Оптимальная организация технологической схемы коксового производства

• Автор: Шишанов, Михаил Валентинович
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 176 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Введение. Актуальность проблемы и постановка задачи исследования...2 Глава_1. Аналитический обзор литературы. Поиск алгоритма/метода
решения поставленных задач
1.1. Хронос как предпосылка
1.2. Информационное описание ХТС
1.3. Эксергетический анализ в качестве альтернативы
1.4. Система отопления печи коксования - объект исследования
1.5. Определение <качество кокса>
Выводы по Главе_
Глава_2. Проведение информационно-термодинамического анализа (ИТА)
2.1. Материальный баланс
2.2. Тепловой баланс
2.3. Информационно-термодинамический анализ
Выводы по Главе_
Глава_3. Оптимальная организация отопительной системы действующих коксовых производств (первая интерпретация)
3.1. Одномерная ММ процесса коксования
3.2. Двумерная ММ процесса коксования
Выводы по Главе_
Глава_4. Оптимальная организация системы отопления печи коксования для новых коксовых производств (вторая интерпретация)
4.1. Принудительная рециркуляция как фактор понижения среднего термодинамического уровня
4.2. Уменьшение выбросов оксидов азота
4.3. Мультифункциональная система (МЭС) отопления печи коксования
Основные выводы
Основное содержание работы опубликовано в работах
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. Актуальность проблемы и постановка задачи исследованш
Изначально, когда объектом исследования выбиралось коксохимическое производство (КХП), естественно ни о каких "особенностях модернизации металлургии России" и "глобализации металлургического производства" не имелось в виду. КХП общепринято считается частью металлургического комплекса и, как следствие, логика двух вышеуказанных тенденций должна проецироваться и на данную подотрасль. Так, например, на момент написания работы по инициативе Европейской Комиссии была разработана платформа ESTEP (European Steel Technology Platform) с определенной целью: обеспечить широкомасштабную поддержку европейской черной металлургии (15% мирового производства стали) для ее устойчивого и конкурентного развития на период до 2030 г. [1, интернет-список] В составе платформы ESTEP выделяется множество центральных положений и проектов, но с КХП их объединяет только "главный фактор повышения экономической эффективности производства и бизнеса" - разработка и внедрение малоотходных ресурсосберегающих технологий.
Теперь, если вернуться, к теме металлургии России и грядущей глобализации, то выясняется (со ссылкой на [1, интернет-список]), что на территории РФ и постсоветском пространстве (например, Украина) КХП более не является частью металлургического комплекса. Теперь существует три самостоятельные подотрасли - металлургическая, коксохимическая и угольная. И значительную часть получаемого кокса КХ предприятия реализуют на экспорт, т.к. экспортная цена превышает внутреннюю, тем самым создавая внутренний дефицит.
Несомненно, со временем все финансово-промышленные группы стремятся замкнуть цикл "уголь-кокс-руда-металл". Но даже при достижении данной цели, металлургические предприятия получают возможность лишь уменьшить издержки на закупку сырья (кокс), т.к. в рамках финансовых групп не предполагается разработок программ аналогичных платформе ESTEP. Таким образом, на данный момент приходится говорить о том, что КХП является самостоятельной отраслью, которая только экономически вплетена в цикл "уголь-кокс-металл". Это означает, что связывать актуальность разработки и внедрения "гибких технологий" (энерго- и ресурсосбережения) для КХП с важностью решения данных задач в рамках металлургического комплекса не имеет смысла. Ни экономического, ни логического.

Исходной посылкой для того, чтобы выбрать КХП в качестве объекта исследования, стало то, что КХП характеризуется не-инженерными словами как "сложное" и "грязное". "Сложное" с точки зрения высокой энергоемкости производственных процессов и "грязное" с точки зрения повышенной экологической опасности. Высокое энергопотребление приоритетно.
При поиске любого решения разумно спросить: а на каком уровне мы хотим его искать? В зависимости от ответа можно прийти к совершенно разному решению. [1]
Современное КХП представляет собой химико-технологическую систему (ХТС). Систему, которую нужно рассматривать как объект с иерархической структурой. Соответственно, выделяют 2 подхода: системный, учитывающий взаимодействие элементов системы, и частный, отвечающий за эффективность в рамках одного элемента. Согласно принципу создания экотехнологий: системный подход (макроскопический) в повышении эффективности ХТС превалирует над повышением эффективности отдельных ее элементов. [2]
До настоящего времени КХП не рассматривали с позиции системного подхода. Такого подхода, который позволяет выделять различные уровни описания системы и оценивать приоритет этих уровней в решении общих задач.
Метод/подход, который позволяет рассмотреть ХТС с точки зрения ее "неустроенности", тем самым вскрыть возможности системы в повышении ее эффективности, есть информационно-термодинаммический анализ (ИТА). [3]
Если провести декомпозицию технологической схемы по среднему энергетическому уровшо, то топологию КХП можно разбить на следующие подсистемы: схема подготовки сырья, сам процесс коксования, выгрузка и тушение кокса, блок улавливания и очистки отходящих газов. Каждому из этих этапов соответствует своя технологическая схема и по степени консервативности производства (технически устаревших мощностей) требует отдельного рассмотрения.
Производство кокса является наиболее энергоемким звеном коксохимического предприятия, поскольку использует до 70% всего объема топливно-энергетических ресурсов (ТЭР). Одновременно с этим коксовое

В РФ используются печи как ПК, так и ПВР. С т. зр. рециркуляции до 30% д.г. (= удлинение пламени) как следствие лучше равномерность прогрева пирога, упрочнения кладки печи и меньшего количества элементов сопротивления, печи системы ПВР считаются более предпочтительными. Но существует усовершенствованнные печи системы ПК (ПК-2К), которые во многом за счет дополненной рециркуляции схожи с техническими показателями печей системы ПВР. Этим и обусловлено, по-сути, наличествование печей двух типов на балансе коксового производства. Поэтому на рис. N представлена универсальная схема отопления печи коксования, которая отражает суть процесса обогрева двух типов печей.
Рис. 1.4.5. Схема отопления печи коксования. 1,4 — РЕГЕНЕРАТОРЫ; 2,3 -ОБОГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ПРОСТЕНОК; 5 - БОРОВ+ТРУБА.