Підготовка ТГК практ. кор

Міністерство освіти і науки України ДВНЗ «Криворізький національний університет»

Криворізький металургійний інститут Кафедра хімічних технологій палива та вуглецевих матеріалів

МЕТОДИЧНИЙ ПОСІБНИК для проведення практичних робіт

з дисципліни

«Підготовка твердих горючих копалин до переробки»

м.Кривий Ріг 2014 р.

1

Методичний посібник для проведення практичних робіт з дисципліни «Підготовка твердих горючих копалин до переробки» за напрямом підготовки 6.051301 «Хімічна технологія»

Упосібнику надані приклади розрахунків якості вугільної шихти за показниками технічного аналізу і спікливості вугілля; визначення зольності

ісірчистості коксу за характеристикою шихти, приведений перевірочний розрахунок складу вугільних шихт; дано визначення потреби в рядовому вугіллі та шихті для виробництва коксу; надані приклади розрахунків зольності рядового вугілля та продуктів збагачення за результатами збагачення та ін.

Упосібнику також наведено розрахунок основного устаткування відділень вуглеприймання та закритого складу вуглепідготовчого цеху та розрахунок матеріального балансу коксування.

Розробила доцент кафедри хімічних технологій палива та вуглецевих матеріалів к.т.н. Соколова В.П.

Рецензент: в.о. зав. кафедри хімічних технологій палива та вуглецевих матеріалів доц., к.т.н. Ляхова І.А.

Затверджено на засіданні кафедри хімічних технологій палива та

2

Задачі для розв’язання 1……………………………………………….8

Розрахунок основного устаткування відділення приймання вугілля та закритого складу……………………………………….…...9

Задачі для розв’язання 2……………………………………..…….….11

Завдання для розрахунку матеріального балансу коксування………24

Список використаних джерел…………...............................................25

3

Розрахунок вугільної шихти для коксування

Розрахунок вугільної шихти для коксування проводять за показниками технічного аналізу і спікливості

Задача 1 (приклад)

Умова:

За характеристикою отриманих заводом вугільних концентратів визначити очікувану якість вугільної шихти. Компоненти шихти, показники їх якості і властивостей приведені в табл.1.

Рішення:

Показники технічного аналізу вугільної шихти та товщина пластичного шару визначаються за правилом пропорційності (аддитивності):

Пш = (ПА · а+ ПБ · б+…+ ПН · н)/100,

де Пш – показник якості шихти, що розраховується; ПА, ПБ і ПН – відповідний показник якості окремих компонентів;

а, б., н – часткова участь в шихті відповідно компонентів А, Б..., Н %

Wrш = (25·7,8+10·10,0+35·9,2+14·8,3+8·7,2+8·9)/100=8,6 %

Adш = (25·7,3+10·7,0+35·7,4+14·7,3+8·7,4+8·7,2)/100=7,3 %

Sdш = (25·1,8+10·2,0+35·2,2+14·2,3+8·1,9+8·2,0)/100=2,05 %

Vdш = (25·37+10·32+35·31+14·23+8·16+8·15)/100=29,0 %

Yш = (25·10+10·17+35·25+14·17+8·8+8·4)/100=16,3 мм

4

Після розрахунків показники вугільної шихти заносяться до табл.1.

Визначення зольності та сірчистості коксу, перевірочний розрахунок складу вугільних шихт

Розрахунок проводиться за показниками вугільної шихти і виходом

коксу

Задача 2 (приклад)

Умова:

Коксохімічний завод отримує вугільні концентрати, характеристика яких і часткова участь їх в шихті приведені в табл. 2. Завод виробляє доменний кокс, показники якого передбачені технічними вимогами (гранична зольність коксу – 10,5%, сірчистість – 2%). За заводськими дослідними даними валовий вихід сухого коксу з сухої шихти складає Вdк =78,1%. Потрібно встановити, чи можна отримати з вказаної шихти кондиційний кокс за показниками зольності і сірчистості?

Таблиця 2 – Характеристика компонентів вугільної шихти

пластичного шару за правилом аддитивності:

Adш = (9,3·8,3+21,7·6,8+22,4·7,2+13,6·8,3+14·8,5+19·6,9)/100=7,5 % Sdш = (9,3·2,5+21,7·1,7+22,4·2,65+13,6·2,5+14·2,15+19·2,4)/100=2,3% Vdafш = (9,3·39+21,7·39+22,4·32+13,6·32+14·22+19·17)/100=29,9 %

5

Yш = (9,3·19+21,7·10+22,4·23+13,6·27+14·15+19·7)/100=16,2 мм.

Результати розрахунків заносяться до таблиці 2.

Потім визначається зольність коксу Аdк, виходячи із зольності шихти Adш за формулою:

Аdк = Adш · к0

де к0 – коефіцієнт озолення: к0 = 100/ Вdк . к0 = 100/78,1=1,28.

Тоді зольність коксу складе Акd =7,5·1,28=9,6 %.

Отже, зольність шихти 7,5% забезпечує отримання коксу з показниками якості, які відповідають технічним вимогам стандарту.

Гранична зольність шихти для умов задачі складе:

Adш = Аdк/ к0= 10,5/1,28= 8,2 %.

Далі визначається сірчистість коксу Sdк, виходячи з сірчистості шихти Sdш за формулою:

Sdк = Sdш · кSк

де кSк – коефіцієнт залишкової сірки в коксі:

кSк=(100-35)/ Вdк

де 35 - % переходу сірки в хімічні продукти коксування.

кSк=(100-35)/ 78,1=0,832.

Тоді сірчистість коксу складе Sdк =2,3·0,832=1,91%.

Таким чином, сірчистість шихти забезпечує отримання з неї кондиційного за сірчистістю коксу.

Гранична сірчистість шихти для умов задачі складе: Sdш = Sdк / кSк =2/0,832=2,4.

Задача 3 (приклад)

6

Умова:

Визначити зольність коксу, якщо шихта мала наступну характеристику: Wrш=7,5%; Adш =6,8%; Vdш=30,7%. Вихід летючих з коксу Vdк =0,8%.

Рішення:

Зольність коксу Аdк визначається за формулою:

Аdк = Adш · к0 де Adш – зольність шихти %;

к0 – коефіцієнт озолення: к0 = 100/ Вdк .

Тобто, Аdк = Adш · 100/ Вdк.

Якщо дані про виробничий вихід коксу відсутні, очікуваний вихід коксу приблизно можна визначити розрахунковим шляхом за формулою:

Вdк= 100(100- Vdш )/(100- Vdк)+ а,

де Vdш – вихід летючих речовин сухої зольної маси шихти; Vdк – вихід летючих речовин сухої зольної маси коксу;

а – поправка на різницю умов коксування в лабораторних умовах і в промислових коксових печах («припік» коксу) , %

а=47,1-0,58(100(100- Vdш)/(100- Vdк)).

Тоді, а = 47,1-0,58(100(100-30,7)/(100-0,8))=6,6%

Вdк= 100(100-30,7)/(100-0,8)+6,6=76,4%.

Зольність коксу складе:

Аdк=6,8·100/76,4=8,9%.

Задачі для розв'язання 1

Задача 1.1

7

Характеристика вугілля, вживаного для коксування, представлена в табл. 3. Склад шихт: 1) 40% Г, 30% Ж, 10% К, 20% ОС; 2) 30% Г, 40% Ж; 15% К, 20% ОС. Визначити очікувану якість шихти.

Таблиця 3 – Характеристика компонентів шихти

Задача 1.2

Визначити очікувану якість шихти за наслідками технічного аналізу і спікливості вугілля (табл.4), а також зольність і сірчистість коксу, якщо вихід його складає 77%. Визначити допустиму сірчистість і зольність вугільної шихти для отримання кондиційного коксу.

Таблиця 4 – Характеристика і частка компонентів в шихті

летючих з коксу Vdк =0,8%.

8

Задача 1.4

Розрахувати допустиму зольність сухої шихти, якщо зольність коксу не повинна перевищувати: 1) Adк ≤ 10%; 2) 1) Adк ≤ 11,5%. Вихід летючих з шихти Vdш1=27,4%; Vdш2= 21,8%. Припік коксу складає 2,0%. Вихід летючих з коксу 1,0%.

Задача 1.5

Розрахувати вихід коксу на суху та робочу шихту, а також зольність і сірчистість коксу. Характеристика шихт приведена в табл. 5.

Розрахунок основного устаткування відділення приймання вугілля та закритого складу

Прийом і розвантаження вугілля

Для розрахунку кількості розвантажувальних пристроїв необхідно знати продуктивність заводу за шихтою.

Продуктивність заводу з шихти визначається за формулою:

Рш = Рмк / (амк · Вdк), т/рік

де Рмк – продуктивність заводу з металургійного коксу, т/год; амк – вихід із сухого валового коксу металургійного коксу (для +25 мм амк = 0,94-0,96; для +40 мм амк= 0,87-0,89);

Вdк - вихід валового коксу з сухої шихти (береться з матеріального балансу коксування).

Продуктивність вагоноперекидача визначається за формулою:

9

g = mn, т/год

де m – вантажопідйомність вагону, т (m=60; 93 т) n – число перекидань в годину (n=20).

Кількість вагоноперекидачів розраховується за формулою:

N= Рш/365 діб/24 год./ g, шт.

Розрахунок ємкості вугільного складу та кількості бункерів

Останнім часом для всіх коксохімічних заводів незалежно від їх продуктивності існує тенденція до проектування складів закритого типу, які виконують одночасно функції відділення дозування.

Необхідна ємкість вугільного складу визначається множенням добової потреби заводу в шихті на кількість доби за запасом вугілля залежно від відстані до постачальників вугілля.

Для визначення кількості бункерів закритого складу для кожної марки вугілля та постачальника необхідно ємкість складу розділити на ємкість одного бункера, рівну 2500 т, та помножити на частку у шихті відповідного компоненту.

Задача 5 (приклад)

Умова:

Продуктивність заводу з металургійного коксу Рмк =1,8 млн. т/ рік. Склад шихт: 1) 40% Г, 30% Ж, 10% К, 20% ОС. Вихід валового коксу з сухої шихти Вdк =78%.

Рішення:

Продуктивність заводу з шихти складе:

Рш=1800000/(0,95·0,78)=2429149 т/рік.

Кількість вагоноперекидачів:

N=2429149/365/24/(60·20)=277,3 т/год. / 1200т/год.= 0,23.

Приймається 1 вагоноперекидач.

10