Le batterie della cokeria: dispositivo, principio di funzionamento, scopo. Tecnologia di produzione di coke

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

La produzione metallurgica è semplicemente impensabile senza l'uso del coke, che fornisce energia per la fusione del minerale di ferro nel vano dell' altoforno. Tuttavia, il processo per ottenere la coca cola è piuttosto laborioso e lungo. Per realizzarlo si stanno costruendo speciali unità industriali denominate "batterie per forni a coke". Il loro dispositivo, scopo e caratteristiche saranno discussi in questo articolo.

Definizione

Le batterie dei forni a coke sono un intero complesso metallurgico, il cui scopo principale è la produzione di coke nel volume richiesto per il suo successivo trasporto alle officine di altoforno. Questi impianti di produzione possono differire per dimensioni l'uno dall' altro, ma in ogni caso le loro dimensioni sono piuttosto impressionanti.

Design

La disposizione delle batterie della cokeria è la seguente. Gli elementi principali di questi forni sono le cosiddette camere di cokeria. È in loro che avviene il processo di posa delle materie prime. Ci sono più di una dozzina di camere di cokeria nella fornace. Inoltre, gli elementi più importanti della batteria possono essere considerati spazi di riscaldamento in cui si verifica la combustione del carburante. Le dimensioni lineari approssimative della camera di cokefazione sono le seguenti:

• Lunghezza - da 12 a 16 metri.
• Altezza - 4-5 metri.
• Larghezza - 400-450 millimetri.

In generale, il complesso, grazie al quale le batterie della cokeria sono in grado di funzionare ininterrottamente per un lungo periodo di tempo, comprende i seguenti componenti:

• Una tramoggia di ricezione che riceve carbone grezzo.
• Reparto di miscelazione e frantumazione del carbone.
• Torre di distribuzione.
• Carrello di carico.
• Camera di cottura.
• Eiettore di coca.
• Auto in estinzione.
• Torre di estinzione.
• La piattaforma su cui viene scaricato il prodotto finito raffreddato.

Il forno stesso per la produzione della coca cola nella sua forma generale è composto da:

• Camere per caricare la carica del carbone.
• Parete riscaldante con sistema di condotti di riscaldamento.
• Distribuzione del gas e sistema di alimentazione dell'aria.
• Rigeneratore per riscaldamento aria e gas di scarico.
• Valvole e meccanismi di intercettazione.

Classificazione

Le batterie della cokeria, a seconda della modalità di funzionamento, sono intermittenti e continue. Queste batterie possono essere riscaldate:

• Esclusivamente gas d' altoforno.
• Solo gas per cokeria.
• Una miscela di gas di altoforno e di cokeria.

Il circuito di riscaldamento della batteria può includere:

• Canale di scambio, grazie al quale i gas hanno la possibilità di entrare tra le pareti.
• Canale vapore per ricircolo.

Il gas di riscaldamento per la batteria viene fornito in due versioni:

• Lato, quando il gas di cokeria scorre attraverso il cornuru (canale di distribuzione del gas), e l'aria e il gas di altoforno - attraverso i canali del focolare del rigeneratore.
• Dal basso attraverso una speciale rete di distribuzione dell'aria.

Qualche parola sul rigeneratore

Questo speciale dispositivo di scambio termico consente al vettore di calore di entrare in contatto con le superfici chiaramente definite della cokeria. È importante notare che il vettore di calore caldo riscalda la parete fredda e l'ugello, dopodiché essi, a loro volta, trasferiscono il calore al vettore di calore già freddo.

Esistono altri tipi di scambiatori di calore, chiamati "recuperatori". In essi, i refrigeranti freddi e caldi si scambiano energia attraverso un muro appositamente eretto tra di loro. Allo stesso tempo, i flussi di gas caldo scendono prima, quindi vengono attivate le valvole di commutazione, per cui il flusso di aria già fredda inizia a salire dal basso verso l' alto.

Metodi di risparmio di carburante nella produzione di coke

Il processo di cokefazione in sé è piuttosto ad alta intensità energetica, a causa del consumo di una quantità molto grande di carburante. Pertanto, per ridurre il consumo del suo consumo, vengono utilizzati i seguenti metodi:

• Usa la tecnologia di spegnimento del coke secco. Grazie ad esso, l'energia termica del prodotto viene spesa per il riscaldamento del vapore.o acqua. In particolare, da una tonnellata di coke finito si ottiene circa 1 GJ di calore sotto forma di vapore.
• Ammodernamento dei rigeneratori usati per il massimo recupero del calore dai prodotti della combustione. Quindi, ad esempio, è del tutto possibile aumentare l'area di riscaldamento dell'ugello.
• Calcolo dell'intervallo di tempo ottimale tra le valvole di commutazione. Inutile dire che più spesso vengono commutati, a lungo termine sarà possibile ridurre il volume dei rigeneratori e la perdita di calore in essi. Allo stesso tempo, va notato che il funzionamento troppo frequente delle valvole porterà inevitabilmente al loro rapido guasto e al carico aggiuntivo su tutti i componenti e le parti adiacenti.
• Il riscaldamento in batch e l'estinzione del coke secco vengono eseguiti contemporaneamente.

Processo tecnologico

La produzione di coca cola è molto difficile. Pertanto, per capire come funziona in condizioni reali, vale la pena conoscere il ciclo tecnologico nel modo più dettagliato possibile.

Un negozio di coca cola inizia sempre con una torre di carbone. È qui che entra in gioco la materia prima. Nella parte inferiore della torre ci sono speciali persiane. Attraverso di loro, il carbone viene trasportato ai bunker di ricezione della macchina di caricamento del carbone. Per escludere la possibilità che il carbone penda all'interno della torre, viene fornita aria compressa per tutta la sua altezza, che viene erogata ad impulsi intermittenti e garantisce il collasso della miscela aderente alle pareti della torre. La torre deve essere piena per almeno due terzi.

La macchina per il caricamento del carbone viene riempita in volume o in massa. Il processo di riempimento è controllato da bilancia. Il carbone viene immesso immediatamente nella fornacedopo aver emesso la coca cola finita. In questo caso, la carica viene alimentata dalla parte superiore. Al momento del caricamento della cokeria, il responsabile di questa - il portello - inserisce il forno stesso nel collettore del gas e attiva l'iniezione. L'intero processo di download richiede dai tre ai sei minuti.

Dopodiché, la fornace viene accuratamente sigillata e inizia il processo di riscaldamento della carica. La tecnologia di produzione del coke nelle batterie dei forni a coke prevede i seguenti processi di temperatura:

• A 100-110°С il carbone si sta asciugando.
• Nell'intervallo 110°C - 200°C, l'umidità igroscopica e colloidale, vengono rilasciati gas occlusi.
• A 200°С - 300°С, avviene la preparazione termica, che è accompagnata dalla formazione di prodotti gassosi di distruzione termica e dall'eliminazione di gruppi contenenti ossigeno termicamente instabili.
• 300-500°С è l'intervallo di temperatura in cui si verifica uno stato plastico. Gas e vapore vengono rilasciati intensamente, si forma una fase liquida.
• 550-800°С – cottura a media temperatura. La sintesi si intensifica.
• 900-1100°С – cokeria ad alta temperatura.

Spedizione di coke dalla fornace

La batteria della cokeria, il cui principio di funzionamento è descritto in questo articolo, richiede una preparazione speciale prima di emetterne i prodotti finiti. Almeno venti minuti prima dell'inizio dell'erogazione, il forno deve essere isolato dal collettore del gas e collegato all'atmosfera aprendo il coperchio della colonna montante.

Dopodiché, ille porte del forno vengono rimosse e il cocco viene spinto fuori dalla camera nel carro di tempra mediante un'apposita asta. Allo stesso tempo, se per qualche motivo si verifica un ritardo nella consegna pianificata di coke per più di dieci minuti, le porte dovrebbero essere reinstallate al loro posto. È severamente vietato aprire prematuramente i coperchi dei riser, in quanto ciò può causare un grave cedimento del rivestimento all'interno della batteria. Inoltre, le porte del forno devono essere pulite da grafite e resina prima e dopo il processo di emissione dei prodotti finiti. Spegnere la coca in un'auto speciale è una procedura obbligatoria, perché senza questa operazione la coca finita può riaccendersi.

Il calcolo delle batterie dei forni a coke prevede che i forni debbano avere un periodo di lavoro e riparazione. Durante il ciclo di lavoro viene erogata coke e durante il ciclo di riparazione si effettua la manutenzione di tutte le unità e attrezzature, la pulizia, ecc.

Essenza

Nella fase iniziale della cokefazione, il carbone viene essiccato, tutti i gas adsorbiti vengono rimossi da esso e inizia la decomposizione. Al momento del passaggio del carbone allo stato plastico, inizia la sinterizzazione, un processo decisivo per l'intero ciclo di cokefazione. Nella terza fase, il semi-coke subisce calcinazione e indurimento. È la massa viscosa che induce resistenza al movimento dei gas nel loro percorso verso il collettore di gas, per cui si forma la pressione di cokefazione, che in pratica viene compensata dal ritiro del coke già formato.

Conservazione

"Perché non si possono fermare le batterie di coke?" - Esattamenteuna domanda del genere può essere ascoltata molto spesso dalle labbra di una persona che è lontana dalle sottigliezze e dalle sfumature della produzione di coca cola. Il fatto è che queste unità sono orientate per lavorare in determinate condizioni (alta temperatura, usura abrasiva, ecc.) e in caso di sosta non programmata senza un'adeguata preparazione, questi forni possono perdere il rivestimento interno, che semplicemente crollerà. Tuttavia, in pratica, a volte è necessario sospendere il funzionamento della batteria della cokeria ed effettuare alcuni accorgimenti di conservazione. Come funziona è troppo lungo da descrivere, basti notare che esiste una cosiddetta conservazione "fredda" e "calda". Quale opzione scegliere tra loro viene decisa direttamente dal capo dell'impresa, a seconda della situazione attuale e dei motivi della sospensione dell'unità.