Склад сырого кокса
Сырьем для установки прокалки нефтяного кокса является твердый остаток вторичной переработки нефти-сырой нефтяной кокс. Кокс на территорию ТОО «УПНК-ПВ» доставляется железнодорожным и автомобильным транспортом, хранится на складе сырого кокса. Склад представляет собой одноэтажное здание длиной 150 метров с 27-ми метровыми пролетами. Склад состоит из восьми секторов ниже нулевой отметки, позволяющих хранить 10-ти суточный запас сырья. Для перемещения сырья склад оснащен двумя грейферными кранами грузоподъемностью 10 тонн каждый. Существуют две параллельные линии транспортировки и подготовки сырья, состоящие из вибропитателей, дробилок, конвейеров, силосов суточного запаса, ковшовых элеваторов, бункеров 3-х часового запаса и ленточных питателей сырого кокса.
Склад сырого нефтяного кокса оснащен двумя дробилками, производительностью по 70 т/ч каждая. Они предназначены для измельчения кусков сырого кокса до размеров не более 50 мм. Сырье при помощи грейферного крана подается в загрузочный бункер оборудованный решеткой, ячейки которой имеют размер 255ˣ255 мм. Таким образом на дробилку не допускаются куски кокса размером более 255мм. Из бункера кокс при помощи вибропитателя подается на зубчатую двухвалковую дробилку. Инструмент дробления- два валка, вращающихся навстречу друг другу. По всей поверхности валков расположены зубья, зазор между которыми, при сведении составляет 50 мм. Куски меньшего размера просыпаются в межвалковое пространство, а крупные соответственно, подвергаются механическому разрушению.
Измельченный кокс, после дробления по системе ленточных конвейеров и ковшовых элеваторов попадает на реверсивный ленточный конвейер, предназначенный для распределения сырого нефтяного кокса между 4-мя силосами суточного запаса объемом 250 тонн каждый. Конвейеры оборудованы магнитными сепараторами для улавливания металических частиц и аспирационными установками для улавливания коксовой пыли.
Из силосов суточного запаса, сырой кокс по системе ленточных конвейеров и ковшовых элеваторов, перемещается в бункера 3-х часового запаса, из которых подается в печи прокалки.
Печь прокалки
Прокаливание нефтяного кокса – это процесс нагрева сырого нефтяного кокса до 1250-1350°С. При этом во всей массе кокса протекают процессы изменения структуры с удалением водорода, который в виде метана и других углеводородных соединений выделяется и сгорает в печах прокалки и печах дожига. Основной целью процесса прокалки является улучшение физических и химических качеств кокса, таких, как электрическое сопротивление, истинная плотность, окисляемость и реакционная способность, в результате продукт приобретает необходимые качества.
Перед тем, как попасть в печь прокалки сырой кокс поступает в металлический бункер 3-х часового запаса объемом 60 тонн, он установлен непосредственно над загрузочным концом вращающейся печи прокалки.
Снизу, бункер оснащен регулирующими задвижкой, игольчатым шибером и ленточным питателем. С питателя, материал ссыпается в постоянный накопитель, оборудованный створчатым клапаном, благодаря которому набирается определенный объем кокса и производится дозированная подача сырья в загрузочную течку печи прокалки.
Прокалка кокса производится в барабанной вращающейся печи длиной 65 м и диаметром 3,47 м, которая установлена под углом 4° к горизонту и способна вращаться со скоростью до двух оборотов в минуту. Благодаря наклону, вращение печи способствует перемещению кокса от загрузочного конца к разгрузочному. Печь прокаливания работает по принципу противотока – сырой нефтяной кокс подается с одной стороны, а сжигание топлива производится с противоположной. В результате, образовавшиеся при горении топлива газы, движутся навстречу потоку материала, осуществляя непосредственно процесс теплообмена. Вентиляторами вторичного и третичного водуха в печь прокалки постоянно подается воздух, для обеспечения полного сгорания летучих веществ. Горение летучих веществ и топлива при прокалке нефтяного кокса производит большое количество высокотемпературных дымовых газов, которые содержат летучие вещества и небольшую долю мелких частиц кокса. 50-60% летучих веществ сгорают в печи прокалки, остальные поступают в печь дожига вместе с дымовыми газами. После испарения влаги и удаления летучих компонентов кокс подвергается нагреванию до 1350°C. При этом его молекулярная структура принимает более организованную форму с четкой кристаллической решеткой. Благодаря физическим и химическим процессам, происходящим с сырьевым материалом, происходит улучшение потребительских свойств кокса. Время полного цикла прокалки кокса от загрузки до выгрузки составляет не менее 45 минут.
Горелка расположена в головной части печи и предназначена для розжига, осушки и поддержания стабильного пламени. Розжиг печи прокалки осуществляется с помощью мазутно-дизельной горелки. В качестве основного топлива в печах используется мазут. Для розжига и поднятия температуры на горячем обрезе печи прокалки выше 350°С применяется дизельное топливо.
Холодильник прокаленного кокса предназначен для охлаждения прокаленного кокса до температуры не более 100°С, путем его прямого орошения водой. Прокаленный кокс, выходя из печи через разгрузочную головку, попадает во вращающийся барабанный холодильник. Для продвижения материала от загрузочного конца к разгрузочному, корпус холодильника имеет наклон в 2°29’ к горизонту. Пар, образующийся в процессе охлаждения кокса, улавливается и направляется в печь дожига, предварительно проходя через циклонный пылеуловитель для осаждения мелких частиц прокаленного кокса. Уловленные на циклоне частицы кокса подаются на ленточный конвейер готовой продукции. Охлажденный кокс, выходя из холодильника, по ленточным конвейерам поступает в силосный склад хранения готовой продукции.
Склад прокаленного кокса
Система конвейеров предназначена для транспортировки прокаленного кокса на силосный склад готовой продукции. Охлажденный кокс, из холодильника ссыпается на ленточные конвейеры. Место пересыпки оборудовано створчатым клапаном, для дозированной подачи материала. Конвейеры оснащены магнитными сепараторами, для удаления металлических частиц. На следующей пересыпке, посредством электроприводного трехходового шибера производится распределение прокаленного кокса между двумя параллельными конвейерами. В случае несоответствия прокаленного кокса требуемым характеристикам предусмотрена возможность сброса материала на специально оборудованную бетонную площадку. Годный материал по галерее поступает на реверсивные конвейеры для распределения прокаленного кокса между силосами хранения готового продукта. Система конвейеров прокаленного кокса устроена таким образом, что позволяет обеспечить одновременную транспортировку прокаленного кокса разных марок без смешения.
Отделение утилизации тепла
Высокотемпературный дымовой газ из печи дожига при температуре около 940°C направляется в котел-утилизатор через дымоход. Котел – утилизатор предназначен для утилизации тепла дымовых газов и получения перегретого пара. Питательная вода, после подогрева и дегазации в атмосферном деаэраторе, подается питательными насосами в водяной экономайзер котла-утилизатора где начинается ее нагрев. Водяной экономайзер состоит из I и II ступеней.
Из водяного экономайзера питательная вода поступает в верхний барабан котла. Конструкцией барабана обеспечено равномерное распределение питательной воды по всей его длине.
Котловая вода из верхнего барабана через экранные трубы холодной части котла-утилизатора поступает в нижний барабан котла-утилизатора, где происходит смешивание воды. Затем по экранам горячей части котла-утилизатора пароводяная смесь, пройдя испарительную часть котла, поднимается в верхний барабан за счет естественной циркуляции. В верхнем барабане установлены внутри барабанные циклоны, где происходит процесс сепарирования – процесс отделения, насыщенного пара от воды.
Насыщенный пар по пароотводящим трубам попадает на входной коллектор первой ступени пароперегревателя. Пройдя змеевики пароперегревателя первой ступени, пар попадает в пароохладитель, в котором при необходимости происходит понижение температуры пара путем впрыскивания питательной воды. С пароохладителя пар поступает на входной коллектор пароперегревателя второй ступени, пройдя змеевики перегретый пар с параметрами P=2,45 MПа и t=400˚С поступает на выходной коллектор пароперегревателя второй ступени, далее пар пройдя главную паровую задвижку по паропроводу поступает в турбинное отделение.
Отделение очистки дымовых газов
Система очистки дымовых газов состоит из рукавного фильтра, колонны охлаждения и колонны десульфуризации. Главная функция данной системы- очистка дымового газа от несгоревшей коксовой пыли и диоксида серы. Остуженный и очищенный от вредных веществ дымовой газ через дымовую трубу выбрасывается в атмосферу.
Для очистки отходящих газов от механических примесей применяются рукавные фильтры, которые являются одними из самых эффективных аппаратов механической очистки. Отходящие газы из котла утилизатора через газоход попадают в центральную часть установки рукавного фильтра, разделенную диагональной перегородкой на две зоны грязного и очищенного газа. Неочищенные газы равномерно распределяются по отсекам с фильтрующими элементами оснащенными системой импульсной очистки. Пройдя рукавные фильтры через выходные заслонки, дымовые газы попадают в зону очищенного газа, из которой поступают на всасывающие газоходы дымососов.
При прокалке сырого нефтяного кокса во вращающихся печах образуется большое количество летучих дымовых газов с большим содержанием оксида серы (SO2), оказывающих неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Система сероочистки предназначена для очистки дымовых газов от диоксида серы. Первичная очистка и охлаждение дымового газа происходит в колонне охлаждения путем распыления раствора гидроксида натрия. Основные процессы для удаления оксида серы из дымового газа происходят в колонне десульфуризации, куда также как и в колонну охлаждения подается раствор гидроксида натрия посредством распыления. В верхней части колонны установлено два водяных пояса орошения для улучшения протекания реакций и недопущения попадания остатков агрессивных растворов в дымовую трубу.
Щелочной раствор, прореагировавший с диоксидом серы, поступает из колонн в бассейн восстановления и окисления, где происходит его смешивание с раствором извести и насыщение кислородом для образования частиц гипса. Далее, полученный раствор с частицами гипса переливается в осадительный бассейн, где происходит отложение гипсосодержащей массы.
Турбинное отделение
В целях рационального использования производимого в котле-утилизаторе пара на заводе предусмотренно турбинное отделение. В турбинном отделении в качестве паросиловых установок имеется четыре турбины конденсационного типа номинальной мощностью по 3000 кВт. В нормальном режиме все четыре турбины вырабатывают 12000 кВт. Электроэнергии достаточно для собственного потребления, избыток ее планируется реализовывать.
