3.3.4. Сокращение выбросов при выдаче кокса из камер коксования

Количество газопылевых выбросов, сопровождающих выгрузку кокса из печей (табл. 3.5), зависит, в частности, от завершенности процесса коксования. Для преждевременной выдачи коксового спека с «недопалом» характерны большие выбросы газов и пыли из неразложившегося, неспеченного угля и легкоистирающегося кокса (полукокса). Задержка в выдаче кокса исключает значительную часть газопылевых выбросов, но «перегретый» валовой кокс обладает меньшей прочностью, т.е. из него снижается выход металлургического кокса крупностью более 25мм.

Соблюдение установленных периодов и режимов коксования способствует не только сокращению выбросов газов через неплотности кладки, но и повышению качества кокса.

Залповые выбросы тех или иных количеств пыли и газов во время выталкивания кокса из камеры коксования являются неизбежными и борьба с ними сводится к проведению нижеследующих мероприятий:

1) установка крупного передвижного укрытия над тушильным вагоном, принимающим раскаленный угольный спек; укрытие присоединяется к стационарному газовому коллектору и газоочистному аппарату;

2) оборудование тушильного вагона передвижной аспирационной установкой;

3) сооружение отдельной передвижной аспирационной установки, передвигающейся вместе с тушильным вагоном;

4) строительство закрытой галереи вдоль коксовой батареи с установкой в едином комплексе газохода и аппаратов газоочистки (рис 3.18).

Перечисленные установки являются громоздкими, создают большие затруднения в эксплуатации всего оборудования выдачи кокса и его транспортировки к установкам тушения, нуждаются в значительных энергозатратах.

Рис 3.18 Схема аспирации и очистки газов при выгрузке кокса с полным укрытием коксовой стороны батареи:

1 – углезагрузочный вагон; 2 – угольный бункер; 3 – загрузочный люк; 4 – телескопические уплотнители; 5 – коксовая камера; 6 – газосборник; 7 – сопла инжекторов; 8 – стояки инжекторов; 9 – коксонаправляющая; 10 – тушильный вагон; 11 – крышка галереи; 12 – стенка галереи; 13 – опорные колоны; 14 – газопровод; 15 – абсорберы; 16 – дымососы; 18 – каплеуловитель; 19 – дымовая труба; 20 – коксовая рампа.

Однако, с целью практически полной ликвидации выбросов этой стадии процесса производства кокса на большинстве зарубежных коксохимических заводов стационарные газоочистные установки коксовой стороны содержат в постоянной эксплуатации. Это позволяет устранить 80-90% выбросов пыли и до 85% выбросов сернистых газов, обеспечить рассеяние неуловленных газов через высокие дымовые трубы аспирационных установок. Проекты развития отечественного производста кокса (реконструкция и строительство новых батарей) должны включать применение установок улавливания упомянутых выбросов, хотя это и требует дополнительных затрат, естественно восполняемых снижением социально-эколого-экономического ущерба при уменьшении загрязнения окружающей среды. На коксовых батареях последнего поколения, в соответствии с проектами Гипрококса, двересъемные машины коксовой стороны оборудованы: установками беспылевой выдачи кокса (УБВК): зонтами, вентиляторами и газоочистными аппаратами (рукавными фильтрами), исключающими большие выбросы пламени, дыма и пыли от выгрузки кокса.

Подготовка к выдаче кокса и учет факторов, предшествующих этой важной операции, влияет прямо или косвенно на ресурсо-экологические показатели работы коксовой батареи. К числу таких факторов относятся, в частности, те, которые обуславливают тугой ход коксового спека при выталкивании его из печи. Первая группа факторов объединяет различные отклонения от принятого состава угольных шихт. Например, уменьшение или увеличение, относительно нормы, количества в шихте усадочных газовых углей сопровождается снижением горизонтальной усадки (уменьшением пристеночных щелей) или потерей монолитности коксового спека, его рассыпанием с забиванием мелочью пристеночных щелей. Чрезмерное применение отощающих (с малой толщиной пластического слоя) или окисленных, передержанных на складе углей, также может вызвать явление тугого хода. Такое явление крайне нежелательно, так как нарушает ритмичную работу коксовой батареи и отделений обработки коксового газа, резко снижает производительность по коксу, приводит к разрушениям кладки коксовых печей.

Вторая группа факторов связана с качеством подготовки и загрузки шихты в коксовые печи: колебания и повышенные значения насыпной плотности и влажности шихты, недогрузка или перегрузка камер. Механизм возникновения тугого хода здесь связан или с неготовностью верха спека (не произошла усадка слоя) или с большими отложениями графита в верхней части недогруженной камеры коксования.

Третья группа причин включает нарушения в обогреве камер коксования: недостаточные и неравномерные температуры по высоте простенков, снижение давлений в камерах, при которых возможны подсосы воздуха горения или отходящих газов с достаточным содержанием кислорода из отопительной системы в камеры коксования.

К четвертой группе отягчающих факторов относят образовавшиеся дефекты кладки (выпуклости, впадины стен и пода камеры) и неисправности оборудования в виде перекосов штанги коксовыталкивателя или отдельных элементов конструкции коксонаправляющей ванны, установленной на двересъемной машине.

При выталкивании кокса из печи на диаграмме амперметра регистрируется сила тока, потребляемого двигателем выталкивающей штанги. Нормальной величиной силы тока (амперажем) считают 120-300А. Максимальная её величина характерна для момента сдвига пирога с места и может достигать 300-600А. Превышение этой величины исключают путем применения защитного электроконтактного выключения двигателя штанги. Допустимая величина силы тока устанавливается в зависимости от состояния кладки камеры. В случае заклинивания коксового спека, когда предельного усилия штанги недостаточно для его выталкивания, прибегают к частичной ручной выгребке кокса и последующему выталкиванию штангой остатков продукта. Такое аварийное явления называют «бурением» печи и на его предупреждение направлена основная часть усилий технологического персонала, тем более, что все указанные выше факторы возникновения тугого хода в значительной мере исключают производства некачественной продукции коксохимического производства.

Нужно подчеркнуть, что своевременное регулирование состава и качества подготовки шихты, температурного и газодинамического режимов, а также периода коксования способствует полной ликвидации тугого хода. Подготовка к выдаче кокса позволяет существенно уменьшить вредные выбросы и сохранить герметичность кладки печей.

В систему подготовки и выполнения правил выдачи кокса входят, например, следующие:

1) за 15-20 минут до выдачи кокса печь должна быть отключена от газосборника и соединена с атмосферой с помощью соответствующих клапанов (рис 3.14);

2) двересъемное устройство коксовыталкивателя и двересъемная машина коксовой стороны снимают обе двери печи, затем напротив рамы печи с коксовой стороны, устанавливают коробку, так называемую ванну коксонаправляющей, передающей выталкиваемый кокс в установленный напротив коксовозный тушильный вагон;

3) включением механизма передвижения штанги коксовыталкивателя начинается выдача коксового спека из печи, что считают окончанием времени коксования;

4) для сохранения кладки и температурных условий коксования при выдаче кокса из какой-либо печи соседние, смежные печи должны быть полностью загружены, в них должен протекать процесс коксования в начальном полупериоде;

5) в выгружаемой и смежных камерах степени готовности кокса не должны значительно отличаться; что способствует нормальному давлению на кладку стен и соблюдению режимных параметров коксования;

6) коксовые печи со вновь загруженной шихтой должны быть равномерно распределены по длине коксовой батареи, что уменьшает холостой пробег обслуживающих машин батареи и способствует оптимизации операций выгрузки и обработки кокса.

Таким образом, газопылевые выбросы, обусловленные выдачей кокса, могут быть сокращены в 5-10 раз при сочетании прямых природоохранных мер по оснащению коксовой стороны батареи газоочистным оборудованием и технологических мероприятий по совершенствованию коксования шихты и процесса выдачи кокса.