Способ получения кокса и восстановительного газа

 

Изобретение относится к облас- - ти термической переработки углей и способствует повышению выхода восстановительного газа и упрощению процесса. Уголь или брикеты с влажностью 7-10% нагревают в зоне предварительного нагрева (ЗПН) вертикальной печи с образованием прямого коксового газа, водяных паров и кокса, которые направляют в зону электропрокалки (ЗЭП) кокса, где нагревают кокс до 1200-1300 С. Дня этого создают перепад давлений от ЗПН до ЗЗП 30-55 Па/м, обеспечивающий движение газообразных продуктов в прямотоке с нагреваемым углем. Б процессе конверсии прямого коксового газа на раскаленном коксе в ЗЗП в присутствии вьщелившихся водяных паров образуется восстановительный газ, содержащий 98,8% СО и Н. 2 ил., 4 абл. S (/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbITHRM

ПРИ П1НТ СССР (21) 4140035/23-26 (22) 28.10.86 (46) 15.02.89, Бюл. М 6 (71) Украинский научно-исследовательский углехимический институт (72) С.А.Слободской, М.Г.Скляр и И.С.Васильев (53) 662.765(088.8) (56) Иенсен О, Новый электропроцесс карбонизации некоксующего битуминозного угля. — Journal of the Institute

of. Fuel, 1950, v. XXIII, р. 54-55. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОКСА И ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ГАЗА (57) Изобретение относится к области термической переработки углей и способствует повышению выхода восстановительного газа и упрощению

Изобретение относится к технике термической переработки углей и может быть использовано в коксохимической промьппленности, металлургическом производстве и промьппленности органического синтеза.

Цель изобретения — повышение выхода восстановительного газа.и упрощение процесса, На фиг. 1 представлена схема установки для осуществления способа; на фиг. 2 — зависимость выхода кокса от влажности угля.

Пример. Переработке подвергают уголь марки Г крупностью 6-13 мм, характеризующийся влажностью (11 )

8,2Х, выходом летучих веществ (V < ) „.SU„„1458 74 А1 цц 4 С 10 В 57/16, С 10,Т 3/06, 3/18 процесса. Уголь или брикеты с влажностью 7-10Х нагревают в зоне предварительного нагрева (ЗПН) вертикальной печи с образованием прямого коксового газа, водяных паров и кокса, которые направляют в зону электропрокалки (ЗЭП) кокса, где нагревают о кокс до 1?00-1300 (;, Для этого создают перепад давлений от ЗПН до ЗЭП

30-55 Па/м, обеспечивающий движение газообразных продуктов в прямотоке с нагреваемым углем. В процессе конверсии прямого коксового газа на раскаленном коксе в ЗЭП в присутствии выделившихся водяных паров образуется восстановительный газ, содержащий 98,8Х СО и Н, 2 ил., 4 табл.

38,4Х и пластометрическим показате-. лем (у) 6 мм.

Уголь загружают в шахту опытной печи в количестве 8 кг/ч. Предвари" тельный нагрев угля в зоне проводят до 650 С за счет тепла восстановительного rasa, поступающего с температурой 1200 С из газосборного канала 1 в обогревательные простенки печи.

Полученный в данном режиме кокс .далее подвергают электропрокалке до 1300 С в присутствии водяных паров и сырого коксового газа, поступающих в зону 2 прокалки из зоны 3 предварительного нагрева угля sa счет создания перепада давления меж3 145, ду зонами предварительного нагрева угля и электропрокалки кокса, равного 50 Па/м, от 105 до 17,5 Па. при общей высоте зон предварительного нагрева угля и Йрокалки кокса, равной 1,75 м (т.е. (105-17,5): 1,75 =

= 50 Па/м).

В процессе конверсии прямого коксового газа на раскаленном коксе в зоне электропрокалки в присутствии (,, выделившихся из угля водяных паров получают восстановительный газ, который направляют в газосборный канал 1 и используют далее на предварительный нагрев угля. Восстановио тельньпт газ, охлажденный до 150 С за счет передачи тепла нагреваемому углю, из обогревательных простенков зоны 3 с помощью газодувки 4 подают в простенки зоны 5 охлаждения кокса, о где его нагревают до 850"900 С и используют как целевой продукт, а ох О лажденный до 200 С кокс разгрузочным устройством (толкателем) б выгружают в приемный футерованный бункер,, При этом получают восстановительный газ следующего =îñòàâà, об.7: СО-Н 98,5

Н Б Отс.

СО 0,3

С„Н Отс.

@2 0,4

СН 0»17

Сажа и смола Отс.

Выход восстановительног о газа составляет 1485 нм /т.

Полученный кокс характеризуется следующими показателями:

Твердость» мг 60,1

Структурная прочность, % 80

Выход кокса, % 64,2

Аналогично переработке подвергают уголь марки Г крупностью 1325 мм, шихту, включающую 70% угля марки Г, 157 марки ОС и 15% марки Т (Wt 87, V 30,77, у 7 мм), а также брикеты диаметром 15 мм, полученные из угля марки Г путем холодного прессования с использованием в качестве связующего каменноугольной смолы.

Используемый для получения брикетов газовый уголь крупностью 0-3 мм характеризуется следующими показа9»27; 7»2Я

8374

ydak39,6%; gdaf82 4% Н 5,57.; у 6,0 мм.

Характеристика полученных продуктов прьюедена в табл.

В.табл. 2 приведены данные по электропрокалке кокса из газового ь угля и шихты, полученного при 1300 С и варьировании-перепада давлений на

10 участке зоны предварительного нагрева угля до зоны электропрокалки кокса от 20 до 65 Па/м. Из приведенных в табл. 2 данных следует, что при разности давлений в пределах 3015 .55 IIa/м наблюдается стабильньпл выход восстановительного газа 14801485 нм /т при переработке газового угля и 1360-1368 ьм /т восстановительного газа при переработке шихты.

В табл. 3 представлены обобщенные данные по переработке газового угля и шихты с влажностью 5 — 127. Прокалку и конверсию прямого коксового о газа проводили при 1300 С.

25 Из данных табл. 3 следует, что при влажности углей ниже 7% в продуктах конверсии появляется сажа как результат частичного пиролиза углеводородов коксового газа на раска30 ленном коксе вследствие недостатка влаги, необходимой для процесса конверсии. Образование сажи приводит к потере исхоцного углеводородного сырья, снижает газопроницаемость массы кокса и нарушает технологичес35 кий процесс. Поэтому нижнии предел влажности углей, используемых для осуществления способа, определен как 77.

Избыток влаги приводит к частичной газификации кокса и снижению его количественного выхода. Это подтверждается результатами, приведенными в табл. 3, а также на фиг. 2.

Исходя из зависимости предельное зна45 чение влажности углей для осуществления способа определено по точке перегиба кривой, соответствующей влажности углей 10%. Использование углей с влажностью более Io приводит к снижению выхода кокса.

В табл. 4 приведена сопоставительная. оценка предлагаемого и известного способов переработки брикетов диаметром 15 мм„ полученного из газового угля.

Из приведенных в табл, 4 данных следует, что при переработке угля по предлагаемому способу выход восl 458374 6 ся углей низкой стадии метаморфизма и возможностью снижения расхода кокса в доменном производстве за счет использования восстановительного га5 за.

10 Способ получения кокса и восстановительного газа, включающий подачу кусковых углей или угольных брикетов в вертикальную печь, их предварительный нагрев, коксование, последующую электропрокалку кокса в присутствии паров воды и коксового газа, отвод восстановительного газа и охлаждение кокса, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьппе20 ния выхода восстановительного газа и упрощения процесса, переработке подвергают угли или угольные брикеты с влажностью 7-10%, восстановительные газы отводят из

25 нижней части эоны электропрокалки и создают перепад давлений по высоте печи от зоны предварительного нагрева угля до зоны электропрокалки кокса 30-35 Па/м.

Т а б л и ц а 1

Перерабатываемый материал

Характеристика газа дельное опротивение арак теристика кокса трукурная рочость, % верость

ыход, % кокса, Ом м мг

СН СО Н S

О+Н

Уголь Г (13-25 мм) 1420 98,2 0,25 0,2 Отс.

1365 98,8 0,20 0,2 Отс.

1480 98,8 0,20 0,3 Отс.

Шихта

Брикеты становительного газа более чем в

2,0 раза выше по сравнению с резуль татами, полученными при переработке угля по известному способу (соответ ственно 1480 и 691 нм /т угля).

По предлагаемому способу получен восстановительный газ, содержащий

98,8% суммы компонентов СО и Н, в то время как по известному содержание восстановительных компонентов в газе на 2,8% ниже.

По предлагаемому способу обеспечивается полная конверсия углеводородов прямого коксования газа, остаточное содержание метана практически незначительно (0,2%). В конверти-, рованном газе, полученном по известному способу, содержится 2,1% метана.

При практически равном количест венном выходе кокса, полученного по сравниваемым способам, механические свойства кокса, полученного по предлагаемому способу, более высокие, Экономическая целесообразность использования способа переработки прямого коксового газа обусловлена применением дешевых слабоспекающихВыход, Содержание нм /т компонентов, об.% з

Формула изобретения

64,7 72,0 84,0 90 10

70,1 76,8 93,0 87 10

64,2 62,1 84,0 94 10

1458374

Т а б л и ц а 2 ерепад давлений в системе нагрева угля а участке от зоны предварительного карева угля до зоны электропрокалки кокса, Па/м рерабащаемый териал

Показатели.. Выход восстановительного газа, HM /T

Уголь

Шихта

1370 1394 1460 1481 1485 1480 1473 1430

1295 1310 1340 1365 1368 1360 1348 1350

Выход сажи, г/и

2,4 0,8 0,3 0,0 0,0 О,О 0,0 0 0

Уголь

Як%та

2,1 0,5 О;Z 0,0 0,0 0,0 0,0 0 0

Содержание в восстановительном газе СН4. %

0,10 0,15 0,18 0,19 0,20 0,25 0,65 3,4

0,10 0,10 0,14 0,18 0,17 0,20 0,50 3,2 Уголь

Содержание в восстановительном газе паров смолы, г/м

О,О 0,0 О,О О,О 0,0 0,0 0,6 4,2

0 0 0 0 О,О 0,0 0,0 0,0 0,4 3,8

Уголь

Шихта

Таблица 3

:Влажность Выход сажи при В угля переработке, % п (шихты), У. угля Г шихты угля Г

ыход кокса при ереработке, 1 шихты

70,0

l 3 64,3

0,4 64,5

О,О 64,2

0,0 64,3

0,0 64,1

О,О 63,9

690

69,8

0,4

70,0

О,О

0,0

69,9

69,8

0,0

69,5

0,0

10,0

1458374 !0

Продолжение табл.3 при е, Х

68,8

0,0 63,3

0,0 62,9

0,0

11,0

68,2

0,0

12,0

Таблица 4

Характеристика кокса

Способ

Характеристика восстановительного газа

Удель- Содержание в сухом газе, ный вы- об. 7 ход вос становиСо+Н2

СН

Со т

Н Б

Nz ние ° м,м тельного газа, нмз/т

Предлагаемый 1480 98,8 0,2 0,3 0,0 0,2 64,2 62 1 84,0 94 10

ИзвестHbIH

96,0 2,1 1,1 0,6 0,2 64,5 53,0 77,3 17 10

69 1.

УГФ/7Ф

) фрим ю) юлмИЬ еюф ФФУ переработки угля

Влаж угля (ших

Выход кокса, Ж

Твердость, мг TðóK турна прочность

Ж ельное ектропротив1458374

Ф:мс и.у июихтв

l0

8ложиасть, g

Составитель Т. Бородкина

Техред Л.Сердюкова корректор A. Обручар

Редактор А. Огар

Г;.<. зводственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 324/28 Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ i u"ударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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