Дипломная (вкр): Сухе гасіння коксу

Сухе гасіння коксу

ЗМІСТ

Вступ

. Аналітична частина

.1 Вплив коксохімічного виробництва на навколишнє середовище

.2 Аналіз існуючих технологій гасіння коксу

.2.1 Технологія мокрого гасіння коксу

.2.2 Технологічна схема, принцип роботи та коефіцієнт корисної дії

процесу сухого гасіння коксу

.3 Вплив технології сухого гасіння коксу на навколишнє середовище

.4 Розрахунок матеріального балансу коксування вугільної шихти

.5 Висновки до аналітичної частини

. Основна частина

2.1 Розрахунок кількості коксових камер і основного устаткування

.2 Обґрунтування вибору сухого гасіння

2.3 Технологічна схема установки сухого гасіння коксу

.4 Експлуатація та удосконалення роботи установки сухого гасіння коксу

.5 Порівняльна характеристика якості коксу сухого та мокрого гасіння

Висновки

ВСТУП

В Україні 80 % коксу охолоджують мокрим гасінням. При цьому при виробництві кожної тони коксу утворюється 0,3-0,4 м³ хімічно забруднених стічних вод. Виключити утворення такого стоку неможливо, тому що вода надходить у технологічний процес із сировиною (з вугільною шихтою) і утворюється в процесі коксування. Після біохімічного очищення стічні води коксохімії не можуть бути скинуті безпосередньо у водойми. Очищені стоки направляють на контактне охолодження (гасіння) виданого з камер коксування коксу. Все його тепло витрачається на випарювання води в атмосферу. Утворюється потужний викид шкідливих речовин в атмосферу через залишковий вміст аміаку та інших речовин у воді, що надходить на гасіння.

В зв'язку з вище викладеним, дуже актуально розглянути основні технічні характеристики технологічної схеми сухого гасіння, основні екологічні характеристики, вплив на стан атмосферного повітря, а також розробити заходи вдосконалення устаткування сухого гасіння коксу.

При рішенні ряду наукових завдань можна використовувати наявні передумови для створення великомасштабного хімічного реактора для виробництва на базі тепла розжареного коксу газоподібних відновників для доменного процесу або синтез-газів для отримання моторних палив [1].

Одним з найперспективніших шляхів, що дозволяють вирішити ці завдання - це заміна традиційного мокрого гасіння коксу на прогресивний метод сухого гасіння коксу, заснований на високоефективному використанні величезних ресурсів вторинного тепла розжареного коксу, які при мокрому гасінні викидаються в атмосферу разом з парою і великими кількостями шкідливих речовин.

Цей шлях дає можливість не тільки використовувати фізичне тепло розжареного коксу для отримання пара енергетичних параметрів з подальшим його використанням як енергоносія, але і значно підвищити якість коксу, а також техніко-економічні показники доменного процесу і коксохімічних підприємств; особливе значення при цьому набуває можливості рішення екологічних проблем, що мають велику перспективу в справжньому майбутньому.

Рішення цих завдань засноване на фізико-хімічних процесах, лежачих в основі новітніх технологій [1].

Передбачається,що запропонована технологія сухого гасіння коксу згідно проекту Гипрококсу, дозволить виключити викиди шкідливих речовин в атмосферу та підвищити якість коксу.

1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА

.1 Вплив коксохімічного виробництва на навколишнє середовище

Коксохімічне виробництво ПАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг» відноситься до числа підприємств - забруднювачів природного середовища міста Кривий Ріг. У процесі виробничої діяльності КХВ можна виділити наявність наступних екологічних аспектів: викиди забруднюючих речовин в атмосферу від стаціонарних джерел забруднення; утворення стічних промислових стоків; вплив промислової діяльності на якість атмосферного повітря в робочій зоні; утворення промислових та побутових відходів.

Усі основні виробничі цехи коксохімічного виробництва вносять свій внесок у загальні валові викиди забруднюючих речовин в атмосферу. Найбільший об'єм викидів від стаціонарних джерел має коксовий цех № 1. Відповідно до ДСТУ ССБП 12.1.005-88 припустимий вміст вугільного пилу в повітрі не повинен перевищувати 4 мг/м³ [1]. Насправді ж запиленість у багато разів перевищує припустиму норму. Вона коливається від одиниць до тисяч міліграмів у кубічному метрі повітря.

Технологічний процес коксування супроводжується викидами шкідливих речовин з повітряників агрегатов і ємностей.

У вуглепідготовчому цеху (ВПЦ) при розвантаженні, складуванні, дробленні вугілля, при дозуванні компонентів вугільної шихти, а також із труб аспіраційних установок в атмосферу викидається вугільний пил. З димарів гаража розморожування вугілля виділяються продукти згоряння очищеного (зворотного) коксового газу: оксиди азоту, окис вуглецю, сірчистий ангідрід (табл. 1.2). Коксові цехи є основними забруднювачами повітряного басейну серед всіх цехів КХВ. Джерелами утворення викидів забруднюючих речовин в атмосферу є процеси завантаження шихти в коксові печі, видачі готового коксу з печей, гасіння коксу в гасильних баштах із застосуванням очищеної на біохімічній установці води, коксові рампи, коксосортувальня й опалювальна система коксових батарей. При завантаженні шихти в камери коксування в атмосферу надходять забруднюючи речовини (табл.1.1). Виділення забруднюючих речовин обумовлено витисненням газоповітряної суміші з камер коксування при завантаженні шихти, а також початком утворення й виділення летючих компонентів процесу коксування.

При видачі коксу виділення шкідливих речовин проходить зі стояків перед видачею коксу й під час приймання коксового пирога в гасильні вагони, а також під час проходження (руху) гасильних вагонів зі коксом під башти гасіння.

При мокрому гасінні коксу водою, що пройшла біохімічне очищення, відбувається втрата води в кількості 0,5-0,6 м³ на 1 т виробленого коксу [2].

На коксових рампах відбувається випарювання вологи після мокрого гасіння. При транспортуванні коксу, у місцях перепадів, а також при його сортуванні відбувається виділення коксового пилу, що забруднює атмосферне повітря.

Одним з основних джерел утворення забруднюючих речовин є опалювальні системи коксових батарей.

У цеху уловлення виконується очищення коксового газу з одержанням товарної продукції - бензолу сірого кам'яновугільного, смоли тяжкої уловлення, сульфату амонію. Основними джерелами викидів забруднюючих речовин в атмосферу є: градирня кінцевого охолодження коксового газу, люки та повітряники хімічної апаратури, відкриті ємкості та відстійники.        

У цеху сіркоочистки виконується очищення коксового газу після цеху уловлення від сірководню з утворенням сірчаної кислоти. Через повітряники технологічного обладнання викидаються в атмосферу забруднюючи речовини.

КХВ у своїй виробничій діяльності не виконує забір води з природних водних об'єктів, має замкнутий цикл водоспоживання. Скиди усіх видів вод у природні водойми на КХВ відсутні.

Таблиця 1.1- Перелік забруднюючих речовин, які викидаються в атмосферне повітря стаціонарними джерелами викидів основних цехів КХВ «АМКР»

Промислові стоки в повному обсязі, через фенольну каналізацію, подаються на біохімічну установку, де очищуються від вмісту забруднюючих речовин. Після очищення на БХУ очищенні води подаються на мокре гасіння коксу, тобто КХВ має замкнутий цикл технологічного водопостачання.

Коксовий цех забруднює атмосферу викидами пилу, сірчистих з'єднань, окислу вуглецю, фенолу і іншими шкідливостями, що утворюються головним чином при завантаженні і видачі коксу, гасінні коксу, від систем аспірації коксосортування і перевантажувальних вузлів, а також від димарів (табл.1.2).

При завантаженні шихти без інжекції від однієї печі, за даними Гипрококсу, виділяється: пороши 1,25 кг при насипній шихті і 0,76 кг при трамбованій; оксид вуглецю 2,18 кг; смоли і масел 1,59 кг; бензолових вуглеводнів 0,57 кг [3].

Таблиця 1.2 - Викиди забруднюючих речовин в атмосферу коксового цеху

Кількість сірководню і сірчистого газу, що виділяються при завантаженні однієї печі, залежать від вмісту сірки в шихті. У разі застосування інжекції при завантаженні шихти викиди знижуються в 2,1 разу, а при бездимному завантаженні - в 16 разів. При видачі коксу від однієї печі виділяється 2,8 кг пилу і 0,606 кг окислу вуглецю [4]. Показники викидів через димарі залежать від палива, вживаного для опалювання коксових батарей. Максимальна розрахункова кількість викидів визначається кількістю коксу, що поступає на гасіння. При сухому гасінні коксу за одну видачу, за даними Гипрококсу, виділяється 1,6 кг пилу і 1,12 кг окислу вуглецю [4].

Для розрахунку викидів хімічних цехів можна приймати, що у відділеннях конденсації і аміачно-сульфатном на кожну батарею доводиться сім повітряників, з яких виділяються аміак (0,02 г/хв), а також невелика кількість сірководню, пиридинових основ і ціаністого водню.

У відділенні уловлювання і дистиляції бензолу на кожну батарею доводиться по одну повітрянику висотою 5-9 м з викидами в кількості 1,6 г/хв.

Цех очищення коксового газу від сірководню викидає в атмосферу сірчистий газ - 1,34 г/хв на одну батарею. Газ, викидається через труби, заввишки близько 30 м із швидкістю викиду 2,6 м/хв. і температурою 50 ^оС.

Крім того, хімічні цехи забруднюють атмосферу наступними викидами від вентиляційних установок (на одну батарею) [4]:

Пари бензолу................................................................0,216

Ароматичні вуглеводні …………………………….......0,2

Оксид вуглецю.............................................................. 0,058

1.2 Аналіз існуючих технологій гасіння коксу

Технологічний процес виробництва коксу закінчується видачею його з печей при температурі 950-1100 °С. Щоб запобігти горінню розжареного коксу після вивантаження з печі, а також зробити кокс придатним для транспортування і зберігання, необхідно понизити його температуру до 250-100 °С, при якій виключається самозагорання і тління, тобто необхідно кокс «гасити» [1]. Гасіння коксу є важливою технологічною операцією, від якої залежить вміст і коливання в ньому вологи, його якість, а також термін служби транспортерів і умови праці на коксосортувалках [1].

Існують два методи охолодження - гасіння коксу: мокрий і сухий. При мокрому гасінні кокс охолоджують шляхом зрошування його певною кількістю води в спеціальному пристрої - гасильній башті. Пристрій обладнано системою трубопроводів, форсунок-розпилювачів, через які вода подається на розжарений кокс, що знаходиться у вагоні.

При сухому гасінні охолодження проводять шляхом продування через шар розжареного коксу інертного газу, циркулюючого в замкнутій системі. Нагрітий інертний газ проходить на котел-утилізатор і таким чином використовується тепло коксу [1].

Виданий з печей кокс охолоджується водою (мокре гасіння), або циркулюючими газами (сухе гасіння коксу). При мокрому гасінні, поки що найбільш поширеному, тепло розжареного коксу не використовується, при сухому - використовується для отримання пара високих параметрів.