Реферат Основи коксування пеку

 

Основи коксування пеки


Запровадження

Основні види вуглецевого сировини коксохімічного (кам'яновугільного) походження, використовуваного дляуглеграфитових матеріалів - кам'яновугільний пік іпековий кокс. Необхідність розширення й вдосконаленням їхніх виробництва диктується переважно потребами чорної та кольорової металургії. Пік іпековий кокс використовують як:

зв'язувальної (пік) у виробництві графітованих виробів, зокрема великогабаритних спеціальних електродів для великовантажних дугових сталеплавильних печей, і навітьуглеграфитових конструкційних матеріалів; у виробництвіуглеграфитових блоків підвищеної стійкості, безводній легеневої маси для доменних печей,смолодоломитових вогнетривів для футерівки сталеплавильних конверторів;

зв'язувальної (пік) і наповнювача (>пековий кокс) і при отриманні анодною маси для електролізеров у виробництві алюмінію;

сировини (пік іпековий кокс) для виробів електротехнічній в промисловості й ін.

Сировиною дляпекового коксу є високотемпературний пік. Явища, що відбуваються прикоксовании пеки, є ряд складних хімічних, фізичних, фізико-хімічних, структурних ітермомеханических процесів, що супроводжуються зміною фізико-хімічних властивостей вихідного речовини - високотемпературного пеки - під час переходу їх у напівкокс і кокс.

Процес коксування пеки в печах можна розділити деякі стадії, відповідні температурним інтервалам. Найважливіше стадія, що надає визначальний влив на характер процесу, вихід і якість коксу, відбувається у температурному інтервалі450-600°С. У цьому стадії відбувається дистиляціялегкокипящих фракцій, піроліз основної маси пеки із заснуванням газоподібних і рідких продуктів, затвердіннясильновязкогоутяжеленного залишку й освіту напівкоксу. Потім у відповідність до підвищенням температури відбувається виділення летючих речовин, переважно багатих воднем, з'являютьсяусадочние тріщини, коксовий масив відступає від стін камери, й набуває властивості готового продукту.

Зміна хімічного складу пеки у процесікоксообразования, що полягає в наростання змісту вуглецю і зменшення водню, можна простежити за даними проелементном складі:

                                                 З М N P.SO2

>Високотемпературний пік 92,73 4,42 1,43 0,82 0,60

>Полукокс. . . . . 93,81 3,28 1,39 0,68 0,84

Кокс......... 96,52 0,98 1,22 0,58 0,70 .

Деяка частинаазотсодержащих сполук пеки прикоксовании не змінюється чи перетворюється на аміак. Багато азоту залишається в коксі. Сірка пеки частково виділяється з газом як сірководню, частково розподіляється впековой смолі і коксі яксероорганических сполук.

Зміна складупекококсового газу в міру підвищення температури коксування характеризується зменшенням змісту метану і різким збільшенням змісту водню. Це зазначає, щодо500°С протікають процеси піролізу і крекінгу, що супроводжуються виділенням метану, за більш високої температурі основний реакцією стаєдегидрирование, що призводить до освіті продуктів полімеризації і поліконденсації.

Більшістьпековой смоли виділяється до550°С при малому кількості що утворився газу. Очевидно, до цієї температури здійснюється дистиляціятермоустойчивих висококиплячих фракцій пеки, до складу яких входять такі сполуки, яккоронен,пицен та інших.

З підвищенням температури відбору смоли збільшуються щільність і молекулярна маса. Отже, зростає зміст більш конденсованих ароматичних вуглеводнів.

>Нелетучийостаток-полукокс, створений у період коксування пеки, на підвищення температури зазнає значних змін. Змінюється елементний склад пеки, підвищується у якому вуглецю і зменшується зміст водню.

При600°С і від відзначається інтенсивний ріст відносиниС/Н, що може засвідчувати про посилення поліконденсації. До зазначеної температури це явище немає; для дослідження твердих залишків з допомогою Епр встановлено підвищена концентраціяПМЦ (вільних радикалів інеспаренних електронів). Очевидно, при високих температурах до600°С відбувається максимальне розкладанняпекового речовини, що виражається вотщепленииметальних груп, і водню. Можливо, має місце і деструкція продуктів ущільнення окремих ароматичних циклів, що створює умови на шляху зростання ароматичних сіток.

Інтервал температур550-600°С характеризується також збільшенням щільності, різким зменшенням електроопору і проявом механічних властивостей коксу, що можна пояснити активним протіканням процесів внутрішнього структурування його речовини, тобто. упаковкоюароматическивисококонденсированних молекул в пакети.

Можна констатувати, що на підвищення температури нагріву ядра молекул, які збензольних кілець, подібнихмонослоям в графіті, збільшуються у вигляді, звільняються й від бічних атомів і груп, складаються в стоси, створюючи структурні одиниці високого рівня упорядкованості. Проте їх можна вважати кристалами, оскільки вони мають гранично упорядкованим тривимірної структури, властивоюкристаллитам графіту.

Наявність у пеку багатьохтермоустойчивих ароматичних вуглеводнів утрудняє перехід від лінійної досотообразной конденсації проти іншими вуглецевими речовинами.

Припрокаливании іграфитированиипекового коксу відбуваються подальші значнівнутримолекулярние зміни, спрямовані у бік підвищення упорядкованості структури, збільшуються розміри пакетів, кількість блокового вуглецю, помітно зменшуєтьсямежплоскостное відстань. Одночасно згладжуються розбіжності у властивості коксу залежно від технологічних умов - кінцевої температури і швидкості коксування, тривалостіперестоя.

Особливості вихідного сировини позначаються частково на сирих і прожаренихкоксах.Високотемпературний пік зпековой смоли погіршує здатність коксу до ущільнення припрокаливании, тож треба суворо дозувати кількість які йдуть на коксування високотемпературних пеків, отриманих зсреднетемпературного пеки іпековой смоли.

В Україні країнипековий кокс роблять у спеціальних камернихдинасових печах (мал.1), мають деякі конструктивні відмінності між печей для коксування вугілля. Ці відмінності полягають у кращої герметизації стін кладки камер коксування великих обсягахгазоотводящих отворів в перекриттях камер тощо.

>Рис.й. Схемапекококсовой печі системиГипрококса

>Печи мають індивідуальну опалювальну систему кожному заобогревательного простінка і на обігрівкоксовим газом. Товщина стін 170-200 мм дозволяє здійснювати надійну перев'язку і герметизацію всіх вертикальних швів, виходять до камери коксування. Верхній рівень обігріву розташований висоті 600-800 мм від зводу камери.

Розміри камери коксування: довжина 13120 мм, висота 3000 мм, ширина 450 мм. Температура в контрольнихвертикалах з машинної боку підтримується лише на рівні 1220 -1310°С, з коксовій 1260 - 13400З.

Розміри камери коксування: довжина 13120 мм, висота 3000 мм, ширина 450 мм. Температура в контрольнихвертикалах з машинної боку підтримується лише на рівні 1220 -1310°С, з коксовій 1260 - 13400З.

Завантаження пеки (18,0-19,5 т) здійснюється через одне або двоє завантажувальних отвори з диференційованої швидкістю, підібраною в такий спосіб, щоб у камері підтримувалося мінімум рідкої фази. Період завантаження 5-6 год.

Слід зазначити, що способу завантаження пеки в печі на коксохімічних підприємствах приділяється багато уваги, оскільки впливає на поведінка пеки в камері, визначає продуктивність установки термін їхньої служби печей і якістьпекового коксу. У роки входження у експлуатаціюпекококсових печей завантаження їх здійснювалася безупинно протягом 2,5-3,5 год по кільцевомупекопроводу з встановлених наверху печеймерников. Насправді цей спосіб не виправдав через малої завантаження пеки (у йоговспучивания), великий усадки коксового пирога,заграфичивания склепінь, стін камер, труднощі видачі коксу.

Надалі було розроблено на кілька варіантів новий спосіб, що полягає у зниженні інтенсивності завантаження. Останнє хоч і призвело до подовження періоду завантаження, але дозволило збільшити загальна кількістьзагружаемого пеки, поліпшититеплотехнические умови для вогнетривкої кладки, підвищити використання обсягу камер і продуктивність печей. Варіанти завантаження стосуються переважно порядку й місця подачі пеки до камери. Було розроблено технологічна схема, характерною рисою якої є взаємозв'язок схеми завантаження і серійності видачі.Дозатори встановлено на печах стаціонарно і пов'язані з певних захворювань і постійним кількістю печей.Дозатор 1, готовий до регулювання витрати пеки з двох лініях, обладнаний двома перемикачами витрати 2. В кожній лінії встановлено витратоміри 3. Для розподілу пеки по печам служать багатоходові крани 4. >Загрузочние патрубки, стояки ітермокомпенсатори є такі на схемою позиціями 3-7. [1,c.98]

Тривала промислова експлуатація ряд коксохімічних підприємств показала ефективність системи та її надійність

>Коксовая батарея компонується з печей, які групуються на блоки по 5-7 камер. Видача печей здійснюється за серійності 2-1, що забезпечує оптимальні умови експлуатації. На деяких заводах до створення оптимальних умов праці для робочих, обслуговуючих видачу печей, забезпечення рівномірної разової завантаженнягазосборников прийнята серійність 5-2 і 7-2. Контроль теплотехнічного режимупекококсових печей аналогічний контролю, застосовуваному на звичайних коксових печах.

Готовністьпекового коксу визначається температурою по осі коксового пирога, що до кінця періоду коксування сягає950-1050°С.

Для завантаження камер пеком служать дозатори. Кожен блок печей (5-7 камер) обслуговує один здвоєний дозатор, має дві незалежні устрою для перемикання витрати пеки. Воно виконано яксемиходового (чипятиходового) крана, що дозволяє переключити завантаження з одного печі в іншу, відповідно досерийностью видачі печей 7-2 чи 5-2. Одночасно від однієї дозатора вантажаться дві печі. Процес завантаження камер автоматизовано.

Серйозним чинником, від якого значною мірою залежить нормальна експлуатація, отже, і термін їхньої служби печей, є освіту у пічних камерах графіту. Щоб запобігти та найкращого видалення його відкладень рекомендується знижувати рівень обігріву пічних камер, зменшуватиподсводовое простір з допомогою повноти і рівномірності завантаження, додавати досреднетемпературному печу іпековой смолі дистиляти, систематичнообезграфичивать склепіння камер повітрям. Впровадження цих заходів за високої культурі експлуатації печей дозволило продовжити термін їхньої служби печей наЧереповецком металургійному заводі до 11-12 років.

Зазвичайпековий кокс, видають зпекококсових печей, охолоджується методом мокрого гасіння і вирушає назавод-потребитель, де він у спеціальних печах піддаєтьсяпрокаливанию при високих температурах близько 1300 °С. Це дуже трудомістка і енергоємна операція, що з великими втратамипекового коксу. Пропонувався спосібпрокаливанияпекового коксу у грубних камерах, який, проте, непоширене. Зазвичайпековий кокс, видають зпекококсових печей, охолоджується методом мокрого гасіння і вирушає назавод-потребитель, де він у спеціальних печах піддаєтьсяпрокаливанию за температур близько 1300 °С. Це дуже трудомістка і енергоємна операція, що з великими втратамипекового коксу. Пропонувався спосібпрокаливанияпекового коксу у пічних камерах, який, проте, непоширене.

>Гипросоксом розроблено й здійснено методпрокаливанияпекового коксу комплексно з сухим гасінням. Застосування установки сухого гасіння (>УСТПК) економічно ефективно й має такі переваги:

значне збільшення ресурсів дорогого сировини -пекового коксу - рахунок зменшення втрат припрокаливании, що є всього 2-3%;

виняток забруднення повітряного басейну;

3) використання тепла розпеченого коксу припрокаливании, позаяк у установку завантажується виданий з камер коксуванняпековий кокс з температурою950-1050°С;

4) отримання пара із тиском 0,7-0,8МПа і температурою165-175°С;

5) виняток необхідностірассевапекового коксу.

>Прокаливаниепекового коксу здійснюється шляхом згоряння коксового газу та летючих речовин над шаромсвежезагруженногопекового коксу. Загальний вид установки представлений мал.2. [1,с.135]

Промислові випробування наЧереповецком металургійному заводі показали практичну можливість і доцільністьпрокаливания наУСТПКпекового коксу з температурою готовності900-950°С замість зазвичай практикованою1050-1100°С. І тут депотріскування ввозяться основному з допомогою тепла згоряння газоподібних продуктів, що виділяються при диференційованої подачі повітря на камеру. Тривалістьпрокаливания 60 хв.

Рис.2. Установкапрокаливания і сухого гасінняпекового коксу: 1 - >коксоприемний вагон; 2 - >скиповий підйомник; 3 - камерапрокаливания; 4 - камера гасіння; 5 - >пилеосадительний бункер; 6 -котел-утилизатор; 7 -пилеулавливающий циклон; 8 - >димосос; 9 - регенератор; 10 - повітряний вентилятор; 11 - конвеєрпотушенного коксу; 12 - >сбросник свічки [2,с.56]

>Прокаливание наУСТПКпекового коксу з температурою готовності900-950°С дозволяє зменшити період коксування на 4-5 год і інтенсифікувати роботупекококсових печей. У цьому пориста структурапрокаленногопекового коксу характеризується значно більшою середнім розміром пір і більше стовщеними їх стінками, що є істотним якісним перевагою під час використання коксу на приготування анодної маси.Опитно-промишленная розпорядження проЧереповецком заводі забезпечує достатнюпрокалку і сухе гасінняпекового коксу та її високу якість.


Укладання

Доменний процес як основний ланка в циклі виробництва чорних металів займає своє місце у чорної металургії і має можливість досить тривалу перспективу. Це своє чергу сприятиме збільшенню попиту кам'яновугільний кокс як специфічний вид доменного палива, який лише частково усунути інші види палива. Багато виробленої і перероблюваної кам'яновугільної смоли визначає провідної ролі коксохімії у забезпеченні: багатьох галузей народного господарствауглеродистим сировиною. Заодно слід врахувати, що у таких найважливіших галузях промисловості, як чорна металургія (сталеплавильне і доменне виробництво), кольорова металургія (алюмінієве виробництво), хімічна промисловості, як збільшується попит науглеродистие матеріали, а й підвищуються вимоги до їх якості і властивостями.

У наступні роки очікується подальше перерозподіл питомих кількостей пеки,расходуемого якелектродное сполучне і виробництвопекового коксу. Концентрація переробки смоли нашій країні найближчим часом передбачається основному з допомогою розширеннясмолоперерабативающих цехів що на деяких коксохімічних заводах, до складу яких входять коксохімічні виробництва зсмолоперерабативающими цехами.


Перелік посилань

1. ЛевінЕ.Б.Коксохимическое виробництво. М.: Металургія, 1968. -488с.

2. Привалов В.Є., Степаненко О.К.Каменноугольний пік. М.: Металургія, 1981. -450с.


Схожі реферати:

Нові надходження

Замовлення реферату

Реклама

Навігація