Koksovnsbatterier: enhed, funktionsprincip, formål. Teknologi til fremstilling af koks

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Metallurgisk produktion er simpelthen utænkelig uden brug af koks, som giver energi til smeltning af jernmalm i højovnsskakten. Processen med at opnå koks er dog ret besværlig og langvarig. For at skabe det bygges specielle industrielle enheder kaldet "koksovnsbatterier". Deres enhed, formål og karakteristiske egenskaber vil blive diskuteret i denne artikel.

Definition

Koksovnsbatterier er et helt metallurgisk kompleks, hvis hovedformål er produktionen af koks i den nødvendige mængde til efterfølgende transport til højovnsbutikker. Disse produktionsfaciliteter kan variere i størrelse fra hinanden, men under alle omstændigheder er deres dimensioner ret imponerende.

Design

Arrangementet af koksovnsbatterier er som følger. Hovedelementerne i disse ovne er de såkaldte koks-kamre. Det er i dem, at processen med at lægge råvarer finder sted. Der er mere end et dusin forkoksningskamre i ovnen. De vigtigste elementer i batteriet kan også betragtes som varmegab, hvor der opstår brændstofforbrænding. De omtrentlige lineære dimensioner af kokskammeret er som følger:

• Længde - fra 12 til 16 meter.
• Højde - 4-5 meter.
• Bredde - 400-450 millimeter.

Generelt omfatter komplekset, takket være hvilket koksovnsbatterier er i stand til at arbejde uafbrudt i lang tid, følgende komponenter:

• En modtagetragt, der modtager råkul.
• Afdeling for blanding og knusning af kul.
• Distributionstårn.
• Loading trolley.
• Kokskammer.
• Koksudkaster.
• Slukningsbil.
• Slukningstårn.
• Platformen, hvorpå det afkølede færdige produkt losses.

Ovnen til fremstilling af koks i dens generelle form er sammensat af:

• Kammere til lastning af kulladning.
• Varmevæg med et system af varmekanaler.
• Gasdistribution og luftforsyningssystem.
• Regenerator til opvarmning af luft og udstødningsgasser.
• Isoleringsventiler og mekanismer.

Klassificering

Koksovnsbatterier, afhængigt af driftstilstanden, er intermitterende og kontinuerlige. Disse batterier kan opvarmes:

• Udelukkende højovnsgas.
• Kun koksovngas.
• En blanding af højovns- og koksovnsgas.

Batterivarmekredsløbet kan omfatte:

• Changeover-kanal, takket være hvilke gasser har mulighed for at komme mellem væggene.
• Dampkanal til recirkulation.

Opvarmningsgas til batteriet leveres til det i to versioner:

• Side, når koksovnsgas strømmer gennem cornuru (gasdistributionskanal) og luft og højovnsgas - gennem regeneratorens herdkanaler.
• Nefra gennem et særligt luftdistributionsnetværk.

Et par ord om regeneratoren

Denne specielle varmevekslingsanordning gør det muligt for varmebæreren at komme i kontakt med de klart definerede overflader på koksovnen. Det er vigtigt at bemærke, at den varme varmebærer opvarmer den kolde væg og dyse, og derefter overfører de til gengæld varme til den allerede kolde varmebærer.

Der er andre typer varmevekslere, som kaldes "recuperatorer". I dem udveksler kolde og varme kølemidler energi mellem sig gennem en væg, der er specielt rejst mellem dem. Samtidig falder de varme gasstrømme først, og derefter aktiveres skifteventilerne, hvorved den allerede kolde luftstrøm begynder at stige nedefra.

Brændstofbesparelsesmetoder i koksproduktion

Koksningsprocessen i sig selv er ret energikrævende, hvilket skyldes forbruget af en meget stor mængde brændstof. Derfor, for at reducere forbruget af dets forbrug, bruges følgende metoder:

• Brug teknologien til tørkoksslukning. Takket være det bruges produktets termiske energi på dampopvarmning.eller vand. Især opnås omkring 1 GJ varme i form af damp fra et ton færdig koks.
• Modernisering af brugte regeneratorer for maksimal varmegenvinding fra forbrændingsprodukter. Så det er for eksempel meget muligt at øge varmearealet ved dysen.
• Beregning af det optimale tidsinterval mellem omskiftningsventiler. Det siger sig selv, at jo oftere de skiftes, så vil det på sigt gøre det muligt at reducere mængden af regeneratorer og varmetab i dem. Samtidig skal det bemærkes, at for hyppig drift af ventilerne uundgåeligt vil føre til deres hurtige fejl og yderligere belastning af alle tilstødende komponenter og dele.
• Batchopvarmning og tørkoks-bratkøling udføres samtidigt.

Teknologisk proces

Koksproduktion er meget vanskelig. For at forstå, hvordan det fungerer under virkelige forhold, er det derfor værd at kende den teknologiske cyklus så detaljeret som muligt.

En koksbutik starter altid med et kultårn. Det er her, råvaren kommer ind. I bunden af tårnet er der specielle skodder. Gennem dem transporteres kullet til kullastemaskinens modtagebunkere. For at udelukke muligheden for, at kul hænger inde i tårnet, tilføres trykluft i hele dets højde, som tilføres i intermitterende pulser og garanterer sammenbrud af blandingen, der klæber til tårnets vægge. Tårnet skal være mindst to tredjedele fyldt.

Kullastningsmaskinen fyldes enten efter volumen eller efter masse. Fyldningsprocessen styres af vægte. Kul tilføres straks i ovnenefter udgivelse af den færdige koks. I dette tilfælde føres ladningen gennem toppen. Ved påfyldning af koksovnen medtager den ansvarlige herfor - lugen - selve ovnen i gasopsamleren og aktiverer indsprøjtningen. Hele downloadprocessen tager tre til seks minutter.

Derefter forsegles ovnen omhyggeligt, og processen med at opvarme ladningen begynder. Koksproduktionsteknologien i koksovnsbatterier sørger for følgende temperaturprocesser:

• Ved 100-110°С tørrer kul.
• I intervallet 110°C - 200°C frigives hygroskopisk og kolloid fugt, okkluderede gasser.
• Ved 200°С - 300°С forekommer termisk forberedelse, som er ledsaget af dannelsen af gasformige produkter af termisk ødelæggelse og eliminering af termisk ustabile oxygenholdige grupper.
• 300-500°С er det temperaturområde, hvor en plastisk tilstand opstår. Gas og damp frigives intensivt, en flydende fase dannes.
• 550-800°С – middeltemperaturkoksning. Syntesen intensiveres.
• 900-1100°С – højtemperaturkoksning.

Forsendelse af koks fra ovnen

Koksovnsbatteriet, hvis funktionsprincip er beskrevet i denne artikel, kræver særlig forberedelse, før det udgives færdige produkter. Mindst tyve minutter før start af dispensering skal ovnen afbrydes fra gasopsamleren og tilsluttes atmosfæren ved at åbne stigrørsdækslet.

Derefterovndørene fjernes, og kokosnødden skubbes ud af kammeret og ind i bratkølingsvognen ved hjælp af en speciel stang. På samme tid, hvis der af en eller anden grund er en forsinkelse i den planlagte levering af koks i mere end ti minutter, skal dørene installeres igen på plads. Det er strengt forbudt at åbne stigerørsdækslerne for tidligt, da dette kan forårsage et alvorligt sammenbrud af foringen inde i batteriet. Derudover skal ovnlåger rengøres for grafit og harpiks før og efter processen med at udstede færdige produkter. Slukning af koks i en speciel bil er en obligatorisk procedure, for uden denne operation kan den færdige koks antændes igen.

Beregning af koksovnsbatterier forudsætter, at ovne skal have en drifts- og reparationsperiode. Under arbejdscyklussen udleveres koks, og under reparationscyklussen udføres vedligeholdelse af alle enheder og udstyr, rengøring osv.

Essence

I den indledende fase af koksdannelse tørres kul, alle adsorberede gasser fjernes fra det, og nedbrydningen starter. Ved overgangen af kul til plastisk tilstand begynder sintring - en proces, der er afgørende for hele kokscyklussen. På tredje trin gennemgår halvkoks kalcinering og hærdning. Det er den tyktflydende masse, der inducerer modstand mod bevægelse af gasser på vej til gasopsamleren, hvorved der dannes forkoksningstryk, som i praksis kompenseres af krympningen af den allerede dannede koks.

Bevarelse

"Hvorfor kan koksbatterierne ikke stoppes?" - Nemliget sådant spørgsmål kan meget ofte høres fra læberne på en person, der er langt fra finesser og nuancer af koksproduktion. Sagen er, at disse enheder er orienteret til at arbejde under visse forhold (høj temperatur, slibende slid osv.), og i tilfælde af et uplanlagt stop uden passende forberedelse, kan disse ovne miste deres indre foring, som simpelthen vil kollapse. Men i praksis er det nogle gange nødvendigt at standse driften af koksovnsbatteriet og udføre visse bevarelsesforanst altninger. Hvordan det virker er for langt til at beskrive, man skal blot påpege, at der er en såkaldt "kølig" og "varm" konservering. Hvilken mulighed der skal vælges mellem dem, besluttes direkte af virksomhedens leder, afhængigt af den aktuelle situation og årsagerne til suspensionen af enheden.