Размещено на http://www.allbest.ru/

Особенности способа термоокислительного коксования углей на Аксуском заводе ферросплавов

В связи со значительным ростом производства металлов и сплавов в последние годы проблема широкого вовлечения в производство альтернативных углеродсодержащих материалов и способов их производства приобретает еще большее значение. В Республике Казахстан единственным производителем традиционного металлургического кокса в промышленном масштабе является АО "Испат-Кармет". Однако по некоторым физико-химическим характеристикам они не всегда отвечают требованиям технологии электротермических процессов. Главным критерием остаются качественные и физико-химические характеристики углеродистых материалов.

В 2003 году на Аксуском заводе ферросплавов АО "ТНК "Казхром" пущена в промышленную эксплуатацию установка по производству твердых восстановителей (спецкокс) для производства ферросплавов. Технология разработана коллективом специалистов Кузнецкого центра ВУХИН и Аксуского завода ферросплавов [1]. В основу способа производства положен метод термоокислительного коксования углей [2-5]. Способ характеризуется комплексностью и непрерывностью производства в условиях основного теплоэнергетического оборудования. Кроме основной продукции кокса попутно извлекается тепловая энергия в виде горячей сетевой воды коммунально-бытового назначения.

Способ получения кокса включает подачу фракционированных углей крупностью 25-50 мм в бункер сырого угля, с последующим свободным сходом угля через водоохлаждаемую регулируемую планку равномерно и непосредственно на цепную колосниковую решетку прямого хода, высотой слоя 150-250 мм. В пространстве радиантной части котла происходят сушка, подогрев и возгорание слоя угольной загрузки, с нахождением в зоне температур 850-1100°С, достаточной для полного или частичного удаления летучих компонентов угля. Тушение кокса осуществляется непосредственно на линии транспортировки кокса, а именно на качающемся питателе с орошаемой водой поверхностью лотка и ленточном конвейере ЛК-800 со смачиваемой поверхностью транспортерной ленты.

В качестве основного оборудования используются типовые водогрейные котлы КВ-ТС-20-150, номинальной теплопроизводительностью 20 Гкал/ч. Сырьем для производства твердых восстановителей приняты длиннопламенные угли Шубаркольского разреза (табл. 1). Установка оснащена приборами регулирования уровня угольной загрузки, системой автономного регулирования подачи воздуха в четыре независимые зоны горения механической топки (рис.).

Таблица 1

Средние показатели качества исходного угля, %

Мнемосхема установки по производству кокса Аксуского завода ферросплавов

Имея достаточно давнюю историю своего изобретения [6, 7], способ не получил широкого промышленного освоения, тем более в условиях единого технологического цикла промышленных предприятий. Пуск в эксплуатацию промышленной установки позволил выявить ряд существенных как положительных, так и отрицательных сторон разработанной технологии.

Начальный период эксплуатации характеризовался нестабильностью работы основного и вспомогательного технологического оборудования и, как следствие, нестабильностью технологического процесса. Основными проблемами являлись: несвоевременное возгорание угольного слоя, уход активного поля горения в последние зоны топочного устройства, большая разность температур в пространстве радиантной части котла и, как следствие, низкие качество кокса и теплосъем. кокс уголь ферросплав

Немаловажным является наличие гарантированного теплопотребителя в условиях неотопительного сезона или обязательное устройство охладительных установок. Наиболее слабым звеном в технологическом процессе в начальный период эксплуатации явилось несоответствие установки скребковой шлакозолоудаления (коксоудаления) требованиям технологии. Учитывая низкую 45,0-55,0 % прочность кокса, использование скребкового транспортера, видимо, недопустимо, поскольку происходит дополнительное измельчение и увеличение доли мелочи в коксе. Большая абразивность транспортируемого материала являлась причинами износа деталей и частых поломок транспортера.

На сегодняшний день достигнутые объемы производства по коксу составили 2000 т/месяц, и по теплу 22-28 Гкал/ч. Принятый технологический регламент представлен в табл. 2.

После проведенных технических мероприятий удалось стабилизировать технологический процесс и качественные характеристики конечной продукции. Однако актуальной по-прежнему остаются проблемы высокого содержания мелочи -25 мм в исходном угле и коксе, а также летучих составляющих (табл. 3).

Анализ качества кокса по классам крупности показал следующие закономерности. Основное количество мелочи вносится исходным углем при транспортировке и пересыпках. Учитывая природу исходного угля, получаемый кокс имеет низкую прочность. Процессы пиролиза и деструкции угля характеризуются образованием множества мелких "лепестков" на поверхности обрабатываемого угля, которые при незначительных механических нагрузках отходят от нетермообработанной угольной цердцевины и переходят в мелочь. Размеры и количество "лепестков" зависят от температурного режима слоя угольной загрузки. Влага кокса является гигроскопической и вносится, главным образом, при тушении кокса.

Зольность увеличивается от крупной фракции к мелкой. Принимая во внимание закономерности процесса горения в условиях слоевого сжигания, возгорание начинается у поверхности угольных частиц и движется по направлению к центру. Присутствие на поверхности мелких классов ("лепестков") и высокая их пористость обеспечивают благоприятные условия для развития окислительных процессов твердого углерода и, как следствие, золение коксового остатка.

Таблица 2