Вибір методу термічної переробки різних видів твердих палив, страница 8

В даний час найбільшого розповсюдження отримали печі з внутрішнім обігрівом. Інші способи підводу тепла для напівкоксування і конструкції печей знайшли обмежене застосування в промисловості.

Технологія напівкоксування з внутрішнім обігрівом має ряд переваг порівняно зі способом напівкоксування з зовнішнім обігрівом. До них відносять:

1)  більш ефективна теплопередача від нагрітого теплоносія (зазвичай газового) до палива, що нагрівається внаслідок безпосереднього контакту між ними. Витрата тепла на здійснення процесу напівкоксування значно знижується;

2)  більш рівномірне прогрівання всієї маси завантаження на кожній стадії напівкоксування, практично виключення місцевого перегрівання окремих шматків палива;

3)  швидке видалення парогазових продуктів термічної деструкції палива і зменшення ефекту їх вторинного піролізу, який відбувається при міграції летких речовин крізь перегріті шари палива (зазвичай у стін печі) в печах з зовнішнім обігрівом. В результаті при однаковій швидкості нагрівання палива вихід смол при напівкоксу ванні в печах з внутрішнім обігрівом значно більший. Навпаки, вторинний піроліз летких речовин в печах з зовнішнім обігрівом призводить до підвищення, вміст в смолі легких бензинових фракцій;

4)  спрощення конструкції печі внаслідок відсутності обігрівальних простінків або каналів й пристроїв для регулювання і забезпечення рівномірного розподілення температури нагрівання стін печі і створення заданого теплового потоку до завантаження палива.

До головних недоліків печей з внутрішнім обігрівом відносять:

1)  необхідність шматкового (бажано сортований, тобто, що містить вузькі по крупності класи) або брикетоване паливо, яке є більш дорогим і дефіцитним, ніж вихідне рядове або мілке вугілля. Отримання шматків розміром 20 – 80 мм, придатний для напівкоксування в таких печах, потребує спеціального дроблення і сортування рядового палива, що добувається. При цьому вихід матеріалу заданого класу крупності відносно невеликий і вартість його суттєво вище вартості рядового палива. Обмеження по розміру шматків обумовлено необхідністю забезпечити достатню газопроникність стола палива, що нагрівається від верху до низу вертикальної печі і рівномірне розподілення і подачу достатньої кількості газового теплоносія;

2)  розбавлення парогазових продуктів, що утворюються при термічній деструкції палива, газо-теплоносієм, що призводить до збільшення об’єму парогазових продуктів, що направлені на охолодження і відповідно об’єму необхідної для цього апаратури.

Для напівкоксування в печах з внутрішнім обігрівом непридатне вугілля з високим і середнім спіканням.

Незалежно від способу обігріву печі можуть бути періодичними (коли тверді горючі копалини, що перероблюються періодично поміщають в піч і вивантажують з неї напівкокс після досягнення необхідної температури) і неперервної дії (коли подачу палива в піч і вивантаження напівкоксу проводять безперервно).

В залежності від напрямку руху палива при завантаженні, напівкоксу ванні і вивантажені розрізняють вертикальні печі, в яких паливо завантажується зверху, нагрівається (як правило, рухаючись зверху вниз крізь камеру напівкоксування) і вивантажується знизу камери; горизонтальні, в яких вивантаження продукту відбуваються в горизонтальному напрямку; похилі та ін. (обертові, барабанні й ін.).

Піч складається з двох блоків, в кожному з яких є чотири реторти. Власне піч, в якій знаходяться реторти для напівкоксування і топки, являють собою камеру із шамотної і червоної цегли (рис. 3.2). Реторти виготовляють з п’яти чавунних ланок овальної форми, що з’єднанні між собою. Верхня частина реторти звужена (перетин 600*250 мм) порівняно з нижньою (перетин 600*400 мм) і має завантажувальну воронку 1 з кришкою і гідро затвором. У верхній частині реторти паливо сушиться, в середній і нижній частині протікає термічна деструкція, утворення напівкоксу і летких продуктів. Напівкокс вивантажується знизу печі за допомогою спеціального розвантажувального пристрою, що складається з чавунних зірок, закріплених на валу, які при повороті вала захоплюють шматковий напівкокс і переміщують його в проміжну ємність з секторним затвором. Кінці затвору опущенні у воду. Для охолодження напівкоксу і більш повного видалення парів смоли в нижню частину реторти по двох вертикальних тубах з отворами вводять водяний пар (близько 100 кг/т сланцю). При повороті сектора порція коксу з проміжної ємності висипається в вагонетку або інший транспортний пристрій.