Углеподготовительный цех

Углеподготовительный цех — важнейший цех коксохимического завода. От ритмичности его работы зависит нормальный режим работы всего предприятия. Цех располагается параллельно блоку коксовых печей на расстоянии, обеспечивающем транспортировку угля конвеерной лентой или автоматизированным железно-дорожным транспортом.

Усреднение состава угольной шихты ставит целью выравнивание качества углей внутри каждой группы их и проводится на складе в процессе разгрузки и укладки штабелей. Усредненными считаются угли, у которых все показатели качества Разовых проб соответствуют среднему показателю за все время отбора проб.

Обогащение углей для понижения содержания в них минеральных примесей проводится методами отсадки, сепарации и Флотации. Отсадкой называется процесс разделения смеси ком-понентов по их плотности в турбулентном водном потоке, колеблющемся за счет пульсирующего тока воздуха в вертикальном направлении с определенной амплитудой и частотой. Этим методом обогащается до 50% углей.

Обогащение методом сепарации основано на разделении компонентов угля по плотности в тяжелых средах, в которых более легкий уголь всплывает. В качестве тяжелых сред используются стойкие минеральные суспензии пирита, барита и магнезита.

Методом флотации в настоящее время обогащается около 15% углей. В большинстве случаев для этого используются флотационные машины механического типа, в которых в качестве реагентов-собирателей применяются керосин, камфарное масло, флотореагент АФ-2.

Флотированный уголь подвергается затем обезвоживанию и сушке в барабанных сушилках или «КС».

Дозирование компонентов имеет большое значение для последующего составления угольной шихты заданного состава. Для этой цели угли шихты из бункеров с помощью дозаторов различной конструкции поступают на транспортер, которым подаются на окончательное измельчение. В качестве дозирующих устройств используются качающиеся, ленточные и тарельчатые питатели производительностью до 200 т в час.

Измельчение коксуемого сырья проводится для повышения однородности шихты, что способствует улучшению качества кокса. Так как насыпная масса шихты зависит от ее измельчения, что в свою очередь, определяет экономические показатели работы углеподготовительного и коксового цехов, то для шихт различного состава выбирают некоторую оптимальную степень измельчения. При этом, для обеспечения возможно более высокой плотности загрузки, выдерживают определенное соотношение частиц различного размера в шихте. Для измельчения углей используют дробилки различного типа: молотковые, роторные, ударного действия, инерционно-роторные и другие. Окончательное измельчение сырья для коксования может проводиться по двум схемам: по схеме ДШ, при которой измельчается вся масса шихты, и по более совершенной дифференцированной схеме ДК, учитывающей различную твердость измельчаемого материала, при которой каждый компонент шихты измельчается отдельно.

Шихтовка или смешение компонентов - это заключительная операция приготовления угольной шихты для коксования. Шихтовка осуществляется в смесительных машинах различной конструкции: дезинтеграторных, валковых, тарельчатых и в машинах барабанного типа производительностью до 1200 т. шихты в час.

Приём угля и подготовка шихты для коксования осуществляется в углеподготовительном цехе, который получает концентраты обогащенных углей из различных районов Кузбасса.

Подготовка шихты для коксования производится методом избирательного дробления углей с применением пневматической сепарации, что позволяет получать шихту лучшего качества, используя более дешёвые слабоспекающиеся марки.

Для разогрева смёрзшегося угля в вагонах в зимнее время в цехе имеется 3 гаража размораживания, которые позволяют вести разогрев 90 вагонов с углём одновременно.

Углеподготовительный цех полностью механизирован, все технологические прогрессы устойчиво и надёжно осуществляются машинами непрерывного действия. Это позволило эффективно внедрить комплексную автоматизацию производственного процесса с дистанционным управлением всеми механизмами.

Многолетнее сотрудничество с поставщиками - обогатительными фабриками даёт возможность прогнозировать и обеспечивать стабильное качество сырья.

Основная задача углеподготовительного цеха заключается в приготовлении угольной шихты заданного качества из углей, предназначенных для коксования. Пищей для жизни АКХЗ является уголь Кузбасса. Производительность цеха составляет 5 млн. тонн шихты в год.

В зимний период при перевозках углей с повышенным содержанием влаги происходит их смерзание, в результате чего выгрузка угля затрудняется. Разгрузка смёрзшегося угля облегчается, если его размораживать в специальных теплогаражах. Размораживание осуществляется с помощью продуктов горения от сжигания коксового газа, которые подаются в распределительные газопроводы, уложенные в гараже вдоль железнодорожных путей. Температура в гараже 100-110°С, продолжительность размораживания составляет в зависимости от толщины промёрзшего слоя 1,5 - 3,0 часа. На заводе имеется 2 гаража размораживания ёмкостью 60 вагонов.

Прибывшие угли при помощи двух роторных стационарных сдвоенных вагоноопрокидывателей. При повороте роторов на 15о платформы с вагоном под действием собственной тяжести перемещаются до полного прилегания вагона к привалочным стенкам роторов. При повороте на 170 – 175 оборотов привод отключается конечными выключателями. При обратном вращении роторов вагон возвращается в исходное положение. Уголь из вагонов попадает в два железобетонных бункера. Под бункерами установлены высокопроизводительные ленточные конвейеры. Цель предварительного дробления – измельчить крупные куски угля, сделать его транспортабельным и более равномерным по крупности. Предварительное дробление производиться барабанными дробилками. Затем уголь проходит отделение железоотделителей. После дробления угли поступают в закрытый склад емкостью 140 тысяч тонн.

Коксовый цех

Коксование — процесс переработки жидкого и твёрдого топлива нагреванием без доступа воздуха. При разложении топлива образуются твёрдый продукт — кокс и летучие продукты.

Назначение цеха – производство из угольной шахты кокса, соответствующего техническим условиям, и химических продуктов коксования (смола, коксовый газ, бензольные углеводороды, фенолы и др.). В состав цехов входят коксовые батареи (№1,2 в коксовом цехе №1; №3,4 – в цехе№2) со вспомогательными и обслуживающими устройствами и сооружениями; угольные башни; коксовые машины; тушильные башни для мокрого тушения кокса с насосами и отстойниками (коксовый цех №1); установки сухого тушения кокса (УСТК) (коксовый цех №2); коксовые рампы; коксосортировки.

Современная коксовая батарея - сложный теплотехнический агрегат. Основной технологический процесс протекает в камерах коксования, где угольная шихта нагревается без доступа воздуха до 900-1500 С^о, при этом происходит высокотемпературное разложение углей с выделением газообразных продуктов и формированием твердого остатка - кокса.

Являясь частью коксовой печи, камера коксования образуется двумя боковыми стенами из огнеупорного кирпича.

Запас угольной шихты, обеспечивающий двухсменную работу печей, накапливается в угольной башне, железобетонном бункере, разделенном внутренними перегородками на секции. В нижней части угольной башни на выходах из секций располагается ряд затворов, через которые угольная шихта поступает в бункера углезагрузочного вагона.

Углезагрузочный вагон после набора шихты передвигается к косовой печи, готовой к загрузке. Загрузка печи составляет 3-6 мин. В коксовых печах путем термического разложения угольной шихты получают кокс и летучие продукты коксования.

Коксование шихты происходит в коксовых печах систем ПВР. Обогрев коксовых печей производится непрерывно обратным коксовым газом. Продукты сгорания коксового газа, содержащие сажу, оксид углерода, диоксид серы, окислы азота, бензопирен через дымовые трубы выбрасываются в атмосферу.

Коксовый цех работает в непрерывном режиме с периодическими остановками выдачи кокса по цикличному графику. Время цикличных остановок составляет 1-2 часа.

Оборот печей (по данным 1999г.) по коксовым батареям (КБ) составил:

КБ №1-18,43 часов;

КБ №2-19,00 часов;

КБ №3-18,41 часов;

КБ №4-18,41 часов.

Готовый кокс выгружается в коксовозный вагон строго по определенному графику. После окончания выдачи кокса в тушильный вагон он направляется к тушильному устройству, назначение которого обеспечить охлаждение кокса до температуры 180~250°С и равномерную постоянную влажность.

В коксовом цехе № 1 применяется мокрое тушение, в коксовом цехе № 2 - сухое тушение.

При мокром тушении кокс в течение 60 секунд орошается водой (0,5 м³/т кокса) в тушильной башне, которая оборудована системой трубопроводов и форсунок - распылителей. После орошения вагон отстаивается 30-50 секунд под тушильной башней для стока излишней воды.

Вода стекает в отстойники, откуда насосами снова подается на тушение. Коксовый шлам из отстойников забирается краном в вагоны и отгружается потребителю.

По окончании стока воды из вагона охлажденный кокс разгружается на наклонную площадку - коксовую рампу, на которой выдерживается в течение 12-15 мин для испарения воды и затем подается на сортировку.

В сравнении с традиционным мокрым тушением, сухое тушение кокса имеет следующее технико-экономические преимущества:

- отсутствие выброс паров воды в атмосферу и сточных вод тушильной башни;

- возможность покрытия потребности завода в паре за счет утилизируемого тепла кокса;

- производство кокса минимальной влажности;

- получение более однородного кокса по крупности;

- улучшение качества кокса, так как в этом случае он не испытывает разрушения из-за резкого охлаждения;

- устранение коррозии металлоконструкций от паров мокрого тушения;

- уменьшение времени коксования за счет дококсовывания в форкамере УСТК.

При сухом тушении кокс охлаждают путем продувки через слой раскаленного кокса инертного газа, циркулирующего в замкнутой системе.

Вагон с раскаленным коксом подъемником поднимают на установку сухого тушения (УСТК). УСТК состоит из камеры тушения, циклона-отделителя пыли, котла-утилизатора и утьевого устройства. Раскаленный кокс в камере тушения, соприкасаясь с подаваемым инертным газом, охлаждается до температуры 250-280 °С. Инертный газ при температуре 760-800 °С поступает в пылеотделитель-циклон, где освобождается от пыли, затем проходит в котел-утилизатор и уже при температуре 180-200 °С подается в распределительное устройство камеры тушения - дистрибутор. Сброс избыточного теплоносителя происходит постоянно через газосбросные свечи УСТК в атмосферу. Разгрузка кокса производится через специальное разгрузочное устройство порциями по 20-30 кг на транспортер кокса.

После охлаждения кокс поступает в отделение коксосортировки. Назначение ее - разделение валового кокса по классам крупности на металлургический кокс и мелочь. Схема коксосортировки предусматривает рассев кокса на классы крупностью на валковых и виброгрохотах. После коксосортировки кокс грузят в вагоны для отправки потребителям. Мелкие классы кокса собирают в бункера-накопители для последующей отгрузки в железнодорожных вагонах. Места перегрузок и пересыпок кокса, разгрузки камер УСТК оснащены аспирационными системами.

Для предотвращения газовыделений загрязняющих веществ (продукты пиролиза угля) через неплотности крышек загрузочных люков и стояков на батареях применяется заливка люков спецраствором и пневмоуплотнение крышек стояков. Для предотвращения процессов коксового газа через неплотности кладки печей в отопительную систему проводится регулярный ремонт огнеупорной кладки (методом напыления, мокрого торкретирования, керамической наплавки).

Основными источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в коксовых цехах являются: дымовые трубы коксовых батарей, свечи УСТК, башня тушения, коксовая рампа, загрузка угля, выдача кокса, неплотности арматуры герметизации, трубы аспирационных систем, дефлекторы производственных зданий, воздушники конденсатоотводчиков.