батерии могат да се нагряват:

• Изключително газ от доменни пещи.
• Само за коксов газ.
• Смес от доменна пещ и коксов газ.

Отоплителната верига на батерията може да включва:

• Канал за смяна, благодарение на който газовете имат възможност да проникнат между стените.
• Steam канал за рециркулация.

Газ за отопление на батерията се подава към него в две версии:

• Страна, когато газът от коксовата пещ протича през cornuru (газоразпределителен канал), а въздухът и доменният газ - през каналите на огнището на регенератора.
• Отдолу през специална мрежа за разпределение на въздуха.

Няколко думи за регенератора

Това специално устройство за топлообмен позволява на топлоносителя да влезе в контакт с ясно очертаните повърхности на коксовата пещ. Важно е да се отбележи, че горещият топлоносител загрява студената стена и дюзата, а след това те от своя страна предават топлина на вече студения топлоносител.

Има и други видове топлообменници, които се наричат "рекуператори". В тях студените и горещите охлаждащи течности обменят енергия помежду си чрез специално издигната между тях стена. В същото време горещите газови потоци се спускат първо, а след това се активират превключващите клапани, поради което вече студеният въздушен поток започва да се издига отдолу нагоре.

Методи за пестене на гориво в производството на кокс

Самият процес на коксуване е доста енергоемък, което се дължи на разхода на много голямо количество гориво. Следователно, за да се намали консумацията на неговата консумация, се използват следните методи:

• Използвайте технологията на сухо гасене на кокс. Благодарение на него топлинната енергия на продукта се изразходва за парно отопление.или вода. По-специално, около 1 GJ топлина под формата на пара се получава от един тон готов кокс.
• Модернизиране на използвани регенератори за максимално възстановяване на топлината от продуктите от горенето. Така например е напълно възможно да увеличите нагревателната площ на дюзата.
• Изчисляване на оптималния интервал от време между превключване на клапаните. От само себе си се разбира, че колкото по-често се превключват, тогава в дългосрочен план това ще позволи да се намали обемът на регенераторите и топлинните загуби в тях. В същото време трябва да се отбележи, че твърде честата работа на клапаните неизбежно ще доведе до бързата им повреда и допълнително натоварване на всички съседни компоненти и части.
• Партийното нагряване и сухото гасене на кокс се извършват едновременно.

Технологичен процес

Производството на кокс е много трудно. Следователно, за да разберете как работи в реални условия, си струва да познавате технологичния цикъл възможно най-подробно.

Коксов магазин винаги започва с въглищна кула. Тук идва и суровината. В долната част на кулата има специални капаци. Чрез тях въглищата се транспортират до приемните бункери на въгледотоварната машина. За да се изключи възможността за увисване на въглища вътре в кулата, по цялата й височина се подава сгъстен въздух, който се подава на прекъсващи импулси и гарантира срутването на сместа, прилепнала към стените на кулата. Кулата трябва да е пълна поне две трети.

Машината за зареждане на въглища се пълни или по обем, или по маса. Процесът на пълнене се контролира от везни. Въглищата се подават в пещта незабавнослед издаване на готовия кокс. В този случай зарядът се подава през горната част. В момента на зареждане на коксовата пещ отговорният за това - люкът - включва самата пещ в колектора за газ и активира инжекцията. Целият процес на изтегляне отнема от три до шест минути.

След това пещта е внимателно запечатана и започва процесът на нагряване на шихтата. Технологията за производство на кокс в батериите за коксови пещи предвижда следните температурни процеси:

• При 100-110°С въглищата изсъхват.
• В диапазона от 110°C - 200°C се отделят хигроскопична и колоидна влага, запушени газове.
• При 200°С - 300°С протича термична подготовка, която е придружена от образуване на газообразни продукти на термична деструкция и елиминиране на термично нестабилни кислород-съдържащи групи.
• 300-500°С е температурният диапазон, при който настъпва пластично състояние. Газ и пара се отделят интензивно, образува се течна фаза.
• 550-800°С – среднотемпературно коксуване. Синтезът се засилва.
• 900-1100°С – високотемпературно коксуване.

Изпращане на кокс от пещта

Батерията за коксова пещ, чийто принцип на действие е описан в тази статия, изисква специална подготовка преди издаването на готови продукти от нея. Най-малко двадесет минути преди началото на подаването, фурната трябва да бъде отрязана от газовия колектор и свързана към атмосферата чрез отваряне на капака на щранга.

След това,вратите на фурната се отстраняват и кокосът се изтласква от камерата във вагона за гасене с помощта на специален прът. В същото време, ако по някаква причина има забавяне на планираната доставка на кокс за повече от десет минути, тогава вратите трябва да бъдат монтирани обратно на мястото си. Строго е забранено преждевременното отваряне на капаците на щранга, тъй като това може да причини сериозно срутване на облицовката вътре в акумулатора. Освен това вратите на фурната трябва да бъдат почистени от графит и смола преди и след процеса на издаване на готови продукти. Гасенето на кокс в специална кола е задължителна процедура, тъй като без тази операция готовият кокс може да се запали отново.

Изчисляването на батериите за коксови пещи предвижда, че фурните трябва да имат период на работа и ремонт. По време на работния цикъл се дозира кокс, а по време на ремонтния цикъл се извършва поддръжка на всички агрегати и оборудване, почистване и др.

Есенция

В началния етап на коксуване въглищата се изсушават, от тях се отстраняват всички адсорбирани газове и започва разлагането. В момента на преминаване на въглищата в пластично състояние започва синтероването – процес, който е решаващ за целия цикъл на коксуване. На третия етап полукоксът претърпява калциниране и втвърдяване. Именно вискозната маса предизвиква съпротивление при движението на газовете по пътя им към газовия колектор, поради което се образува налягане на коксуване, което на практика се компенсира от свиването на вече образувания кокс.

Запазване

"Защо коксовите батерии не могат да бъдат спрени?" - точнотакъв въпрос много често може да се чуе от устните на човек, който е далеч от тънкостите и нюансите на производството на кокс. Работата е там, че тези агрегати са ориентирани да работят при определени условия (висока температура, абразивно износване и др.) и в случай на непланирано спиране без подходяща подготовка, тези пещи могат да загубят вътрешната си облицовка, която просто ще се срути. На практика обаче понякога е необходимо да се спре работата на батерията на коксовата пещ и да се предприемат определени мерки за опазване. Как работи е твърде дълго за описание, трябва само да се отбележи, че има така нареченото „хладно“и „горещо“консервиране. Коя опция да изберете от тях се решава директно от ръководителя на предприятието, в зависимост от текущата ситуация и причините за спирането на звеното.