Библиотека. - Карпович Ю.В. Производство кокса (перевод статьи с английского языка)

ДонНТУ | Портал магистров ДонНТУ

Источник: Pollution Prevention and Abatement Handbook

WORLD BANK GROUP

Effective July 1998

ПРОИЗВОДСТВО КОКСА

(перевод с английского)

Автор перевода : Карпович Юлия Викторовна

Промышленное описание и методы

Кокс и побочные продукты кокса, включая коксовый газ, образованы пиролизом (нагрев при отсутствии воздуха) пригодных сортов каменного угля. Процесс также включает обработку коксового газа для удаления смолы, аммиака (обычно восстановленного до сернокислого аммония), фенола, нафталина, легких масел и серы , прежде, чем газ будет использован как топливо для нагрева печи. Этот документ включает производство металлургического кокса и связанных побочных продуктов с использованием сообщающихся горизонтальных реторт.

В процессе получения кокса, битумный каменный уголь обогащается (обычно после операций обработки, чтобы управлять размером и качеством подачи) в серии печей, которые заделаны и нагреты при высоких температурах при отсутствии кислорода, обычно в циклах, продолжающихся 14-36 часов. Летучие компоненты, которые выделились из каменного угля, собираются и обрабатываются для восстановления горючих газов и других побочных продуктов. Твердый углерод, остающийся в печи - это кокс. Он поступает на тушильную башню, где охлаждается струями воды или циркулирующим инертным газом (азот), процесс известен как сухое тушение. Кокс разделяется на классы и направляется в домну или на хранение.

Коксовый газ охлаждается, и побочные продукты восстанавливаются. Конденсат, образованный из охлажденного коксового газа, и конденсат из первичных холодильников содержит смолу и направляется в мехосветлитель. Электрофильтры используются, чтобы удалить смолу из коксового газа. Смола затем направляется в хранилище. Аммиачная вода также выделяется из мехосветлителя и направляется на обработку сточных вод после восстановления аммиака. Коксовый газ далее охлаждается в конечном холодильнике. Нафталин удаляется в сепараторе на конечном холодильнике. Легкие масла затем удаляются из коксового газа и фракционируются, чтобы выделить бензол, толуол, и ксилол. Некоторое оборудование может включать устройство для дистилляции смолы.

В течение тушения, обработки, и разделения на классы, образуются фусы. Они или повторно используются на месте (напр, на заводе окалины) или распродаются как побочный продукт.

Характеристики отходов

Коксовая печь является основным источником воздушных эмиссий. В процессе производства кокса выделяются особые вещества; летучие органические вещества; насыщенные ароматические углеводороды; метан, приблизительно 100 грамм за метрическую тонну (г/т) кокса; аммиак; угарный газ; сероводород (50-80 г/т кокса от операций прессования); водородная соль цианистой кислоты; и оксиды серы, SOx (освобождение 30% серы при подаче). Значительное количество летучих веществ может также быть выделено в процессе восстановления побочного продукта.

Для каждой тонны произведенного кокса, приблизительно 0.7-7.4 килограммов(кг) особых веществ, 2.9 кг оксидов серы (диапазон от 0.2 до 6.5 кг),1.4 кг оксидов азота (NOx), 0.1кг аммиака, и 3 кг летучих органических веществ (включая 2 кг бензола), могут быть выпущены в атмосферу, если нет системы восстановления пара. Операции Каменноугольной обработки могут принять во внимание около 10% от фактической загрузки .

Загрузка угля, выдача кокса, и тушение - основные источники эмиссий пыли.

Сточные воды сгенерированы в среднем показателе, колеблющемся от 0.3 до 4 кубических метров (m3) на тонну обработанного кокса . Основные потоки сточных вод сгенерированы из охлаждения коксового газа и обработки аммиака, смолы, нафталина, фенола, и легких масел. Сточные воды процесса могут содержать 10 миллиграммов на литр (мг/л) бензола, 1,000 мг/л биохимически необходимого кислорода (4 кг/т кокса), 1,500-6,000 мг/л химически необходимого кислорода, 200 мг/л взвешенных твердых веществ, и 150-2,000 мг/л фенолов (0.3-12 кг/т кокса). Сточные воды также содержат насыщенные ароматические углеводороды в значительной концентрации (вплоть до 30 мг/ л), аммиак (0.1- 2 кг аммиака/т кокса), и соли цианистой кислоты (0.1-0.6 кг/т кокса).

Предотвращение загрязнения и контроль

Предотвращение загрязнения при получении кокса сфокусировано на уменьшении эмиссий в коксовой печи и разработке технологий производства железа и стали без использования кокса. Следующие меры контроля и предотвращения загрязнения должны быть приняты во внимание.

Общие

- Использование технологий производства железа и стали без использования кокса , как например, прямой редукционный процесс, чтобы устранить необходимость производства кокса.

- Использование облагораживающих (предпочтительно в угольной шахте) и смешанных процессов для улучшения качества каменноугольной подачи, чтобы производить кокс желаемого качества и уменьшать эмиссии оксидов серы и других загрязняющих веществ.

- Использование ленточных конвейеров и сит для обработки каменного угля и кокса. Использование распылителей и пластических эмульсий для подавления образования пыли. Обеспечить наличие щитов,где возможно. Храните материалы в бункерах или складах. Уменьшите расстояния разбрызгивания.

- Использование термоподготовки высших сортов каменного угля, чтобы уменьшить период коксования, увеличить производительность, уменьшить потребление топлива и минимизировать термическую нагрузку на огнеупорные кирпичи.

Эмиссии в коксовой печи

- Загрузка: частицы пыли от загрузки каменного угля должны быть изолированы путем использования систем трубопроводов и паровой инжекции или контролироваться тканевыми фильтрами.

- Коксование: использование больших печей для увеличения объема выгрузки и уменьшения количества загрузок и выдачи, тем самым уменьшая связанные эмиссии. Уменьшите колебания в условиях коксования, включая температуру. Чистите и изолируйте двери коксовой печи, чтобы минимизировать эмиссии. Используйте механические очистные устройства (предпочтительно автоматические) для очистки дверей, каркаса двери, и крышек лючков.

- Выдача: эмиссии от выдачи кокса могут быть уменьшены путем поддержания достаточного периода коксования, таким образом избегая "недопека". Выделившиеся газы должны быть удалены и пропущены через тканевые фильтры.

- Тушение: где возможно, используйте сухой способ тушения вместо мокрого. Фильтруйте все газы, извлеченные из устройства сухого тушения. Если используется мокрое тушение, обеспечьте наличие циклонов для удаления грубой пыли. Когда сточные воды используются для тушения, загрязняющие вещества из сточный воды поступают в воздух, что требует их последующего удаления. Повторно используйте воду для тушения.

- Транспортировка и грохочение: исключите потенциальные источники пыли и фильтруйте выделившиеся газы.

Выделение побочных продуктов

- Использование системы восстановления пара для предотвращения воздушных эмиссий от обработки легких масел, смолы, нафталина, и процессов восстановления фенола и аммиака.

- Отделять воду процесса от охлаждения воды.

- Уменьшать фиксированное содержание аммиака в аммиачной воде, используя каустическую соду и стриппинг-колонны.

- Использовать рецикл всех твердых отходов процесса, включая фусы мехосветлителя, в коксовую печь .

Реализация процессов более чистого производства и меры предотвращения загрязнения могут дать как экономические так и экологические преимущества. Описанные ниже цели, связанные с производством, могут быть достигнуты принятием хороших промышленных методов.

Воздушные Эмиссии

Эмиссии должны быть уменьшены до целевых уровней, представленных в таблице 1.

Таблица 1. Воздушные эмиссии, производство кокса (килограммы на тонну произведенного кокса )

Параметр Максимальное значение

Летучие органические вещества 0.3

Бензол 0.1

Оксиды серы 0.5

Оксиды азота 0.6

Масла 10

Фенол 0.5

Антрацен 0.05

Бензопирен 0.05

Цианиды 0.2

Аммиак (общий) 10

Сточные воды

Показатель использования сточных вод должен быть менее чем 0.3 м3/т кокса.

Твердые и опасные отходы

Новые заводы кокса не должны производить более, чем 1 кг твердых отходов процесса (исключая фусы) на тонну кокса.

Технологии обработки

Обработка сточных вод

Системы обработки сточных вод включают экраны и осадительные емкости для удаления взвешенных твердых веществ, масел, и смолы; стриппинг-колонны для удаления аммиака, сероводорода, и водородную соль цианистой кислоты; биологическую обработку.

Обработка твердых отходов

Все опасные отходы процесса за исключением кокса должны быть повторно использованы в коксовых печах. Грязи обработки Сточных вод должны быть обезвожены. Если токсические органические вещества - обнаруживаемые, фусы должны быть загружены в коксовую печь или расположены на безопасном расстоянии или подходящем устройстве горения.

Выводы

Ключевые промышленные и управляющие методы, которые ведут к согласию с руководящими принципами эмиссий могут быть резюмированы следующим образом:

- Использование процессов производства железа и стали без использования кокса, как например, прямой редукционный процесс получения железа, чтобы устранить потребность в производстве кокса.

- Где возможно, использовать сухое тушение вместо мокрого.

- Использование систем восстановления пара в процессе обработки легких масел, смолы, нафталина, фенола и процесса восстановления аммиака.

- Выделять серу из коксового газа.

- Разделять процесс производства кокса и охлаждение воды.

- Повторно использовать твердые отходы в коксовой печи.

Оригинал статьи Вы можете найти на

http://www.altavista.com/web/results?itag=ody&q=coke+manufacturing&kgs=0&kls=0