Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУХОГО ТУШЕНИЯ КОКСА

Изобретение относится к коксохимической промышленности, в частности к устройствам для сухого тушения кокса.

Исследования процесса сухого тушения кокса показали, что температурный режим в камере сухого тушения кокса имеет различные характеристики: в пристеночной зоне она не превышает 350°С, а в центральной зоне достигает 750-800°С. Обеспечение эффективного тушения кокса усложняется тем, что кокс в процессе перемещения по высоте подвергается сегрегации, в результате которой более крупные куски раскаленного кокса перемещаются к периферии камеры, а более мелкие располагаются в ее центральной части и уплотняются под действием массы поступающего сверху кокса. Поскольку стенки камеры вертикальны, сегрегация создает более благоприятные условия для движения охлаждающего газа в сторону наименьшего сопротивления, т.е. к стенкам камеры, где и происходит быстрое снижение температуры кокс до указанного выше значения.

Таким образом, эффективность процесса сухого тушения кокса во многом определяется распределением охлаждающего газового потока по камере тушения.

Известно устройство для сухого тушения кокса, включающее вертикальный корпус с загрузочным и разгрузочным отверстиями, форкамеру, камеру тушения кокса, трубопроводы для подачи охлаждающего газа с устройствами для регулирования его расхода, периферийный распределитель для подачи охлаждающего газа, расположенный в нижней части корпуса, центральный распределитель для подачи охлаждающего газа, расположенный вдоль вертикальной оси корпуса. При этом центральный распределитель расположен в средней части корпуса и выполнен в виде двух расположенных по ходу кокса и соединенных вместе камер, имеющих форму конических коаксиальных конфузоров. Конфузоры созданы с параллельными и одинаковыми по величине образующими. Каждая камера соединена с трубопроводом для подачи охлаждающего газа и имеет отверстия в стенках для его выхода (см. а.с. СССР №1131473, С10В 39/02, 05.06.81).

Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает достаточную подачу охлаждающего газа в центральную часть камеры тушения кокса. Газ из отверстий в стенке наружной камеры - конфузора устремляется в зону наименьшего сопротивления, к стенкам камеры тушения кокса. Газ для тушения кокса, проходящего по центральной части камеры тушения, поступает только через отверстия в стенках внутренней камеры - конфузора. В связи с тем, что пропускная способность по коксу верхнего отверстия конфузоров больше, чем у их нижнего отверстия, центральный поток более мелкого кокса под действием массы поступающего сверху кокса замедляет свое движение и уплотняется. Это препятствует как выходу газа через отверстия в стенках внутренней камеры и далее - через верхнее отверстие конфузоров, так и выходу кокса через нижнее отверстие конфузоров. Таким образом, снижение газопроницаемости уплотненной массы кокса резко уменьшает подачу охлаждающего газа в центральную часть камеры тушения. Это приводит к значительному угару и недотушиванию кокса, что снижает его качество и эффективность тушения в целом.

Известно устройство для сухого тушения кокса, включающее вертикальный корпус с загрузочным и разгрузочным отверстиями, форкамеру, камеру тушения кокса, трубопроводы для подачи охлаждающего газа с устройствами для регулирования его расхода, периферийный распределитель для подачи охлаждающего газа, расположенный в нижней части корпуса, центральный распределитель для подачи охлаждающего газа, расположенный вдоль вертикальной оси в нижней части корпуса и выполненный в виде размещенных по ходу кокса двух конических коаксиальных диффузоров, диффузоры расположены друг относительно друга с образованием между ними полости, внутренний диффузор соединен с трубопроводом для подачи охлаждающего газа, образующие диффузоров расположены под разным углом к вертикали. При этом образующая внутреннего диффузора выполнена меньшей по величине, над внутренним диффузором для предупреждения попадания потока кокса в трубопровод охлаждающего газа выполнен обтекаемый оголовок. Оголовок установлен внутри внешнего диффузора с возможностью его регулировки по высоте и с зазорами по отношению к внутренней стенке и краям диффузоров. Зазоры выполнены с возможностью регулировки на заданный объем газа.

Трубопровод для подачи охлаждающего газа со стороны разгрузочного отверстия снабжен рядом отверстий для выхода газа (см. патент Украины №70234А, С10В 39/02, 30.12.02).

Это техническое решение является наиболее близким к заявляемому изобретению и принято в качестве прототипа.

Недостатком этого устройства является то, что установленный таким образом обтекаемый оголовок препятствует прохождению вниз через внешний диффузор центрального потока кокса и движению вверх охлаждающего газа. При этом он недостаточно защищает от попаданий кокса в трубопровод для подачи охлаждающего газа. Указанные причины приводят к тому, что центральный поток кокса остается достаточно плотным, а потоки охлаждающего газа теряют свой напор и направленность в центр. Это снижает качество кокса и эффективность тушения в целом.

В основу изобретения поставлена задача - создать устройство, которое обеспечивало бы повышение эффективности тушения кокса в центральной части камеры сухого тушения кокса.

Для этой цели в устройстве для сухого тушения кокса, включающем вертикальный корпус с загрузочным и разгрузочным отверстиями, форкамеру, камеру тушения кокса, трубопроводы для подачи охлаждающего газа с устройствами для регулирования его расхода, периферийный распределитель для подачи охлаждающего газа, расположенный в нижней части корпуса, центральный распределитель для подачи охлаждающего газа, расположенный вдоль вертикальной оси в нижней части корпуса и выполненный в виде размещенных по ходу кокса двух конических коаксиальных диффузоров, диффузоры расположены друг относительно друга с образованием между ними полости, внутренний диффузор соединен с трубопроводом для подачи охлаждающего газа, образующие диффузоров расположены под разным углом к вертикали, согласно заявляемому изобретению устройство снабжено улавливателем кокса в виде конического конфузора, установленным до центрального распределителя и с зазором по отношению к нему, козырьком, надетым на внутренний диффузор центрального распределителя и имеющим образующую, параллельную образующей внешнего диффузора, внутренний диффузор соединен с трубопроводом при помощи полого цилиндра, надетого с зазором на его выходное отверстие, цилиндр вставлен в трубопровод газа, стенки цилиндра в местах подсоединения к трубопроводу снабжены равномерно расположенными отверстиями для выхода газа, а внутри цилиндра вдоль его оси установлен рассекатель в виде уголка.

Кроме того, в цилиндре под отверстиями для выхода газа со стороны трубопровода выполнены пластины с наклоном против хода кокса.

Отличительными признаками заявляемого устройства является то, что:

- устройство снабжено улавливателем кокса в виде конического конфузора, установленным до центрального распределителя и с зазором по отношению к нему,

- козырьком, надетым на внутренний диффузор центрального распределителя и имеющим образующую, параллельную образующей внешнего диффузора,

- внутренний диффузор соединен с трубопроводом при помощи полого цилиндра, надетого с зазором на его выходное отверстие,

- цилиндр вставлен в трубопровод газа,

- стенки цилиндра в местах подсоединения к трубопроводу снабжены равномерно расположенными отверстиями для выхода газа,

- внутри цилиндра вдоль его оси установлен рассекатель в виде уголка.

Кроме того, в цилиндре под отверстиями для выхода газа со стороны трубопровода выполнены пластины с наклоном против хода кокса.

Исходя из описанного уровня техники, следует, что указанные отличительные признаки являются новыми.

Такое устройство сочетает в себе многоступенчатое разделение на отдельные потоки уплотненной массы из мелких фракций раскаленного кокса, движущиеся в центральной части камеры сухого тушения, и направленную подачу охлаждающего газа в эти потоки. Это позволяет улучшить равномерность охлаждения кокса по всему сечению камеры, что приводит к росту эффективности тушения кокса в целом и, в конечном итоге, к экономии энергоресурсов, необходимых для тушения кокса.

Уплотненный поток из мелких фракций попадает в улавливатель кокса, где начинает происходить разделение общего потока кокса. Форма улавливателя способствует захвату кусков и направлению их далее к центральному распределителю. В распределителе происходит разделение потока кокса на отдельные коаксиальные потоки. Дополнительное разрыхление кокса производят при помощи рассекателя.

Охлаждающий газ подают в трубопроводы. Затем газ через равномерно расположенные отверстия поступает в цилиндр, центральный распределитель для подачи охлаждающего газа, улавливатель кокса и распространяется далее по всему объему камеры сухого тушения кокса. Форма узлов центрального распределителя в виде диффузоров и их взаимное расположение способствует направленной подаче струи охлаждающего газа в центральную часть потока кокса. Зазоры способствуют охлаждению газом разрыхленных отдельных потоков кокса.

Кроме того, в цилиндре под отверстиями для выхода газа со стороны трубопровода расположены пластины. Они выполнены с наклоном против хода кокса во избежание попадания кусков кокса в трубопровод.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фигуре 1 изображено заявляемое устройство в разрезе, на фигуре 2 изображен узел I на разрезе заявляемого устройства.

Устройство для сухого тушения кокса содержит вертикальный корпус 1 с загрузочным и разгрузочным отверстиями, форкамеру 2, камеру тушения кокса 3, периферийный распределитель для подачи охлаждающего газа 4, трубопроводы для подачи газа 5, устройства для регулирования расхода газа 6, улавливатель кокса 7 и центральный распределитель для подачи охлаждающего газа. Центральный распределитель для подачи охлаждающего газа включает в себя два коаксиальных конических диффузора: внутренний 8, на который надет козырек 9, и наружный 10. Внутренний диффузор 8 соединен с цилиндром 11. Внутри цилиндра 11 установлен рассекатель 12. Цилиндр 11 вставлен в трубопровод газа 5. Стенки цилиндра 11 в местах подсоединения к трубопроводу 5 снабжены равномерно расположенными отверстиями 13 для выхода газа.

Кроме того, под отверстиями 13 для выхода газа со стороны трубопровода 5 выполнены пластины 14.

Устройство работает следующим образом.

Раскаленный кокс через загрузочное отверстие корпуса 1 периодически подают в форкамеру 2 на тушение. В форкамере 2 происходит стабилизация структуры кокса. Далее кокс поступает в камеру тушения 3, где его охлаждают при помощи движущегося противотоком к нему охлаждающего газа, поступающего из центрального и периферийного распределителей. У стенок камеры тушения 3 производят охлаждение газом, поступающим из периферийного распределителя 4, более крупных фракций кокса. В центральной части камеры 3 сосредотачивается уплотненная масса кокса более мелких фракций. Двигаясь под своей массой вниз по камере 3, кокс попадает в улавливатель 7, а затем в центральный распределитель для подачи охлаждающего газа. Здесь поток кокса разделяется на коаксиальные потоки: часть кокса скользит по внешней стороне наружного диффузора 10, часть кокса попадает в полость между наружным диффузором 10 и козырьком 9, надетым на внутренний диффузор 8, а остальная часть проходит через внутренний диффузор 8. Дополнительное разрыхление кокса производят при помощи рассекателя 12.

Охлаждающий газ для центрального распределителя подают в трубопроводы 5. Затем газ через равномерно расположенные отверстия 13 поступает в цилиндр 11, внутренний диффузор 8, в зазоры и распространяется далее по всему объему камеры сухого тушения кокса 3. Кроме того, под отверстиями 13 для выхода газа со стороны трубопровода 5 во избежание попадания кусков кокса в трубопровод 5 выполнены пластины 14.

Потушенный таким образом кокс небольшими порциями удаляют через разгрузочное отверстие корпуса 1. Изменение расхода газа на тушение осуществляют устройствами 6 для регулирования расхода охлаждающего газа.

Технико-экономические преимущества заявляемого изобретения по сравнению с прототипом состоят в увеличении газопроницаемости потока кокса в центральной части камеры сухого тушения, повышении равномерности его охлаждения по всему сечению камеры, что приводит к росту эффективности тушения кокса, улучшению его качеств и, в конечном итоге, к экономии энергоресурсов, необходимых для тушения кокса.