Способ коксования частично брикетированных угольных шихт
Иллюстрации
Показать всеРеферат
СПОСОБ КОКСОВАНИЯ ЧАСТИЧНО БРИКЕТИРОВАННЫХ УГОЛЬНЫХ ШИХТ, ВКЛЮчающий дозировку компонентов шихты, разделение шихты на брикетируемую и небрикетируемую части, смоление со связующим материалом, брикетирование смеси, смешение брикетов с небрикетируемой частью шихты и коксование , отличающийс я тем, что, с целью повышения механической прочности, кокса и упрощения способа, в качестве связующего материала используют шлам гидрогенизации углей в количестве 4-10% от массы брикетируемой части шихты.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ЕСПУБЛИН (19) (Н) 3(51) С 10 В 5 08
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ",/
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и oTHpblTHA
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3496760/23-26 (22) 02.07.82
{46) 07.06.84. Бюл. 9 21 (72) Ю. В. Бирюков, М. В.Катков, В.A.Ëåáåäåâ, М.И.Максимова, A.È.Oëüферт и Н. В. Рубан (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина и Институт горючих ископаемых (53) 662.74(088.8)
{56) 1. Комбинированный процесс сушки и брикетирования шихты перед коксованием. Черная металлургия, Бюл. ин-та Черметинформация, 1979, 9 1177, с.43. (54) (57) СПОСОБ КОКСОВАНИЯ ЧАСТИЧНО
БРИКЕТИРОВАННЫХ УГОЛЬНЫХ ШИХТ, чающий дозировку компонентов шихты, разделение шихты на брикетируемую и небрикетируемую части, смешение со связующим материалом, брикетирование смеси, смешение брикетов с небрикетируемой частью шихты и коксование, отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности кокса и упрощения способа, в качестве связующего материала используют шлам гидрогенизации углей в количестве 4-10% от массы брикетируемой части шихты.
1096276
Изобретение относится к области переработки углей и может быть ис-. пользовано при коксовании частично брикетированных угольных шихт на коксохимических заводах.
Известен способ коксования частично брикетированных угольных шихт с применением брикетов, полученных с использованием в качестве связующего материала при брикетировании шихт каменноугольной смолы.
Способ включает дозировку компо. нентов шихты, разделение шихты на брикетируемую и небрикетируемую части, высушивание до влажности менее 0,5% и смешение брикетируе- 15 мой части шихты со связующим материалом при нагревании, брикетировании смеси, смешение брикетов с небрикетируемой частью шихты и коксование полученной частично брикетированной шихты в коксовых печах, Смешение брикетируемой части шихты со связующим материалом осуществляется при температуре шихты
90-100ОС и температуре связующего
25 материала (каменноугольной смолы)
90-140 С, брикетирование смеси проо водится при 70-90 С (1).
Способ характеризуется механической прочностью получаемого кокса, что приводит к повышению его расхода в доменном производстве, снижению производительности доменной печи и ухудшению распределения газов по сечению домны; необходимостью высушивания брикетируемой части шихты перед смешением со свя зующим до влажности 0,5Ъ, что требует больших энергозатрат и усложняет процесс„. кроме того, необходимо нагревание перед смешением бри- » 40 кетируемой части шихты до 90-100ОС и каменноугольной смолы до 70-140 Ст проведение брикетирования при 7090 С, что также требует больших энерО ° гозатрат. 45
Недостаточно высокая механическая прочность получаемого кокса объясня ется следующим. При коксовании час-. тично брикетированных угольных шихт происходит расширение брикетов в ка- 50 мере коксовой печи, которое повышает плотность коксуемой шихты, вследствие чего увеличивает прочность получаемого кокса. Однако .при применении для коксования брикетов, полученных с использованием в качестве связующего материала каменноугольной смолы, зто расширение незначительно, вследствие чего механическая прочность получаемого кокса невысока.
Высокие энергозатраты при высу- 60 шивании брикетируемой части,шихты, нагревании ее, а также каменноугольной смолы перед их смешением вызываются плохой смачиваемостью поверхности ненагретой влажной шихты 65
Пример 1. Проводят коксо-. вание частично брикетированной шихты следующего состава, мас.%:
Уголь марки Г
Уголь марки Ж
Уголь марки К
Уголь марки ОС
20 со следующими характеристиками, вес.Ъ:
8,44
2,18
6,87
28,4
Влажность рабочая
Сернистость
Зольность
Выход летучих веществ каменноугольной смолой, имеющей высокую вязкость (337 сП при 4050 C).
Цель изобретения — повышение механической прочности кокса и упрощение способа коксования частично брикетированных угольных шихт.
Поставленная цель достигается согласно способу коксования частично брикетированных угольных LtiHxT включающему дозировку компонентов шихты, разделение шихты на брикетируемую и небрикетируемую части, смешение брикетируемой части шихты со шламом гидрогенизации углей в количестве 4-10% от массы шихты при нагревании, брикетирование смеси, смешение брикетов с небрикетируемой частью шихты и коксование в коксовых печах.
Использование шлама гидрогенизации в качестве связующего материала при получении брикетов позволяет исключить предварительное высушивание шихты до влажности менее 0,5% вследствие того, что шлам гидрогенизации хорошо смачивает угольные зерна из-за наличия в составе низкомолекулярных полярных углеводородов. Это позволяет удовлетворительно смешивать шлам гидрогенизации с шихтой рабочей влажности 8-10%, что упрощает способ.
Так как шлам гидрогенизации имеет невысокую вязкость, то смешение шлама гидрогенизации с брикетируемой частью шихты и брикетирование получаемой смеси можно осуществлять при более низкой температуре (4050 С), что также упрощает способ. о, Способ осущес твляе тс я следующим образом.
Измельченные угли дозируют, полученную шихту разделяют на брикетируемую и небрикетируемую части, брикетируемая часть шихты смешивается ico шламом гидрогенизации при 40-50 С, брикетируется в прессе при 40-50 С, брикеты смешивают с небрикетируемой частью шихты и полученую частично брикетированную шихту коксуют в кок. совых печах
1096276
Таблица 1
Выход металлургическоПрочность пористого тепла кокса, Ъ
Механическая
tïðo÷ность ! кокса, 25
Темпера тура брикетирования, С
Температура связующегося перед смешео нием, С
Температура шихты перед смешением, С о
Влаж- Вид свяность зующего шихты, материавес.Ъ ла
Способ го кокса, Ъ
Прототип
Каменно- 90-100 90-140 70-90 97,4 90,4 угольная смола
87,9
Менее
0,5
Предла- Шлам гидгаемый 8-10 рогениза- 40-50 40-50 40-50 98,5 91,2 ции
88,7 водорода, положительна влияющего на процесс спекания углей.
Выход металлургического кокса выше на 1,1%. При этом в предлагаемом способе отсутствует сложная технологическая операция высушивания шихты до влажности менее
0,5 вес.Ъ, требующая больших энергетических затрат, значительно (на
20-100 С) снижена температура нагревания шихты и связующего перед
60. их смешением и температура брикетирования, что также упрощает способ и уменьшает энергозатраты.
Нагревание шихты и связующего до 40-500С осуществляется в смеси65 теле, входящем в комплект промышленВ качестве связующего материала используют шлам гидрогенизации углей — отход производства жидкого топлива, представляющий собой смесь, мас.В: н е с а 70
Углеводород ы ма л
Непрореагировавшие зерна угля 10
Зерна катализатора и минеральных примесей 20
Полученную угольнуюшихту со степенью измельчения 853 класса крупности
3-0 мм разделяют на брикетируемую (25 мас . В ) и небрик етируемую (75 мас.В) части. Брикетируемую часть15 шихты и шлам гидрогенизации нагревают до 45 С, затем тщательно перемешиващт (содержание шлама в смеси составляет 8 мас.Ъ) и подвергают бра кетированию в лабораторном прессе при 55 С и давлении прессования
188 кгс/см (18,8 МПа) с получением брикетов в форме линзы массой 25 r.
Брикеты смешивают с небрикетируемой частью шихты и полученную частично
Из данных табл. 1 видно, что механическая прочность кокса, полученного по предлагаемому способу, выше на 1,2Ъ по показателю М вследствие того, что при коксовании брикеты значительно (в 1,3-1,4 раза) увеличиваются в объеме, уплотняя коксуемую шихту и обеспечивая упрочнение кокса. С другой стороны, входящие в состав шлама гидрогенизации углеводородные масла с высоким содержанием водорода (10-123) . при коксовании подвергаются термической деструкции, что приводит к псявлению новых углеродистых мостиков, связывающих угольные зерна в монолит, и образованию активного брикетированную шихту подвергают коксованию на лабораторной печи
Ухина. Полученный кокс испытывают на механическую прочность, определяют выход металлургического кокса.
Механическая прочность кокса по показателю М 91, 2%, выход металлургического кокса 98,5В.
Пример 2.- Полученную при тех же условиях брикетируемую часть угольной шихты подвергают высушиванию до влажности менее 0,5В, затем ее и каменноугольную смолу (8 вес.Ъ от смеси) нагревают до 90-95 С, тщательно перемешивают и подвергают брикетированию в лабораторном прессе при 85 С и давлении пресcoâàíèÿ
188 кгс/см (18,8 МПа) . Дальнейшие операции проводят при тех же условиях, что в примере 1 °
Механическая .прочность полученного кокса по показателю М 6 90,4Ъ, выход металлургического кокса 97,4% .
Результаты опытов приведены в табл.1. 1096276
Механ ическая, проч" ность кокса, 25
Прочность пористого тела кокса, ф
Содержание шлама гидрогенизации в брикетах, вес.%
Выход металлургиического кокса, ф
72,7
64;7
78,3
79,7
80,8 ,85,1
84,2
77,4
74,9
74,1
10
77,1
74,2
71,4
66,2
63,8
Составитель Н.Стрижова
Редактор Т.Портная Техред Т.Маточка Корректор А.Тяско
Заказ 3743/18 Тираж 489 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 ного пресса, паром низкого давления °
Уменьшение температуры нагрева- ния шихты и связующего, а также температуры брикетирования ниже
40вC нецелесообразно ввиду увеличения вязкости шлама гидрогенизации углей и вследствие этого ухудшения распределения его по поверхности угольных зерен, а увеличение температуры выше 50ОС значительно уве- 0 личивает энергозатраты, кроме того, требует строительства установки для предварительного подогрева шихты перед подачей ее в смеситель пресса. t5
В табл. 2 приведены данные о ме" ханической прочности кокса, полученного иэ частичного брикетированного угля марки К2 при различном содержании шлама и гидрогенизации 20 в смеси с брикетируемой частью угля.
Таблица 2
Иэ данных табл. 2 видно, что кокс максимально высокой прочности получается при содержании шлама гидрогенизации в брикетах от 4 до 103.
Более низкое содержание связующего в смеси не позволяет получать механически устойчивые брикеты, которые не разрушались бы во время их подачи в коксовую печь, а более высокое содержание нежелательно в связи с ухудшением качества кокса вследствие избыточного вспучивания углей и шихт и черезмерного увеличения пористости загрузки.
Использование предлагаемого спосо. ба коксования частично брикетированных угольных шихт обеспечивает по сравнению с базовым способом повышение механической прочности получаемого кокса и увеличение выхода металлургического кокса на 1-2%; снижение температуры нагревания брикетируемой части шихты, а также температуры брикетирования смеси на
20-100 С, что уменьшает энергозатраты; сокращение сложной и энергоемкой стадии процесса - предварительной сушки шихты перед смешением со связующим, что значительно упрощает способ; замену дефицитного продукта коксохимического производства (каменноугольной смолы) на шлам гидрогенизации углей, являющийся отходом производства синтетического жидкого топлива; увелнчение выхода химических продуктов коксования (бензола, смолы, водорода, метана) при коксовании за счет термической деструкции шлама гидрогенизации в коксовых печах с образованием этих продуктов.