Коксование каменного углы

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 27 Ноября 2012 в 17:50, доклад

Краткое описание

Коксование, разложение при высокой температуре без доступа воздуха твердых и жидких горючих ископаемых с образованием летучих веществ и твердого остатка - кокса. Последний находит широкое применение в различных отраслях народного хозяйства (см. кокс каменноугольный, кокс нефтяной, кокс пековый). Сырье для коксования - в основном каменный уголь, в значительно меньших масштабах перерабатывают другие горючие ископаемые, а также высококипящие остаточные продукты дистилляции нефти (см. ниже), кам.-уг. пек и т.д.

Прикрепленные файлы: 1 файл

коксование каменного угля.docx

— 18.39 Кб (Скачать документ)

Коксование, разложение при  высокой температуре без доступа  воздуха твердых и жидких горючих  ископаемых с образованием летучих  веществ и твердого остатка - кокса. Последний находит широкое применение в различных отраслях народного  хозяйства (см. кокс каменноугольный, кокс нефтяной, кокс пековый). Сырье для  коксования - в основном каменный уголь, в значительно меньших масштабах  перерабатывают другие горючие ископаемые, а также высококипящие остаточные продукты дистилляции нефти (см. ниже), кам.-уг. пек и т.д.

 Коксование каменного  угля - переработка его при 900-1100 °С с целью получения каменноугольного  кокса, коксового газа, каменноугольной  смолы и др. продуктов. Предварительно  обогащенные (отделенные от минеральных  примесей), измельченные до зерен  размером преим. менее 3 мм и  тщательно перемешанные угли (шихту)  направляют в башню, из которой  с помощью загрузочных вагонов  через специальные люки подают  в раскаленные коксовые печи - горизонтальные аппараты щелевидного  типа (см. рис.). Обогревательные простенки  (вертикальные каналы) печей выложены  из динасового огнеупорного кирпича.  Преимуществ, применение нашли  печи с камерами шириной 400-500 мм, высотой 47 м, длиной 12-16м, полезным  объемом 20-50 м3. Нескоксование десятков  печей (обычно 60-70) компонуют в  единую систему - коксовую батарею,  обслуживаемую общим комплектом 

 

 

 

 Коксовая печь: 1 камера; 2 обогревательный простенок; 3 уровень  загружаемой шихты; 4 горелки; 5 уровень  обогрева.

 

 машин и механизмов (загрузочные и тушильные вагоны, коксовыталкиватель, двересъемная  машина и др.).

 В зависимости от  ширины камеры, влажности шихты  и ее насыпной массы, а также  температуры в простенках (обычно 1300-1370 °С) нагревание шихты длится 14-18 ч. Для обогрева печей используют  доменный, коксовый, генераторный и  другие газы или их смеси.  Эти теплоносители сгорают в  обогревательных простенках, куда  наряду с газом подают воздух. Для его подогрева в специальных  регенераторах, которые расположены  под коксовой батареей и служат  как бы ее основанием, используют  теплоту продуктов сгорания газа.

 

 Коксование характеризуется  разновременностью процессов, происходящих  в отдельных слоях (слоевое  коксование). Вследствие этого в  коксуемом массиве длительно  находятся одновременно слои  кокса, полукокса, тестообразной  пластической массы, сухой и  влажный уголь. Кокс формуется  в виде монолита (коксового "пирога"), который затем растрескивается  на куски разной величины. К  концу процесса температуры во  всех слоях практически выравниваются. 

 

 После завершения коксования  дверь камеры открывается с  помощью специальных механизмов  и раскаленный "пирог" подается  коксовыталкивателем в тушильный  вагон, перемещающийся по рельсам вдоль коксовой батареи. Кокс тушится в этом вагоне мокрым способом - обильно орошается водой около 2 мин. Охлажденный кокс выгружается равномерным слоем на наклонную коксовую площадку (рампу), на грохотах с квадратными отверстиями разделяется по классам крупности (>40, 40-25, 25-10, <10мм) и направляется потребителям. Все большее распространение получает разработанный в СССР сухой способ тушения. Из форкамеры специальной установки кокс постепенно перемещается в камеру тушения, где с помощью N2 или др. инертных газов охлаждается до 200-220 °С. Газ движется снизу вверх навстречу кускам кокса и, охлаждая его, нагревается до 800-900 °С и направляется в котельную установку, где отдает теплоту для образования водяного пара. Охлажденный газ нагнетателем возвращается на тушение раскаленного кокса.

 

 Летучие продукты коксования  в виде парогазовой смеси с  температурой 700-750 °С охлаждаются  сначала в газосборнике, тонкораспыленной  водой до 80 °С, а затем в трубчатых  холодильниках до 25-35 °С. Образовавшиеся  конденсаты после отделения от  коксового газа разделяют отстаиванием  и получают орг. и водный  слои - соответственно каменноугольную  смолу и надсмольную воду. Из 1 т угольной шихты получают 650-750 кг кокса, 340-350 м3 коксового газа, 30-40 кг смолы, 10-12 кг сырого бензола. 2,5-3,4 кг NH3. Кол-во каменного угля, перерабатываемого в мире методом  коксование, составляет более 500 млн. т/год (1984). По производству  кокса СССР занимает 1-е место  в мире.

 

 Технология коксования  предусматривает переработку только  определенной группы каменных  углей (коксовых, жирных, отощенных,  спекающихся), способных при нагревании  переходить в пластическое состояние.  Поскольку запасы и добыча  этих типов углей ограничены, в состав шихты все в больших  количествах начинают вводить  слабоспекающиеся угли малой  (газовые) и высокой степени  метаморфизма и даже тощие.  При этом чтобы не ухудшить  качество (особенно прочность) кокса,  технологию слоевого коксование  несколько изменяют. В частности,  получает распространение метод  частичного брикетирования шихты  перед коксование Примерно 1/3 кол-ва  шихты, состоящей из слабоспекающихся  углей, брикетируют со связующим  нефтяного или каменноугольного  происхождения и добавляют брикеты  к остальной массе шихты, направляемой  в угольную башню. Эта технология  дает возможность снизить содержание  в шихте спекающихся углей  от 64% и более (требуемый уровень  при обычной подготовке) до 50%. В  некоторых странах шихту загружают  в печи в виде трамбованных  прочных угольных блоков плотностью 1,10-1,15 т/м3; трамбование шихты осуществляют  с помощью спец. устройства, смонтированного  на коксовыталкивателе.

 

 Эффективный метод  совершенствования слоевого коксования  шихты с большим содержанием  слабоспекающихся компонентов заключается  в том, что хорошо измельченную  шихту сначала нагревают газообразным  теплоносителем до 150-250 °С и только  после этого загружают в печи. Термическая подготовка шихты  позволяет увеличить в ней  долю газовых углей до 70-75%, повысить  на 30-40% производительность печей  (благодаря увеличению разовой  загрузки шихты вследствие повышения  ее насыпной массы от 0,7 до 0,85 т/м3  и сокращению длительности процесса  на 1,5-2,0 ч), увеличить прочность кокса.

 

 Принципиально новая  технология непрерывного коксование - метод получения формованного  кокса: скоростное нагревание  шихты до пластического состояния,  формование под небольшим давлением  с получением т. наз. формовок  и их послед. прокаливание в  вертикальных печах. Метод дает  возможность использовать слабоспекающиеся  угли, получать кокс желаемых  размеров и формы, снизить до  минимума загрязнение окружающей  среды и автоматизировать технологические  операции.

 

Лит.. Справочник коксохимика, т. 2, под ред. А. коксование Шелкова, М., 1965; Руководство по коксованию, под  ред. О. Гроссинского, пер. с нем., т. 1, М., 1966; Грязнов Н. С., Основы теории коксования, М., 1976.

 

М. Г. Скляр.

 

 Коксование нефтяного  сырья - его глубокий термический  крекинг, при 450-540 °С с целью  получения нефтяного кокса, а  также углеводородных газов, бензинов  и керосино-газойлевых фракций.  Сырье - тяжелые остатки, образующиеся  при дистилляции нефти, деасфальтизации,  термическом и каталитическом  крекинге остаточных и дистиллятных  фракций, пиролизе бензина и  газойлевых фракций. При коксование  происходит расщепление всех  компонентов сырья с образованием  жидких дистиллятных фракций  и углеводородных газов; деструкция  и циклизация углеводородов с  интенсивным выделением керосино-газойлевых  фракций; конденсация и поликонденсация  углеводородов и глубокое уплотнение  высокомолярных соединений с  образованием сплошного коксового  "пирога".

 

 Замедленное (полунепрерывное)  коксование, наиболее распространено  в мировой практике. Сырье, предварительно  нагретое в трубчатых печах  до 350-380 °С, непрерывно контактирует  в нижней части ректификационной  колонны, которая работает при  атмосмферном давлении, с парами, подаваемыми из реакционных аппаратов.  В результате тепло- и массообмена  часть паров конденсируется, образуя  с исходным сырьем т. наз.  вторичное сырье, которое нагревается  в трубчатых печах до 490-510 °С  и поступает в коксовые камеры - полые вертикальные цилиндрич.  аппараты диаметром 3-7 м и высотой  22-30 м. В камеру реакц. масса  непрерывно подается в течение  24-36 ч и благодаря аккумулированной  ею теплоте коксуется. После  заполнения камеры коксом на 70-90% его удаляют, обычно струей  воды под высоким давлением  (до 15 МПа). Кокс поступает в дробилку, где измельчается на куски  размером не более 150 мм, после  чего подается элеватором на  грохот, где разделяется на фракции  150-25, 25-6 и 6-0,5 мм. Камеру, из которой  выгружен кокс, прогревают острым  водяным паром и парами из  работающих коксовых камер и  снова заполняют коксуемой массой. Летучие продукты коксование, представляющие  собой парожидкостную смесь, непрерывно  выводятся из действующих камер  и последовательно разделяются  в ректификационной колонне, водоотделителе, газовом блоке и отпарной колонне  на газы, бензины и керосино-газойлевые  фракции (см. табл.). Типичные параметры  процесса: температура в камерах  450-480 oС, давление 0,2-0,6 МПа, продолжительность  до 48 ч. 

 

 Достоинства замедленного  коксования - высокий выход малозольного  кокса. Из одного и того же  кол-ва сырья этим методом можно  получить в 1,5-1,6 раза больше  кокса, чем при непрерывном  коксование (см. ниже). Поэтому замедленное  коксование применяют, как правило,  для производства нефтяного кокса. 

 

 Газы коксования, содержащие  предельные (С1-С4) и непредельные (С2-С4) углеводороды, Н2 и H2S, направляют  на газофракционирующую установку  (см. Газы нефтепереработки). Бензины  коксование содержат значительное  количество непредельных углеводородов  и имеют октановое число не  более 72. Поэтому их подвергают  гидроочистке, которая сопровождается  удалением серы, с последующим  каталитическим риформингом. Керосино-газойлевые  фракции - сырье для каталитического  крекинга, в производстве технического  углерода (сажи), компонент газотурбинных 

 

 

 

 топлив, основа профилактич.  ср-в против смерзания и слипания  сыпучих материалов (ниогрин, северин,  универсин).

 Непрерывное коксование  в кипящем слое (термоконтактный  крекинг). Сырье, предварительно  нагретое в теплообменнике, контактирует  в реакторе с нагретым и  находящимся во взвешенном состоянии  инертным теплоносителем (обычно  порошкообразный кокс с размером  частиц до 0,3 мм, реже более крупные  гранулы) и коксуется на его  пов-сти в течение 6-12 мин. Образовавшийся  кокс и теплоноситель выводят  из зоны реакции и подают  в регенератор (коксонагреватель). В последнем слой теплоносителя  поддерживается во взвешенном  состоянии с помощью воздуха,  в токе которого выжигается  до 40% кокса, а большая его часть  направляется потребителю. Благодаря  теплоте, выделившейся при выжигании  части кокса, теплоноситель нагревается  и возвращается в реактор. Для  перемещения теплоносителя используется  пневмотранспорт частиц кокса,  захватываемых потоком пара или  газа. Дистиллятные фракции и  газы выводят из реактора и  разделяют так же, как при замедленном  коксование Типичные параметры  процесса: температура в теплообменнике, реакторе и регенераторе 300-320, 510-540 и 600-620 °С соотв., давление в  реакторе и регенераторе 0,14-0,16 и  0,12-0,16 МПа соотв., соотношение по  массе сырье теплоноситель = (6,5-8,0): 1. коксование в кипящем слое  используют для увеличения производства  светлых нефтепродуктов. Кроме того, сочетание непрерывного коксование  с газификацией образующегося  кокса может быть применено  для получения дизельных и  котельных топлив.

 

 Периодическое коксование  проводят в горизонтальных цилиндрических  аппаратах диаметром 2-4 м и  длиной 10-13 м. Сырье в кубе постепенно  нагревают снизу открытым огнем.  Далее обычным способом (см. выше) выделяют дистилляты, кокс подсушивают  и прокаливают (2-3 ч). Далее температуру  в топке под кубом постепенно  снижают и охлаждают куб сначала  водяным паром, а затем воздухом. Когда температура кокса понизится до 150-200 °С, его выгружают. Типичные параметры процесса: температура в паровой фазе 360-400 °С, давление атмосферное. Этим способом получают электродный и спец. виды высококачественного кокса с низким содержанием летучих. Однако способ малопроизводителен, требует большого расхода металла и топлива, а также значит. затрат ручного труда и поэтому почти не используется в промышленности.


Информация о работе Коксование каменного углы