автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.07, диссертация на тему:Развитие теории и совершенствование техники и технологии охлаждения кокса

На правах рукописи Для служебного пользования Экз. №

БАБАНИН ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ

РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ ОХЛАЖДЕНИЯ КОКСА

Специальность 05.17.07 - химическая технология топлива

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Екатеринбург - 1998 г.

Работа выполнена в Восточном научно-исследовательском

углехимическом институте Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор

Мочалов Владимир Васильевич. Доктор технических наук, профессор

Школлер Марк Борисович. Доктор технических наук, профессор

Гончаров Валентин Филиппович. Ведущая организация Алтайский коксохимический завод (АО "Алтай-кокс").

Защита состоится " 1998 г.

в 13.зо часов на заседании диссертационного совета Д 141.03.01. по присуждению ученой степени доктора технических наук в Восточном научно-исследовательском углехимиче-сом институте.

Адрес: 620219, г.Екатеринбург, ГСП 117, ул.8 марта, 14. ВУХИН

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Восточного научно-исследовательского углехимического института.

Автореферат разослан " 1998 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, -

кандидат технических наук У/$<¿¿¡-/£¿¿1+7 Л. Я. Рытникова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Многолетняя практика наметила направления и методы улучшения качества кокса. Это - рациональное использование сырьевой базы коксования; совершенствование подготовки угольных шихт, включающее избирательное дробление, частичное брикетирование или термоподготовку, а также оптимизация условий коксования, сортировки и подготовки кокса к использованию в доменном производстве. Решаются вопросы снижения энергозатрат и использования тепла выдаваемого из коксовых камер кокса. Многое, что могло быть сделано для этого в области совершенствования технологии подготовки шихты и коксования, уже выполнено.

Однако современные способы мокрого охлаждения кокса в результате термоудара при орошении кокса водой в тушильном вагоне приводят к образованию трещин в кусках кокса и снижению его прочностных характеристик, а выбросы - к загрязнению окружающей среды. Переход на сухое тушение кокса решил вопросы энергосбережения и сохранения физико-механических свойств кокса, но создал проблему угара кокса, необходимости сброса загрязненного избытка циркулирующего газа и отвода избыточных стоков коксохимпроизводства.

Поэтому обеспечение требований к качеству кокса и снижению уровня загрязнения окружающей среды остается актуальной проблемой для отрасли.

Комплексно решить вопросы улучшения качества кокса, энергосбережения и экологии после выдачи коксового пирога из камер коксования может только такой технологический процесс охлаждения кокса, который был бы освобожден от недостатков действующих в настоящее время способов и был бы основан на раскрытии сути взаимодействия полидисперсной массы кокса с охлаждающим агентом.

Для решения такой задачи, как разработка новой технологии, обеспечивающей создание оптимальных условий охлаждения каждого куска кокса в полидисперсной массе, сохранения его физико-механических свойств и решающей экологические вопросы, требуется проведение комплекса теоретических и экспериментальных исследований.

Решение этой ватой народно-хозяйственной задачи разработки и создания нового высокоэкономичного и экологически чистого технологического процесса, не имеющего аналогов в мировой практике, обеспечивающего регулируемое охлаждение кокса и сохранение его физико-механических свойств, сформировавшихся в процессе коксования, обеспечивает актуальность выполненной работы.

Цель работы.

Развитие и совершенствование теоретических представлений о явлениях, происходящих при охлаждении насыпных масс кокса после выдачи его из коксовых камер; определение температурных интервалов, в которых кокс наиболее чувствителен к температурным условиям охлаждения; обоснование режимов охлаждения, обеспечивающих сохранение физико-механических свойств кокса, сформировавшихся в процессе коксообразования; разработка способов и их аппаратурного оформления, обеспечивающих не только поддержание и контроль технологических режимов, но и их регулирование при изменениях условий подготовки угольных шихт и процесса коксования.

Научная новизна.

1. На основе теоретических представлений о возникающих при охлаждении температурных напряжениях в кусках кокса и анализа современных способов охлаждения кокса, впервые сформулировано и в комплексе исследовательских работ уточнено новое научно-техническое направление: - регулируемое охлаждение пересыпающейся по-

лидисперсной смеси кокса потоком мелкозернистого охлаждающего агента или орошением распыляемой водой.

2. Разработаны методы исследования температурных условий охлаждения насыпных масс кокса реальной крупности кусков и сложной поверхности в максимально близких к промышленным условиях; предложен сопоставительный метод оценки физико-механических свойств кокса.

3. Впервые определены температурные интервалы, в которых куски кокса наиболее подвержены воздействию возникающих тепловых напряжений и определены допустимые пределы скорости охлаждения.

4. Впервые определено влияние различных факторов процесса охлаждения на формирование физико-механических свойств кокса при движении и перемешивании насыпной массы в условиях, максимально приближенных к промышленным.

5. Разработана математическая модель процесса прямого контактного охлаждения кокса во вращающемся барабане для определения конструктивных и эксплуатационных параметров промышленных агрегатов.

6. Получены новые знания:

- о процессах и явлениях, происходящих при теплообмене движущихся и перемешивающихся насыпных масс угольной шихты и горячего кокса;

- о процессах и явлениях, происходящих при орошении водой движущейся, перемешивающейся и пересыпающейся полидисперсной массы горячего кокса;

- о закономерностях процесса охлаждения насыпных масс кокса во вращающемся барабане в условиях теплообмена с охлаждающим агентом в зависимости от конструкционных и эксплуатационных пара-

метров;

- о способах регулирования физико-механических свойств и влажности кокса в процессе его охлаждения.

Практическая ценность работы.

1. Развиты теоретические представления об охлаждении кокса в движущемся и пересыпающемся потоке на основе уточнения сути его взаимодействия с охлаждающим агентом в различных температурных диапазонах.

2. Разработана техника и технология осуществления нового процесса охлаждения кокса, обладающего высокой экономической эффективностью и не имеющего аналогов в мировой практике.

3. Разработанные технологические приемы управления процессом охлаждения позволяют обеспечить получение кокса с заранее заданными свойствами по гранулометрическому составу, механической прочности и влажности.

4. Математическая модель процесса позволяет рассчитать для различной производительности конструктивные и режимные параметры технологических аппаратов нового способа охлаждения при промышленном проектировании.

Реализация работы.

1. Разработаны технические проекты оборудования и промышленной установки, совмещающей в едином технологическом цикле охлаждение кокса и термическую подготовку угольной шихты перед коксованием для Алтайского коксохимического завода.

2. Разработаны технические проекты оборудования и промышленной установки ступенчатого охлаждения с использованием на второй ступени биохимически очищенные стоки для коксохимического производства Череповецкого металлургического комбината.

3. Получен патент Российской Федерации "Способ охлаждения кокса и устройство для его осуществления" по представленным материалам работы.

На защиту выносятся:

1. Правильность постановки задач по созданию новой технологии охлаждения кокса и теоретический подход для их решения.

2. Теоретическое обоснование температурных условий охлаждения кокса для сохранения его физико-механических свойств, сформировавшихся в процессе коксования;

3. Концепция ступенчатого охлаждения кокса;

4. Результаты исследований, выявленные закономерности и явления при охлаждения кусков насыпной массы кокса при перемешивании и движении в барабанном теплообменнике;

5. Математическая модель процесса для определения конструктивных и эксплуатационных параметров для промышленного проектирования агрегатов новой технологии охлаждения различной призводи-тельности;

6. Технические решения по обеспечению регулирования режимными параметрами охлаждения для получения кокса с заранее заданными свойствами по гранулометрическому составу, прочности и влажности.

Апробация работы.

Основные материалы, результаты исследований и выводы по данной работе доложены и обсуждены:

- на 1-ом Всесоюзном научно-техническом совещании по защите воздушного и водного бассейнов коксохимических предприятий Востока и Центра СССР (г.Кемерово, июнь 1981 г.);

- на Всесоюзном научно-техническом семинаре по состоянию разработок и проблем внедрения процессов коксования термически

подготовленных шихт и технологии формованного кокса (г. Харьков, декабрь 1982 г.);

- на совместном заседании Научно-технического совета Министерства черной металлургии УССР и Президиума Украинского республиканского правления НТО черной металлургии по вопросу "О внедрении термической подготовки шихты перед коксованием на коксохимических заводах Украины (г.Кривой Рог, февраль 1983 г.);

- на 1Х-й заводской конференции Кемеровского коксохимического завода по снижению и ликвидации выбросов вредных веществ в атмосферу и реку Томь (г.Кемерово, декабрь 1984 г.);

- на расширенных технических совещаниях при Первом заместителе Министра черной металлургии УССР с участием представителей проектных и научно-исследовательских институтов, кафедр ВУЗов, ГКНТ СССР, РПО "Укркокс" и коксохимических предприятий (г.Кривой Рог.июль 1983 г; г.Днепропетровск, декабрь 1983 г..апрель 1984 г)

- на научно-технических советах ВУХЙНа (г.Екатеринбург, декабрь 1982 г., март 1984 г., декабрь 1992 г.);

- на Научном совете ГКНТ СССР по программе 0.08.03 (г.Москва, декабрь 1984 г.);

- на Всесоюзной конференции "Проблемы автоматизации процессов окускования сыпучих материалов" (г.Керчь, май 1985г.)

- на конференции "Совершенствование технологии переработки углей и повышение качества продукции на коксохимических производствах Кузбасса и Алтая" (г.Новокузнецк, 1988 г.);

- на технических совещаниях Череповецкого металлургического комбината (г.Череповец, март и декабрь 1992 г.)

- на научно-практическом семинаре "Экологические проблемы промышленных регионов" международной выставки "Уралэкология-98"

(г.Екатеринбург, апрель 1988 г.).

Объем работы.

Диссертационная работа изложена на 243 страницах машинописного текста, включает 23 таблицы, 61 графиков и рисунков, состоит из введения, девяти глав и заключения, списка использованной литературы 276 наименований и 11-и приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Анализ существующих способов охлаждения кокса и направлений их совершенствования

Выделяющаяся при коксообразовании вода обусловливает водоиз-быточность коксохимического производства. В эту воду попадает значительное количество вредных для окружающей среды химических веществ, что создает препятствие к сбросу этой воды в водоемы. Эту воду пытаются использовать во внутреннем цикле оборотного водоснабжения, извлекают из нее растворимые химические элементы, используют на градирнях в качестве охлаждающего агента и пр. Однако полного извлечения растворимых в воде химических элементов достигнуть не удается. Очищенные стоки направляют на охлаждение кокса после выдачи его из камер коксования.

При подаче загрязненных стоков на охлаждение выдаваемого из коксовых камер кокса в башнях тушения образуется мощный выброс вредных веществ в атмосферу. Из парового шлейфа, распространяющегося от башни тушения на сотни метров, выпадает капельная влага и твердые частички, захваченные интенсивным потоком парогазовой смеси. Кроме загрязнения воздушного бассейна, это приводит к усиленной коррозии металлоконструкций, расположенных вблизи установок охлаждения кокса, поскольку в конденсате обнаруживаются в достаточно большом количестве хлориды, цианиды, роданиды, сульфа-

ты и другие агрессивные вещества.

Этот фактор является специфической особенностью коксового производства и создает для него значительные экологические проблемы.

Анализ существующих способов охлаждения кокса водой показывает разнотипность технических решений и конструкций орошающих устройств, а направления их совершенствования в основном обращены на повышение надежности работы оросительных устройств и на разработку мероприятий по защите от загрязнений окружающей среды.

До последнего времени вопрос о термических напряжениях, возникающих в кусках кокса при его охлаждении водой под башнями тушения, не считался актуальным. Было известно, что при таком способе охлаждения куски кокса испытывают термоудар, однако мирились с этим, как с неизбежным объективным явлением.

Внедрение в производство способа охлаждения кокса в камерах сухого тушения (УСТК) прогрессивно решает вопрос утилизации тепла кокса, выносимого из коксовых камер. Это немаловажное, но не единственное достоинство способа сухого тушения. Изотермическое выдерживание кокса в зонах высоких температур перед охлаждением выравнивает степень его готовности по массе и способствует улучшению его структуры. Большое положительное влияние способ сухого охлаждения кокса оказывает на формирование его физико-механических свойств.

Технология охлаждения кокса в УСТК приобрела широкое распространение на предприятиях коксохимической промышленности в бывшем СССР и за рубежом.

Совершенствование этого способа охлаждения кокса в основном направлены на регулирование потоков циркулирующего газа; снижение

угара кокса от химического взаимодействия циркулирующего газа с раскаленным коксом; создание дутьевых устройств, улучшающих распределение охлаждающего газа по сечению камеры; конструкции загрузочных устройств для улучшения равномерности распределения коксовой засыпи по сечению камеры и на снижение выбросов в атмосферу.

Однако все направления совершенствования способа охлаждения кокса в камерах УСТК не устраняют проблемы использования или отвода и очистки избыточных сточных вод коксохимического производства. Очистка и обезвреживание избыточного рециркулирующего газа, используемого в качестве охлаждающего агента, до настоящего времени полностью не освоены.

Впервые подход к рассмотрению стадии охлаждения кокса как первого технологического звена в цепи формирования физико-механических свойств кокса после выдачи коксового пирога из камер коксования был предложен в работах Д.А.Мучника. Им было обращено внимание, что важным фактором при охлаждении кокса являются граничные температурные условия охлаждения наружного и внутреннего слоев кусков в его насыпной массе. Лабораторные исследования показали, что скорость охлаждения поверхности кусков в массе приводит к возникновению температурных напряжений, которые могут быть выше или ниже предела прочности охлаждаемого материала. Температурные напряжения, превышающие предел прочности, обусловливают нарушение сплошности кусков и снижает прочностные характеристики охлажденного кокса.

Таким образом, автором был сделан вывод, что из-за специфических особенностей современные способы охлаждения кокса не обеспечивают сохранения его физико-механических свойств, сформировавшихся в процессе коксования.

из камеры коксования.

Переход на сухое охлаждение обеспечивает положительное формирование физико-механических свойств кокса, но создает ряд экологических проблем.

Процесс охлаждения кокса должен рассматриваться, как первое звено технологической цепи- в формировании физико-механических свойств кокса после выдачи его из камеры коксования. Его исследование должно осуществляться на основе раскрытия сути взаимодействия кокса с охлаждающим агентом, определения граничных параметров термоупругого состояния при охлаждении и их роли в формировании физико-механических свойств кокса.

Глава 2. Теоретические представления о формировании физико-механических свойствах кокса при его охлаждении

Теоретические представления о происходящих процессах при охлаждении кокса были разработаны в 1979 г. Д.А.Мучником и Ю.С.Пос-тольником.

Для разработки теоретических представлений процесса охлажде-ния5ими применены основные положения теории теплопроводности и теории термоупругости твердых тел.

Аналитическими расчетами и экспериментальными исследованиями подтверждено, что для большинства кусков кокса реального гранулометрического состава при орошении их водой в применяемом способе мокрого охлаждения возникающие температурные напряжения значительно превышают предел прочности. Происходит разрушение кусков или образование в нем трещин. Причем эти трещины развиваются в сечении до тех пор, пока напряжения превышают предел прочности.

Установлено, что уровень термонапряженного состояния существенно зависит от скорости охлаждения. Путем снижения скорости ох-

лаждения поверхности кусков кокса, можно понизить уровень возникающих в них температурных напряжений. Увеличение длительности охлаждения при малой его скорости благоприятно отражается на прочностных свойствах кокса, так как глубина трещин в этом случае уменьшается.

Расчетно-аналитическими исследованиями доказано, что при охлаждении кокса в камерах УСТК величины максимальных напряжений значительно ниже предела прочности кокса на разрыв, что и обеспечивает значительно более высокие показатели его прочности.

Однако авторами приняты упрощенные подходы в разработке теоретического механизма охлаждения кокса. Аналитическое решении задач термоупругого состояния проводилось для кусков кокса простых форм - пластина, цилиндр или шар. При рассмотрении происходящих теплообменных процессов, из-за их сложности, в расчет был принят только кондуктивный теплообмен. Это свидетельствует о некорректности постановки задач. Выводы сделаны по результатам лабораторных экспериментов.

По экспериментальным результатам упомянутых выше и других исследователей установлено, что предел прочности на разрыв, модуль упругости и другие механические свойства кокса колеблются в достаточно широком диапазоне и зависят от многих факторов технологии его производства, состава и качества угольной шихты. Применение в расчетах конкретных значений модуля упругости и предела прочности сводит к получению результата, справедливого лишь для частного случая.

Тем не менее, даже в этом случае авторами теоретических представлений о механизме формирования прочностных свойств кокса сделана важная и полезная работа, так как до них вопросы охлажде-

ния кокса решались только с позиций сокращения времени на охлаждение под башней и совершенствования способов орошения кокса водой. Поэтому разработанные теоретические представления создали новое направление и могут являться тем звеном, на который необходимо ориентироваться при разработке способов охлаждения кокса, оказывающих положительное влияние на формирование его физико-механических свойств.

В результате анализа этого направления и теоретических представлений о возникающих при охлаждении кокса температурных напряжениях автором был сделан вывод, что разработка новых технологий и проводимые исследования в данной области должны учитывать сложность теплообменных процессов и термонапряженное состояние в кусках кокса при охлаждении. Должна учитываться сложность структуры материала кокса и даже отдельных кусков; неповторяемость и сложность поверхности каждого куска; его геометрических размеров и формы, а также полидисперсный состав насыпной массы.

Проведение исследований должно производится на реальном материале, а не на упрощенных геометрических формах. Исследования процесса охлаждения должны проводиться в условиях, максимально приближенных к промышленным, а не в лабораторных установках с переносом приближенных количественных характеристик в промышленные условия. Методики исследований должны обеспечивать достоверность получаемых результатов.

При постановке исследований должны учитываться те граничные условия, при которых величина возникающих температурных напряжений при охлаждении кусков кокса может превысить предел прочности материала.

Кроме того, при разработке методик и проведении исследований

должны решаться не только конкретные задачи, но и осуществляться комплексный подход к решению общей проблемы.

Глава 3. Разработка новой технологии охлаждения кокса

Основываясь на анализе способов охлаждения кокса, сформулирована задача создания новой технологии охлаждения, которая была бы освобождена от недостатков и использовала бы положительные стороны действующих в настоящее время способов. Для решения этой задачи сформулирован перечень технологических требований.

Чтобы правильно выбрать скорость снижения температуры при охлаждении кокса, при которой возникающие температурные напряжения не приводят к появлению ослабленных мест в кусках, проанализированы работы исследователей, которые изучали динамику изменения физико-механических и физико-химических характеристик образцов кокса при различных температурах.

Этот анализ показал, что на кривых объемных изменений образцов кокса при нагреве (рис.1); электросопротивления и реакционной способности (рис.2); теплоты смачивания твердых продуктов коксования (рис.3); предела прочности (рис.4) и модуля упругости (рис.5) практически на одинаковых температурных порогах происходит излом исследуемых характеристик. Модуль упругости и объемные изменения кусков кокса в зависимости от температуры изменяются с одинаковой закономерностью (рис.5). Исследования электросопротивления при повторных нагревах (рис.6) показали одинаковый характер изменений как при нагревании, так и при охлаждении.

Это объясняется тем, что при коксообразовании в диапазоне изменения температуры от ~ 350 до 600-750°С, происходит формирование пористой структуры материала кокса. В диапазоне от 600-750 до 800-850°С происходит сильное сжатие крупных пор, после которо-

го уменьшаются и исчезают самые мелкие поры и изменяются свойства поверхности оставшихся пор. Этот вывод подтверждается исследованиями изменений микропористой структуры при коксовании (Рис.7). Выше этого температурного уровня происходит увеличение размеров

0.5

Тепловое

О

0 .5

1 . О

1 . 5 2.0

2 . 5

3 . О

lg электросопротивления

ГС

500 700 900 1100

Реакционная способность по HzS0i,m

300 250 200 150 100 50 О

500 600 700 800 900 1000 1100

1, °С

Температура,

Рис.1. Объемное изменение при нагревании образцов формованного кокса. Из работ Рис.2.Электросопротивление (1) и Л.И. Еркина. реакционная способность по Н2304,

в мл.(2) при различных температурах нагрева. Из работ Б.А.Онусайтиса.

Теплота смачивания,

кол/г -

2 о

1 5

10

1 : "2 :____

3 ... -— *

г"4 Г r \ — \| ' ч v. V ^ . . .

e wi . . . . . V- S w S * ^ ч*"

100 200 300 400 500 600. 700

Температура, °С

300 900 1000

Рис.3. Изменение теплот смачивания твердых продуктов коксования различных углей в зависимости от температуры обработки, (1,2-сла-боспекающийся, З-сильноспекающийся Иоркширскии, 4,5-коксовый). Из работ Б. А.Онусаитиса.

о

бпр, КГ/СМ

Модуль

упругости.,

Ех10~3кг/смг

Усадка.%

Рис.4. Зависимость предела прочности при растяжении от температуры получения кокса из углей различных марок. Из работ Филоненко Ю.Я.

Рис.5. Модуль упругости (1 и усадка (2), как функция температуры коксования. Из работ Грязнова Н.С. и Нечаева В.А.

Электросопротивление Я*1О3 ом

1 5

1 3

11

150 250 350 450 550 650

Температура, С

200 400 600

800

Рис.6. Изменение электросопротивления кокса из угля марки К при повторных нагреваниях и

охлаждениях, (-) первый

цикл; (-------) второй цикл;

(-.-.-.-.) третий цикл - охлаждение. Из работ Б. А. Онусайтиса.

Рис.7. Изменение удельной поверхности микропористой структуры при коксовании углей:

1 - отощенньм, Уг=11,0%;

2 - коксовый Уг=21,02%;

3 - жирный, Уг =36, 155:

4 - длиннопламенный,V =40,0%.

Из работ Бойе и Фуко.

9

7

5

3

кристаллитов поликристаллического графита с уменьшением их числа и расстояния между атомами углерода. При температурах выше 800-850°С прекращается рост кристаллитов и кокс приобретает завершенную структуру.

На основании проведенного анализа автором был сделан вывод, что в высокотемпературном диапазоне при охлаждении до 650°С куски кокса в большей степени подвержены воздействию условий охлаждения. Возникающие температурные напряжения при скорости охлаждения, превышающих оптимальный уровень, могут привести к образованию трещин и ослабленных мест в кусках. Поэтому для сохранения его прочностных характеристик, охлаждение кокса до 650°С необходимо проводить с минимально возможной скоростью.

В диапазоне температур от 650 до 350°С, когда перепад температур между поверхностью и центром, даже в крупных кусках уже снижен, скорость охлаждения может быть увеличена, но также до некоторого допустимого предела.

Как будет реагировать материал кокса на скорость охлаждения в диапазоне температур ниже 350°С, на основе имеющихся в литературе данных предположить трудно.

Поэтому для подтверждения вышеназванных положений необходимо проведение исследований на реальном промышленном материале.

Так как обеспечить разную скорость охлаждения в одном технологическом аппарате слишком трудно в различных температурных диапазонах, было решено охлаждение кокса осуществлять ступенчатым способом; процесс охлаждения проводить не в статическом, а в движущемся и перемешивающемся потоке.

В качестве первой ступени охлаждения предложен бункер с рекуперативным теплообменником, где обеспечиваются условия изотер-

мического выдерживания кокса перед охлаждением , а его тепло в диапазоне температур от 1000 до 650°С кондуктивным теплообменом снимается для производства энергоносителя.

В качестве второй ступени предложен вращающийся теплообмен-ный барабан, где оставшееся тепло кокса с температурой от 650°С может быть использовано на испарение воды, вносимой угольной шихтой в коксохимическое производство.

Разработанные конструктивные решения первой ступени охлаждения позволяют обеспечить равномерный сход всей массы охлаждаемого кокса по сечению накопительного бункера, перемешивание потока движущегося столба коксовой засыпи от загрузки к выгрузке и равномерное охлаждение кусков по всей массе от температуры 1000 до 650°С со скоростью в этом интервале 2,6 °С/мин., что на 42 % меньше, чем при охлаждении в камере УСТК.

Технические решения по оснащению барабанного теплообменника внутренними устройствами в виде решетчатых лопастей и пороговых диафрагм обеспечивают движение насыпной массы кокса, ее перемешивание и необходимые условия теплообмена при взаимодействии с охлаждающими агентами.

Глава 4. Методологические основы исследования путей оптимизации процессов охлаждения кокса

Для проведения исследований на реальном промышленном коксе, выдаваемом из промышленных коксовых камер, под руководством и при непосредственном участии автора на Криворожском коксохимическом заводе была построена опытно-промышленная установка производительностью по коксу 7,3 т/час.

Для обеспечения проведения исследований в условиях, максимально приближенных к промышленным, технологическая схема уста-

новки и ее аппаратурное оформление представляли прообраз предполагаемого промышленного агрегата, и по сути эта установка являлась его моделью.

Основной задачей постановки эксперимента являлось определение факторов формирования физико-механических свойств кокса в процессе его охлаждения.

Процессы, происходящие при изотермическом выдерживании кокса перед охлаждением и при низких скоростях охлаждения в высокотемпературном диапазоне и их влияние на формирование его физико-механических свойств достаточно изучены, поэтому приняты в настоящей работе априори.

Отдельный подход требовался к определению тепловых процессов в системе "непродуваемый слой кокса - теплообменная поверхность", происходящих в рекуперативном теплообменнике, являющемся первой ступенью охлаждения. Это требовало расчета поверхности водоохлаж-даемых панелей, необходимой для снятия теплового потенциала в диапазоне температур от 1000 до 650°С. Необходимо было определить коэффициент теплопередачи от кокса к воде через металлическую стенку. Так как такие данные для кокса реальной крупности отсутствуют, для изучения этих вопросов было сформировано отдельное направление исследований, не входящее в обьем данной работы.

Барабанный теплообменник, используемый в качестве второй ступени, в котором охлаждение полидисперсной смеси кокса происходит в движущемся и пересыпающемся состоянии в сложных условиях контакта с охлаждающим агентом, является новым агрегатом, требующим определенного методологического обеспечения исследований влияния движения материальных потоков на формирование температурных условий охлаждения. Поэтому экспериментальные исследования были

направлены на определения явлений и закономерностей на второй ступени при теплообмене с охлаждающим агентом при движении и пересыпании горячего кокса с температурой 650°С. При исследованиях на опытно-промышленной установке проводились отборы и испытания кокса, охлажденного по ступенчатой технологии и другими способами; сопоставления результатов исследований; измерения температуры по длине барабанного теплообменника и на выходе из него; соответствующие реконструкции для создания и определения оптимальных условий охлаждения.

Глава 5. Влияние технологам ступенчатого охлаждения на формирование физико-механических свойств кокса

Скорость охлаждения является одним из основных факторов, влияющих на возникновение температурных напряжений между поверхностью и центром охлаждаемых кусков, и обусловливающая при прочих равных условиях технологических параметров подготовки шихты и коксования высокие показатели механической прочности насыпной массы кокса.

Что касается первой ступени, то скорость охлаждения в накопительном бункере, оснащенном водоохлаждаемыми панелями по разработанной конструкции ниже скорости охлаждения в камере УСТК (2.6 против 4,5°С/мин.). И если заведомо известно, что при охлаждении кокса в камере УСТК возникающие температурные напряжения не превышают предел прочности и обеспечивается получение кокса высоких прочностных показателей, то и в первой ступени новой технологии температурные напряжения будут низкими.

При осуществлении охлаждения кокса во вращающемся барабане при перемешивании, движении и прямом контакте с тепловоспринимаю-щим агентом, ответ на вопрос о скорости охлаждения и о правиль-

ности ее выбора, а также ее влияния на уровень показателей физико-механических свойств, могут дать только прямые исследования.

При проведении эксперимента на опытно-промышленной установке с использованием в качестве охлаждающего агента угольной шихты было определено, что время прохождения кокса через барабан при скорости его вращения 4,7 об/мин. составляет 27,9 мин., а при скорости вращения 6,4 об/мин. - 21,4 мин.

Измерения температуры кокса при его продвижении по барабану на различном расстоянии от ввода (табл.1 и рис.8) показали, что при вышеуказанных скоростях вращения барабана охлаждение кокса в диапазоне температур от 650 до 350°С происходит со скоростью 57, 7 и 52,6 °С/мин соответственно, а в диапазоне температур от 350 до 200°С со скоростью 12,3 и 11,4 °С/мин.

Таблица 1. Температуры кокса по длине барабана

Скорость вращения барабана обороты в минуту Расстояние от начала бараоана,метр

ü.O I 0.7Ü I 1.7Й 1 3.64 Ib. 67 | 9.00

Температура, "С

650 500 350 270 200 170 650 550 400 290 240 190

4.7 6.4

При проведении исследований с использованием в качестве охлаждающего агента распыляемой в барабане воды ее подавали в количестве 14,14 л/мин при поступлении кокса 55,0 - 59,7 кг/мин. Исследования проводили на одной скорости вращения - 4,7 об/мин. Время прохождения кокса через барабан составило - 35,1 мин.

Для обеспечения возможности варьирования скоростью охлаждения, барабан разделили пороговыми диафрагмами на три зоны и воду по количеству подавали раздельно в каждую зону, в различных соот-

ношениях (табл.2) при проведении каждой серии экспериментальных исследований.

Измерения температуры кокса по длине барабана (табл.3 и рис.9) показали, что в зависимости от количества подаваемой воды по зонам барабана, охлаждение кокса в диапазоне температур от 650 до 350°С происходит со скоростями 33,3; 37,5; 44,8 и 53,6 °С/мин.соответственно. В диапазоне температур от 350 до 200°С - 15,2; 8,9; 16,3 и 13,3 °С/мин. соответственно.

Подтверждено, что возможности регулирования скорости охлаждения кокса различным количеством подаваемой по зонам барабана воды гораздо шире, чем при охлаждении угольной шихтой.

Таблица 2.

Рис.8. Термограмма снижения температуры кокса по длине барабанного теплообменника при различных скоростях его вращения: 1-4,7 об/м., 2-6,4 об/и.

Расход воды по в % к общему р зонам, асходу

1 зона|2 зона|3 зона

1- -Я серия 33 33 34

2- -я серия 35 58 7

3- -я серия 56 35 9

4- -я серия 68 26 6

Рис.9. Термограмма снижения температуры кокса по длине барабана при различном количестве подаваемой на орошение воды: 1-первая серия эксперимента; 2 - вторая;

3 - третья; 4 - четвертая.

При изменении количества поступающей воды в третью зону барабана заметно изменяют-

ся показатели влажности кокса: 1.9-2.5; 1.5-2.0; 1.3-1.5 и 0.5-0.7 соответственно.

Сопоставление результатов испытаний рампового кокса, охлажденного различными способами по гранулометрическому составу и прочности приведены в табл.4 и 5.

Таблица 3.

Результаты измерений температуры кокса в барабанном теплообменнике при введении и распылении _воды по всей длине барабана _

серия Расстояние от начала барабана, м

проводимого 0.0 | 0.70 1.72 I 3.64 I Ь. 67 | У. 00

эксперимента 'Г е мпература, "С

1 650 600 440 270 220 50

2 650 580 420 250 170 90

3 650 550 350 260 210 90

4 650 470 320 230 190 110

температура кокса в отобранных пробах из лючков

Перед 1-ой диафрагмой 2,2 м Перед 2-ой диафрагмой 4,6 м Перед 3-й диафрагмой 7.4 м

1 зео 240 140

2 330 180 110

3 290 230 160

4 260 210 160

Таблица 4.

Гранулометрический состава и показатели прочности кокса _при различных способах его охлаждения_

Способ охлаждения Гранулометрический состав кокса по классам,мм Показатели прочности, %

> 80 % 80-40 % 40-25 % ад Л: сг м25 Мю Структурная

Ступенчатым способом (е барабане шихте Водой под башней В камерах УСТК 5,3 71,6 18,9 4,2 Ш) 13,2 68,1 10,6 8,1 5,7 70,5 19,1 4,7 89,5 7,0 82,4 84, 6 8, 3 82, 6 89,2 6,8 83,2

Таблица 5.

Гранулометрический состав и показатели прочности кокса _при различных способах его охлаждения_

Способ охлаждения Гранулометрический состав кокса по классам,мм Показатели прочности. %

-> 80 80-40 40-25 < 25 % % % % Шг5 М10 Структурная

При нарушениях технологии подготовки шихт и нестабильном режиме коксования (Серия 1-а)

Ступенчатым способом (в барабане водоь Водой под башней В камерах УСТК 3,7 77,2 13,3 5,8 1) 30,6 57,4 5,0 7,0 8,9 71,1 14.0 6.0 90,2 5,0 81,3 83,6 8,3 81,3 89,2 6,8 82,6

При соблюдении технологии подготовки шихты и стабильном режиме коксования (Серия 1-6)

ступенчатым способом (в барабане водоь Водой под башней В камерах УСТК 1,3 70,5 19,1 9,1 1) 14.4 65,5 10,8 9,2 6,8 66,0 21.4 5,8 89.7 5,3 82,4 84.8 7,0 82,4 88, 9 6, 8 84, 8

При различном количестве побаваемой во'Ои на орошение кокса по зонам барабана (Серии 2-4)

3Ь 58 1 % 56 35 9 % 68 26 6 % 3, 7 77. 2 13. 3 5, 8 30.6 57.4 5.0 7.0 8,9 71,1 14,0 6.0 90,2 5,0 81,3 83,6 8.3 81,3 89,2 6,8 82,6

На основании этих результатов, по методике, предложенной К.И. Сысковым, произведены расчеты удельных повехностей кусков и удельных объемов межкусковых промежутков насыпных масс кокса, охлажденного различными способами, а также изменений этих показателей при транспортировании кокса и сортировке.

Графики устойчивости к разрушающим воздействиям исследуемых проб кокса по характеру изменения удельной поверхности кусков насыпной массы (Б) и сохранения удельного объема межкусковых промежутков (V) (рис.10 и 11), свидетельствуют, что кокс, охлажденный

по ступенчатой технологии при теплообмене движущихся и перемешивающихся 'насыпных масс шихты и горячего кокса в барабанном тепло-

Рис. 10. Динамика изменения удельной поверхности от разрушающих

воздействий для кокса, охлажденного различными способами: 1-водой под башней; 2-в камерах УСТК; 3-по ступенчатой технологии, в барабане угольной шихтой

V

1000

О 12345678910 11

Рис.11. Динамика изменения удельного объема межкусковых промежутков при наложении разрушающих воздействий на кокс, охлажденный различными способами: 1 - водой под башней; 2-в камерах УСТК, 3-по ступенчатой технологии, в барабане угольной шихтой.

обменнике по прочностным характеристикам и устойчивости к сохранению удельной поверхности и объема межкусковых промежутков существенно превосходит кокс, охлажденный мокрым способом под башней, и практически не отличается от кокса, охлажденного в УСТК. А по существующим представлениям при охлаждении в камерах УСТК возникающее термонапряженное состояние не приводит к образованию вторичных трещин и снижению прочностных характеристик.

Из анализа изменения этих же показателей при использовании в качестве охлаждающего агента в барабанном теплообменнике распыляемой воды (рис.12 - 17) следует, что кокс, охлажденный по ступенчатой технологии, по прочностным характеристикам, устойчивости к сохранению удельной поверхности и удельных объемов межкусковых промежутков существенно превосходит кокс, охлажденный мокрым способом под башней и охлажденный в камерах УСТК.

Кроме эффекта влияния скорости охлаждения на формирование физико-механических свойств кокса в диапазоне температур 650-350°С, определено, что скорость охлаждения в диапазоне 350-200°С также оказывает влияние на его устойчивость к разрушающим воздействиям.

Сопоставлением показателей гранулометрического состава кокса и их изменений в процессе транспортирования и сортировки для кокса, охлажденного различными способами показано, что более высокие показатели физико-механических свойств кокса, охлажденного по ступенчатой технологии, не являются результатом механических воздействий во второй ступени охлаждения - барабанном теплообменнике. Фактор наложения механических воздействий при движении, перемешивании и пересыпании насыпной массы кокса имеет место в технологии ступенчатого охлаждения, но он оказывает влияние на реализацию имеющихся трещин в крупных кусках кокса >80 мм., не снижая доле-

вого содержания остальных классов крупности >40 мм.

Следовательно, причины лучших условий формирования физико-механических свойств кокса в технологии ступенчатого охлаждения заключены в тех процессах и явлениях, которые происходят при оптимальных скоростях охлаждения в определенных температурных диапазонах.

При проведении исследований выявлено, что при поступлении во внутреннюю полость барабанного теплообменника кокса и охлаждающе-

Рис.12. Динамика изменения удельной поверхности от разрушающих воздействий для кокса, охлажденного различными способами при нестабильном технологическом режиме: 1-водой под башней; 2-в камерах УСТК; 3-по ступенчатой технологии, в барабане водой.

ноо У,см3/кг \

\

■л

900

800

3/

ю

оП 11

о

ар .

Рис.13. Динамика изменения удельного объема межкусковых промежутков при наложении разрушающих воздействий на кокс, охлажденный

различными способами при нестабильном технологическом режиме: 1 - водой под башней; 2 - в камерах УСТК, 3 - по ступенчатой технологии, в барабане водой.

Я см /кг 2200

Ю

11

Рис.14. Динамика изменения удельной поверхности от разрушающих воздействий для кокса, охлажденного различными способами при стабильном технологическом режиме: 1-водой под башней; 2-в камерах УСТК; 3-по ступенчатой технологии, в барабане водой.

— об.бар .

, _ „О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 1

Рис.15. Динамика изменения удельного объема межкусковых промежутков при наложении разрушающих воздействий на кокс, охлажденный

различными способами при стабильном технологическом режиме: 1 - водой под башней; 2 - в камерах УСТК, 3 - по ступенчатой технологии, в барабане водой.

см'/кг

1900

1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100

а* 10

о.о а р.

„О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 1

Рис.16. Динамика изменения удельной поверхности от разрушающих воздействий для кокса ступенчатого охлаждения при различных количествах поступающей на орошение воды по зонам барабана: 1 - 35; 58; 7%; 2 - 56; 35; 9%; 3 - 68; 26; 6%. V, см3 /кг-

1000

950

9 О О

ар .

,„ 123456 7 89 10 1 1

Рис.17. Динамика изменения удельного объема межкусковых промежутков при наложении разрушающих воздействий на кокс, охлажденный в ступенчатой технологии при различных количествах поступающей на орошение воды по зонам барабана: 1 - 35, 58, 7 35; 2 - 56, 35, 9 %; 3 - 68, 26, 6 %.

го агента происходит постоянное перемешивание. При этом поверхность каждого куска кокса, независимо от размеров и формы, точечно контактирует с охлаждающим агентом.

При использовании в качестве охлаждающего агента угольной шихты, тепловоспринимающая поверхность измельченного угля несоизмеримо больше теплоотдающей поверхности кускового кокса. Каждая частица угля окружена пленкой воды. Соприкоснувшись с нагретой поверхностью куска кокса, эта вода мгновенно испаряется и частицы угля отбрасываются от поверхности возросшим давлением образующегося пара. При этом происходит охлаждение поверхности куска. Одновременно происходит выравнивание температуры по его объему. Но так как перепад температур незначительный, возникающие температурные напряжения не превышают критического уровня предела прочности куска и не приводят к образованию в нем трещин.

В следующий момент времени куски кокса контактируют с другими частицами угля, которые также окружены пленкой воды. При этом кусок кокса еще больше охлаждается. Это происходит до тех пор, пока не испарится вся поверхностная влага, находящаяся на угольных частицах.

Далее происходит контакт угольных частиц, лишенных поверхностной пленки воды, со значительно охлажденной поверхностью куска кокса.

Однако, при использовании в качестве охлаждающего агента угольной шихты, в едином цикле совмещаются два технологических процесса - охлаждение кокса и термическая подготовка угольной шихты. Эти два процесса количественно связаны соотношением расхода шихты на кокс (1,36-1,37:1). При влажности угольной шихты 11,3%, которая использовалась в период исследований, в барабанный

теплообменник вместе с шихтой вводили 62% воды, от общего количества, необходимого для охлаждения кокса от 650 до 200°С. Поэтому скорость охлаждения кокса в чувствительном диапазоне температур (650-350°С) составила 57,7 °С/мин. и физико-механические характеристики кокса оказались несколько худшими, чем у кокса, охлажденного в камерах УСТК.

Когда в качестве охлаждающего агента во второй ступени используется распыляемая вода, в первоначальный момент времени мелкие капельки воды попадают на ту часть поверхности куска кокса, которая обращена в сторону источника этих капель. Попадая на горячую поверхность куска, вода мгновенно вскипает и испаряется, отнимая от участка поверхности определенное количество тепла.

Образующийся при этом пар создает над этим участком поверхности зону повышенного давления и отталкивает поступающие последующие капельки воды. Одновременно происходит выравнивание температуры по объему куска. Температура пара и выделяющихся газов над поверхностью куска в этот момент близка к температуре поверхности и не создает больших температурных перепадов.

В следующий момент изменяется положение куска кокса в пространстве и капельки воды попадают на другой участок поверхности куска. При этом температура куска уже несколько ниже, чем была в начальный момент.

Чем меньшее количество воды контактирует с поверхностью кусков кокса в диапазоне температур от 650 до 350°С, тем, соответственно, меньше скорость охлаждения в этом диапазоне.

Насыпная масса кокса полидисперсна. Для охлаждения мелких кусков требуется меньшее количество воды и меньшее время охлаждения. .При постоянном перемешивании мелкие, более охлажденные куски

контактируют с крупными и сами начинают выступать по отношению к ним в роли охлаждающего агента, способствуя ¿ыравниванию температуры по всей насыпной массе. Этим объясняегся более глубокое охлаждение всей массы кокса при расходовании воды в количестве, необходимом по тепловому и материальному балансу для охлаждения до более высокой температуры (200°С).

Определено, что, когда скорость охлаждения в первом температурном диапазоне (650-350°С) превышает предельную, кокс в следующем температурном диапазоне (от 350 до 200°С) становится чувствительным к количеству поступающей воды на охлаждение.

В этом случае температура кокса между поверхностью и центром, особенно крупных кусков, не успевает выровняться.

Если количество воды, попадающей на поверхность кусков кокса незначительное и обеспечивает в этом температурном диапазоне скорость охлаждения не выше 8-9 °С/мин, капли воды как бы отталкиваются от теплоотдающей поверхности кусков.

Если количество попадающей на поверхность воды приводит к увеличению скорости охлаждения выше указанного уровня, поверхностные слои куска охлаждаются интенсивнее и происходит всасывание воды в поверхностные поры. Эта вода, контактируя с внутренними слоями куска, вскипает и испаряется в ограниченном объеме пор и дает значительный импульс к разрушению стенок этих пор.

Это подтверждается характером динамики изменения удельных объемов межкуксковых промежутков при наложении разрушающих воздействий (рис.5.26). Так, при подаче воды в первую зону 35 % и во вторую 58 % от общего количества характер изменений удельного объема межкусковых промежутков на первых этапах наложения разрушающих воздействий, эквивалентных 10-и оборотам коксоиспытатель-

ного барабана, незначительный. При повышении количества подаваемой воды в первую зону и даже при снижении количества подаваемой воды во вторую зону, наблюдается более значительное изменение удельного объема межкусковых промежутков. Это свидетельствует о том, что ослабленные участки были в поверхностных слоях кусков кокса.

Когда температура кокса понижается до 200°С, попадающая на поверхность кусков кокса вода охлаждает поверхность куска и проникает в поры. Однако тепловой энергии внутренних слоев недостаточно, чтобы вызвать такие температурные напряжения, которые привели

бы к разрушению кокса

1000 950 900 850 800 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50

———

2,6 0С/мин ^ - — -

\

37,5 °С/мин - V_ — -

8,9 0С/мин - — -

т

60

120 130 140 150

Рис.18. Термограмма охлаждения кокса с рекомендуемыми скоростями снижения температуры в указанных температурных интервалах

или образованию трещин. Изменение количества подаваемой воды в диапазоне ниже 200°С приводит к различному насыщению кокса водой и различной влажности всей насыпной массы.

Анализ движения и теплообмена кокса с охлаждающим агентом внутри барабанного теплообменника и эксперимен-

тальные результаты, полученные в промышленных условиях, дают основание представить термограмму снижения температуры кокса при охлаждении (рис.18) с рекомендацией температурных диапазонов и скоростей снижения температуры в этих диапазонах.

Глава 6. Закономерности движения и теплообмена кокса с охлаждающим агентом во вращающемся барабане

Для разработки исходных данных к проектированию промышленного агрегата технологии ступенчатого охлаждения особое значение имеет правильный выбор конструктивных и режимных параметров барабанного теплообменника, который обеспечил бы завершенность выбранных режимов охлаждения. Такой выбор целесообразней всего проводить по аналитическому расчету математической модели процесса.

С этой целью взяты параметры, определяющие процесс движения кокса и угольной шихты в барабане: участвующие в теплообмене материалы - кокс и угольная шихта с размером частиц (бк;с1у) [метр], насыпной плотностью (рк;ру) [кг/м3], в количествах (йк;Су) [кг/сек]; геометрические и эксплуатационные параметры барабанного теплообменника - диаметр (Б6) и длина (Ь) [метр], скорость вращения (п) [об/сек] и свободный диаметр пороговой диафрагмы (Бд) [метр], углы наклона барабана и решетчатых лопастей (аб; ал) [град]; физические константы, характеризующие действующие на материал силы - гравитационные [м/сек2], коэффициенты трения кокса об уголь и кокса?и угля об внутреннюю поверхность барабана (Ку.к; Кк-6; Ку-б) [1]. На основе методов теории подобия и размерностей, исходя из я-теоремы Бэкингема установили, что при четырех независимых размерных величинах (метр, килограмм, секунда, градус) процесс охлаждения кокса угольной шихтой в барабанном теплообменнике может быть описан четырнадцатью безразмерными комплексами:

Бб Бб (Об*п) п * вк*Ру «л Ч».пт = Р{ — ; — ; - ; -— ; - ; - ;

Ь Бд ё * йк Gy.ps аб

йк Йк

- ; ; Ку-к ; Кк-б ; Ку-б } (1)

Комплекс * (1к, характеризует соотношение инерцион-

ных и гравитационных сил, является величиной критериальной и структурно совпадает с известным критерием Фруда иг].

Безразмерный комплекс (п*Су)/(Сб*Ь*ру^) не имеет аналогов в литературе по основам теории подобия, однако характеризует' нагру-женность транспортирующей поверхности, и его можно считать величиной критериальной (в дальнейшем обозначается [Р]).

Отношение (Ск*ру)/(Су*рк) является отношением объемов кокса и угля в транспортируемой через барабан смеси (обозначен [эе]).

Для нахождения зависимостей времени пребывания кокса и угольной шихты в барабане и коэффициента его заполнения от критериальных комплексов был реализован рандомизированный план эксперимента из 24-х определений, где каждый комплекс варьировали на двух уровнях с учетом определенных пределов изменения чисел подобия. Опыты с каждым набором условий повторяли трижды.

Таким образом, впервые получены зависимости, позволяющие рассчитывать время пребывания кокса и угольной шихты в барабане и коэффициент его заполнения для промышленных агрегатов различных производительностей.

пТк=0. 9287*{———>1' 381 *{—}0'762 * Рг0"184 * Р-0-204 (2а) Сд Бб

пту=1, 225*{-——}°' 325 * {—}1'797 * Рг0'629 * Р"0-224 (26) Эд Бб

4=2012* {——}0'55* {-—}0 •143* Рг'0-335* Р0-4925* эе0"027 (2в) Бд Юб

Для изучение теплоотдачи при совместном движении кокса и угля во вращающемся барабане воспользовались системой уравнений из работ Горбиса Б.И., Календаряна В.А., Перепелицы А.А., описываю-

щих теплообмен при нагреве сыпучего материала твердым теплоносителем: 1

ш + 1 ш

ш + 1

* (ш + е"Чк)

9У = — * (1 - е"кту)

и формулой : 1 (Зк (йк)2

(3)

(4)

Ку 6 * аг* -л 60 * Т1 * Хк

Где: 9к и 0у - среднемассовая температура кокса и угля на завершенной стадии охлаждения [°С]; аг - поверхностный коэффициент теплоотдачи от кокса к к углю [дж/(мг*сек*град]; Хк - теплопроводность кокса [ватт/м*град]; га - отношение ркпСк/ру (1-Т1) Су ; К - коэффициент теплопередачи [ккал/(м2.час.град)]; Ск и Су теплоемкость кокса и угля [дж/кг. град]; Т1 - обратная величина суммы 1+1/эе; и используя теорию подобия тепловых процессов и теорию поверхностей, установили, что процесс теплоотдачи описывается уравнением: г т г г г г

Яг*Йк Ск*ру 1 Йк 2 3 П*Бб,(Зк 4 5 6

- =Го*{-—) * {-} * ?т * {-} , Ч< , Т1 (5)

Ху (Зу ау

Где: Ху-теплопроводность угольной засыпи [ватт/м*град]; ау-темпе-ратуропроводность угля [мг/час]: Ч1 - коэффициент заполнения барабана [м3/м3]

В формуле (5) по сравнению с формулами (2а-2в) имеются две новые комплексные величины: (а! * с!к)/Ху по структуре аналогичен числу Нуссельта, характеризующему интенсивность теплопередачи с поверхности тела к потоку; и комплекс (п*Об*йк)/ау аналогичен известному критерию Пекле, характеризующему соотношение теплопередачи конвекцией и кондукцией.

Проведя соответствующие аналитические расчеты и эксперимен-

тально определив величину аг для конкретных условий теплообмена, получили критериальное уравнение для расчета коэффициента теплоотдачи в зависимости от режима движения угля и кокса и их тепло-физических характеристик:

N11 = 0.186 * рг-0-25 * (Ре * 10"4)1'183 * п-0-90г (6) Для расчетов процесса теплообмена с применением в качестве охлаждающего агента распыляемой воды использованы полученные критериальные уравнения (2а), (2в), система уравнений теплообмена (3) и уравнение (4). Для расчета уравнения (6) по методикам работ Теплицкого М.Г., Цуханова О.А. и Горбиса З.Р. рассчитан коэффициент теплопередачи { К„ [ккал/(м2. час.град)] } для условий теплоотдачи кокса к газу или пару по формуле:

1

КУ= --(7)

1 гк -- + -

а Хт ^

с учетом среднего радиуса куска кокса (гк) См] : среднего коэффициента теплопроводности куска кокса (А,тср), принятого в расчетах 0.4 [ккал/(м.ч. град)]; суммарного коэффициента теплопередачи от кокса к пару (а") конвекцией [ккал/(м2. час. град)] и излучением, принятого в расчетах равным 2, 0 [ккал/(м2. час. град)]; скорости газов в незаполненом пространстве барабана (ш) [м/сек]; количества образующегося пара в барабане при охлаждении кокса (С) [м3/час]; площади сечения барабана (V) [м2]; свободного объема барабана (УСЕ) [м3/м3]; гидравлического диаметра межкускового пространства (б) [м]; свободного объема для прохода пара через слой кокса (Усв1) [м3/м3] и теплоотдающей поверхности кусков кокса в единице объема (Б) [м2/м3], рассчитанным по гранулометрическому составу кокса [%].

Проверка адекватности полученной математической модели процесса показала практически полную сходимость расчетных и экспериментальных результатов. Математическая модель прошла экспертизу, и защищена авторским свидетельством.

Впервые получены наглядные зависимости процесса охлаждения кокса для обеспечения его завершенности во вращающемся теплооб-менном барабане от конструктивных и эксплуатационных параметров при использовании различных охлаждающих агентов (рис.19-21). э.о Ь.метр о

з.о з.г з.4

а)

Диаметр барабана [метр]

б)

Скорость вращения [об/мин]

1.0 1.5 г,О 2,5 6)

Свободный диаметр [метр]

Рис.19. Изменение активной длины теплообменной зоны барабана: а) при скорости вращения 5 оборотов/мин. от диаметра; б) диаметром 3 м. от скорости его вращения; е; диаметром 3 м. от свободного диаметра пороговой диафрагмы; при использовании в качестве охлаждающего агента: 1-угольную шихту; 2-распыляемую воду.

При охлаждении кокса угольной шихтой диаметр теплообменного барабана является существенным конструктивным параметром для обеспечения завершенности процесса охлаждения. При увеличении диаметра теплообменного барабана возможно уменьшение его длины.

При использовании в качестве охлаждающего агента распыляемой в барабане воды, более существенным конструктивным параметром для обеспечения необходимого уровня охлаждения кокса является длина

его тешюобменной зоны. Диаметр барабанного теплообменника оказывает меньшее влияние на завершенность теплообмена, но и в этом случае увеличение диаметра закономерно уменьшает его активную длину.

При увеличении скорости вращения барабана увеличивается и скорость продвижения кокса от ввода в барабан до выхода из него. При этом.для завершения теплообмена, т.е. обеспечения необхоимо-го уровня его охлаждения, требуется большее время и, следовательно, большая активная длина теплообменника. Существенным является то, что при использовании для охлаждения кокса воды увеличение скорости вращения барабана приводит к большему увеличению длины активной зоны теплообменника, чем при использовании для этой цели угольной шихты.

Это также объясняется тем, что при охлаждении угольной шихтой контакт теплоотдающей поверхности кокса с тепловоспринимающи-ми угольными частицами происходит на всей длине барабанного теплообменника до их разделения в сепарационной зоне. При охлаждении поверхности кокса водой, а затем в паровой атмосфере для завершенности необходимого уровня охлаждения требуется большее время нахождения кокса в паровой зоне теплообмена, следовательно, большая ее длина.

Увеличение свободного диаметра пороговой диафрагмы, установленной внутри барабанного теплообменника и обеспечивающей степень его заполнения, качественно одинаково сказывается на увеличение активной длины теплообменника как при охлаждении кокса угольной шихтой, так и при охлаждении распыляемой водой. Чем больше свободный диаметр, тем меньше слой материала в барабане и, следовательно меньший контакт поверхностей.

Выполненные расчетно-теоретические исследования и выявленные

на их основе закономерности подтверждают произведенный анализ экспериментальных исследований и правильность выбора в разрабатываемой технологии ступенчатого охлаждения применения в качестве второй ступени контактный способ охлаждения кокса во вращающемся теплообменном барабане.

Эти закономерности также подтверждают, что применение в качестве охлаждающего агента распыляемой в барабане воды обеспечивают более благоприятные условия теплообмена.

Глава 7. Исследования возможных выбросов и их свойств при ступенчатом охлаждении кокса

Проведенные исследования на опытно-промышленной установке, расчет удельных выбросов и сопоставление этих показателей, полученных для современных способов охлаждения, взятых из соответсву-ющих отчетов по инвентаризации выбросов (табл.6) показали, что новая технология охлаждения по экологической безопасности превышает используемые в настоящее время способы охлаждения. Кроме снижения концентрации вредных веществ в сбрасываемом паре, по сравнению с охлаждением кокса водой под башней, выходящий из барабанного теплообменника пар после подогрева сбрасывается с дымовыми газами через трубу в таком агрегатном состоянии, которое обеспечивает практически полное его рассеивание.

В расчете удельных выбросов новой технологии учтены новые технические решения очистки и обезвреживания выбросов, кроме имеющихся в настоящее время технических решений по биологической нитри-денитрификации в технологии очистки сточных вод коксохимического производства, разработанные в последнее время.

Ввиду того, что технические решения очистки и обезвреживания выбросов новой технологии охлаждения реальны для УСТК, а биологи-

Таблица 6.

Удельные выбросы вредных веществ в окружающую среду при охлаждении кокса различными способами_

удельные выбросы, г/т

Наиме- новая технология существующие технологии

нова- при охлаждении кокса в на при охлажде- при охлаж-

ние копительном бункере кон- нии кокса дении кок-

токсичных дуктивным теплообменом водой са в УСТК

компо- без циркулирующих газов под башней

нентов и охлаждении и охлаждении тушениия

в барабане в барабане

шихтой водой БХУ

Фенол 7.8 1.9 21. 1 13.1

Аммиак 3.7 3.1 51.0 5.8

Цианистый

водород 0.9 0.15 4.0 1.5

Оксид 2558.5

углерода 52.2 отс. 38.4

Сероводо- отс. 1.9 10.0 отс.

род

Пыль 33.4 23.1 350.0 41.2

Избыточны! \

сток

м°/т кокса 0.19-0.29 | отс. отс. 0.30-0.40

ческая нитри-денитрификация обеспечивает очистку сточных вод как для использования в технологии ступенчатого охлаждения, так и при традиционном охлаждении кокса водой под башней, более.корректным является сопоставление различных способов охлаждения с учетом новых технических решений. Выполненные расчеты показали, что в этом случае технология ступенчатого охлаждения превышает способ охлаждения кокса водой под башней, а по выбросам в атмосферу одинакова с охлаждением кокса в камерах УСТН и превосходит ее по обеспечению бессточности.

Глава 8. Промышленное осуществление технологии ступенчатого охлаждения кокса

На основании выполненных с участием автора проектных прора-

ботках показана возможность промышленного осуществления ступенчатого охлаждения по двум вариантам.

В первом варианте возможно осуществление процесса, совмещающего в едином технологическом цикле охлаждение кокса и термическую подготовку угольной шихты перед загрузкой в коксовые камеры.

По второму варианту возможно осуществление различных схем использования для охлаждения во второй ступени процесса биохимически очищенных производственных стоков для испарения избыточной воды коксохимического производства без залповых выбросов, сокращения на 60-70% валовых выбросов в атмосферу на стадии охлаждения кокса и обеспечения практически полной бессточности коксохимического производства.

Глава 9. Оценка экономической эффективности технологии ступенчатого охлаждения кокса

Таблица 7.

Снижение (-) или увеличение (+) технико-экономических показателей вариантов промышленного осуществления

Установки ступенча-

того охлаждения

Основные кокса и различия

технико-экономи- по сравнению с базой

ческие показате- При охлаж- При

ли дении кокса охлаждении

шихтой и кокса

коксовании водой

нагретой

шихты

1 г 3

Вес металлокон- -1744, 2 -2,1

струкций, [тонн]

Вес оборудова- -1060,8 -333, 9

ния, [тонн]

Мощность элек- -2430,3 -567,5

троприводов.

[квт. час]

Сопоставление основных технико-экономических показателей проектных проработок установки новой технологии охлаждения по первому варианту ее осуществления с установками термоподготовки шихты в трубе сушилке (УТПШ) и УСТК, а по второму варианту с УСТК коксохимического производства Западно-Сибирского ме-

таллургического комбината (табл.7) показывает, что каждый из рассматриваемых вариантов технологии ступенчатого охлаждения характеризуется высокой экономической эффективностью.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе теоретических представлений о возникающих температурных напряжениях в кусках кокса при охлаждении его насыпной массы и анализа существующих способов охлаждения сформулировано и в комплексе исследовательских работ уточнено новое научно-техническое направление - регулируемое охлаждение полидисперсной смеси кокса в движущемся и пересыпающемся состоянии потоком мелкозернистого охлаждающего агента или орошением распыляемой водой.

Анализ структурных преобразований полукокса и кокса при различных температурах показал, что в диапазонах изменения температуры от ~ 350 до 600-750°С происходит формирование пористой структуры. В диапазоне от 600-750 до 800-850°С происходит увеличение размеров кристаллитов поликристаллического графита с уменьшением их числа и расстояния между атомами углерода. При температурах выше 800-850°С прекращается рост кристаллитов и кокс приобретает завершенную структуру.

В соответствии с изменениями структуры кокса в этих температурных интервалах наблюдаются характерные объемные превращения,

Продолжение табл.7.

1 2" 1

Стоимость сооружений, [млн. руб] -7,05 в ценах -3,6 1991 Г.

Производство энергоносителя [Гкал/т. кокса] -0,14 -0,14

Затраты коксового газа (й 4000 ккал) [м3/т. кокса, -40 +5

Численность обслуживающего персонала, [чел.] -50 -30

изменение уровня электропроводности вещества кокса, теплоты смачивания, сорбционной способности и других фихико-химических и физико-механических свойств. Характерной особенностью является проявление этих изменений как при нагреве, так и при охлаждении.

Ввиду того, что в этих температурных диапазонах меняется уровень предела прочности при растяжении, сдвиге, модуль упругости и другие прочностные характеристики кокса, условия охлаждения оказывают существенное влияние на сохранение сформировавшихся при коксообразовании его физико-механических свойств.

Впервые экспериментально установлено, что изменения скорости охлаждения кокса влияет на его свойства и в диапазоне температур от 350 до 200°С.

С учетом структурных преобразований в коксе, а значит, различных требований к скорости снижения температуры в определенных температурных диапазонах, разработана новая концепция его ступенчатого охлаждения, основанная на создании различных условий в каждом температурном интервале между коксом и охлаждающим агентом.

разработаны, построены и испытаны опытно-промышленные установки, позволяющие проводить исследования в реальных условиях, максимально близких к промышленным, что позволило получить достоверные результаты для создания новой технологии охлаждения кокса и исходные данные для промышленного проектирования.

Впервые получены критериальные уравнения, описывающие условия движения и теплообмена (нагретый кокс - охлаждающий агент) и разработана математическая модель способа охлаждения промышленного кокса в барабанном теплообменнике, принципиально отличающегося от принятых в промышленности.

Расчетно-теоретическими и экспериментальными исследованиями

впервые выявлены закономерности при совместном движении и теплообмене кокса и угольной шихты, а также кокса при орошении его распыляемой водой во вращающемся теплообменном барабане, обеспечивающие завершенность процесса теплообмена.

Таким образом, разработанное новое научное направление позволяет расширить теоретические представления о процессах, происходящих при охлаждении углеродистых материалов, и решить определенный круг задач по сохранению физико-механических свойств материалов в процессе их охлаждения.

На основе разработанной математической модели охлаждения кокса во вращающемся барабане,рассчитаны конструктивные и эксплуатационные параметры технологических агрегатов различной производительности для промышленного осуществления новой технологии ступенчатого охлаждения кокса по двум вариантам, не имеющим аналогов в мировой практике:

- совмещения в едином технологическом цикле охлаждения кокса и термической подготовки угольной шихты перед коксованием;

- использования для охлаждения кокса биохимически очищенных стоков коксохимического производства и обеспечение его бессточ-ности.

Результаты исследований процессов и явлений, происходящих при охлаждении движущегося и пересыпающегося слоя кокса, а также выявленные закономерности движения и теплообмена материалов в барабанном теплообменнике, дали возможность разработать комплекс технологических приемов, позволяющих вести процесс охлаждения кокса и управление факторами формирования его физико-механических характеристик в контролируемом и регулируемом технологическом режиме для получения кокса с заранее заданными свойствами (проч-

ность, гранулометрический состав, влажность).

Предложенные решения основываются на задачах управления процессом в определенных конкретных условиях, на конкретном материале и открывают дальнейшие пути поиска для различных производств.

Реализация разработанных положений, в конкретных условиях производства с использованием угольных шихтах различного марочного состава и реального промышленного кокса на крупных опытно-промышленных установках производительностью от 3-х до 10 т/час. позволила впервые определить оптимальные скорости охлаждения кокса: в температурных интервалах от температуры выдачи 1000°С) ДО 650°С -2,6 °с/мин.; от 650 до 350°С - 37,5 °С/МИН.; ОТ 350 до 200°С - 8,9 °С/мин. Таким образом, могут быть созданы условия, при которых обеспечивается оптимальное сохранение его физико-механических свойств, сформировавшихся в процессе коксования.

Для кокса из угольных шихт различного марочного состава других коксохимических предприятий.эти скорости охлаждения могут изменяться. Однако разработанные решения предусматривают'возможность их регулирования по определенным диапазонам температур, что является задачей дальнейших исследований применительно к конкретным условиям каждого производства.

Реализация нового научного направления при проведении исследований позволила решить важную народно-хозяйственную задачу создания новой высокоэкономичной технологии, позволяющей после выдачи кокса из камер коксования:

- обеспечить оптимальное охлаждение практически каждого куска полидисперсной массы кокса;

- обеспечивать снижение температуры кокса в различных температурных интервалах с оптимальной скоростью для формирования его

физико-механических свойств;

- утилизировать тепло охлаждаемого кокса (~ 40 %) для производства энергетического пара высоких параметров (Р = 1,4 МПа, I = 320°С), а также для испарения вносимой в коксохимическое производство избыточной воды;

- ликвидировать главный недостаток УСТК - угар кокса и необходимость сброса в атмосферу образующегося избытка охлаждающего агента;

- обеспечить изотермическое выдерживание кокса перед охлаждением для завершения процессов его структуризации;

- использовать для охлаждения кокса частично или полностью воду, образующуюся при коксовании влажной угольной шихты, что создает предпосылки для организации бессточности коксового производства;

- во всех температурных диапазонах охлаждения обеспечить в реальных производственных условиях возможность регулирования технологических параметров процесса и воздействия на условия формирования физико-механических свойств кокса и его влажности, что положительно влияет на экологические условия при транспортировании и сортировке, а также на потребительские свойства в доменном производстве;

- весь процесс охлаждения осуществляется в закрытых технологических аппаратах, что обеспечивает организованные и регулируемые производственные выбросы, их очистку и обезвреживание;

Предлагаемые варианты промышленной реализации новой технологии охлаждения кокса в общем технологическом комплексе коксохимического производства намечают новые пути природоохранных мероприятий, обеспечивающих защиту окружающей среды.

Основное содержание и результаты исследований опубликовано в

работах:

1. Удовенко А.П., Бабанин В.И., Шляхов И.Д., СтеблийК.Т., Старков В.Я. Влияние схемы сортировки кокса на его качество.

- В кн.: Металлургия и коксохимия. Вып.22. Техн1ка, Киев, 1970, с.55-57.

2. Пинчук С.И., Старовойт А.Г., Бабанин В.И. Исследование прочности материала кокса экспрессным способом. - В кн.: Металлургия и коксохимия. Вып. 37, Техн1ка, Киев, 1973, с. 61-65.

3. Шатоха И.3., Пикула Л.И.. Удовенко A.n., Соловьев Г.Д., Иваницкий В.Г., Бабанин В.И. Исследования влияния постоянства свойств угольной шихты на колебания прочности кокса. - В кн.: Металлургия и коксохимия. Вып. 37, ТехнХка, Киев. 1973, с. 69-73.

4. Бабанин Б. И., Пермяков Е. А., Бабанин В. И., Шатоха И. 3. Совмещение процессов термической подготовки угольной шихты и тушения кокса как способ снижения вредных выбросов в окружающую среду. - В кн.: Перспективные технические решения по защите воздушного и водного бассейнов коксохимических предприятий Востока и Центра СССР. Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического совещания. Кемерово, июнь 1981, с.39-45.

5. Бабанин Б.И., Пермяков Е.А., Бабанин В.И., Емельянов А.К., Шатоха И.3. Совместное осуществление термической подготовки шихты и тушения кокса. - В кн.: Состояние разработок и проблемы внедрения процессов коксования термически подготовленных шихт и технологии формованного кокса. Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического семинара. Харьков, декабрь 1982 г., с.19.

6. Бабанин Б. И., Бабанин В. И., Пермяков Е.А., Емельянов А. К., Тутынина P.M. Сокращение выбросов в окружающую среду за счет совместного осуществления термической подготовки шихты и тушения кокса. - В кн.: Снижение и ликвидация выбросов вредных веществ в атмосферу и реку Томь. Тезисы докладов IX заводской конференции Кемеровского коксохимического завода. Кемерово, 1984 г.с.41. ДСП.

7. Бабанин Б.И., СтахеевС.Г., Забежинский Л.Д., Бабанин В.И., Мильштейн М.Н. Исследование теплообмена и разработка проектных решений по энерготехнологическому агрегату в совмещенном процессе термоподготовки шихты и тушения кокса. - В кн. : Повышение качества продукции на коксохимических производствах Кузбасса и Алтая. Тезисы докладов. Новокузнецк. 1988 г. с.30.

8. Бабанин В. И., Сухоруков В. И., Штернгарц А. И., СтахеевС.Г., Кауфман A.A., Кочкин В.В. Совмещенный процесс термической подготовки угольной шихты и охлаждения кокса с новой экологически чистой загрузкой термоподготовленной шихты в камеры коксования.

- В кн. : Экологические проблемы промышленных регионов. Тезисы докладов научно-практического семинара на международной выставке "Уралэкология-98", Екатеринбург, апрель 19^3 г., с.155.

9. Бабанин В.И., Зайденберг М.А., Кауфман A.A., Кочкин В.В. Технология охлаждения кокса, обеспечивающая бессточность коксохимического производства и получение кокса высокого качества (ступенчатое охлаждение кокса). - В кн.: Экологические проблемы промышленных регионов. Тезисы докладов научно-практического семинара на международной выставке "Уралэкология-98", Екатеринбург, апрель 1998 г., с. 156.

10. Коняхин А.П., Фомин А.П., Кулик A.A. Торяник Э.И., Бабанин В.И. Расчетный метод определения некоторых характеристик гранулометрического состава кокса. - Химия твердого топлива, 1975, № 4, с. 65.

И. Бабанин Б.И., Бабанин В.И., Стахеев С.Г., Забежинский Л. Д. Мидьштейн М.Н. Утилизация избыточного тепла при совмещении процесса термической подготовки шихты и тушения кокса. - Кокс и химия, 1988, № 5, с. 17.

12. Бабанин Б. И., Бабанин В. И., Пермяков Е. А., Еркин Л.И., Гайдым A.B., Шатохай. 3., Футрук П.А., Иваницкий В.Г., Джапаридзе П.Г. и Дракин Л.А. Результаты исследовании совмещенного процесса термической подготовки шихты и тушения кокса. - Кокс и химия,1985 № 6, с. 14.

13. Бабанин Б.И., Бабанин В.И., Пермяков Е.А., Шатоха И.3., Футрук П. А., Бондаренко А. И., Остапченко А. В. и Касьян И. А. О формировании прочностных свойств кокса при совмещенном процессе термической подготовки шихты и тушения кокса. - Кокс и химия, 1985 №8, с. 18.

14. Бабанин Б. И., Бабанин В. И., Пермяков Е.А., Нечаева 0. В., Тутынина P.M., Капитульский В.Б., Эсаулов В.А. и Правило B.C. Экологическая характеристика совмещенного процесса термической подготовки угольной шихты и тушения кокса. - Кокс и химия, 1985, Ш 12. С. 11.

15. Бабанин В.И.,Торяник Э.И..Сытенко И.В. и др. О пылепо-давлении при реализации совмещенного процесса термической подготовки угольной шихты и сухого тушения кокса.-Кокс и химия,1991, №6

16. Бабанин Б. И., Бабанин В. И., Ляхов Ю.Н., Соловьева Л. А., Хомченко H.A. и Яловой В.Г. Определение оптимальной поверхности устройств для рассева углекоксовой смеси в совмещенном процессе термообработки шихты и тушения кокса. - Кокс и химия, 1989,№ 9, с. 14

17. Бабанин В.И. и Зайденберг М.А. Новая технология тушения кокса. - Кокс и химия, 1995, М 12, с. 22.

18. Бабанин Б.И., Статников Б.1П., Бабанин В.И. и др. Способ производства кокса. - Авторское свидетельство СССР 1277604, 29.05.84, ДСП.

19. Родькин С.П.,Коробейников А.П..Кочкин В.В..Назаров В.Г., Бабанин В.И. и др. Спосоо эвакуации избыточного газа из установки сухого тушения кокса. Авторское свидетельство СССР, 1778132, 24.05.1990.

20. Бабанин В.И. и Зайденберг М.А. Способ и устройство для охлаждения кокса. Патент Российской Федерации, 2110552, 05.10.92г.

21. Бабанин Б.И., Бабанин В.И., Еркин Л.И. и др. Способ производства кокса. Авторское свидетельство СССР 1231866 29.05.84, ДСП.

22. Бабанин Б.И., Бабанин В.И.. Пермяков Е.А. и др. Тепло-обменное устройство для сыпучих материалов. Авторское свидетельство СССР 1486720 от 15.09.87.

23. ШатохаИ. 3., Лялюк'В. П., Иваницкий В. Г., Бабанин В. И., Соловьев Г.Д., Бабанин Б. И. Способ получения кокса. Авторское свидетельство СССР 124170, 15.10.83, ДСП.

24. Бабанин Б.И., Пермяков Е.А., Бабанин В.И., Коровер Б.С. Установка для тушения кокса, Авторское свидетельство СССР 498325, 10.10.1973.

25. ШатохаИ.З., Ля люк В. П., БокланБ.В., Ризницкий И. Г., Садовник В.Т., Крышень И.Г., Бабанин В.И. и др. Способ получения кокса. Авторское свидетельство СССР 1561501, 06.04.88, ДСП.

26. ДорманЕ.И., Забежинский Л.Д., Пермяков Е.А., Стахеев С.Г., Бабанин В.И. и Грязнов В.А. Энерготехнологическая установка для охлаждения кокса и термической подготовки шихты. Авторское свидетельство СССР 1771204, 14.08.89, ДСП.

27. Бабанин Б.И., Емельянов А.К., Бабанин В.И., Пермяков Е.А., Ляхов Ю.Н., Золотухина Т.Г. Авторское свидетельство СССР № 1623183. Установка для нагрева угольной шихты горячим коксом и охлаждения кокса, от 28.12.89, ДСП.

Подписано к печати ".¿3"г. Формат 60x84/16 / Объем 2 п. л., Тираж 100 экз. Заказ № 12345 ЦНТИ, Копировальный центр 620095, г.Екатеринбург, ул. Малышева,101