Глава 9. Улавливание химических продуктов коксования

Комплекс цехов улавливания коксохимического завода, который правильнее было бы назвать "Отделение обработки коксового газа", предназначен для отвода коксового газа от печей, охлаждения его с выделением конденсирующихся смолы, воды, извлечения из газа аммиака, пиридиновых оснований, бензольных углеводородов, очистки газа от нафталина, сероводорода и цианистого водорода и передачи газа до потребителей или станции повышения давления.

Отделение обработки коксового газа является одним из важнейших технологических узлов коксохимического предприятия, без нормальной работы которого функционирование коксового цеха и всего производства в целом невозможно.

9.1. Общая структура отделения обработки коксового газа, особенности газового и водного хозяйства

Последовательность обработки коксового газа на различных предприятиях может различаться. На рис. 9.1 показаны различные варианты схем обработки коксового газа. Вариант В обладает следующими преимуществами:

• аммиачная сероцианоочистка, включающая узел очистки от нафталина, позволяет использовать собственный поглощающий агент и вести последующую обработку газа, свободного от агрессивных и усложняющих работу агентов;

• улавливание аммиака в круговом аммонийно-фосфатном процессе позволяет по простой технологии получать безводный аммиак, не расходуя посторонние реагенты и предусматривать полное уничтожение аммиака;

• исключается сложный узел конечного охлаждения газа, значительно сокращаются затраты тепла и воды.

Возможно частичное использование решений варианта В, например, замена в варианте А производства сульфата аммония на приготовление безводного аммиака. Нафталиноочистка может быть предусмотрена также либо при первичном, либо при конечном охлаждении. Для всех вариантов характерным является обработка большого объема ядовитого и взрывоопасного газа, насыщенного парами воды, при давлениях, незначительно отличающихся от атмосферного (разрежение перед нагнетателем 4 - 5 кПа, а избыточное давление на стороне нагнетания 20 - 30 кПа). Смеси коксового газа с воздухом взрывоопасны при содержании в них коксового газа от 6 до 30% об.

Поэтому вся работающая газовая аппаратура должна быть герметичной, все газопроводы, как и все аппараты, должны быть снабжены надежно работающими гидрозатворами и конденсато-отводчиками; большая часть аппаратуры и газопроводов размещается вне помещения.

Учитывая значительные перепады температур в течение года, необходимо оснащение трубопроводов системой термокомпенсации, оснащение всех гидрозатворов и конденсатоотводчиков системой обогрева.

Эксплуатация газового хозяйства отделения обработки газа усложняется из-за присутствия в газе паров нафталина, аэрозолей нафталина и смолы. Высокая летучесть нафталина и способность его к образованию аэрозолей, равно как и высокая температура его кристаллизации (80 °С), способствуют его перемещению практически по всему газовому тракту и создают опасность образования нафталиновых пробок в газопроводах и других коммуникациях.

Рис. 9.1. Варианты схем (А, Б, В) обработки коксового газа

Необходимо контролировать сопротивление аппаратов и участков газопроводов, уровень жидкости в аппаратах. Контроль сопротивления и отключение аппарата, группы аппаратов, участка газопровода на ревизию, очистку, пропарку или промывку в случае превышения предельно допустимого сопротивления - важное условие нормальной эксплуатации отделения обработки газа.

Токсичность и взрывоопасность коксового газа делает особо ответственной организацию работ при пуске и остановке аппаратуры, при отключении аппаратов или участков газопровода на ремонт. Любые неработающие аппараты или участки газопроводов должны быть отключены заглушками по всем без исключения коммуникациям - по газу, пару, маслу, воде, конденсату, импульсным линиям КИП и т.п., независимо от наличия запорной арматуры. Аппараты должны быть соединены с атмосферой, состояние среды в них должно контролироваться.

Существуют некоторые общие правила проектирования и эксплуатации систем газового и водного хозяйства отделения обработки газа.

Расположение установок отделения обработки газа должно предусматривать высокий коэффициент застройки. Это важно не только для лучшего использования земли, но особенно для сокращения длины коммуникаций. Использование коротких коммуникаций уменьшает капитальные и эксплуатационные затраты, тепловые потери и энергетические затраты на транспортирование газов и жидкостей, повышает надежность и уменьшает инерционность регулирующих устройств. Сокращение протяженности коммуникаций особенно важно при транспортировании кристаллизующихся или выделяющих отложения сред. Это относится, например, к газопроводам коксового газа, насыщенного нафталином.

В то же время должна быть предусмотрена возможность доступа к основному оборудованию, возможность ремонта и монтажа-демонтажа наружного оборудования автокранами или автомашинами с монтажной вышкой.

Достоинства или недостатки газовых сетей длительно влияют на работу предприятия, так как срок службы их обычно более продолжителен, чем основных аппаратов, и они часто сохраняются при реконструкции.

Для сокращения энергозатрат и повышение надежности работы коксового блока и отделения обработки газа необходимо соблюдение следующих условий: наименьшая длина газопроводов; сокращение местных сопротивлений за счет правильного выбора конфигурации и расположения колен, тройников и т.п.; минимальное количество регулирующих устройств (диафрагмы, дроссели и т.п.).

Последнее условие определяет наметившуюся тенденцию использовать для каждого нагнетателя свой самостоятельный газовый поток: от коксовой батареи до выхода газа из системы его обработки. Это упрощает и уменьшает количество регулирующих (распределяющих) устройств. Там, где газовый поток распределяется по параллельно работающим аппаратам (в особенности это относится к газовым холодильникам) приходится принимать специальные меры для поддержания одинакового сопротивления аппаратов: непрерывная промывка межтрубного пространства первичных газовых холодильников, чтобы предотвратить отложение нафталина, промывка сатураторов и т.п.

Выполнение всех этих мер позволяет не только упростить регулирование отсоса газа, повысить надежность и безопасность, но почти в два раза сократить сопротивление газовой сети и, следовательно, энергозатраты на перекачку газа.

Отделение обработки коксового газа - самый крупный потребитель охлаждающей воды, расходуемой на охлаждение газа в первичных холодильниках, на конечное охлаждение газа, на охлаждение потоков циркулирующих растворов и конденсацию паров в цехах улавливания аммиака, сероцианоочистки, улавливания бензольных углеводородов.

Представление о количестве отводимого тепла дает количество воды, теряющейся на испарение в градирнях, составляющее летом 0.42 - 0.55 Нм³/т кокса, а зимой, уменьшающееся до 0.30 -0.39 Нм³/т кокса, что составляет до 1.5% об. от количества воды, циркулирующей в цикле оборотного водоснабжения отделения обработки газа. Кроме того, 0.10 - 0.13 Нм³ воды на 1 т кокса выносится в виде брызг и еще 0.05 Нм³ /т выводится из цикла оборотного водоснабжения (так называемые "продувочные воды"), чтобы предотвратить накопление в последнем солей.

В результате система оборотного водоснабжения и градирни оказываются важным элементом цеха улавливания, а от правильного выбора конструктивных решений зависит качество работы основного оборудования, существенно зависящее от температуры газа и. абсорбентов, надежность работы оборудования и, в частности, его коррозия. Дело в том, что на территории коксохимического завода велико число увлажняющих атмосферу объектов: градирни, башни мокрого тушения со шламовыми отстойниками, аэротенки биохимических установок, "воздушки", выбрасывающие водяной пар и пары агрессивных веществ. Увлажнение воздуха серьезно увеличивает опасность коррозии оборудования, что усугубляется еще и значительной запыленностью воздуха.

Расположение градирен вблизи увлажняющих воздух аппаратов ухудшает их работу: влажный воздух ухудшает работу градирен, на несколько градусов повышая температуру "мокрого термометра" и, соответственно, увеличивая температуру охлажденной оборотной воды. Серьезную опасность представляет и пыль, находящаяся в атмосфере промышленных предприятий. Большие количества воздуха, проходящие через градирню, освобождаются в ней от пыли, количество которой оказывается значительно больше, чем количество солей и ила, вносимых со свежей водой.

Работа системы оборотного водоснабжения в очень большой мере зависит от взаимного расположения градирен, основных установок цеха улавливания и источников пылеобразования. Их размещение должно осуществляться с учетом "розы ветров" и свободного притока свежего воздуха.

На работу градирен влияет величина перегрева оборотной воды в теплообменной аппаратуре выше 42 - 45°С, при этом начинается разложение бикарбоната кальция:

Са(НС0₃)₂ = СаСОз + Н₂0 + С0₂.

В результате увеличивается агрессивность паров воды и одновременно начинается отложение мелкодисперсного, плохо растворимого карбоната кальция на металлических конструкциях и насадке градирен. На некоторых заводах отмечались случаи обрушения насадки из-за увеличения ее массы под действием отложений. Опыт ряда отраслей показывает, что стабильный безнакипный режим работы градирен и теплообменной аппаратуры обеспечивается при перепаде температур при нагревании оборотной воды не более 10 °С. Это требует увеличения кратности циркуляции в системе, увеличения расхода электроэнергии, но обеспечивает более стабильную и надежную работу всего оборудования, уменьшает износы оборудования, сокращает числа ремонтов и остановок.

Для охлаждения оборотной воды в коксохимической промышленности используют градирни трех основных типов: башенные, вентиляторные напорные и вентиляторные вытяжные, устройство их показано на рис. 9.2. В последние десятилетия преимущественно сооружались вытяжные градирни. Башенные градирни используются, в основном, на старых заводах.

Наиболее распространенные вытяжные вентиляторные градирни наименее надежны в работе прежде всего из-за интенсивной коррозии лопастей вентилятора, диффузора, а также всех несущих металлических конструкций и связей верха градирен из-за сильной коррозии и эрозии под действием брызг, водяного пара и агрессивных веществ, выносимых из градирни. На этих градирнях практически ежегодно меняют лопасти вентиляторов и каждые два года - диффузоры, скорость коррозии которых (изготовлены из углеродистой стали) 0.4 - 0.5 мм/год.

Рис. 9.2. Устройство основных типов градирен:

а - башенная; б - вентиляторная напорная; в и г - вентиляторно-вытяжные,

Ремонт металлоконструкций градирен вытяжного типа на ходу весьма трудоемок и в ряде случаев опасен (из-за присутствия в градирнях токсичных веществ), межремонтный пробег напорных градирен в 2 - 3 раза больше, чем у вытяжных, гораздо менее трудоемок и опасен. Еще больше межремонтный пробег башенных градирен - 10 - 15 лет, но в этих градирнях также происходит заметная коррозия металлических конструкций и разрушение деревянной насадки, которая еще не заменена на пластиковую, при высокой температуре поступающей горячей воды.

По мнению специалистов Всесоюзной коксохимической станции и ряда предприятий, более надежны башенные бетонные градирни. Должно быть предусмотрено механизированное удаление шлама из отстойников охлажденной воды. На действующих предприятиях надежность работы градирен может быть значительно увеличена при изготовлении вентилятора и несущих конструкций из коррозионностойких сталей.

В особенно тяжелых условиях работают градирни типа ВГ в замкнутых циклах воды конечных холодильников. Здесь, если цикл не закрыт, оправдано применение только градирен нагнетательного типа, так как механическая часть их не расположена в атмосфере корродирующей и токсичной среды, удобна для ремонтов. Температура воды после охлаждения в градирне оказывается в среднем на 8 - 10 °С выше температуры мокрого термометра для охлаждающего воздуха. То обстоятельство, что при охлаждении оборотной водой потери ее оказываются значительными (по СНиП* в среднем 1.5% об. от циркулирующей воды расходуется на испарение и 0.3% об. - на брызгоунос), делает заманчивым использование в особенности, в районах с длительным холодным периодом) градирен с замкнутым и закрытым циклом охлаждающей воды.

*СНиП - Строительные Нормы и Правила.

Подогретая вода охлаждается в воздушных холодильниках. В обычных режимах температура охлаждения оборотной воды определяется температурой "сухого" термометра, т.е. физической температурой охлаждающего воздуха. В летний период температура охлаждения может быть понижена при дополнительном орошении поверхности воздушного холодильника специально подготовленной водой.

Некоторое представление о количествах воды из оборотных циклов, поступающей на охлаждение различных узлов цеха обработки газа, дают цифры, приведенные ниже:

Серьезное значение имеет стабилизация температуры воды и охлаждение воды перед поступлением в теплообменную аппаратуру. При температуре воды выше 27°С на входе в теплообменники трудно обеспечить необходимое охлаждение газа. Поэтому оправдано оснащение коксохимических предприятий холодильными агрегатами предпочтительно абсорбционного типа (открывается возможность использования имеющихся на предприятии вторичных тепловых ресурсов) для захолаживания ограниченных объемов замкнутой в цикле воды, идущей на доохлаждение газа на основных переделах цехов обработки газа. При этом достаточно применения теплоносителей (хладоносителей) с температурой +5 °С.

Практически все отделения обработки газа работают при давлениях, незначительно превышающих атмосферное, а все решения по отделению обработки газа отвечают этому условию. При изменении давления и температуры улавливания возможны технологические решения, существен­но отличающиеся от общепринятых.

9.2. Технологические решения и оптимальные условия эксплуатации отделения конденса­ции и машинного отделения

В отделении конденсации должно быть обеспечено охлаждение коксового газа, выделение из него смолы, конденсация водяных паров, отстой надсмольной воды от смолы, обезвоживание смолы до установленных техническими условиями норм, непрерывная подача в коксовый цех надсмольной воды требуемого напора и количества, передача смолы на склад и в нафталинопромыватели, подача избыточной надсмольной воды на переработку. В машинном отделении должен быть обеспечен равномерный отсос коксового газа от газосборников коксовых печей и нагнетание его через аппаратуру химических цехов до потребителей газа или повысительной станции. Таким образом, названные отделения оказывают решающее влияние на функционирование практически всех цехов коксохимического производства.

Таблица 9.1. Объем, ввлагосодержание, энтальпия коксового газа при различных температурах

Охлаждение коксового газа и выделение из него паров воды очень существенно влияет на основные расходные показатели работы отделения обработки газа. Газ на первом же этапе (на первом участке отделения - в газосборнике) оказывается насыщенным водой. Представление о фактическом соотношении неконденсирующихся компонентов газа и водяного пара в коксовом газе дает табл. 9.1. В этой же таблице показано, насколько уменьшается теплосодержание газа по мере снижения его температуры и конденсации пара. Все расчеты в таблице сделаны применительно к 1 Нм³ сухого газа.

Охлаждение газа

Охлаждение газа осуществляется в клапанных коробках и газосборнике, а затем в первичных холодильниках. Влагосодержание газа после газосборника возрастает за счет испарения части подаваемой на охлаждение надсмольной воды и газ выходит из газосборника практически насыщеным влагой. Смола же примерно на 95 % масс. конденсируется в стояках с образованием мелкодисперсного смоляного тумана. От 60 до 80% этого смоляного тумана осаждается в газосборнике и отводится с надсмольной водой. В газе, который поступает из газосборника, содержится, (г/Нм³ ): 18-30 тумана смолы, примерно 6 - 9 нафталина (в виде паров) и 3.5 - 4.5 паров смолы. В среднем только 15 - 25 % масс. от ресурсов нафталина поглощаются смолой в газосборнике.

Таким образом, на стадии первичного охлаждения происходит конденсация небольших количеств легкой части смолы и нафталина, а также конденсация большей части паров воды, содержащихся в газе. Количество аэрозольной смолы, поступающей в первичные холодильники, зависит, не только от содержания смолы в поступающем из печей газе, но и от количества ее в подаваемой на орошение воде цикла газосборника. Так, при увеличении содержания смолы в упомянутой воде с 3 до 19 г/Нм³ концентрация тумана смолы в газе возрастает с 14 до 60 г/Нм³ а количество паров смолы в газе увеличивается лишь с 5 до 7 г/Нм³ газа. Это обстоятельство делает необходимым тщательное отстаивание смолы от надсмольной воды цикла газосборника. Принципиальная технологическая схема отделения представлена на рис. 9.3.

Наиболее распространенными аппаратами для первичного охлаждения газа являются холодильники с горизонтальными трубками. Важным преимуществом их перед еще сохранившимися на ряде старых предприятий холодильниками с вертикальными трубками является высокая скорость воды в трубном пространстве (более 1 м/с), что увеличивает коэффициенты теплопередачи и уменьшает опасность отложения накипи, а также возможность орошения трубок водосмоляной эмульсией с целью очистки их от нафталина и сокращения пропарок аппаратов от отложений нафталина.

Рис. 9.3. Технологическая схема отделения конденсации:

1 - коксовые печи; 2 - стояк с клапанной коробкой; 3 - газосборник; 4 - сепаратор; 5 - холодильник; 6 - нагнетатель; 7 - электрофильтр; 8,9,11 - отстойники; 10,12 - насосы

Применение аппаратов воздушного охлаждения газа (АВОГ), понижающих температуру газа примерно до 65 - 67°С, несмотря на необходимость расходования электроэнергии на привод вентиляторов, позволяет более чем в три раза уменьшить потребление оборотной воды на стадии первичного охлаждения газа. Охлаждение газа до конечных температур, заданных технологическим регламентом и Правилами технической эксплуатации коксохимических предприятий, после воздушных холодильников может быть осуществлено либо в трубчатых холодильниках, либо в скрубберах Вентури. Серьезным преимуществом аппаратов с горизонтальными трубками является возможность дополнительного захолаживания газа с помощью холодильной машины за счет разрыва потока охлаждающих сред.

Использование скрубберов Вентури позволяет улучшить очистку газа от аэрозолей нафталина и смолы. Табл. 9. 2 содержит сведения о возможном охлаждении газа и очистке его от смолы и нафталина в аппаратах различных конструкций.

Таблица 9.2. Влияние режима охлаждения в аппаратах различной конструкции на эффективность очистки газа от нафталина и аэрозолей смолы

Продолжение таблицы 9.2.

Степень удаления аэрозолей в аппаратах непосредственного действия с интенсивным перемешиванием оказывается более высокой, тогда как содержание паров нафталина в газе функционально зависит от температуры выходящего из аппарата газа.

Неблагоприятное воздействие нафталина на работу многих последующих отделений коксохимического производства привело к использованию при очистке сочетания первичного охлаждения с поглощением нафталина водосмоляной эмульсией. В табл. 9.3 показана эффективность очистки газа этим способом при использовании холодильников различного типа. Анализ данных таблицы 9.2. показывает, что подача водосмоляной эмульсии позволяет снизить содержание паров нафталина в газе. В трубчатых холодильниках этот прием позволяет, кроме того, заметно уменьшить гидравлическое сопротивление. Содержание в газе аэрозолей при этом даже несколько увеличивается. Это явление - увеличение количества аэрозольной смолы при взаимодействии газа с водой, содержащей смолу, наблюдается и в газосборниках.

Теоретически возможно, при охлаждении газа в первичных газовых холодильниках до 30 °С, уменьшить остаточное содержание нафталина до 0.4 - 0.5 г/Нм³. Применение холодильников непосредственного действия - скрубберов Вентури позволяет резко уменьшить вынос аэрозолей, но не обеспечивает даже в варианте с подачей смолы в циркулирующую воду удаления парообразного нафталина. Сопротивление скрубберов Вентури выше, чем у трубчатых холодильников.

Серьезной проблемой становится поддержание в чистоте теплообменников для охлаждения циркулирующей в цикле воды, так как использование скрубберов Вентуре предполагает замыкание охлаждающей воды в цикл и охлаждение ее через стенку в аппаратах той или иной конструкции оборотной водой.

При эксплуатации первичных холодильников их необходимо систематически пропаривать для очистки поверхности трубок от смолы и кристаллов нафталина. Чтобы исключить выбросы загрязненного пара, его выпускают обычно в коллектор газопровода перед холодильниками. Возможна промывка поверхностей теплообмена маслами или горячей смолой.

Традиционная система охлаждения газа в трубчатых холодильниках оборотной водой связана с достаточно строгими требованиями к ее качеству. Вода должна обладать временной жесткостью не более 3 мг-экв/дм³ и иметь содержание взвешенных веществ не более 30 мг/дм³.

Узел разделения воды, смолы и фусов

Узел разделения воды, смолы и фусов оказывается одним из наиболее ответственных в отделении обработки коксового газа. Полнота отделения фусов определяет качество получаемой смолы, качество пека, получаемого из этой смолы, а также и качество электродов, анодных и электродных масс, изготовляемых на базе пекового кокса и каменноугольного пека. Одновременно увеличение количества фусов приводит к увеличению стабильности водосмоляных эмульсий и увеличению остаточного количества солей в смоле. Это последнее обстоятельство увеличивает интенсивность коррозии оборудования и ухудшает качество продуктов переработки смолы. На рис. 9.4 схематически показано взаимовлияние различных факторов на разделение воды, смолы и фусов и на процессы, протекающие в различных отделениях коксохимического производства.

Одной из наиболее серьезных задач является правильное решение вопросов переработки воды цикла газосборника и конденсата первичных газовых холодильников. Они заметно различаются по солевому составу, как это показано в табл. 9.4.

Рис. 9.4. Связь условий коксования, условий разделения воды, смолы и фусов с работой коксохимпроизводства

Таблица 9.4. Характеристики воды цикла газосборника и конденсата первичных газовых холодильников

Летучий. Связанный.

Надсмольная вода цикла газосборника, циркулирующая в системе в количестве 6 - 7 м³/т угля, отличается значительно более высоким содержанием трудногидролизуемых солей аммония, включая такие соли, как хлорид и тиоцианат аммония, анионы которых относятся к числу сильнейших активаторов коррозии. Заметное содержание связанных солеи в конденсате первичных холодильников объясняется в первую очередь выносом больших объемов аэрозолей из газосборника, а также существенной упругостью паров хлорида аммония над его водными растворами и превращениями цианид - и сульфид-ионов в растворах, с образованием тиоцианат-ионов:

2_n (NH₄)₂S + 2_n O₂ = 4n NH₃H₂ O + 2S_n

(NH₄)₂S + S _n = (NH₄)2S_n+1;

(NH₄)₂S_n+1 + NH₄CN = NH₄CNS + (NH₄)₂S _n .

Как известно, водный баланс цикла газосборника из-за испарения в клапанных коробках стояков и газосборнике сводится с дефицитом, поэтому этот цикл нуждается в пополнении. Последнее, в соответствии с правилами технической эксплуатации, должно осуществляться за счет конденсата первичных газовых холодильников и ни в коем случае не за счет технической воды. Кроме того, часть воды выводится из цикла газосборника на переработку, чтобы исключить накопление солей. От качества надсмольной воды этого цикла в большой мере зависит надежность работы систем орошения клапанных коробок стояков и собственно газосборника. По принятой практически на всех предприятиях технологии каменноугольная смола отстаивается от воды в осветлителях, поэтому необходимо достаточно жесткое нормирование содержания связанных солей и других примесей в воде цикла газосборника, для уменьшения коррозии аппаратуры и улучшения отстаивания смолы от надсмольной воды.

Для предприятий, не имеющих установки для выделения германия, содержание связанных солей должно быть не более 5 г/Ндм³, смолистых веществ не более 0.55 г/Ндм³ (если вода направляется на переработку, то не более 0.1 г/Ндм³ ). Количество твердых веществ в надсмольной воде при нормальной эксплуатации не должно превышать 0.15 г/Ндм³ , а жесткость - 1.5 мг-экв/Ндм³. В нормальных условиях эксплуатации осуществляется строгий контроль за содержанием солей в воде цикла газосборника и соответственно регулируется отбор избыточной воды на переработку и пополнение цикла газосборника конденсатом первичных газовых холодильников.

Разделение воды, смолы и фусов - сложных коллоидных систем, образованных частицами угольной шихты, мелкодисперсными сажистыми частицами и частицами кокса, вынесенными из печей со смолой, в большой мере зависит от режима работы печей (помол шихты, режимы загрузки, система бездымной загрузки, режим работы газосборника), так как при значительном количестве взвешенных частиц и высокой плотности смолы образуются очень прочные эмульсии вода-смола, а в некоторых случаях и стабильные обращенные эмульсии (вода в смоле). Образование особо обводненной смолы и тем более обращенных эмульсий - признак крайне низкого уровня эксплуатации коксовых печей. Выше (см. рис. 9.4) показана тесная связь условий взаимного разделения воды, смолы и фусов с надежностью работы практически всех переделов коксохимического производства.

Трудности, возникающие при их разделении, объясняются: высокой вязкостью смолы; значительной полярностью надсмольной воды, связанной с присутствием в ней солей; взаимодействием воды и солей с π-электронами полициклических ароматических углеводородов и образованием π-комплексов; стабилизацией эмульсий частицами фусов; малыми размерами частиц угольной пыли, полукокса, графита, составляющих ядро этих образований, их высокой сорбционной способностью и, как следствие, малыми различиями в плотности смолы и фусов.

Именно поэтому фусы отстаивают обычно от смеси смол: осажденных в газосборнике, осажденных и частично сконденсированных в газовых холодильниках (соответственно "тяжелой" и "легкой" смол). Плотность фусов обычно 1.250 - 1.270 г/Нсм³ , "тяжелой" смолы в среднем 1.16 г/Нсм³ , "легкой" смолы 1.123 - 1.124 г/Нсм³, смеси смол, в зависимости от режима коксования ("суммарной" смолы), 1.14- 1.19 г/Нсм³.

Наиболее распространено разделение фусов и смолы, а также воды в механизированных осветлителях при 70 - 80 °С. Используемые на большинстве предприятий механизированные осветлители представляют собой полые емкости, снабженные скребковыми транспортерами, размещенными обычно в заглубленном лотке, расположенном в средней части осветлителя, с помощью которых фусы отводятся в обогреваемые бункера. Выход фусов составляет от 0.1 до 1.5 % масс, считая на смолу. В механизированных осветлителях отделяют от 40 до 65 % масс. твердых зольных примесей, содержащихся в смоле. Содержание воды в смоле на большинстве предприятий должно быть не более. 4% масс.

Эффективность подготовки смолы к переработке может быть значительно улучшена при использовании ряда специальных приемов:

• центрифугирование смолы, позволяющее гарантированно уменьшить содержание воды до 2 % масс. и удалить 80 - 90 % масс. фусов;

• отстаивание под давлением 0.3 - 0.5 МПа, что позволяет вести процесс при температурах 120 - 140 °С, снизить остаточное содержание воды до 0.4 - 0.8 % масс. и на 90 - 95% масс. удалить фусы;

• фильтрация смолы через виброфильтры, позволяющие удалять до 90% масс. фусов;

• отстаивание смолы, разбавленной маловязкими низкокипящими органическими разбавителями (например, сырым бензолом, поглотительным или антраценовым маслами), что позволяет уменьшить содержание воды до 0.2 - 0.4 % масс., полностью удалить фусы, а также часть высокомолекулярных компонентов каменноугольной смолы.

Из этих приемов на некоторых заводах применяют отстаивание в центрифугах.

Некоторые особенности оформления машинного отделения с электрофильтрами

Как правило, для обслуживания четырех коксовых батарей используют три нагнетателя: два рабочих и один резервный. При переходе к батареям с более высокой производительностью оправданной оказывается установка одного работающего нагнетателя на одну батарею. Это повышает надежность и гибкость управления. Кроме выполнения своей основной функции, центробежные нагнетатели обеспечивают отделение в центробежном поле 60 - 80 % масс. аэрозолей воды и смолы, вынесенных из отделения первичного охлаждения.

Представление о сопротивлении, которое преодолевает нагнетатель при транспортировании газа через аппаратуру коксохимического предприятия, дано в табл. 9.5.

Как следует из таблицы, суммарный напор (сумма разрежения и давления нагнетания) должен быть не менее 30 - 36 кПа.

Современные нагнетатели работают при оборотах ротора до 5000 об/мин и более, что заметно уменьшает их габариты и число рабочих колес по сравнению со старыми тихоходными нагнетателями.

Особая роль машинного отделения в работе коксохимического предприятия (выход из строя этого отделения немедленно приостанавливает работу всего завода) определяет жесткие требования к надежности его работы.

Таблица 9.5. Сопротивления, преодолеваемые нагнетателем при транспортировании коксового газа

Одной из главных задач этого отделения является полное и равномерное отсасывание коксового газа от печей путем поддержания заданного разрежения перед первичными газовыми холодильниками. Это постоянство поддерживается автоматически обычно с помощью струйных регуляторов, передающих управляющий импульс либо на задвижку на байпасе нагнетателя (при электрическом приводе), либо (при паровом приводе) на вентиль подачи пара в паровую турбину.

При налаженной системе регулирования колебания давления в газовом тракте не превышают 0.1 - 0.2 кПа, что достаточно для всего газового тракта, кроме узла газосборника. Точность регулирования давления в последнем должна быть не менее 10-20 Па. Поэтому на отводном от коксовых печей газопроводе непосредственно за газосборником устанавливают самостоятельный дроссельный клапан, соединенный с самостоятельным регулятором.

Для повышения или, точнее, для обеспечения надежности работы нагнетателей необходимо: 1. Иметь постоянно готовый к запуску резервный нагнетатель, как и резервные роторы для нагнетателей, должным образом законсервированные. 2. Постоянно работающую систему смазки подшипников, сопряженную систему охлаждения циркулирующего масла. 3. Систематически контролируемую систему стока конденсата из нагнетателей и прилегающих к ним участков газопро-водов.4. Иметь сигнальные устройства, предупреждающие об аварийном прекращении подачи масла на охлаждение подшипников, о превышении допустимой температуры подшипников. В случае использования парового привода обязательно применяются автоматы, ограничивающие превышение предельного числа оборотов вала.

Для очистки газа от смоляного тумана можно применять электрофильтры, обеспечивающие при температуре газа 20 - 30°С остаточное содержание смолы 0.05 г/Нм³. Обычно применяют электрофильтры с трубчатыми осадительными электродами при линейной скорости газа в электрофильтре около 1.8 м/с при напряжении тока 50 - 80 кВ.

Проходные изоляторы могут покрываться налетом влаги, конденсирующейся из газа, что может вызвать утечку газа. Поэтому клапанные коробки электрофильтров обогревают паром так, чтобы температура в них была по меньшей мере на 10 °С выше, чем в аппарате. Желательно, чтобы клапанные коробки, особенно на нагнетании, обязательно были заполнены коксовым газом.