Способ сухого тушения кокса и получения газов,содержащих водород и окись углерода,и устройство для его осуществления

 

1. Способ сухого тушения itoKca и получения газов, содержащих водород и окись углерода, вкд чающий предварительный нагрев кокса до 1200-1300°С, охлаждение, путем пропускания через слой коксасмеси npejaварительно нагретых углеводородов и водяного пара и последующее охлаждечние до 200-250с путем пропускания . через слой кокса охлгикдающего агента , о т л и ч а .ю ц Ии с я тем, что, с целью снижения энергозатрат, предварительный нагрев гглеводородов с вс дяным паром ведут путем подвода тепла от охлаждаемого кокса, у охлаждение кокса смесью углеводородов с водяным паром ведут до 400- ГЛ и охлаждение до 200-250с ведут водяным парсзм. 4 М СП ;о W

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Э(50 С 10 В 39/02, С Ц1 B 3/24, . С 01, G 9/30

) 1 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТ0РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Ъ (21) 2726051/23-26 (22) 19. 02. 79 (46) 23.09.83 Бюл. Р 35 (72) В.Е.Привалов, И;Г.Зубилик, 3.-И.И.Тодавчич, Н.К.Кулаков, A.Í.Ñèëêà, А.Н.Минасов, М.Г.Ананьевский, Н;Е.Темкин и В.И.Солодков (71) Украинский научно-исследовательский углехимический институт и Госу."дарственный всесоюзный институт по проектированию предприятий коксохимической промыаленности

1(53) 622.741(088 .8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9. 2463246/26, кл. С 10 В 39/02, 1977 . (54) СПОСОБ СУХОГО ТУШЕНИЯ КОКСА И

ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗОВ, СОДЕРЖАЩИХ ВОДОРОД

И ОКИСЬ УГЛЕРОДАр И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1 . Способ сухого тушения кокса и получения газов, содержащих водо-род и окись углерода, включающий предварительный нагрев кокса до

1200-1300 С, охлаждение путем пропус« .кания через слой кокса смеси предварительно нагретых углеводородов и водяного пара и последующее охлажде.ние до 200-250 С путем пропускания через слой кокса охлаждающего агента, о т л.и ч а ю шийся тем, что, .с целью снижения энергозатрат, предварительный нагрев смеси углеводородов с водяным паром ведут путем подвода тепла от охлаждаемого кокса, Pg охлаждение кокса смесью углеводородов с водяным паром ведут до 400450 С и охлаждение до 200-250 С ведут водяным паром.

1043159

2. Устройство для сухого тушения кокса, и получения газов, содержащих водород и окись углерода, имеющее корпус со средствами для загрузки и выгрузки кокса, средство для .подвода смеси углеводородов с водяным паром, расположенное в средней части,корпуса. по его оси, расположенный над ним коллектор для отвода газов, содержащих водород и окись углеро2 известно, теплообмен от газа к газу через стенку значительнЬ ниже, чем от нагретого кокса к газу при непосредственном их контакте в камере ту.5 щения. На нагрев парогазовой смеси расходуется до 20% тепла высокотемпературного кокса.

На конверсию углеводородов исполь. зуется часть вырабатываемого энерге1О;тического пара. Тепло высокотемпера:турного восстановительного газа по этому способу не используется для производства энергетического пара в котле-утилизаторе, наоборот, около

35% этого тепла бесполезно уносится из цикла с охлаждающей водой и для охлаждения газа необходимо в схеме . устанавливать холодильник смешения, который должен работать при относительно высокой температуре 350-360 С. о

20 Целью изобретения является cнижение энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающе« му предварительный нагрев кокса до

25 1200-1300ОС, охлаждение путем пропускания через слой кокса смвси предварительно нагретых углеводородов и водяного пара и последующее охлаждение до 200-250оС путем пропускания

30 через слой кокса охлаждающего аген» та, предварительный нагрев смеси уг леводородов с водяным паром ведут путем подвода тепла от охлаждаемого кокса, охлаждение кокса. смесью

З углеводородов с водяным паром ведут до 400-450ОС и охлаждение до 200250ОС ведут водяным паром.

Устройство включает корпус со средствами для загрузки и выгрузки кокса, средство для подвода сме4О си углеводородов с водяным паром, расположенное в средней части корпуса по его оси, расположенный над ним коллектор „цля отвода газов, содержащих водород и окись углерода, 45 средство для подвода водяного пара, расположенное н нижней части корпуса, средство для отвода пара, расположенное под средством для подвода

Изобретение относится к производству кокса и может найти применение в коксохимической и коксогазовой промышленности.

Известен способ сухого тушения ,кокса и получения газов, содержащих водород и окись углерода, включающий предварительный нагрев кокса до

1200-1300 С, охлаждение кокса путем пропускания через его слой смеси предварительно нагретых углеводородов и водяного пара и последующее охлаждение до 200-250 С путем пропускания через слой кокса инертного охлаждающего агента.

Первичное охлаждение кокса по этому способу ведут смесью углеводородов и водяного пара до 700-750 С, смесь углеводородов с водяным паром предварительно нагревают также до

700-750 С, а окончательное охлаждео ние кокса до 200-2500С осущ твляют путем пропускания через слой кокса инертного газа(i) .

Известно устройство для сухого тушения кокса и получения газов, содержащих водород и окись углерода, включающее корпус со средствами для, загрузки и выгрузки кокса, средство для подвода смеси углеводородов с водяным паром, расположенное в сред ней части корпуса по его оси, расположенный над ним коллектор для отвода газов, содержащих водород и окись углерода,,средство для подвода водяного пара, расположенное в нижней части корпуса, средство для отвода пара, расположенное под средством для подвода смеси углеводородов с водяным паром (1) .

Недостатком известных способа и устройства является повышенные энергозатраты из-за необходимости предварительного нагрева парогазовой смеси перед подачей ее на кокс до 700-750 C .Нагрев парогазовой смеси в этом способе производится в высокотемнературном газовом теплообменнике, т.е. за счет теплообмена между газами через разделительную стенку, а как да, средство для подвода водяного пара, расположенное в нижней части корпуса, средство для отвода пара, . расположенное под средством для подвода смеси углеводородов с водяным паром, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что средство для подвода смеси углеводородов с водяным паром выполнено в виде трубы, снабженной колпаком с раструбом..

1043159 рая затем отдает тепло подаваемому на горение воздуху и охлажденные до

500 С выводят в атмосферу. При кано товке направление потоком воздуха и продуктов горения изменяется.

Предварительно нагретый кокс до

1750 С охлаждают до 425 С смесью углеводородов с водяным паром. . Охлаждающую парогазоуглеводородную смесь получают непосредственно в средней части корпуса 1 следующим образом.

Углеводородсодержащий гаэ, в качестве которого испбльзовали коксовый газ, нагревают до 85 С в трубчатом теплоо обменнике 19 водяным паром. Нагретый до

85 С коксовый газ на выходе из теплообменника 19 перед поступлением в трубу 4 смешивают с водяным паром с температурой. 140 С, поступающим из хола-. дильника 20. Количество этого пара составляет 853 от необходимого количества водяного пара; используемого на конверсию углеводородов. Смесь коксового газа и водяного пара через трубу 4 подают под колпак 6 откуда смесь с помощью раструбов 7 поступает на .слой кокса, имеющий температуру 425 С, где встречается и смешивается с другой частью, составляющей 15Ъ необходимого количества водяного пара, поступающего на конверсию иэ нижней части корпуса 1 с температурой 300 С. Отбор и нагрев пара до

300 С производят. следующим образом.

Основную массу водяного пара, необходимого для окончательного тушения кокса, подают из холодильника

20 смешения с температурой 140ОС че рез средство 10 в нижнюю часть корпуса 1 нагнетателем 21. В этой части корпуса пар с температурой 140ОС проходил через слой кокса с температурой 250-425 С и нагревается до температуры 300 С6 а кокс охла ается от

425 С до 250 С и через средство 3 выходит из корпуса 1. Часть водяного пара, составляющая 2-3% от общего количества водяного пара, направляют на смешение с парогазовой смесью, поступающей через трубу 4, как описано ранее. Отбор необходимого для конверсии углеводородов нагретого до 300 С водяного пара производят путем регламентированного отсоса основной массы водяного пара, участвующего в охлаждении. кокса, через средство 11 для отвода и подачи его на охлаждение в холодильник 20 смешения.

Таким образом, основная часть пара, составляющая 90%, иэ холодильника 20 смешения поступает. на охлаждение кокса и возвращается в этот же холодильник, совершая циркуляцию.

Вторая часть пара из холодильника 20,, составляющая 10%, идет на процесс конверсии углеводородов двумя потоками, как описано выше. Расход пара

Чмеси углеводородов с водяным паром.

Средство для подвода смеси углевода- родов с водяным паром выполнено в виде трубы, снабженной колпаком; с раструбом.

Такое осуществление. способа в предложенном устройстве позволяет снизить энергозатраты. На чертеже показано предлагаемое устройство, разрез.

Устройство содержит корпус 1 со 1О средствами 2 и 3 для загрузки и выгрузки кокса, соответственно, средство для подвода смеси углеводородов с водяным паром выполнено в виде трубы 4, расположенной в средней части по оси корпуса 1 выходное отв ерстие 5 которой размещено под колпаком б с раструбом 7, укрепленным у его кромки. Над трубой 4 расположен коллектор 8 для отвода газа> содержащего водород и окись углерода. Устройство имеет -средство 9 для подвода и отвода теплоносителя, расположенное над коллектором 8, и средства 10 и 11 для подвода и отвода, соответственно, водяного пара,. 2 расположенные под трубой 4. Средст-, во для подвода пара 10 выполнено в виде цилиндрической камеры, перекрытой в верхней части коническим колосником 12, а средство для отво- . 30 да охлаждающего пара 11 выполнено в виде кольцевого канала, образован. ного поверхностями двух соосно расположенных усеченных конусов 13 и .

14 . Устройство снабжено регенерато З5 ром 15, соединенным со средством 9 для подвода газа и воздуха и отвода теплоносителя, котлом-утилизатором 19, соединенным с одной стороны с коллектором 8, а с другой стороны с холодильником 17 смешения,. соединенным с нагнетателем 18. Устройство -снабжено теплообменником 19, соединенным с трубой 4 и холодильни,ком 20 смешения, сообщенным со сред- . ством 10 и трубой 4 через паровой 45 нагнетатель 21 и со средством 11 для отвода пара.

Способ осуществляется следующим образом.

Раскаленный кокс с температурой

1000 С с помощью средства 2 для загрузки подают в верхнюю часть.корпуса 1, где его предварительно нагрева-. ют.до 1250 С путем лучеспускания от раскаленного свода и факела горения у горючего газа, подаваемого с помощью средства 9 и горения выделяющихся при прокалке .остаточных летучих коко са.. В качестве горючего газа использовали .коксовый газ. Расход коксового газа составил 0,035 нм /кг кокса. Расход воздуха. на горение кокса ваго газа составил 0,17 нм /кг кокса

Продукты горения с температурой 1300 С отводят средством 9 в регенератор 15, где они отдают тепло насадке, .кото- 65

1043159

Удельный. .выход газа, содержащего водород и окись углерода, нм /кг кокса

Проч нос ть кокса на истираемость, 10, 3

Способ

Содержание серы в коксе, об.%

Содержание полезных компо не нтов в газе, содержащем водород и окись углерода со+н,а

Производительность

1 мЭ установки по по-.. тушенномуму коксу,В...

Себестоимость

1000 мЭ проиэводимоro. газа, руб.

Удельные капита-. ловложения на 1000 м производимого газа, руб .

Извест1 и

Ю

13,60 9,40

100.94-95

4,8-5 0 1,50=

1,55

0,7. Предложенный

12, 39

4, 8-,5, 0 1, 501,55

94-95

100

0,7

8,95

В с

Иэ таблицы видно, что в сравнении мая поверхность теплообмена в котлес известным предложенный способ поэзо утилизаторе меньше поверхности» тен ляет при сохранении удельного выхода.4О лообмена в высокотемпературном..тепло. газа, содержащего водород и окись обменнике. Котел-утилизатор прост углерода содержании в нем полезных в конструктивном оформлении и е б моквосстановительных компонентов (CO и но изготовить из обычных углеродистых Ha) ° производительности установки по сталей. Кроме того,в предложенном спопотушенному коксу и сохранении качест45 собе для технологических нужд использу-. венных показателей последнего, сни ется образующийся:в зоне.конечного ох-. зить. удельные капиталовложения на ° лаждения кокса водяной пар низких

1000 м производимого газа на параметров, а интенсификация теплооб1,21 руб. и себестоимость 1000 м мена в камере тушения по изобретению производимого газа на 45 коп. 5О позволяет испольэовать для нагрева !

Снижение удельного капиталовложе- исходной парогазовой смеси тепло ния на производство газа и его,себе- средне» и низкотемпературного кокса. стоимость по предлагаемому способу РаздЕльный нагрев углеводородов стало воэможнык потому, что в этом : до 85 С позволяет использовать Теплоспособе тепло высокотемпературного 55 обменник упрощенной конструкции, иэ . восстановительного газа полностью готовленный .из обычной углеродистой используется для производства энер- : стали и для нагрева испольэовать пар гетияеского пара в котле-утилизато- низкого давления, получаемый в зоне . ре, а как известно, теплообмен от га - конечного охлаждения кокса. за к жидкости через разделительйув Все изложенное выше подтверждает стенку выше чем от rasa к газу через снижение энергозатрат в предлагаемом стенку, в результате чего необходи- способе в сравнении сиэвестным способом.

ВНИИПИ Заказ. 7262/27 Тираж 503 Подписное

-Г

М филиал. ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4. на конверсию пополняют в.холодильнй-:. ке 20 за счет испарения поступающей t в холодильник воды, охлаждающей пар от 300 до 140ОС.

Процесс регулируют так, чтобы в парогазовой си, поступ;щей на 5 конверсию., соотношение пар г углево.дороды составило $,05:1,10 по объвмуе

Эту смесь с температурой 200 С направляют вверх навстречу движуще- 10 муся вниз раскаленному до 1250ОС коксу. В результате прохождения парогазоуглеводородной смеси через слой кокса происходит нагрев смеси до

700оС за счет охлаждения кокса до 15

425 С. Углеводороды парогазовой смеси при температуре 700 С взаимодействуют с водяным паром и превращают6 ся в газ, содержащий водород и.окись углерода, который через коллектор 8 с температурой 900 С отводят, в, котел-утилизатор 16 и далее подают в холодильник 17 смешения для окончательного. охлаждения до 35 С, после чего нагнетателем 18 этот газ на-,, ггравляют потребителю..

Удельный расход коксового газа составил 0,38 нмЭ/кг кокса, расход парогазовой охлаждающей смеси

0,6 нм /кг кокСа..Время контакта паЭ рогазовой смеси с коксом составляло

8-12 с. Удельный выход газов, содер.жащих водород и окись углерода, составил 0,7 нм /кг кокса.

В таблице приведены сравнительные данные, полученные при осуществлении известного способа и предложенного.