Коксовая пыль. Её улавливание и предотвращение пылевыделений

  В частности, по разработке фирмы "Пенсильвания инжиниринг" достижение минимального зазора между зонтом и вагоном  обеспечивается наращиванием бортов тушильного вагона до высоты кабины электровоза с дополнительной установкой на зонт вертикальных подвесных экранов-уплотнителей. Другими вариантами могут быть: телескопическое опускание зонта на коксоприемный вагон или подъема вагона гидравлическими цилиндрами с плотным прижатием его к зонту [30 ]. Последний вариант разработан для комбинированной системы улавливания выбросов при выдаче и тушении кокса (тушение под давлением), подсосы воздуха здесь минимальные, поэтому объем отсасываемого и очищаемого в скрубберах вовдуха составляет лишь 15

ТЫС.М³/ч.

В СССР минимальный  расход очищаемого газа в опытно-промышленной УБВК (рис.14) на Донецком заводе [18] составлял 38 тыс.м³/ч, эффективность улавливания пыли из газов выдачи достигала 78,5 %. Эта установка предназначена для мокрого тушения кокса, когда имеется возможность быстрой и частой смены воды в пылеуловителе ударно-инерционного действия. Относительно низкая степень очистки этой установки, по-видимому, связана с плохой смачиваемостью коксовой пыли.

Тем не менее 

  
 
 
 
 
 
 

         передвижной ° установки беспылевой выдачи кокса:

1 - вентилятор; 2 коксонаправляющая; 3 - зонт; 4 - горячий газоход; 5 - холодный газоход; 6 - тройник; 7 - перегородка; 8 - емкость с водой; 9 - пневмоцилиндр; 10 - тушильный вагон. 

простота  конструкции и экономичность  ее применения при наличии мокрого  тушения вызывают определенный интерес, что определяет и перспективы  дальнейших раэрабо ток в этом направлении. В частности, модернизированный вариант этой УБВК с пылг уловителем на двересьемной машине спроектирован для Горловского КХЗ, другой вариант с использованием аппарата ПВМ применен на Алтайском КХЗ.

  При разработке аппаратурного оформления процессов обеспыливл ния газов выдачи кокса основными критериями, определяющими вы бор пылеуловителей, так же как и при обеспыливании аспирационного воздуха, являются специфические свойства улавливаемой коксовой пыли. В связи с этим описанные ниже технические решения по сухому пылеулавливанию можно использовать и в УБВК. Ограничениями применения этих решений могут быть значительные объемы и повы шейная температура очищаемых газов. При многочисленных изменениях на УБВК было установлено, что при расходе 104 тыс.м³ /ч температура газов выдачи, поступающих на очистку, даже в летнее время не превышает 75 'С, поэтому ограничение по температуре можно не учитывать. Объем отсасываемых газов в действующих и спроек - тированных УБВК пока остается на уровне 100 тыс.м³/ч.

  Наиболее  простым вариантом системы сухого пылеулавливания является система из конических циклонов. Такие системы разработаны и включены в проекты УБВК для Кузнецкого (рис.15) и Орско-Хали- ловского металлургический комбинатов. Параллельная установка циклонов принята из-за имеющегося в каталоге [11] ограничения диаметра изготовляемых промышленностью конических циклонов типа СК-ЦН-34 величиной 3600 мм (производительность ~ 62 тыс.м³/ч). 

 
 

  По-видимому, общих ограничений на величину диаметра одиночных циклонов не существует. Доказательством этого является существование циклонов ЦН-15 диаметром 5000 мм [11 ] и циклонов ЦП-1 диаметром 4250 мм [ 12 ]. Это дает основание считать возможным проектирование и изготовление одиночных конических циклонов диаметром 4000-4500 мм и более. В частности, для обеспыливания газов выдачи могут быть разработаны схемы из конических циклонов диаметром 4,2-4,8 м. Результаты расчетов вариантов этих систем представлены в табл. 1.

  Такие схемы отличаются простотой и  не требуют высококвалифицированного обслуживания, поэтому их разработка и применение имеют приоритетный характер при реконструкции действующих предприятий. Очевидно, нет противопоказаний и к применению других высокоэффективных циклонов, например СК-ЦН-22, СЦН-40 и др. Основным требованием при этом, помимо высокой эффективности и приемлемого гидравлического сопротивления, является предотвращение абразивного износа, что достигается правильным выбором скоростей во входном патрубке и корпусе циклона.

Таблица 1. Расчетные характеистикн двухступенчатых систем очистки газов выдачи в одиночных циклонах

Примерами промышленного применения крупногабаритных циклонов могут служить установки на Орско-Халкповском (ОХМЮ и Нижетагильском (НТМК) металлургических комбинатах. На ОХМК смонтирована двухступенчатая система обеспыливания газов УБВК батарей 3-4, состоящая из последовательно установленных групп по два циклона СК-ЦН-34-3600. При начальной концентрации пыли (dm ~ 325 мкм.о-9,5) в газах выдачи ~7,4 г/м^ после очистки остается -250 мг/мЗ, потеринапора в системе ~4,4 кПа.

На НТМК установка из последовательно смонтированных одиночных циклонов СДК-ЦН-33-4500 и  СКЦН-34-4100 используется для обеспыливания аспирационного воздуха узла погрузки кокса сухого тушения в железнодорожные вагоны. Степень улавливания пыли в этой установке составляет - 90 % при гидравлическом сопротивлении 4,5 кПа.

 

  Для стационарной установки обеспыливания газов выдачи наиболее эффективным решением с точки зрения пылеулавливания является применение электрофильтров. Наибольший эффект от применения электрофильтров с точки зрения экономики будет получен при совмещении в них очистки газов выдачи и газов загрузки при условии решения вопросов утилизации уловленной смеси угольной, полукоксовой и коксовой пылей. Поскольку газы загрузки содержат много горючих веществ, возникает необходимость обеспечения взрывобезо- пасности, поэтому следует использовать электрофильтры типа УВВ- 16 или СГ-15хЗ.

  Рукавные  фильтры для обеспыливания газов выдачи в нашей стране до настоящего времени не применялись в связи с отсутствием на коксохимических предприятиях какого-либо опыта по их применению, а также из-за отсутствия тканей, пригодный для улавливания абразивных пылей. В то же время на УБВК за рубежом рукавные фильтры являются основным средством для сухой очистки газов выдачи от пыли [16]. Но при действующих правилах и нормативах учета выбросов применение рукавных фильтров с их высокой степенью очистки для УБВК не является оправданным. Во-первых, отсутствует необходимость достижения высоких степеней очистки при обеспыливании периодических выбросов. Во-вторых, абразивные свойства пыли либо требуют применения дорогостоящих методов обработки специальных тканей, либо неизбежно снижают надежность очистки. В этом и другом случаях страдает экономика эксплуатации пылеуловителей. И, в-третьих, рукавные фильтры весьма громоздки, что препятствует их размещению в стесненных условиях действующих предприятий. Кроме того, в сравнении, например, с электрофильтрами экономические показатели рукавных фильтров даже при прочих равных условиях несколько хуже.

  Таким образом, анализ известных и перспективных  технических решений аппаратурного  оформления процессов обеспыливания газов выдачи показал, что проблема должна решаться комплексно с технологическими мероприятиями по повышению степени готовности кокса, разработкой конструкций установок отсоса, оптимизацией объемов отсасываемых газов и улавливанию пыли с эффективностью, определяемой требованиями приведения периодических выбросов к максимально разовым по ГОСТ 17.2.3.02-78. 

ОЧИСТКА ОТ ПЫЛИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ГАЗОВ УСТК

  Преимущества  УСТК перед мокрым тушением заключаются  в утилизации тепла кокса с получением пара (на 1 т кокса получают 0,4 т пара давлением 2,2 МПа и температурой 450 °С) и более высоких прочностных характеристик кокса.

  В составе УСТК имеются два источника  организованных выбросов в атмосферу: свеча избыточного инертного  газа после дымососа и свеча, через которую выбрасываются газы, выделяющиеся из кокса в форкамере.

 Содержание  пыли в газе свечи дымососа определяется работой пы- леосадительиой камеры и циклона. Концентрация пыли в газе, выходящем из камеры тушения, составляет ~ 10 г/м³, в пылеосадительной камере улавливается 170-180 кг пыли, на входе в циклон концентрация пыли достигает 7,7 г/м³. В циклонах типа ЦН-24, степень очистки в которых составляет 87-90 %, улавливается 750-800 кг/ч пыли.

 Анализ  кривых фракционных степеней улавливания (рис.16), построенных по результатам ситовых рассевок уловленной пыли, указывает на недостаточную эффективность циклона (dso - 120 мкм). В связи с этим содержание пыли в избыточном газе, сбрасываемом через свечу дымососа, достигает при различных режимах тушения 0,3-1,0 г/м³ при расходе газа 800-1100 м³/ч [19 ].

 В форкамере поддерживается избыточное давление ~ 20 Па, через свечу сбрасывается в атмосферу 500-800 м³/ч газа с концентрацией пыли 1,1-1,5 г/м³.

 Конструкцией  УСТК очистка от пыли газов свечей дымососа и фор- камеры не предусмотрена. Однако значительное загрязнение атмосферы этими выбросами (удельные выбросы пыли составляют соответственно 5,7-11,5 и 17,6-28,8 г/г потушенного кокса) приводит к необходимости разработки мероприятий по их сокращению.

 Кроме пыли, выбросы свечей УСТК содержат значительное количество монооксида углерода (СО) [до 5 и 18 % (объемн.) соответственно из свечи дымососа и форкамеры]. В связи с этим необходимо разрабатывать мероприятия не только для борьбы с пылевыми выбросами, но и с выбросами СО.

 По  предложению Кузнецкого филиала  ВУХИНа сбросные газы форкамеры направляют на всас дымососа УСТК. Тем самым полностью ликвидируются выбросы свечи форкамеры. Испытания на Западно-Сибирском металлургическом комбинате подтвердили работоспособность такого усовершенствования. Однако при этом увеличивается объем газов из свечи дымососа, что снижает экологическую эффективность данного предложения.

 Продолжающиеся  разработки способов ликвидации технологических  выбросов

УСТК  позволяют определить в качестве перспективных следующие мероприятия: 1)

Ц %

90 70 50 30

10 5

0,1

10 20 50 100 200 500 1000

3000 d,MKM

99,9 99

  Рис.16. Дисперсный состав коксовой пыли в  цикле УСТК и фракционная эффективность  пылеуловителей Ы - размер частиц, мкм; D - вероятность, появления частиц менее d, %):

  1 - пыль на входе в камеру - осадитель;

  2 - пыль на входе в циклон;

  3 - фракционная степень очистки  камеры-осадителя;

  4  - фракционная 
 

объединение выбросов из свечей форкамеры и дымососа, обеспыливание их в двухступенчатой системе из высокоэффективных конических циклонов и подача обеспыленных газов в трубопровод прямого коксового газа; 2) каталитическое дожигание монооксида углерода в объединенных выбросах свечей УСТК и направление очищенных запыленных газов в дымовую трубу; 3) термическое дожигание монооксида углерода в цикле УСТК путем подачи воздуха в циркулирующий газ перед пылеосадительной камерой и в верхнем кольцевом канале.