Процессы и установки термохимической переработки твердых топлив. Коксование каменных углей

1. Лекция №19

Процессы и установки термохимической
переработки твердых топлив. Коксование
каменных углей
Разновидности процессов:
термическое разложение;
газогенераторные (окислительные);
восстановительные (гидрогенизации).
ПРОЦЕССЫ И УСТАНОВКИ ТЕРМИЧЕСКОГО
РАЗЛОЖЕНИЯ УГЛЕЙ
Основные ступени процессов:
tтс ÷ 300°С – предварительный нагрев;
300 ÷ 580°С – выделение паров первичных смол;
580 ÷ 1150°С – глубокий крекинг всех углеводородов до CH4, H2 и С;

2.

Бертинирование → облагораживание твердого топлива.
Полукоксование:
Первичные смолы;
Полукоксовый газ;
Полукокс
Коксование: металлургический кокс – ценнейшее топливо шахтных печей;
ПРОЦЕССЫ И УСТАНОВКИ КОКСОВАНИЯ
КАМЕННЫХ УГЛЕЙ
Исходные материалы : подготовленная из каменных углей следующих марок:
Коксующиеся
Длиннопламенные
Тощие;
Процессы подготовки:
Дробление,
Измельчение,
Обогащение (Ас↓);
Дозирование
Смешение.
2

3.

Продукты коксования:
1. Кокс:
металлургический кокс;
коксовая мелочь;
пыль;
2. Коксовый газ;
3. Смолы;
4. Перечень химических соединений.
Марки углей:
Д – длиннопламенный;
Г – газовый;
ГЗ – газовый жирный;
Ж – жирный;
КЖ – коксовый жирный;
К – коксовый;
ОС – отощенный спекающийся;
Т – тощий;
СС – слабоспекающийся.
3

4. Введение

Материальный баланс:
ПРИХОД
№
1.
Угольная
шихта
РАСХОД
%
100
№
1.
%
75 - 82
Кокс
15 - 20
3.
Коксовый
газ
Смолы
4.
Почие
≤8
2.
2-4
Материальный расчет:
mсм (100 W шр ) К см см (V гш ) 100
Kсм ~ 0,008
р 17
mNН 0,01 k N N ш
3
mб (100 W шр ) К б б (V гш ) 100
Kб ~ 0,009
р
mН S 0 ,01 k S S ш
14
2
18
mН 2О 0,01 W шр k о Oшр
16
34
32
KN ~ 0,11 ÷ 0,14
KS ~ 0,17 ÷ 0,29
KO ~ 0,3 ÷ 0,5
4

5.

Cхема ТТР коксования
А
А-А
Т
4
Обозначения:
1 – камера (реторта);
2 – обогревательный (топочный) канал
(вертикал);
3 – стена из динаса;
4 – отверстие для загрузки исходного
материала;
5 – дымосос для удаления прямого
коксового газа;
6 – косые ходы от регенераторов к
вертикалам (каналы подвода);
7 – отверстие для вывода газовых отходов
технологического процесса – прямого
коксового газа;
ПКГ
5
7
2
3
1 3
2
6
Т
В
А
ОГ
ОГ КГ
ОГ КГ
ТС – технологическое сырье; Т – топливо; В – воздух; КГ – компоненты горения; ОГ
– отходящие газы; ПКГ – прямой коксовый газ
5

6. Введение

Дообработка продуктов и их использование
Кокс – валовый выход кокса, тушение кокса; сортировка охлажденного кокса:
Коксовый газ: а) прямой;
б) обратный;
в) богатый.
Прочие продукты: в химическом производстве
Варианты использования обратного коксового газа:
1) топливо ВТУ: CH 4 H 2 80%
р
Qн
к.г
tж
17 МДж/м 3
t прир.газ
ж
2) сырье для получения
H2
для азотно-тукового производства.
Примерный состав коксового газа:
H 2 60%; CH 4 20%; CO 20%; CO 2 H 2S N 2 прочее
6

7.

Схема отопления
Требования к организации топочного процесса:
= опт ≈ 1,10 ÷ 1,15.
Равномерное температурное поле по всей поверхности теплообмена
(площади Fз стенки 3).
Комплекс мер по решению задачи 2:
Диффузионный принцип сжигания;
Использование топлива с низкой жаропроизводительностью tж (Vп.т↑);
Внутренняя рециркуляция ОГ;
Большое число горелок;
Реверс пламени.
7

8.

Перспективная тепловая схема
тс
кг
ог
КПТО
КОТО
кг
ог
РУ
уг
пкг
пв
КУ
пп
кокс
8

9.

Коксовые печи с боковым
подводом коксового газа:
1 - борова;
2- дымовые патрубки;
3- подовые каналы регенератора;
4- колосниковая решетка;
5- регенератор;
6- газораспределительный канал
(корнюр);
7- камеры коксования;
8- перекидные каналы;
9- сборный горизонтальный канал;
10- смотровые шахточки;
11- люк для отвода коксового газа;
12- загрузочные люки;
13- косой ход;
14- вентиляционный боров
9

10.

Коксовая батарея в пакете программ Solid Works
10

11.

Сечение коксовой батареи по косому ходу
Поперечное сечение коксовой батареи
11

12.

Коксовая батарея в программе Компас 3D Visual
12

13.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!!!
13