Интенсификация процесса прокаливания нефтяного кокса в камерных печах

• Автор: Качан, Денис Михайлович
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 129 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Аналитический обзор

1.1. Основные закономерности процесса прокаливания кокса

1.2. Физикохимические свойства прокаленного кокса как сырья для производства электродной продукции.

1.3. Современное состояние технологии прокаливания нефтяного кокса

1.4. Особенности тепло и массообменных процессов в камерных печах

1.5. Заключение

Глава 2. Изучение закономерностей газообразования в процессе

прокаливания нефтяного кокса.

2.1. Условия проведения и результаты лабораторных исследований

2.2. Моделирование процесса прокаливания кокса с прямо и противоточным движением газа
Глава 3. Разработка технологии прокаливания кокса в камерных печах с измененной схемой отбора парогазовых продуктов
3.1. Разработка конструкции верхнего отбора газа из печей
3.2. Исследование режимов работы экспериментальной камерной печи с дополнительным верхним газоотводом
3.3. Изучение влияния технологии отбора газа из печей на распределение температур и интенсивность теплопередачи в
слое кокса.
3.4. Оценка резервов интенсификации процесса.
Глава 4. Опытнопромышленные исследования технологии газового
охлаждении прокаленного кокса в нижней зоне печей
Глава 5. Промышленная реализация усовершенствованной техноло
гии прокаливания кокса на батарее камерных печей
Выводы.
Литература


Эта структура в зависимости от состава сырья и режима его коксования может быть анизотропной, изотропной или переходной. Так, при замедленном коксовании с повышенным коэффициентом рециркуляции высокоароматизованного сырья, не содержащего нативных асфальтенов, получают анизотропный кокс игольчатого строения игольчатый кокс. Такой кокс хорошо графитирустся и является наилучшим видом сырья для производства высококачественных электродов большого сечения, используемых в электросталеплавильных печах 3,9,. Кокс преимущественно изотропной структуры производят, например, при коксовании пиролизных смол в кубах. Изотропный кокс отличается низкой склонностью к упорядочению структуры при нагревании, но имеет высокую прочность и применяется для производства конструкционных материалов, в частности реакторного графита 9,. Массово применяемые для производства анодной и графитированной продукции так называемые рядовые виды нефтяного кокса, которые получают в основном замедленным коксованием прямогонных и крекингостатаков, имеют переходную структуру 3,9. Скорость нагрева, градмин, не более. В принципе, температура прокаливания рядовых коксов, используемых в производстве анодной продукции, может быть и ниже приведенных значений. Она, однако, должна быть выше максимальной температуры 0С, при которой эта продукция используется в алюминиевых электролизерах . Температура и продолжительность прокаливания могут в определенных пределах взаимно регулироваться. Например, за счет повышения температуры может быть уменьшено время пребывания кокса в прокалочной печи и, таким образом, увеличена се производительность. Характер взаимосвязи между потребительскими свойствами прокаленного кокса в первую очередь, его действительной плотностью и режимными параметрами температурой и продолжительностью процесса изучался в ряде работ 5,,. Поскольку соответствующие зависимости определяются особенностями технологического оформления прокаливания, их выявление в каждом конкретном случае позволяет оценить возможности оптимизации процесса. Скорость нагревания кокса заметно влияет на качество прокаленного материала. При повышенных скоростях более градмин увеличивается его пористость, снижается механическая прочность, ухудшается гранулометрический состав. Низкие скорости, наоборот, способствуют улучшению физикомеханических свойств прокаленного кокса 5,. Температурновременной фактор оказывает влияние также на выход и состав выделяющихся летучих продуктов, в частности, на содержание в них смолистых веществ. Однако в литературе приводятся противоречивые сведения по данному вопросу. Так, в работе показано, что с увеличением скорости нагревания кокса в интервале 0 0С с 5 до градмин несколько возрастает суммарный выход летучих продуктов и содержание в них смолистых веществ, очевидно, вследствие уменьшения времени пребывания их в реакционной зоне. С другой стороны, утверждается 5, что при скорости нагревания выше градмин выход смолистых веществ снижается. Что касается абсолютного выхода смолистых веществ, то его колебания для разных коксов вероятно, в силу различий в составе исходного сырья и режима коксования составляют от 7 до 0,5 5,. Повидимому, особенности выделения и состав летучих при прокаливании нефтяного кокса требуют дополнительного изучения. На результаты прокаливания оказывает влияние и характер газовой среды в процессе. При взаимодействии с окислителями , С, Н происходит угар кокса, который в зависимости от особенностей организации процесса может составлять от 1 до 5 . При этом наблюдается определенное ухудшение прессовых характеристик кокса. Для предотвращения этого и снижения потерь кокса необходимо минимизировать присутствие в прокалочной печи окислительных агентов . Выделяющиеся при нагревании кокса парогазовые продукты могут подвергаться вторичным высокотемпературным превращениям. Такой процесс сопровождается образованием пироуглерода и отложением его на поверхности прокаливаемого материала 9,. Пироуглерод, как известно, образуется в широком диапазоне температур от 00 до С, и химический механизм процесса может быть существенно различным при разных температурах 4,,.