Оценка целесообразности применения чистого азота в качестве циркулирующего газа в установках сухого тушения кокса

Состояние вопроса. В условиях растущего промышленного потребления энергоресурсов, сокращения запасов сырья на планете, а также возрастающего загрязнения окружающей среды промышленными отходами задача рационального использования энергетических и сырьевых ресурсов становится все более важной. Эти проблемы особенно остро стоят перед предприятиями черной металлургии, которые являются крупнейшими потребителями энергоресурсов. Одним из основных процессов производства металлопродукции является коксохимическое производство, технологический процесс которого включает охлаждение кокса, в частности, сухим способом. Главным преимуществом сухого тушения является утилизация теплоты охлаждающегося кокса и его повышенное качество на выходе по сравнению с мокрым тушением. Однако существенным недостатком данной технологии является снижение выхода кокса из-за его угара. В связи с этим разработка технического решения по снижению угара кокса при сухом тушении является актуальной задачей.

Материалы и методы. В процессе проведения исследования использованы аналитические методы, в том числе: метод теплового баланса для расчета энергетической эффективности установки сухого тушения кокса; расчет параметров теплообмена между коксом и циркулирующим газом; метод сравнительного анализа угара кокса при использовании различных составов циркулирующего газа (традиционный газ, технический азот); инженерные методы теплотехнических расчетов, включая определение количества теплоты, переданного теплоносителю, тепловых потерь через корпус установки, паропроизводительности котла-утилизатора, экономической эффективности от внедрения предлагаемой технологии. А также использованы данные из литературы и предыдущих инженерных разработок, в том числе сведения о составе газовой смеси и теплоте сгорания кокса.

Результаты. Представлено описание способа сухого тушения кокса. Предложены способ, снижающий угар кокса, и схема, описывающая его реализацию. На основе литературного обзора принят угар кокса при использовании азота в качестве циркулирующего газа. Представлены результаты расчета энергетических характеристик с учетом предлагаемой схемы. Определены производительность камеры тушения и паропроизводительность котла-утилизатора. Выполнена оценка экономического эффекта от внедрения предлагаемого технического решения.

Выводы. Полученные результаты позволяют говорить о целесообразности внедрения предлагаемого мероприятия по замене циркулирующего газа на промышленных установках металлургических комбинатов. Процесс внедрения на промышленных установках представляется перспективным для дальнейших исследований с учетом возможностей промышленного производства.