РАЗДЕЛ 2
РАЗРАБОТКА ТЕПЛОМЕХАНИЧЕСКИХ СХЕМ, МЕТОДИКИ И АЛГОРИТМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ
СИСТЕМ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОТЫ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ
Исследования описанные в данном разделе направлены на разработку рациональной
технологии утилизации теплоты мокрого тушения кокса, и включают в себя: новые
тепломеханические схемы систем утилизации теплоты и обезвреживания вредных
выбросов, методику и алгоритм определения параметров систем, с использованием
более эффективных контактных теплоутилизаторов выполненных на базе ФК
применительно к отечественным коксохимическим производствам (КХП). Решение
поставленных в работе задач позволит повысить эффективность утилизации теплоты
парогазовых выбросов при мокром тушении кокса.
2.1 Разработка тепломеханических схем
В процессе разработки новых тепломеханических схем систем утилизации теплоты и
обезвреживания вредных выбросов при мокром тушении кокса, необходимым этапом
является выбор наиболее рациональной компоновки основного элемента системы –
контактного теплоутилизатора выполненного на базе ФК. Конструкция стандартной
ФК представляет собой двухрядный пучок труб с форсунками включёнными встречно.
Размеры ФК связаны с производительностью форсунок и расходами парогазовой
смеси. Последнее обстоятельство обуславливает количество секций двухрядных ФК в
ступенях контактного аппарата теплоутилизатора. Компоновка ФК также связана с
относительным направлением тока парогазовой смеси и может быть как
горизонтальной, так и вертикальной. Вертикальная компоновка ФК позволяет
увеличить продолжительность времени контакта парогазовой смеси с распыливаемым
теплоносителем, однако, возникающий при этом капельный противоток создаёт
дополнительное гидравлического сопротивление потоку и ведёт к увеличению
давления в ФК, потерям парогазовой смеси через неплотности конструкции
тушильной башни и с уносом. Типичным решением является горизонтальная
компоновка ФК, которая позволяет своевременно отводить теплоноситель из зоны
контакта и создаёт минимальные гидравлические сопротивления потоку.
Окончательное решение по выбору компоновки ФК принимается на основании
технико-экономического обоснования (ТЭО), применительно к особенностям
действующих УМТК.
Проведенное в первом разделе обоснование выбора направлений совершенствования
системы утилизации теплоты и обезвреживания вредных выбросов при мокром тушении
кокса позволило разработать тепломеханическую схему устройства для мокрого
тушения кокса, оборудованного контактным аппаратом на базе ФК и системой
обезвреживания парогазовых выбросов и транзитных тушильных вод, в виде рис. 2.1
[28, 29].
Устройство для мокрого тушения кокса включает в себя следующие элементы:
тушильную башню 1; подъездные пути 29 для тушильного вагона 28 и электровоза
27; входной проём ворот 2 закрываемый щитом 3 закреплённым на сцепке 5
электровоза и тушильного вагона; демпфер 4; оросительное устройство 6; три
ступени конденсации, выполненные на базе ФК 7,8,9; приёмно-распределительные
лотки 10, 11, 12; газоход 13 для подачи парогазовой смеси на дожигание из
газопромывателя 14; побудитель расхода 15; устройство для сжигания вредных
примесей с теплообменниками 16, 19, горелкой 17 и реактором 18; трубопровод
горячего теплоносителя в систему утилизации 20; трубопровод отвода
Рис. 2.1. Тепломеханическая схема устройства для мокрого тушения кокса [28].
очищенного газа в атмосферу 21; отстойники соответствующих ступеней конденсации
22,23; насос 24; теплообменник теплосети 25; устройство для очистки воды 26;
отстойник транзитной тушильной воды 31; насос 32; клапан 33 подачи подпиточной
воды из внешних сетей 34; каналы для отвода транзитной тушильной воды
Устройство для мокрого тушения кокса, показанное на рис. 2.1, работает
следующим образом: электровоз 27, по подъездным путям 29 подаёт тушильный вагон
28 с раскалённым коксом в тушильную башню 1, закрывая входной проём ворот 2
закреплённым на сцепке 5 щитом 3, с помощью демпфера 4, после чего включается
оросительное устройство 6, в которое, из отстойника 31, насосом 32, при
соответствующем положении клапана 33, подается тушильная вода. Часть тушильной
воды, при контакте с раскалённым коксом, испаряется, а другая часть, это так
называемая «транзитная» тушильная вода, через канал 30, возвращается в
отстойник 31, для выделения шлама и мелких частиц кокса. При этом в начале
процесса тушения кокса 50 - 60 % фенолов из тушильной воды переходит в паровую
фазу, 3 – 5 % остаётся в транзитной воде, а 35 – 45 % сгорает. В целом, в
«транзитной» тушильной воде, после тушения, содержание фенолов и аммиака
уменьшается примерно в пять, сероводорода в десять раз [3-7]. Парогазовая смесь
поступает в зону над оросительным устройством 6, где размещены секции ФК 7, 8,
9 трёх ступеней конденсации пара. Распыливаемый теплоноситель и конденсат из ФК
попадает на приемно-распределительные лотки 10, 11, 12 и в отстойники
соответствующих ступеней конденсации 22, 23, причём в отстойнике 22 имеется
возможность дополнительного нагрева теплоносителя путём барботирования паром,
поступающим из теплообменника 19 устройства для низкотемпературного сжигания
вредных примесей в газах. Теплоноситель из отстойника 22 первой и второй
ступеней конденсации, посредством насоса 24 подается в водо-водяной
теплообменник системы теплоснабжения и в химводоочистку 26, после которой
очищенная вода поступает в напорные баки третьей ступени конденсации и, далее,
в ФК 9, а теплоноситель из отстойника 23 поступает в напорный бак, минуя
теплообменник 25 и, далее, подаётся в ФК 7,8. Напорные баки первой, второй и
третьей
- Київ+380960830922