Структура и технологическая схема коксохимического производства

 

Введение.

 

    АО «АрселорМиттал Темиртау» является крупным металлургическим предприятием, имеющим полный металлургический цикл с производительностью по установленным мощностям до 5,4 млн. тонн в год стали. Предприятие имеет развитую инфраструктуру и работает на сырье Республики Казахстан – железная и марганцевая руды, уголь, известняк, доломит. Кроме того, в состав комбината входят две тепловых электростанции ТЭЦ-ПВС и ТЭЦ-2 мощностью до 570 МВт и сеть внутренних железнодорожных линий. АО «АрселорМиттал Темиртау» производит агломерат, кокс и химические продукты переработки угля, чугун, сталь, в том числе непрерывно-литые слябы, горячекатаный и холоднокатаный прокат в листах и рулонах, жесть белую и черную, кровлю, прокат с алюмоцинковым и цинковым покрытием, профилированный лист с покрытием, прокат с полимерным покрытием, электросварные трубы, тепловую и электрическую энергию.

     Обслуживание подразделений основного производства осуществляют цехи отдела главного энергетика (ОГЭ, управление железнодорожного транспорта и автотранспортный цех.

Самаркандское водохранилище является источником водоснабжения АО «АрселорМиттал Темиртау» и «КазРосЭнерго», ХМЗ  ЗАО «АЛАШ» и

др. Водохранилище образовано путем создания на реке Нуре гидроузла, расположенного в 33 км от города Караганды. Гидроузел построен на левом берегу водохранилища в 1939 году и состоит: из земляной плотины, паводкового водосброса, донного водовыпуска и автодорожного моста. Общая площадь зеркала водохранилища 78 км² с объемом 254 млн.м³ при нормальном подпорном горизонте - 56 м. Средний годовой паводок составляет 165млн.м³. Средняя глубина - 3,3 м, максимальная - 16 м. Отметка гребня плотины - 58 м, порога водослива - 51,5м, отметка мертвого горизонта воды - 44м, донных водосборных устройств (осей) - 44,5м.

Часть акватории водохранилища (7 км²) отделена ограждающей дамбой, образован пруд-охладитель для нормативно чистых вод АО «АрселорМиттал Темиртау».

Забор воды из Самаркандского водохранилища  для нужд АО «АрселорМиттал Темиртау»  осуществляется береговыми насосными  станциями № 1, 2, расположенными на левом берегу водохранилища. Из пруда-охладителя вода подается на площадку предприятия  береговой насосной станцией № 3

Основные данные о производственных мощностях комбината, работающих на момент разработки документа:

• коксохимпроизводство, в составе, которого 6 коксовых печей, общей мощностью до 3,5 млн. тонн в год и цехи по подготовке угольной шихты для коксования и цехи по улавливанию и переработке химических продуктов коксования;
• аглопроизводство мощностью до 6,5 млн. тонн в год с прямой подачей на доменные печи;
• доменный цех с четырьмя доменными печами производительностью до 5,5 млн. тонн чугуна в год и со шлакоперерабатывающим участком;
• конвертерный цех производительностью до 5,4 млн. тонн жидкой стали в год и двумя машинами непрерывного литья заготовок общей производительностью 5,2 млн. тонн слябов в год;
• копровый цех;
• два цеха обжига извести (3 вращающиеся печи обжига общей производительностью 324 тонны/сут. и 5 шахтных печей с общей производительностью 750 тонн/сут.);
• цех горячего проката ЛПЦ-1 (стан 1700) мощностью до 5,2 млн. тонн в год;
• цех холодного проката полос ЛПЦ-2 (стан 1700) мощностью до 1,3 млн. тонн;
• листопрокатный цех ЛПЦ-3 по производству черной жести (стан 1400) и жести электролитического лужения (три агрегата покрытия) мощностью до 775 тыс. тонн в год;
• цех горячего цинкования и алюминирования с двумя линиями покрытия полосы алюмоцинком и цинком мощностью 320 тыс. тонн в год и линией покраски;
• сортопрокатный цех с непрерывным сортовым станом мощностью до  400 тыс. тонн проката в год.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Характеристик коксохимического производства

 

1.1.Структура и технологическая схема коксохимического производства

 

      По организационной  структуре коксохимические предприятия  существуют как отдельные коксохимические  и коксогазовые заводы или  как коксохимическое производство  в составе металлургических комбинатов. В составе коксохимических предприятий  имеются основные (технологические), вспомогательные цехи (подразделения)  и заводоуправление. Цех является  основным производственным подразделением  предприятия. Участки и отделения  могут существовать как самостоятельные  подразделения, и могут быть  в составе цехов.

         Организационное  оформление процессов и оборудования (в цехах, участках и отделениях) зависит от сырья, технологической  схемы и объемов производства, и может меняться, как по объединению  технологических и вспомогательных  подразделений, так и по разделению  однотипных цехов. К основным  цехам на большинстве коксохимических  предприятий относятся: углеподготовительный, углеобогатительный (углеобогатительная  фабрика, УОФ); коксовый, улавливания  химических продуктов коксования (цех улавливания); очистки коксового  газа от сероводорода (цех сероочистки), переработки сырого бензола (цех  ректификации), смолоперерабатывающий,  пекококсовый. На некоторых предприятиях  имеются основные цехи по глубокой  переработке углей и продуктов  коксования: ректификации пиридиновых  оснований, фталевого ангидрида.  роданистых соединений, термоантрацитовый  и др.

         Технологическая  схема производства во многом  зависит от качества исходного  сырья, поскольку угли разных  бассейнов могут очень отличаться  по качеству.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Угли разных марок

 

Углеподготовительный цех
Гараж размораживания	Углеприеный склад	Дробильное отделение	Дозировка смесительного отделения

Угольная шихта

 

Коксовый цех
Коксовые батареи	Охлаждение  кокса	Сортировка кокса

 

 

Прямой коксовый газ

        

 

Цех улавливания
Конденсация смолы	Улавливание аммиака	Улавливания бензола

 

  

Обратный Коксовый газ

 

 

смола бензол

 

Смолоперегоный цех

Цех ректификации

 

 

 

 

Технологическая схема коксохимических предприятий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.Продукция Коксохимического производства

 

Использование кокса

 

         Кокс используется  в различных процессах и, в  зависимости от назначения, может  быть разделен на доменный  кокс - для выплавки чугуна в  доменных печах; литейный коке - для плавки чугуна и других  металлов в вагранках; кокс  для электротермических производств  - для получения фосфора, карбида  кальция, ферросплавов; коке для  шахтных печей -применяется для  обжига руд цветных металлов (медь, олово, цинк, никель, кобальт) и  для обжига известняка; кокс - для  подготовки рудного сырья (агломераты  и окатыши); кокс для бытовых  целей.

         Главным  потребителем кокса является  черная металлургия. На доменные  печи поступает до 80% кокса, на  литейные цели затрачивается  до 10% кокса, 6% кокса идет для получения  цветных металлов и в химическую  промышленность, 4% - на прочие цели.

         Свойства  кокса подразделяются на физико-механические, физико-химические и химические. К физико-механическим относятся  прочность, гранулометрический состав  и только физические свойства - пористость и электросопротивление. В свою очередь такое сложное  понятие, как прочность кокса  подразделяется на прочность  насыпной массы кокса и прочность  вещества кокса. К физико-механическим  свойствам относят также крупность,  трещиноватость, форму кусков. От  этих свойств кокса зависит  его дробимость и истираемость. Химические свойства кокса характеризуются  показателями его технического  или элементного анализов. Технический  анализ кокса включает определение  влажности, зольности, сернистости;  элементный - содержание углерода, водорода, кислорода, азота, серы. Основной  физико-химический показатель - реакционная  способность кокса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Описание технологии производства

 

2.1.Назначение и состав отделения № 2 цеха химулавливания.

Назначение  отделения № 2 - охлаждение коксового  газа и выделение из него смолы, аммиака, бензола, а также подача его потребителям.

Отделение №  2 цеха ХУ включает в себя следующие отделения:

- отделение  конденсации и охлаждения коксового  газа в составе:

• трубчатые газовые холодильники с горизонтальным расположением труб;
• механизированные осветлители;
• насосная конденсации с наружным оборудованием;
• машинный зал;

- аммиачно-сульфатное  отделение в составе:

• аммиачно-сульфатная установка;
• склад сульфата аммония;
• склад реактивов;

- бензольное  отделение в составе:

• конечные газовые холодильники с нафталиновыми промывателями, бензольные скруббер;
• беспламенный подогреватель;
• бензольная и разделительная колонны;
• теплообменная аппаратура, способствующая протеканию процессов улавливания бензольных углеводородов из коксового газа и их выделения из поглотительного масла;

- насосная  технической воды.

Спецификация  основного оборудования отделения  № 2 цеха ХУ.    Обслуживание   оборудования   ведется   согласно   производственно-технических инструкций (ПТИ).

 

Отделение конденсации и охлаждения коксового газа.

В отделении  конденсации и охлаждения коксового  газа осуществляются следующие технологические операции:

-  охлаждение  коксового газа в первичных  газовых холодильниках;

-  конденсация  из коксового газа смолы, надсмольной  аммиачной воды;

- отстой  надсмольной аммиачной воды от  смолы и смолы от фусов;

- непрерывная  подача надсмольной аммиачной  воды в коксовый цех № 2 для  орошения газосборников КБ-7;

-  передача  смолы в смолоперерабатывающий  цех;

-  подача  избыточной аммиачной воды в  аммиачно-сульфатное отделение;

-  равномерный  отсос коксового газа из газосборников  коксовых печей и нагнетание  его через аппаратуру отделения  до потребителей обратного коксового  газа.

. Выделяющийся  при коксовании углей коксовый  газ с температурой 700-800°С охлаждается  в стояках и газосборниках  коксовых батареей (КБ) надсмольной  аммиачной водой до температуры  80-85°С. При этом происходит конденсация  паров тяжелой смолы и испарение  части воды, подаваемой на газосборники. Кроме того, образуются фусы (частички мелкой шихты, обвалоченные водой и смолой).

Коксовый  газ, надсмольная вода, смола и  фусы из газозборников коксовых батарей  № 1,2,5,7 по газопроводам поступают в  газовые сепараторы КБ-1,2, КБ-5 и КБ-7, в которых происходит отделение  коксового газа от жидких продуктов  коксования. Из газовых сепараторов смола, аммиачная вода и фусы батареи  №1,2,5        по трубопроводам поступают в механизированные осветлители цеха химулавливания отделения №, а коксовый газ через сепаратор (1) поступает   в первичные газовые холодильники (ПГХ) цеха химулавливания отделения №2 (2).  Из сепаратора (1) смола и надсмольная аммиачная вода по трубопроводу  самотеком поступают в механизированные осветлители (3), в которых происходит отстаивание надсмольной воды от смолы и фусов за счет разницы в их удельных весах. Отстоявшаяся от смолы надсмольная вода поступает в промсборники аммиачной воды (6) из которых насосом цикла газосборников подается на орошение газосборников батареи № 7. Из сепаратора (1^а) смола и надсмольная вода КБ-7 и КБ-5 по трубопроводу самотеком поступает в мехосветлители № 2 и №3 (З^а), в которых происходит отстаивание надсмольной воды от смолы и фусов. Смола через смолоотводчики попадает в мехосветлитель № 1 (З^б), где происходит дополнительный отстой смолы от аммиачной воды. Коксовый газ после сепаратора (1) поступает в первичные газовые холодильники (ПГХ) (2) с горизонтальным расположением труб производительностью по газу 20000 м³/ч каждый, в которых охлаждается до температуры 25-35 °С. Образовавшийся в результате охлаждения, конденсат коксового газа через гидрозатворы самотеком поступает в заглубленные промсборники конденсата газа (8) , в которые может выгружаться привозной конденсат. Из сборников конденсата газа (8) конденсат подается в микст (10), где происходит разделение аммиачной воды от легкой смолы, затем часть аммиачной воды самотеком поступает в мехосветлители (3) и (З^а), а часть сбрасывается в четыре хранилища аммиачной воды, соединенных последовательно (11), где она дополнительно осветляется от смолы и насосом (7) подается в аммиачно-сульфатное отделение на переработку. Из мехосветлителей (3) и (З^а) отстоявшаяся вода поступает в сборники воды барильетного цикла (6), откуда насосами подается на орошение в газосборник КБ-7. Для промывки первичных газовых холодильников с целью удаления отложений нафталина с наружной поверхности охлаждающих труб используется водосмоляная эмульсия (10% смолы и   90% газового конденсата), которая готовится в баке вместимостью 100м (12). Для очистки ПГХ от нафталина может проводиться пропарка. Конденсат газа подается в бак после первичных газовых холодильников, а подача смолы осуществляется из сборника смолы (4). Образовавшаяся водосмоляная эмульсия подается на промывку первичных газовых холодильников насосами (13) или, в аварийных случаях, перекачивается в мехосветлители (3).   Коксовый газ отсасывается из коксовых батарей № 1,2,5,7 газодувками (нагнетателями) ( 14 ), создающими разрежение на всасе до 600 мм вод.ст., проходит через первичные газовые холодильники и электрофильтры (15). Транспорт газа через всю улавливающую аппаратуру цеха и далее к потребителям обратного коксового газа обеспечивается давлением на нагнетании газодувок до 3000 мм вод. ст.В машинном зале установлены шесть электрогазодувок (нагнетателей). Четыре газодувки производительностью до 72000 м³/ч с электроприводом, две газодувки производительностью до 1300 м³/мин. Постоянно работают три газодувки, а три находятся в резерве или в ремонте, согласно утвержденному графику. Нагнетатель коксового газа, помимо своей обычной функции - транспортирования газа, выполняет еще роль смолоотделителя. При выходе из рабочих колес газ со значительной силой ударяется о стенки диффузора и резко меняет при этом свое направление. Мельчайшие капли смолы, находящиеся в газе, благодаря сильному удару о стенки, как бы прилипают к ним. Постепенно накопившаяся на стенках диффузора смола стекает через специальные спускные линии в гидравлический затвор, а затем в заглубленный сборник конденсата первичных газовых холодильников (8). При аварийных остановках двух электрогазодувок отделения № 2 допускается прием максимально возможного количества коксового газа с коксовых батарей №№ 1,2,5 на машинный зал отделения № 1 согласно плана ликвидации аварий. При аварийных остановках машинного зала отделения № 1 допускается прием максимально возможного количества коксового газа с коксовых батарей путем открытия персоналом отделения X? 1 задвижки № 203 согласно плана ликвидации аварий.