Разработка технических мероприятий по подготовке каменноугольной смолы в условиях АО «ЕВРАЗ ЗСМК»

Введение...............................................................................................................................9
1 Получение каменноугольной смолы.............................................................................10
1.1 Характеристика коксового газа..................................................................................10
1.2 Выделение каменноугольной смолы из газа.............................................................11
1.3 Состав смолы и характеристика продуктов ее переработки....................................13
1.4 Технология подготовки каменноугольной смолы....................................................16
2 Переработка каменноугольной смолы.......................................................................18
2.1 Способы переработки каменноугольной смолы.......................................................18
2.2 Технологические схемы переработки каменноугольной смолы..............................23
2.3 Виды оборудования для нагрева каменноугольной смолы......................................32
2.4 Обоснование выбора и характеристика трубчатой печи ПБ-12...............................41
3 Расчет трубчатой печи.................................................................................................48
3.1 Материальный баланс.................................................................................................48
3.2 Определение количества тепла, необходимого для нагрева смолы........................49
3.3 Расчет процесса горения топлива...............................................................................50
3.4 Тепловой баланс трубчатой печи................................................................................54
3.5 Расчет радиантной камеры печи.................................................................................56
3.6 Расчет конвекционной камеры печи...........................................................................59
4 Экономические показатели.........................................................................................68
4.1 Расчет капитальных вложений...................................................................................68
4.2 Расчет показателей эффективности использования основных средств..................70
4.3 Расчет производственной программы цеха...............................................................71
4.4 Расчет показателей по труду и заработной плате.....................................................72
5 Экологические показатели производства..................................................................75
5.1 Экологические факторы..............................................................................................75
Заключение.........................................................................................................................81
Список использованных источников...............................................................................82
Приложение А....................................................................................................................85
Приложение Б.....................................................................................................................86
Приложение В....................................................................................................................87
Приложение Г....................................................................................................................88

Весь текст будет доступен после покупки

Каменноугольная смола образуется в процессе переработки коксующихся углей для получения металлургического кокса и является источником получения широкого спектра продукции (пек и пековый кокс, бензол, нафталин, масла и пр.).
Основным методом первичной обработки каменноугольной смолы является ректификация с получением фракций, подвергающихся дальнейшей переработке. Ректификации подвергается смола, которая нагревается в специальном агрегате. Наиболее распространенными агрегатами, применяемыми в химической и нефтеперерабатывающих отраслях промышленности для нагревания смолы и нефтепродуктов, являются трубчатые печи. Трубчатые печи отличаются высокой эффективностью использования тепла сжигаемого топлива, надежностью эксплуатации, оснащены средствами автоматического контроля и управления режимом работы.
Современная тенденция совершенствования различных трубчатых печей характеризуется созданием компактных агрегатов большой единичной мощности целевого назначения.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Получение каменноугольной смолы.
1.1 Характеристика коксового газа

Коксовый газ - продукт термического разложения молекул угля, получают его одновременно с коксом при перегонке угля в камерных печах.
Состав и свойства коксового газа представлены в таблице 1[1].

Таблица 1 – Состав и свойства коксового газа

Примерный состав Свойства
Водород Н2 – 50-60%;
Метан СН4 – 20-30%;
Оксид углерода СО – 5-7 %;
Диоксид углерода СО2 – 2-3 %;
Азот N2 – 2 - 3,5 %. Плотность при температуре 0 °C и атм. Давлении 760 мм.рт ст.: 0,45 0,50 кг/м3;
Теплоемкость: 1,35 кДж;
Теплота сгорания: 17,5 мДж/м3;
Температура воспламенения: 600 – 650°C.

Прямой коксовый газ до улавливания содержит:
300-500 г/м^3-водяных паров;
100-125 г/м^3- смолы;
30-40 г/м^3- бензольных углеводородов;
7-10 г/м^3 – аммиака;
5-20 г/м^3- сероводорода и частичные вкрапления сероуглерода;
0,7-1,0 г/м^(3;)-нафталина;
0,3- 0,6 г/м^3 - пиридиновых оснований; окислы азота, циана.
Коксовый газ токсичное и взрывоопасное вещество. Концентрация взрывоопасных веществ от 6 до 30%.
Коксовальный газ, выводимый из печей (прямой газ), непригоден к использованию. После производства, газ поставляется на химический завод, где подлежит очистке и улавливанию продуктов сухой перегонки угля и влаги [1].
1.2 Выделение каменноугольной смолы из газа

Каменноугольная смола, поступая на переработку в смолоперерабатывающий цех, представляет собой обезвоженную и усредненную смесь смол газосборникового и холодильникового циклов, и должна соответствовать следующим показателям (таблица 2) [1].

Таблица 2 Смола газосборников и цикла первичных газовых холодильников

Качественные показатели Смола ПГХ Смола цикла газосборников
Удельный вес, г/?см?^3 1,150-1,160 1,250-1,210
Нафталин,% 20,0 4-6
Зола, Ас,% 0,05-0,06 0,14-0,16
Св.углерод, % 3,5-4,0 15-20

Выделение каменноугольной смолы из коксового газа происходит в несколько стадии. Первая – при охлаждении коксового газа в газосборнике надсмольной водой с 750?С до 80?С. Вторая – при охлаждении коксового газа в первичных газовых холодильниках.
Выделение каменноугольной смолы представлено на схеме (рисунок 1) [2].



Рисунок 1 – Схема выделения каменноугольной смолы

Газообразные продукты коксования на выходе из коксовых печей с температурой около 800?С отводятся в газосборники. В коленах стояков газосборников газ орошается надсмольной водой, при этом его температура понижается до 85-90 ?С. Объемный расход воды, подаваемый на охлаждение газа, состовляет 5-6? м?^3 на 1т шихты. В газосборниках конденсируется около 60% всей образовавшейся в процессе коксования смолы. Остальная смола конденсируется в первичных газовых холодильниках (ПГХ) [2].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Казьмина, В.В. Тепловые процессы коксования: учебное пособие для вузов / В.В. Казмина, Е.В. Никитина. – М.: Металлургия, 1987. – 184 с.
2. Лазорин, С.П. Каменноугольная смола. Получение и переработка / С.П. Лазорин, Е.А. Скрипник. – М.: Металлургия, 1985. – 119 с.
3. Шелков, А.К. Справочник коксохимика / А.К. Шелков, т. 3. – М.: Металлургия, 1966. – 384 с.
4. Брон, Я.А. Трубчатые агрегаты для перегонки каменноугольной смолы / Я.А. Брон, С.Я. Сатановский. – М.: Металлургия, 1961. – 230 с.
5. Харлампович, Г.Д. Технология коксохимического производства: учебник для вузов / / Г.Д. Харлампович, А.А. Кауфман. – М.: Металлургия, 1995. – 384 с.
6. Сборник технологических инструкций по производству химпродуктов из каменноугольной смолы. – Новокузнецк: Тип. ЗСМК, 2019. – 42 с.
7. Кривандин, В.А. Теплотехника металлургического производства. Т. 2. Конструкция и работа печей: Учеб. пособие для вузов / В.А Кривандин / М.: МИСИС, 2001. – 736 с.
8. Павлов, К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии / К.Ф Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков. – Л.: Химия, 1981. – 576 с.
9. Ентус, Н.Р Трубчатые печи в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности / Н.Р.Ентус, В.В. Шарихин. – М.: Химия. 1987. – 304 с.
10. Баскаков, А.П. Теплотехника: Учебник для вузов / А.П. Баскаков / 2-е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат,1991. – 224 с.
11. Панкратов, Г.П. Сборник задач по теплотехнике: Учеб. пособие для неэнергетич. спец. вузов / Г.П. Панкратов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1986. –248 с.
12. Ребрин, Ю.И Управление качеством: Учебное пособие. / Ю.И. Ребрин. – Таганрог: ТРТУ, 2004. – 174 с.

Весь текст будет доступен после покупки