Снижение выбросов при выдаче кокса
Борьба с выбросами при выталкивании кокса из печных камер - одна из наиболее сложных задач. Над раскаленным коксом, попадающим в тушительный или коксовозный вагоны, возникает интенсивное восходящее течение нагретого воздуха, которое вовлекает в движение значительные массы окружающего атмосферного воздуха. Этот подсасываемый (эжектируемый) из атмосферы поток подхватывает образующиеся при разрушении коксового пирога частицы пыли и увлекает их вверх. В результате возникает окрашенное пылевое облако значительных размеров, в котором кроме пыли могут содержаться и газообразные вредные вещества, выделяющиеся из кокса; объем этих газов сравнительно невелик и обычно не превышает нескольких десятков кубометров.
Образование пылевого облака при выдаче происходит весьма быстро, и этот неорганизованный выброс принято относить к залповым. При выдаче кокса недостаточной готовности наблюдается образование густых облаков плотного черного иличерно-зеленогодума. Такие явления наблюдаются при незавершенности процесса коксования в центре угольной загрузки или неравномерном обогреве печей, приводящем к образованию в загрузке холодных зон.
Существует несколько вариантов систем беспылевой выдачи кокса: пылеотсасывающие зонты над коксонаправляющей и тушильными вагонами; перекрытия над рельсовым путем тушильного вагона; комбинированные системы беспылевой выдачи и тушения кокса.
Наибольшее признание получили системы с устройством зонтов, отсосом и очисткой газов выдачи. При этом отсасывающее и пылеулавливающее оборудование проектируют как в передвижном, так и в стационарном исполнении. На практике чаще всего используются системы с передвижным зонтом и стационарной системой пылеулавливания. В качестве пылеуловителей применяют скрубберы Вентури, мокрые электрофильтры, тканевые фильтры. В последнее время за рубежом наблюдается тенденция перехода только на сухие пылеуловители, как правило, рукавные фильтры.
ВСНГ первоначально применялась передвижная система обеспыливания газов выдачи,
смонтированная на двересъемной машине. Легкий зонт соединялся с группой из двух циклонов и дымососом. Такие системы на батарее с объемом камер 41,6 м3 улавливали примерно 750 кг пыли в сутки. Однако предусмотренное проектом удаление пыли из бункеров циклонов шнековыми транспортерами оказалось неработоспособным, циклоны быстро забивались пылью, что приводит к интенсивному износу дымососов и выходу их из строя.
В1983г. на Коммунарском коксохимическом заводе была пущена первая установка беспылевой выдачи кокса (УБВК) со стационарной системой отсоса и очистки газов (рисунок 23). В последующие годы подобные установки были смонтированы ещё на ряде заводов.
Существующие тенденции все еще базируются на увеличении объема отсасываемых газов до 150-180тыс. м3/ч с соответствующим увеличением размеров и конструкции зонта. Концентрация пыли в отсасываемомиз-подзонта газе достигает18-22г/м3. Устанавливая на
первой ступени очистки группы циклонов, достигают суммарной степени очистки 99,1- 99,2% при остаточной концентрации пыли в газах выдачи 0,11-0,22г/м3. Нетрудно видеть, что увеличив объем отсасываемых газов, получаем повышенную запыленность, уменьшение которой до требуемых норм требует повышения степени очистки.
Рисунок 23 - Схема установки беспылевой выдачи кокса со стационарной системой очистки
Наиболее простым вариантом сухого пылеулавливания является система из конических циклонов. Такие системы разработаны и включены в проекты для ОАО «КМК» (рисунок 24) и ОАО «Носта».
Схемы отличаются простотой и не требуют высококвалифицированного обслуживания, поэтому они имеют приоритет при реконструкции действующих предприятий. Эффективно применение циклонов СК-ЦН-22,СЦН-40и др. Основным требованием при этом, помимо высокой эффективности и приемлемого гидравлического сопротивления» является предотвращение абразивного износа, что достигается правильным выбором скоростей во входном патрубке и корпусе циклона.
1-циклоныСК-ЦН-34-3600;2-пулеуловителиКМП-8;3-вентиляторыВВН-18Рисунок 24 - Проектная схема очистки газов выдачи с коническими циклонами
Для стационарной установки обеспыливания газов выдачи наиболее эффективным решением с точки зрения пылеулавливания является применение электрофильтров. Наибольший экономический эффект при этом получают при совмещении в них очистки газов выдачи и газов загрузки при условии утилизации уловленной смеси угольной, полукоксовой и коксовой пыли. Поскольку газы загрузки содержат много горючих веществ, возникает необходимость обеспечения взрывобезопасности, поэтому следует использовать электрофильтры.
Для сокращения неорганизованных выбросов, образующихся при выдаче кокса из камер коксования в тушильный вагон, на коксовых батареях № 5 и 6 КХП АО «Северсталь» в 1997г. построена установка беспылевой выдачи кокса. На двересъемной машине установлен зонт, который закрывает «корзину» коксонаправляющей и тушильный вагон. С помощью телескопических патрубков, установленных на зонте, происходит стыковка зонта и газового коллектора, предназначенного для транспортировки газо-воздушнойсмеси на очистку в двух электрофильтрах типа ЭГА. Затем воздух, очищенный от мелкодисперсной пыли до концентрации50-80мг/м3, выбрасывается в атмосферу, а уловленная электрофильтрами пыль используется как добавка в шихту для коксования. Сокращение выбросов пыли в атмосферу при выдаче кокса составляет 200 т/год.
Из всех применяемых в настоящее время за рубежом систем беспылевой выдачи кокса (перекрытие над всей коксовой стороной батареи; отсос и очистка выделяющихся газов в стационарной системе скрубберов; пылеулавливающие зонты над коксонаправляющей и
тушильным вагоном с газоочистным оборудованием на тушильном вагоне или соединенной с ним платформе; пылеулавливающие зонты над коксонаправляющей и тушильным вагоном со стационарными вытяжным газопроводом и системой газоочистки) наиболее эффективными признаны системы последнего типа. В Японии такими системами оснащены практически все коксовые батареи.
Схема одной из таких систем показана на рисунке 25. Ширина пылеулавливающего зонта равна ширине коксоприемного вагона, длина колеблется от 6 до 10 м в зависимости от объема камеры коксования. Мощность дымососа в системе беспылевой выдачи при 40 °С составляет2500-4500м3/мин в зависимости от объема камеры коксования. Для очистки газов применяются как мокрые, так и сухие методы очистки.
1-камеракоксования;2-коксонаправляющая;3-пылеулавливающийзонт;4-коксоприемныйвагон;5-соединительныйклапан;6-стационарныйвытяжной
газопровод;7-пылеосадитель;8-тканевыйфильтр;9-дымосос;10-дымоваятруба;I–оборудование,монтируемое на коксонаправляющей;II–оборудование,монтируемое
на земле
Рисунок 25 - Система беспылевой выдачи кокса из печей
Широкое признание в мире получила система беспылевой выдачи типа «Министер Штайн», разработанная фирмой «Хартунг, Кун унд Ко» (Германия). Эта система обеспечивает практически 100%-ноепылеулавливание (остаточное содержание пыли в газах после тканевых фильтров составляет < 20 мг/м3). Выбросы пыли при выдаче кокса снижаются до 5 г/т кокса. Пропускная способность газоочистки с тканевыми фильтрами, используемой в этой системе беспылевой выдачи, составляет > 200 тыс. м3/ч. Система отличается oт других систем такого типа способом стыковки газопровода с пылеулавливающим зонтом. Передвижной зонт закрывает полностью коксоприемный вагон и коксонаправляющую во время выдачи кокса. Зонт опирается на площадку коксовой стороны батареи и дополнительный рельс. Его подключают к стационарному газопроводу перед выдачей кокса с помощью соединительного патрубка, движущегося на тележке над верхней частью газопровода, имеющей расщелину, закрытую решеткой, которая служит опорой для ленты из высокотемпературного эластомера, закрывающей расщелину. Такая конструкция устраняет необходимость в оборудовании стационарного газопровода множеством заслонок напротив каждой печи. Для предохранения от перегрева отсасываемые при выдаче кокса газы охлаждают в рекуператоре.
Система беспылевой выдачи кокса типа «Министер Штайн» в последние годы внедрена на новых коксовых батареях в Германии, Великобритании, Нидерландах, США.
В ходе совершенствования указанной системы фирмой «Хартунг, Кун унд Ко» разработана конструкция новой коксонаправляющей машины, выполненной как единое целое с пылеулавливающим зонтом. Такими системами беспылевой выдачи кокса в Германии оснащены все новые коксовые батареи на ряде заводов.
