Кинетика движения и характер охлаждения кокса в камере УСТК УДК 662.741.355.002.5

Канд. техн. наук А. Г. Старовойт, В. А. Анисимов, докт. техн. наук В. Ф. Гончаров (ДМетИ)

Источник: Кокс и химия. 1986. № 2, с. 29 – 34

Рассмотрение кинетики движения кокса в камере УСТК, представление эффективных конструктивных решений, направленных на создание высокопроизводительных блоков УСТК.

Эффективность технологии сухого тушения кокса определяется фактической продолжительностью тушения насыпной массы кокса в емкости. За основу расчета времени тушения кокса принимают объемный коэффициент теплопередачи между газовым теплоносителем и коксом. С целью исследования указанных параметров нами первоначально была изучена кинетика движения насыпной массы кокса в зоне циркуляции камеры УСТК.

При максимальной производительности разгрузочного устройства (31 срабатывание клапанов в час) период срабатывания каждого из отсекателей составляет 240 с, а между циклами двух отсекателей — 120 с. Привод отсекателя работает 19 с, из которых по 2 с уходит на разгон и торможение. Пауз на реверс нет, а следовательно, время открывания равно 5,5 с. Дозирующий бункер заполняется коксом к концу открывания отсекателя и объем порции составляет 3,5 м³. Кокс под отсекателем движется в течение 5,5 с, и начало движения осуществляется через каждые 240 с. При разгрузке кокса из камеры (в период открывания отсекателя) 3,5 м³ кокса за 5,5 с проходят через прямоугольное отверстие площадью S = 1,05 м²(1,5X0,7); максимально возможная скорость движения кокса в камере тушения = 1,212 м/с.

Из цилиндрической части камеры тушения кокс выходит через кольцевой проем между нижней кромкой нижнего конуса дутьевого устройства и наклонной стенкой дутьевой воронки. Наружный диаметр кольца 5,25 м, а внутренний 3 м. Максимальная скорость движения кокса в цилиндрической части камеры наиболее вероятна по диаметру (4,276 м), разделяющему данное кольцо на две равновеликие площади по дуге, равной ширине отсекателя (1,5 м). Минимально возможную скорость движения кокса в цилиндрической части камеры определяют из предположения, что кокс сходит равномерно по полукруговой площади диам. 6,5 м, 5^та1 = 16,58 м*. В данном случае минимально возможная скорость движения кокса в камере тушения ш_т((1=0,038 м/с.

Эпюра скоростей движения кокса в цилиндрической части камеры тушения представлена на рис. 1. С указанными скоростями кокс движется 5,5 с в правой или левой части камеры тушения в зависимости от того, какой из отсекателей разгрузочного устройства работает. После заполнения дозирующего бункера возможно некоторое продвижение кокса в камере тушения с незначительной скоростью в результате уплотнения разрыхленного при разгрузке слоя кокса. Пауза между очередными пульсациями движения насыпной массы кокса по каждой из сторон составляет около 234 с.

Из приведенных данных следует, что самая активная область охлаждения наблюдается в зоне интенсивного схода кокса от уровня IV до III, так как α_ν в данной зоне на порядок выше, чем в остальных. Малое значение α_ν в застойной зоне характеризует низкий эффект охлаждения в ней. особенно от уровня IV до III (над верхним колпаком дутьевого устройства). В результате высокой сегрегации насыпной массы кокса в пристеночной зоне резко возрастают скорость газа и коэффициент теплопередачи, что способствует интенсивному охлаждению от форкамеры до уровня IV. Низкое значение α_ν в этой зоне от уровня IV до III объясняется малой разностью температур кокса и газового теплоносителя, хотя скорость последнего остается высокой.

Экспериментальное определение коэффициентов теплопередачи для условий использования типовых дутьевых устройств показывает, что наибольшее значение α_ν наблюдается в зоне интенсивного схода от верхнего колпака до второго яруса вниз, т. е. изменение значения α_ν имеет такой же характер и тот же порядок, что и при использовании экспериментального дутьевого устройства, только на более низком горизонте зоны циркуляции камеры УСТК.

Таким образом, знание кинетики движения и характера охлаждения кокса в различных зонах камеры позволит находить эффективные конструктивные решения, направленные на создание высокопроизводительных блоков УСТК, без существенного увеличения капитальных затрат на их строительство.