Технологія високотемпературного коксування з отриманням недоменного коксу

N = ~82, 5 кВт.

Для визначення загального зусилля штанги при видачі коксу приймаємо наступні данні (рис.2.13): вагу штанги 13000 кг, головки штанги 2200 кг, повзуна 890 кг; l₁=1380 см; l₂= 220 см; l₃= 690 см; l₄= 277 см; відповідно G_пер= 2200 +1590 = 3790 кг; G_ср= 8280 кг; G_хв= 3130; G_n= 890 кг; діаметр опорного ролика D= 450 мм та осі його d= 90 мм;швидкість штанги v= 30м/хв.;вага коксового пирога Q= 12000 кг; довжина камери L= 13 м; t₁= 0,02 с; f₂= 0,65 f₁= 0,49; ш= 2; Q₁= 2000 кг.

Рис. 2.13 - Схематичне положення штанги у момент виштовхування коксу

Визначимо зусилля видачі коксу при першому положенні штанги в момент зіткнення головки з коксовим пирогом.

Опір пересуванню штанги по роликах знаходимо за формулою:

щ=G, (3.8)

де G - вага штанги, головки та повзуна,кг;

- діаметр осі ходового ролику,см;

- діаметр опорного ролику, см;

- коефіцієнт тертя та ковзання у підшипниках осі опорних роликів дорівнюємо 0,15;

₁ - коефіцієнт, що враховує тертя у ребордері ходового колеса 2,5.

щ= 16090 = 777 кг.

Силу інерції покою коксового пирога знайдемо таким чином:

P_k = ,

де - вага коксового пирога, кг;

- швидкість сили тяжіння, 9,81 м/с²;

- швидкість встановленого руху штанги при видачі коксу, м/с ;

₁ - час досягнення коксового пирога штанги, с;

P_k = 30581 кг.

Тоді опір пересування коксового пирога буде:

P_w= ₂, (3.9)

де ₂ - коефіцієнт тертя коксу, дорівнюємо 0,65.

P_w = 120000,65 = 7800 кг.

Знайдемо загальне зусилля штанги:

P = w₁+ P_k+ P_w;

P = 777+30581+7800= 39158 кг.

Приймаємо значення Р= 40000 кг.

4. Екологічна частина

При їх використанні викиди в атмосферу утворюються при проведенні наступних операцій:

- спалювання попутних продуктів коксування;

- завантаження шихти в камеру коксування;

- видача коксу з камери коксування;

- охолоджування коксу в баштах гасіння.

Основним джерелом виділення шкідливих речовин на вищезгаданих підприємствах є процес спалювання попутних продуктів коксування, в результаті якого утворюються газоподібні продукти горіння, що містять шкідливі домішки: діоксид сірі, оксиди азоту, оксид вуглецю, залишки вуглеводнів, тверді частинки золи.

Перед викидом в атмосферу продукти горіння піддаються очищенню від діоксиду сірі і зважених частинок. Очищення від діоксиду сірки проводиться за допомогою вапна, очищення від зважених частинок і доочистка від діоксиду сірі - в рукавному фільтрі. Використовуваний при цьому процес називають сухою або напівсухою абсорбцією, оскільки при цьому виходить суха суміш сульфату і сульфіту кальцію з вапном, що не прореагувало. Після очищення продукти горіння потрапляють в атмосферу через димар, заввишки 91м, діаметром 6м. На заводі "Indiana Harbor" передбачений також скидання частини продуктів горіння без очищення (до 6% загального об'єму) через скидну трубу казана при його зупинці. Це обумовлено відсутністю запасу потужності енергетичної установки підприємства. При будівництві нових заводів це джерело буде відсутнє. На заводі "Indiana Harbor" для компенсації викидів по діоксиду сірі і зваженим речовинам, що відбуваються при зупинці казанів, введено додаткове очищення на інших джерелах, що викидають зважені речовини, і зроблено глибше очищення продуктів горіння після енергетичної установки від діоксиду сірі. Слід звернути увагу на низький вміст оксиду вуглецю і вуглеводнів в продуктах горіння печей "без уловлювання", обумовлених умовами спалювання побічних продуктів коксування: тривалість спалювання не меншого 6 секунд, температура 1100 - 1300°С, зміст кисню в кінці процесу 6 - 8% за об'ємом, ступінчаста подача повітря. Наприклад, вміст оксиду вуглецю в продуктах горіння складає не більш 1ррт (мільйонній частині), що менш фонових концентрацій в міському і сільському повітрі, які складають 5-50 і 1-3 ррт відповідно. Основним вуглеводнем в попутних продуктах коксування є бензол. Його залишкова концентрація в продуктах горіння складає 12-23 ррб (мільярдних частин). Джерела викидів, що відбуваються при проведенні процесів завантаження печей, видачі і гасіння коксу описані дуже стисло:

- пил, що утворюється при завантаженні печей, відводиться в систему аспірації, обладнану вбудованим рукавним фільтром; продуктивність вентилятора 54000 м7час;

- аспіраційна система для уловлювання пороши, що виділяється при видачі коксу, складається з навісів, що вкривають коксову сторону кожної батареї, повітряпрводів і загального для всіх батарей рукавного фільтру; вентилятор цієї аспірационної системи має продуктивність 290000 м3/час;

- башти гасіння обладнані інерційними уловлювачами.

За джерелами викидів пороши, що утворюється при транспортуванні, сортуванні і відвантаженні коксу у вивченій літературі інформація відсутня. Не вказані також нормативи викидів для них. При цьому нормативи викидів приведені для наступних джерел: труби аспірационної системи машин завантаження / видачі, труба аспірационної системи.

Висновки

В цій роботі були проаналізовані технології виробництва не доменного коксу на двопродуктових заводах таких країн, як США, Австралія, Німеччина, Японія та Індія. Опит заводу "Indiana Harbor" працюючого по технології виробництва коксу "без уловлювання" з 1998 року, показав, що підприємство, яке виробляє кокс в печах "без уловлювання", в умовах США є прибутковим. Результати обстеження, що наведені в літературі, дозволяють зробити наступні висновки:

- капітальні затрати на будівництво нових заводів для виробництва коксу "без уловлювання" в умовах США нижче, чим для заводів "з уловлюванням" при однаковій продуктивності;

- витрати по труду на виробництво коксу "без уловлювання" нижче, ніж "з уловлюванням".

- виробництво коксу "без уловлювання" є безстічним та не має твердих токсичних відходів;

- питомі викиди до атмосфери при виробництві коксу "без уловлювання" нижче, ніж "з уловлюванням". При цьому зменшується кількість джерел викидів, відсутні неорганізовані джерела викидів, спрощено контроль за викидами.

- застосування печей "без уловлювання" дозволяє розширити сировинну базу коксування. При однаковому складі шихти показники якості коксу, отриманого в цих печах, вище, ніж в печах "з уловлюванням".

- вугільним і металургійним підприємствам України, Росії та Казахстану, якщо брати на увагу сировинну базу коксування, доцільно мати виробництво доменного коксу без уловлювання хімічних продуктів коесування. Всі нові процеси, розробляємі в коксохімічній галузі різних країн, потребує ще підтвердження своєї технічної і економічної зрілості, а сучасний рівень розвитку традиційної технології виробництва коксу (відносно сучасного рівня знань) можна роздивлятися як оптимальний.

Перелік посилань

1. В. Г. Зашквара, А.Г. " Дюканов Подготовка углей к косованию"

2. Сысков К. И., Королёв Ю. Г. Коксохимическое производство. М., "Высшая школа", 1969.

3. Шубеко П. З., Еник Г. И. Непрерывный процесс коксования. М., "Металлургия", 1974.

4. Лейбович Р. Е. и др. Технология коксохимических производств. М., "Металлургия", 1974.

5. Луазон Р., Фош П., Буайе А. Кокс. М., "Металлургия", 1975.

6. Браун Н. В., Глущенко И. М. Перспективные направления развития коксохимического производства - М.: Металлургия, 1989. - 271 с.

7. Ткачев В. С., Остапенко М. А. Оборудование коксохимических заводов: Учеб. пособие для техникумов. - М.: Металлургия, 1983. - 360 с.