Печь для исследования процесса коксования

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.,ЯУ„„Д 2ДЯЩ

<511 C 10 В 45/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г е ч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3670806/23-26 (22) 09.12.83 (46) 23.03.86. Бюл. М- 11 (71) Украинский ордена "Знак Почета" научно-исследовательский углехимический институт (72) 10.Ñ.Âàñèëüåâ, Е.M.Ñîëäàòåíêî, Н.А.Валтерс, В.В.Зубкова и П.Л.Санжаревский (53) 661.742(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N9 321631, кл. F 27 В 17/02, 1970. (54)(57) ПЕЧЬ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА КОКСОВАНИЯ, включающая корпус с окнами, выполненными на противоположных стенках корпуса, нагревательные элементы, выдвижную камеру коксования, имеющую в верхней части патрубок для отвода летучих, о т л и н а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности определения параметров коксообразования за счет выравнивания тепловых потоков по высоте и ширине камеры коксования, в противоположных стенках камеры коксования выполнены окна, соосные с окнами корпуса, в окнах корпуса и камеры коксования установлены двойные экраны, выполненные из теплоиэоляционного материала, прозрачного для рентгеновских, лучей, и стен- ка камеры коксования, обращенная к нагревательным элементам, выполнена в верхней части двойной и перфорированной.

1219637 2

Изобретение относится к лабораторному оборудованию, в частности к печам для исследования процесса коксования путем просвечивания, например, рентгеновским излучением.

Цель изобретения — повышение точности определения параметров процесса коксообразования за счет выравнивания тепловых потоков по высоте и ширине камеры коксования.

На фиг. 1 представлена печь1 на фиг. 2 — разрез А-A на фиг. 1, на фиг, 3 — камера коксования, на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг, 5 — разрез В-В на фиг. 3; на. фиг. 6 — верхняя часть греющей стенки камеры коксования; Йа фиг.7 металлическая задвижка пенальяого типа вид сверху.

Печь состоит из корпуса 1, в боковых стенках корпуса выполнены окна 2, в которых установлены двойные несьемные теплоизоляционные экраны

3. Обогрев печи осуществляют пооред1 ством нагревательных элементов 4, установленных в фарфоровых чехлах

5. Режим обогрева печи регулируют с по>>ощью термопары 6. В печь устанавливают выдвижную камеру 7 коксования (фиг. 3), в боковых стенках

8 выполнены окна 9, в которых установлены двойные теплоизоляционные экраны 10.

Теплоизоляционные экраны 3 и 10 изготовлены из материала, прозрачного для рентгеновских лучей, а экраны 10, кроме того, изготовлены из материала, устойчивого к механическому воздействию в условиях повышенных температур. Например, теплоизоляционные экраны 3 можно изготовить из металлической фольги толщиной

0,05 мм, а теплоизоляционные экраны 10 — из фарфоровых пластин толщиной 1,5 мм, снабженных ребрами жесткости.

Греющая стенка 11 камеры 7 коксования в верхней ее части выполнена с полостью 12 (фиг, 6), стенки которой решетчатые 13. В камеру 7 устанавливают вкладыш 14 из огнеупорного материала, например шамота.

Камеру закрывают металлической задвижкой 15 пенального типа (фиг. 5 и 7) ° Со стороны пода печи в камеру коксования вводят термопару 16, регистрирующую температуру непосредственно в угольной загрузке.

С внутренней стороны экрана 10, наиболее удаленного от источника рентгеновского излучения, устанавливают два взаимо перпендикулярных репера 17 (фтг. 5), в качестве которых может быть использована тонкая (0,1-0,25 мм) проволока из тугоплавкого материала, которая во избежание прогибов и деформаций при высоких температурах вставлена в одноканальную керамическую соломку.

В верхней части камеры коксования установлена газоотводная трубка 18.

Предлагаемая конструкция печи исключает необходимость извлекать перед рентгеновской съемкой из окон печи заслонки, как в известной печи, и устанавливать их в исходное положение после съемки, В окнах 2 и 9 боковых стенок корпуса 1 и камеры 7 коксования выполнены несъемные двойные теплоизоляционные экраны 3 и 10, с воздушной прослойкой между соответствующими парами экранов. Это позволяет устранить теплоизлучение печи Во время рентгеновской съемки, сОздать условия равномерного нагрева угольной загрузки по ширине камеры коксования и добиться параллельного расположения слоев в коксующейся заг рузке.относительно греющей стенки, что, в свою очередь, дает возможность получить точные сведения о параметрах процесса коксообразования с помощью рентгеновских съемок. Кроме того, сокращается обслуживающий персонал на две единицы.

Отличительной особенностью предлагаемой печи является выполнение греющей стенки 11 камеры 7 коксования в верхней ее части с полостью

12 и решетчатой, что позволяет снизить тепловую инерцию камеры 7 коксования и выровнять тепловой поток, передаваемый от нагревательных элементов 4 печи 1 к загрузке камеры коксования по ее высоте. При повышенных температурах верхняя часть греющей стенки 11 является источником излучения в подсводе камеры 7 коксования, в результате чего уголь со стороны подсвода получает за счет теплоизлучения дополнительное тепло, нарушающее параллельность. слоев коксующейся загрузки относительно греющей стенки по высоте камеры коксования. При сравнительно небольших

3 1 размерах лабораторной печи такое искривление является нежелательным, так как искажает истинные значения параметров процесса коксования. Изменение конструкции греющей стенки камеры в верхней ее части позволяет устранить этот недостаток.

Кроме того, создана жесткая конструкция выдвижной камеры коксования, цельная неразборная (в из вестной печи она целиком разборная), что, с одной стороны, облегчает условия ее эксплуатации, исключает необходимость сборки ее перед каждым опытом, а с другой — позволяет выполнить боковые стенки из огнеупорного материала с-малой теплоемкостью и оборудовать их окнами с теплоизоляционными экранами, выполненными жаропрочными и практически прозрачными для рентгеновских лучей, что улучшает как теплотехнические свойства всеп конструкции в целом, так и качество рентгеновских снимков °

Печь работает следующим образом.

Навеску угля весом 400 г и измельчением 3-0 мм помещают в выдвижную камеру 7 коксования, закрывают вкладьппем 14 и задвижкой 15. В верхнюю часть камеры 7 вводят газоотводную трубку 18. Загруженную и собранную таким образом камеру коксования устанавливают в печь 1, при этом окна 9 камеры 7 и окна 2 печи 1 -а-сположены друг против IInvra TInc т установки в печь 1 камеры 7 включают нагревательные элементы 4 и осуществляют нагрев печи со скоростью подъема температуры на нагревательных элемента 4 град/мин. При дости/ жении температуры в угольной загруз— ке, фиксируемой термопарой 1б, 350 С включают рентгеновский аппао рат и производят рентгеновские съемки. При этой температуре на рентгеновском снимке появляется темная полоса, соответствующая пенному слою. Рентгеновские съемки производят через каждые 1-2 мин, либо через иной промежуток времени в зависимости от требования исследования

219б37 ф

1О

50 с тем, чтобы составить представление о кинетике процесса коксообразования.

Съмки ведут до тех пор, пока пенный слой не уйдет из области, контролируемой рентгеновским излучением .

В таблице приведены сравнительные данные, полученные при определении параметров в предлагаемой печи и известной для углей различных марок.

Из таблицы следует, что в известной печи показатель температурных границ пенной зоны ниже, чем показатели, полученные в предлагаемой печи..Это свидетельствует о том, что в известной печи показатели искажены за счет того, что размыты границы пенной зоны ввиду непараллельности движения в загрузке тепловых потоков.

При составлении угольных шихт для коксохимических заводов необходимо так подбирать угли, чтобы при нагревании их смеси образовалась пластическая масса и компоненты смеси вступали во взаимодействие.

Для взаимодействия компонентов смеси необходимо, чтобы температурные границы пластического состояния отдельных из нпх были близки или хотя бы частично накладывались с тем, чтобы некоторая часть угольной смеси не превратилась в полукокс раньше, чем успевает образоваться пластическая масса из другой ее части.

При слоевом процессе коксования образующийся пенный слой является частью пластического слоя. Пенный слой — это слой перешедшего в вязкотекучее состояние угля. В этом состоянии максимально реализуется способность углей вступать во взаимодействие с другими компонентами шихты, вследствие чего особо важное значение приобретает знание истинных значений параметров процесса коксообразования, B частности температурных границ пенного слоя компонентов шихты.

1219637

Температурные границы пенной зоны

Печь

Уголь марки Ж

Уголь марки К

Известная

Предлагаемая

Число единиц обслуживающего персонала

350-430

406-529

390-440

437-510

1219637

72

15 79 фиг.5

Составитель Н.Агеенко

Редактор В.Петраш Техред Л.Олейник Корректор О.ЛУговая

Заказ 1234/Зб Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4