- •Глава 3. Повышение экологической безопасности коксохимического производства
- •3.1 Общие представления о коксовании каменных углей и устройстве коксовых батарей
- •3.2 Разновидности и источники вредных выбросов коксохимического производства
- •3.3 Направления и способы экологизации коксохимического производства
- •3.3.1 Составление и подготовка угольной шихты к коксованию
- •3.3.1.1 Разновидности и свойства углей, принципы составления угольных шихт
- •Процессы подготовки угля к коксованию
- •3.3.1.3. Глубокая сушка, предварительный нагрев и механическое уплотнение угольной шихты
- •3.3.2 Бездымная загрузка угольной шихты в коксовые печи
- •3.3.3 Совершенствование режимов коксования углей
- •3.3.3.1 Принципы регулирования теплового и газодинамического режимов. Материальный и тепловой балансы. Расход тепла на процесс
- •3.3.4. Сокращение выбросов при выдаче кокса из камер коксования
- •3.3.5 Сухое тушение кокса
- •3.3.6 Повышение качества кокса – способ экологизации его производства
- •3.3.7. Новые процессы подготовки и коксования углей
- •3.3.7.1 Непрерывные процессы коксования
- •3.3.8 Возможности уменьшения вредных выбросов в процессах обработки прямого коксового газа
- •3.3.8.1 Первичное охлаждение коксового газа и конденсация парообразных веществ
- •3.3.8.2 Очистка коксового газа от аммиака
- •3.3.8.3 Удаление из коксового газа нафталина
- •3.3.8.4 Очистка коксового газа от сероводорода и цианистого водорода
- •3.3.8.5 Улавливание бензольных углеводородов
- •3.3.8.6 Элементы очистки сточных вод коксохимического производства
- •3.3.9. Обобщение возможных результатов экологизации коксохимического производства
- •Контрольные вопросы и задания
3.3.8.1 Первичное охлаждение коксового газа и конденсация парообразных веществ
Прямой коксовый газ, отсасываемый из камер коксования с температурой 650-7500С, обильно орошается водой в газовых стояках и газосборниках. На этой первой стадии охлаждения температура газа снижается до 85-900С. Затем в первичных газовых холодильниках (рис. 3.6, раздел 3.2) температура газа снижается до 25-350С с целью частичного удаления из него путем конденсации смол, паров воды, и последующего улавливания в специальных аппаратах бензольных углеводородов, сероводорода, цианистого водорода, аммиака. Отметим, что затраты на транспортировку меньшего количества охлажденного газа резко снижаются. Охлаждающая вода сильно насыщается содержащимся в газе аммиаком, поэтому называется аммиачной. Поскольку конденсированные смолы и фусы, как более плотные, осаждаются в водной среде, такую воду верхнего слоя называют еще и надсмольной. Таким образом, аммиачная, надсмольня вода, как правило, является оборотной в процессе проведения обязательной операции глубокого первичного охлаждения газа. Расход воды составляет 6,5-7,5 м3/т кокса, 2-3% ее массы испаряется и запас воды пополняется конденсатом из первичных холодильников газа.
В газосборниках коксовых батарей конденсируется 50-60% содержащейся в газе смолы, практически полностью вымываются из газа фусы. Кроме аммиака охлаждающая вода абсорбирует H2S, CO2, HCN и ряд кислотных соединений, вследствие чего образуются в воде аммиачные соли и различные слабые кислоты. Поток воды из газосборников с конденсатом из смолы и осевших фусов направляют в специальные отстойники для осаждения смолистых веществ и осветления надсмольной оборотной воды.
В специальных отстойниках – осветлителях вода и смолистые продукты хорошо разделяются, образуя три слоя благодаря разной их плотности: сверху – надсмольная вода плотностью 1010-1020 кг/м3; средний слой – смола плотностью 1170-1180 кг/м3; нижний – фусы плотностью 1250 кг/м3.
Вторая ступень первичного охлаждения газа осуществляется в трубчатых газовых холодильниках, где по трубам циркулирует относительно холодная вода с температурой 20-280С, а в межтрубном пространстве движется газ с температурой около 900С. На этой стадии охлаждения газа конденсируется оставшаяся часть смолы (40-50%), выделяется нафталин, тут же растворяющийся в смоле, в водном конденсате растворяются NH3, H2S, CO2, HCN, фенолы, пиридиновые основания. После трубчатого холодильника газ направляется в электрофильтры для осаждения из него туманообразной смолы.
После электрофильтров содержание смолы в газе не превышает 40-50 мг/м3 при исходном 2-5 г/м3 после первичных холодильников. Установка электрофильтров после эксгаустеров (рис 3.6) имеет преимущество в том отношении, что рабочий объем электрофильтров находится под давлением, исключающим подсосы атмосферного воздуха и образование взрывоопасной смеси. Однако в этом случае отсоса загрязненного смолой газа на лопатках роторов эксгаустеров налипают смолистые вещества, способные вызвать дебалансные вибрации ротора и корпуса эксгаустера с последующим выходом последнего из строя. В последних проектах электрофильтры устанавливают перед нагнетателями, на стороне разрежения, поскольку в этом случае редко выходят из строя изоляторы электрофильтров.