Разработка тепловых режимов энерготехнологической установки по производству углеродистого восстановителя

• Автор: Жумагулов, Михаил Григорьевич
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 183 с. : ил.

Содержание

Условные определения, обозначения и сокращения

ВведениеГГ
1 Теплотехнический анализ условий работы установок с цепной колосниковой решеткой для получения углеродистого восстановителя

1.1 Краткая характеристика термоокислительного процесса получения восстановителя

1.2 Принцип действия и устройство установок с цепной колосниковой решеткой

1.3 Характеристика объекта исследования.

1.4 Технология термоокислительного коксования углей на колосниковой решетке.

1.5 Химический аспект термоокислительного коксования

1.6 Изучение возможности коксования слабоспекаюшихся углей

Выводы
2 Исследование теплофизических свойств Шубарколнекого угля
2.1 Методы экспериментального изучения теплофизических свойств угля
2.2 Методика проведения лабораторного эксперимента
2.3 Физикомеханические свойства испытуемого образца
2.4 остановка опыта
2.5 Анализ результатов лабораторных испытаний.
2.5.1 Коэффициент теплоемкости
2.5.2 Коэффициент теплопроводности
2.5.3 Тепловой эффект реакции.
2.6 Оценка погрешности измерений
Выводы
3 Математическое описание процесса термоокислительного коксования угля на цепной колосниковой решетке прямого хода
3.1 Материальный баланс.
3.2 Тепловой баланс установки по производству углеродосодержащего восстановителя
3.3 Исследование теплового состояния процесса получения углеродистого восстановителя в установке на цепной колосниковой рештке
3.4 Математическое моделирование процессов теплопередачи в слое частиц.
3.5 Адаптация математической модели к исследуемой промышленной установке
3.6 Достоверность расчета эксплуатационных показателей.
Выводы.
4 Экспериментальное исследование термоокиелительпого процесса и разработка рекомендаций по эксплуатации установки
4.1 Характеристика исследуемой установки .
4.2 Методика проведения промышленных испытаний.
4.3 Экономическая эффективность внедрения разработанных режимов эксплуатации установок с ЦКР для получения углеродистого восстановителя термоокислительньтм способом.
4.4 Направления совершенствования технологии термообработки углей
на цепной колосниковой решетке.
Выводы.
Заключение.
Список использованных источников


С. Часть угля, которая не превращается в кокс, а сгорает в процессе коксования, используется в виде теплоты отходящих газов для обжига извести и выработки пара. Таблица 1. В качестве сырья для коксования использовали два угля (American и Nova Scotian), некоторые свойства которых для партии в тыс. Получаемый кокс характеризуется низкой зольностью и невысоким выходом летучих веществ (таблица 1. Влажность кокса также незначительна. Результаты ситового анализа свидетельствуют о том, что в процессе коксования происходит измельчение крупных кусков угля. Мелкие классы угля спекаются, образуя более равномерный по крупности кокс, годный для использования в электропечах без предварительного грохочения и дробления. Отличительным свойством кокса является его низкая насыпная масса (0, т/м). Это объясняется высокой пористостью кокса. В целом получаемый кокс является по своим свойствам высококачественным углеродистым восстановителем для электротермии. Таблица 1. Кокс, производимый фирмой Shawinigan Chemicals на колосниковых решетках, с успехом применяется для выплавки карбида кальция в электропечах. Он может быть также применен для производства ферросплавов, фосфора, агломерации руд, в качестве бездымного топлива и в некоторых химических процессах. В угольной промышленности Соединенных штатов Америки производство недоменного кокса на цепных колосниковых решетках организовано на трех заводах мощностью 5 тыс. Первая такая установка была построена в г. Холдене (штат Западная Вирджиния), принадлежит угольной компании Island Creek Coal Co. Union Carbide. Завод расположен вблизи углеобогатительной фабрики, откуда поступает грохоченный и отмытый уголь. На заводе установлены две колосниковые решетки типа Combustion Engineering. Каждая решетка имеет длину 6,1 и ширину 4, м. Скорость движения решетки может изменяться от до м/ч. Конечный продукт имеет следующие характеристики (на сухую массу), %: выход летучих веществ 2,; зольность 5,; сернистость 0,5. Зольность исходного угля составляет 3-3,5 %. Печь с цепной колосниковой решеткой в США применяют также для получения кокса, удовлетворяющего по своим качествам фосфорному производству [9]. Опытная установка дает до 0 т восстановителя в сутки. Уголь на движущейся решетке проходит горизонтальную печь, в которой поддерживается соответствующая температура подачей контролируемого количества воздуха. Полученный кокс прокаливается в шахтной печи и охлаждается в нижней части ее циркулирующим инертным газом, теплота которого используется для подогрева воздуха. Установка работает на малозольном угле штата Западного Кентукки. Для сокращения времени пребывания угля на движущейся решетке и увеличения производительности установки предлагается подсушка угля перед подачей на решетку для коксования []. Уголь с измельчением до 0,5- мм проходит в виде наклонного слоя сушилку, в которой отходящими газами подогревается до 0 °С, и далее поступает на решетку, движущуюся в печи коксования. За время продвижения в печи уголь нагревается до 0 °С, выделяя основную часть летучих. Образующийся кокс надает с решетки в вертикальную шахту, где при медленном движении вниз выделяются остаточные летучие вещества. Из шахты кокс поступает в тушильную камеру и затем выгружается. В Индии особый интерес проявляется к производству бытового топлива. Центральным топливным институтом (штат Бихар) был разработан процесс получения бытового бездымного топлива на ценных колосниковых решетках []. Процесс мало отличается от способа фирмы Shawinigan Chemicals. Главное отличие заключается в том, что коксование производится не до полного выделения летучих веществ. В конечном продукте выход летучих веществ составляет от 6 до %. Это достигается регулированием скорости движения решетки, расхода воздуха и исходного угля. Некоторые отличия имеются и в конструктивном оформлении процесса. Ширина решетки равна 0,7, а длина 2,4 м. Скорость движения решетки может изменяться от 2,7 до 9,6 м/ч. Производительность дутьевого вентилятора составляет м3/ч. В таблице 1. Таблица 1. Топливо Технический анализ, % Ситовый состав (%) по классам, мм Теплота сгорания, кДж/кг 2 ^ •Е СС С О ^ g ?