Способ термической обработки угля

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, сеид-ву (22) Заявлено 06. 07. 79 (21) 2822982/23-26 (51) М. КП-

С 10 В 49/12

С 10 В 57/06 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобре1ений и открытий

РЗ) УДК 662.742 (088.8) опубликовано 1 10.82, Бюллетень ¹38

Дата опубликования описания 1510Я2

«" ®ЮЗНД р

3 .."""" """"-;;;-., " 6ЫЧЕДГ,",=".

А.A. Кричко, Т.С. Смирнова, В.И. Кирсанов и Т.И. Маркина (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт горючих ископаемых (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ УГЛЯ

Изобретение относится к переработке углей, конкретно к способу термической обработки угля, и может найти применение в черной и цветной металлургии для агломерации руд, а также в энергетике и химической промышленности.

Известен способ термической обработки угля газовым теплоносителем в вихревых камерах при 450-500 С и содержании кислорода в газовом. потоке 0,5-1,0% (1).

Недостатками известного способа являются невысокая теплота =горания целевого продукта (6000 ккал/кг), высокое содержание смол полукоксования в нем и ограниченная область его применения, а именно: невозможность использования его в металлургии.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ термической обработки угля, включающий нагрев угля до 600 С газообразным теплоносителем в вихревой камере и термическую выдержку полученного полукокса (2 ).

Недостатком известного способа . является невысокая теплота сгорания полукокса. Кроме того, повышенное содержание в нем смол полукоксования не позволяет применять полукокс в металлургии, в частности для агломерации руд. В процессе спекания агломерационной шихты (смесь руды с полукоксом) происходит выделение иэ полукокса смол, которые осаждаются на лопатках вентилятора, отсасы- вающего дымовые газы процесса, и выводят его из строя.

Целью изобретения является повы» шение теплоты сгорания полукокса, что позволяет эффективно использовать его в металлургии.

Поставленная цель достигается тем, что.согласно способу термической обработки угля путем нагрева его на 600ОС газообразным теплоносителем, термической выдержки полученного полукокса, исходный уголь смешивают с частью полученного полукокса при весовом соотношении уголь: полукокс от 1:1 до 1:4.

Это позволяет получить продукт (полукокс ) высокого качества (теплота сгорания 7390-8025 ккал/кг, практически не содержит смолы полукоксования), пригодный для использования в.металлургии. ПредлОженное

966109!

5 весовое соотношение уголь: полукокс от 1:1 до 1,4 является оптимальным, так как при добавке полукокса менее

1 вес. ч. на 1 вес.ч. угля качество полукокса ухудшается, а при добавке полукокса более 4 вес.ч. на 5

1 вес.ч. угля качество полукокса хотя и несколько улучшается, но воз, растает себестоимость полукокса.

На чертеже представлена схема установки для осуществления предлагаемого способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Согласно схеме уголь направляют в дробилку 1, где измельчают до крупности 0-13 мм. Из бункеров 2 уголь и полукокс направляют в шнековый смеситель.3. Смесь угля и полукокса подают в вихревую камеру 4 и циклон 5 первой ступени нагрева и, далее в вихревую камеру 6 и циклон

7 второй ступени нагрева, где смесь нагревают до заданной температуры

560-650ОС. Полученный полукокс иэ циклона 7 направляют В аппарат 8, В котором выдерживают 1-5 мин в .условиях, близких в изотермическим, и охлаждают до 40-50ОС. Охлажденный полукокс выводят из процесса как товарный продукт для последующего смешивания с исходным углем, т. е. часть полукокса рециркулирует в .системе. Соотношение полукокс:уголь может варьироваться в зависимости от качества исходного угля и требований потребителя в пределах от 1:1 до 35

1:4.дымовые газы (теплоноситель),отбираемые из парогенератора 9 проходят противотоком движению угля последовательно через вихревую камеру и циклоны

2-ой и 1-ой ступеней и вновь нагнетаются 40 в топку парогенератора 9 эксгаустером 10.

Парогаэовые продукты термического разложения направляют для сжигания в парогенератор 9. Охлаждение полукокса в верхней части аппарата 8 осуще- 45 ствляют воздухом, нагнетаемым вентилятором 11, нагретый, воздух подают в топку парогенератора 9. Охлаждение полукокса завершают в нижней части аппарата 8. В качестве хладоагента используют химически очищенную воду иэ отделения подготовки воды ТЭС, которая насосом 12 возвращается в парогенератор.

Таким образом, схема включает два основных блока: блок полукоксования угля и котлоагрегат, использующий в качестве дополнительного, топлива парогаэовые продукты термйческого разложения угля и обеспечивающий процесс полукоксования газовым 60 теплоносителем (дымовой газ) . Пример. На укрупненной с1тендовой установке при производительнос46,4 ти 600 кг угля в час, перерабатывают ,ирша-бородинский уголь, характери зукицийся следующими показателями, вес.В:

Рабочая влажность 30

Зольность (A ) 7,0

Выход летучих веществ (V )

Содержание серы (8 ) 0,3

Теплота croР

I рания (9„) 3840 ккал/кг

Элементный состав сухой и безэоль,ной массы угля, вес.Ъ:

С = 73 36

Н= 493;

Ч = 0,95.

Выход продуктов полукоксования угля по Фишеру, вес.Ъ:

Полукокс 69,04

Пирогенетическая вода 8,06

Смола 8,98

Газ 13,92

Уголь крупностью 0-10 мм имеет следующий гранулометрический состав (классы в мм), вес .Ъ:

7-10 = 3,0 0,2-0,4 = 11,3

5-7 = 6,0 0,16-0,2 = 2,9

3 2 5 = 3 1 0 1 Or16 = 3i6

2,5-3,2 = 8,9 0,063-0,1 = 2,3

1,0-2,5 =28,9 0,063 = 2,2

0,4-1,0 =27,8

Йсходный уголь смешивают с полученным при 600 С полукоксом в соото ношении 1:3 и подвергают полукоксованию при 600 С.

Полукокс имеет следующую характеристику: зольность (A ) 14%, выход летучих веществ (V") 12,0%; содержание серы (Д 6 ) 0,23%; элементный состав сухой и беззольной массы (вес.Ъ): С = 90,41; Н = 2,83;

V = 1,20; теплота .сгорания сухой беэзольной массы Я ) 7995 ккал/кг.

Выход продуктов полукоксования полукокса по Фишеру, вес.%:

Полукокс 97,51

Пирогенетическая вода 1,05

Смола Следы

Гаэ 1,44

Ситовый состав (по классам в мм), вес.В:

+ 2,5 = 0,3 0,16-0,2 = 10,6

1,0-2,5 = 1,4 0,1-0,16= 15,1

0,4-1,0 =20,0 0,063-0,1 = 11,4

0,2-0,.4 =32,9 - 0,063 = 8,3

Выход полукокса от сухой массы угля составляет 56,0%.

Аналогично проведены опыты 2-6, с тем отличием, что варьируют температуру обработки угля и соотношение . уголь: полукокс. Условия проведения опытов и показатели качества полукокса приведены в таблице.

966109

Температура нагрева, 0С

Соотно шение уголь: полу.— кокс

Пример, 9

Характеристика полукокса

Выход смолы полукоксования, вес.Ъ вес.В Г KKcUI

6 кг

18,0

1 560 1:3

2 650 1:3

3 600 1:3

87,89 3,3 7935

12,0

8025

8,0

° Нет

90,41 2,83 7995

14,0

12,0

13,5

4 650 1:1,5. 7980

7750

3,24 7960

14,4

1:2

5 580

6 560

7 .560

8 600

17,1

13,8

14,0 . 88,71

1:4

15,4

1,24

3,34 7390

1:0

83,36

24,6

7,.9

1:0

1,04

7610

8,7

22,0

На той же самой установке, с тем, же углем, проведены сравнительные опыты 7 и 8 (в условиях прототипа).

Термообработку угля в опытах 7 и 8 производят в один проход без возврата полученного полукокса. Условия проведения опытов и показатели качества полукокса приведены в таблице. Таким образом, приведенные экспериментальные данные позволяют сделать вывод, что добавление полукокса, полученного при термической обработке угля при 560-650ОC в соотношении исходный уголь: полукокс 1:11:4 позволяет значительно повысить теплоту сгорания полукокса с 7390 до 8025 ккал/кг и эффективно использовать его в металлургии. Кроме того, в полукоксе снижается содержание смол полукоксования, что .предотвращает образование смолистых

Ас С Н Теплота сгорания

I отложений на элементах оборудования агломерационных установок °

30 формула изобретения

Способ термической обработки угля, включающий нагрев угля до

600ОC газообразным теплоносителем в вихревой камере и последующую теРмическую выдержку полукокса, отличающийся тем, что, с целью повышения теплоты сгорания полукокса, исходный уголь смешивают с частьв полученного полукокса при весовом соотношении уголь: по.4О лукокс от 1:1 до 1:4.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство ССЯ

Р 467089, кл. С 10 В 49/12, 1973

45 2. шубеко П.З. и др. Непрерывный процесс коксования. М., 1974, с. 215 (прототип) .

966109

Составитель Т. Маркина

Редактор A. Химчук Техред Л.Пекарь КорректорГ. Решетник

Заказ 7770/37 Тираж 524 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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