Описание и состав технологического процесса изготовления прокаленного кокса, страница 4

Приостановки печи для частичной замены футеровки во избежания растрескивания оставшейся части футеровки темп охлаждения принимают нескольким меньше, чем при полной остановке. В случае остановки печи из-за выхода из строя холодильника, электрофильтра или другого транспортно-технологического оборудования печи, кокс из нее не выгружают, вращение барабана переводят на малые обороты или поворачивают на 1/3 оборота через 1,5-2ч до ликвидации причины остановки печи.

2.2 РАБОЧИЙ режим

Кокс по всей длине барабана печи распределяется ровным слоем; в поперечном сечении он имеет форму сегмента. Движение материала в печи происходит за счёт наклона барабана в горизонтальной плоскости. Скорость движения материала и производительность печи пропорциональные диаметру, числу оборотов и углу наклона. Нагрев кокса осуществляется по принципу противотока, т.е. кокс и нагретые газы движутся на встречу друг другу.

Время пребывания материала в печи  должно быть достаточным для удаления влаги летучих и окончания физико-химических превращений в прокаливаемом коксе. Оно зависит от таких факторов, как диаметр и длинна печи, число оборотов барабана, угол наклона барабана и коэффициент трения материала о футеровку. Причем длинна и угол наклона всегда постоянны. Незначительно в процессе эксплуатации изменяется и число оборотов барабана, а также коэффициент трения материала. При постоянстве основных параметров процесса прокалки время пребывания кокса в печи изменяется незначительно и составляет 60-80 мин. Суточная производительность по прокаленному коксу вращающейся в печи диаметром 3 м и длинной 45 м, составляет 240-280 т.

Другим фактором существенно влияющих на производительность, является коэффициент заполнения печи. Коэффициентом заполнения называется отношение площади поперечное сечение потока материала ко всей площади поперечного сечения барабана печи. Для печи с диаметром барабана печи 3,0 м коэффициент заполнения составляет 6-8% . изменяя нагрузку барабана коксом, можно производительность печи изменить в широких пределах. Однако в заводских условиях производительность печи стремятся поддерживать постоянной.   

Нагрев кокса происходит в основном лучистой энергией горящего факела, а также при непосредственном контакте раскаленных топочных газов с коксом (т.е. конвекцией). Имеет место также лучистый теплообмен между материалом и разогретой футеровкой печи. Значительное количество тепла выделяется за счет горения летучих и самого прокаливаемого материала.

Топливом вращающихся печей служит газообразное или жидкое топливо. Газообразное топливо представляет собой смесь горючих и не горючих газов- метан, этан, пропан, бутан, водород, окиси углерода, тяжелых углеводородов, азота и углекислого газа.

В качестве жидкого топлива используется мазут (ГОСТ 1085-63) – продукт переработки нефти. Плотность мазута 0,96-0,98 г/см³; рабочая теплота сгорания колеблется 9200-9800 ккал/кг.

Газообразное топливо имеет некоторые преимущества перед жидким: оно лучше перемешивается с воздухом, горение происходит с наименьшим избытком воздуха, а поэтому и наименьшими потерями тепла с отходящими газами. Кроме того, при его горении возможно получение более высоких температур; газовые горелки обслуживать проще мазутных.

Полное сгорание топлива достигается при достаточном количестве кислорода воздуха, хорошее перемешивание с воздухом и достаточным объемом топочного пространства при температуре не выше 1000°С. углерод топлива, соединяясь с кислородом , образует углекислый газ СО2, а водород- водяные пары НО2. Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1м природного газа равно 9,5м³ , а для 1кг мазута 10м³ .

Для каждого типа печи подбирается оптимальная величина заполнения барабана, чтобы кока при движении в зоне прокалки максимально подвергался облучению от горящего факела и контактировал с горящими газами. При заполнении барабана выше оптимального ухудшаются условия теплообмена кокса с топочными газами, и часть материала в середине потока не соприкасается ни с футеровкой печи, ни с раскаленными газами, т.е. не нагревается ни излучением, ни конвекцией. В этом случае физико-химические процессы в коксе не усевают закончиться. При заниженном коэффициенте заполнения тепловая энергия топочных газов будет использоваться недостаточно полно.

В заводской практики для характеристики температурного режима работы вращающейся печи принято условно делить ее длину на следующие зоны (считая с холодного конца печи): 1)зона подсушки и нагрева; 2) зона прокалки; 3) зона охлаждения.

Зона подсушки и нагрева. Кокс, поступающий в холодный конец печи, содержит от 3 до 15% влаги и от 1 до 10% летучих веществ. В результате непрерывного перемешивания и контакта с охлаждающими газами имеющими температуру 400-500 С, влага и летучие вещества интенсивно удаляются. По мере продвижения кокса в зону более высоких температур газовыделение становится более интенсивней. На расстоянии 10-15м от холодного конца печи летуче загораются. Температура кокса в районе конца факела форсунки повышается до 1200°С.

Здесь условно кончается зона подсушки и подогрева материала и начинается зона прокалки. Длина зоны подсушки и подогрева 25-30м.

Зона  прокалки – область самых высоких температур (до 1400°С); длинна зоны 5-10м, газовыделение и горение летучих в этой зоне практически прекращается, в коксе заканчиваются все физико-химические превращения, раскаленный кокс приобретает ослепительно белый цвет. Особенно четка эта зона просматривается при прокалки пекового кокса с минимальным содержанием летучих. При прокалке пекового и нефтяного коксов с суммарным содержанием летучих более 5% зона высоких температур не имеет четких границ и распространяется в зону холодного конца печи на 20-25м.

Зона охлаждения находится между факелом и горячим концом печи. Длинна зоны охлаждения определяется конструкцией фурменного устройства и составляет 1,5-2,0м. Из-за отсутствия подогрева и в результате подсосов воздуха из холодильника температура здесь снижается до1100-1000°С. Цвет кокса в этой зоне становится более темным, с вишневым оттенком.  

С целью более надежного управления процессом прокаливания число регулируемых параметров сводят к минимуму. Загрузку печи и число оборотов барабана стремятся поддерживать постоянным и качестве регулирующих параметров не использовать, так как колебание загрузки вредно отражается как на качестве прокаленного кокса, так и на стойкости футеровки.