Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.
Скачать (прямая ссылка):
ворительные результаты получаются при высоте камеры около 4,3 м.
Коксовая камера представляет собой реактор периодического действия и потому температура угольной загрузки изменяется во времени. В связи с этим разность температур между греющим газом в обогревательном канале tK и угольной шихты 1Ь: At = tK —tv также изменяется во времени. Сразу после загрузки камеры шихтой ty мало, следовательно, значение велико и поэтому в единицу времени в холодную шихту поступает большое количество тепла и уголь у стенок камеры начинает коксоваться. Однако средние слои
О 100 200 100 Ширина камеры, мм а
Рис. 63. Изохроны распределения температур по ширине камеры с шихтой (а) и разрез камеры с шихтой (б):
/ — стенкн камеры; 2 — кокс; Л — полукокс; 4 — уголь в пластическом состоянии; 5 — неизмененная шихта
шихты остаются холодными. По мере увеличения ty уменьшается количество тепла, передаваемого в единицу времени, но постепенно повышается температура по сечению камеры. На рис. 63, а показаны изохроны (линии постоянного времени) распределения температур по ширине загрузки камеры. Если рассматривать состояние материала в камере во время периода коксования, то видно (рис. 63, б), что у стенок находится слой образовавшегося кокса; далее по мере снижения температуры от стенок к оси камеры располагаются слой полукокса, затем угля, находящегося в пластическом состоянии, и, наконец, в центре камеры неизменная шихта. С течением времени температура по сечению выравнивается, слои перемещаются к оси камеры и постепенно угольная загрузка прококсо-вывается. Таким образом, благодаря изменению во времени величины At, количество тепла, передаваемого от греющего газа к углю, значительно изменяется в течение периода коксования, и это необходимо учитывать при определении продолжительности коксования. Если рассматривать теплопередачу как теплопередачу через
плиту, то этот процесе в упрощенном виде описывается уравнением
x = b2-ty/4a tK, (VIII.3)
где т —период коксования, ч; b —ширина камеры, м; а —коэффициент температуропроводности, м2/ч.
Из уравнения (VI11.3) может быть определена продолжительность процесса коксования, например, ширина камер Ъ = 0,4 м, коэффициент температуропроводности а = 0,0024 м2/ч, температура угольной загрузки ty = 1100°С, температура в обогревательном канале tK = HOO0C Продолжительность .коксования при этих условиях будет
т = (0,42 • 1100)/(4 • 0,0024 • 1400) = 13 ч,
что вполне согласуется со временем, необходимым для завершения процесса (рис. 63, а).
Образующаяся в процессе коксования смесь паров и газов непрерывно выводится из камеры через стояк (рис. 64). По оконча-
Поштитеяьте
твердые частицы
Рис. 64. Схема переработки прямого коксового газа:
/ — гвзосбориик; 2 — холодильник, 3 — оборник, 4 — электрофильтр: 5 — эксгаустер; 6 — подогреватель, / — сатуратор; S — холодильник; 9 — скрубберы
иии коксования передняя и задняя двери специальным механизмом снимаются и образовавшийся в камере «коксовый пирог» при помощи так называемого коксовыталкивателя выдается из камеры и попадает в тушильный вагон, где охлаждается орошением водой, затем просыхает и сортируется по величине кусков. Таким образом, процесс коксования в каждой камере периодический. Однако наличие в коксовой батарее ряда параллельно работающих камер обеспечивает непрерывность работы всей установки. Прямой коксовый газ, удаляемый через стояки из каждой камеры, непрерывно поступает в общий для всех камер горизонтальный газосборник.' Все камеры коксовой батереи имеют общие, обслуживающие их механизмы —загрузочный вагон, из которого производится загрузка угля в камеры, двересъемные устройства, коксовыталкиватель, тушильный вагон, тушильную башню, в которой тушильный вагой с раскаленным коксом орошается водой, и угольную башню — бункер для загрузки камер углем.
Разделение продуктов коксования. Сначала производят разделение прямого коксового газа. Из него конденсируют смолу и воду, улавливают аммиак, сырой бензол и сероводород. Затем подвергают разделению надсмольную воду, каменноугольную смолу и сырой бензол с получением индивидуальных веществ или их смесей. Разделение продуктов коксования основано на многих типовых приемах и процессах химической технологии: массо- и теплопередаче при непосредственном соприкосновении газа с жидкостью, теплопередаче через стенку, конденсации, физической абсорбции и хемо-сорбции. Используются также избирательная абсорбция, десорбция, дистилляция, многократная ректификация, фракционная кристаллизация, выделение продуктов в результате протекания тех или иных химических реакций. Во всех этих процессах основным фактором улучшения технологического режима и увеличения скорости процесса служит температура. Именно при понижении температуры увеличивается движущая сила процесса при абсорбции [см. ч. I, гл. II, уравнение (11.71)], а при повышении температуры ускоряются процессы десорбции. Для снижения диффузионно^ сопротивления на границе фаз и соответственного увеличения коэффициента массопередачи применяют методы усиленного перемешивания фаз увеличением скоростей подачи газа и жидкости. Особенно хорошо сказывается этот прием при противотоке газа и жидкости в башнях с насадкой. Для создания развитой поверхности соприкосновения газа и жидкости при переработке коксового газа применяют башни с различными видами насадок, барботажные аппараты, а также разбрызгивание жидкости в потоке газа.
