Способ переработки буроугольной пыли

Способ переработки буроугольной пыли

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технологии переработки низкосортных неспекающихся углей, в частности к способу переработки буроугольной пыли с выделением жидких, газообразных продуктов и агломерированного полукокса, которые могут быть использованы в химической промышленности, в быту и на электростанциях в качестве топлива, а также в других отраслях народного хозяйства. Целью изобретения является повышение выхода жидких продуктов из буроугольной пыли. Указанная цель достигается тем, что буроугольную пыль смешивают с 3 - 5%-ным водным раствором гидроксида калия, затем в смесь при перемешивании добавляют 1 - 4% раствора в органическом растворителе пероксида кумила при массовом отношении раствора пероксида кумила к буроугольной пыли 0,2 - 1,0 и затем смесь подвергают термообработке при 400 - 450°С в течение 0,7 - 3 ч. в автоклаве с выделением жидких, газообразных продуктов и агломерированного полукокса. 1 з.п. ф-лы, 8 табл.

ООни сОВетсних социАлистичесних

РЕСПУБЛИК

ГЕ0 (6й . Е . ыь„ ИНЯЗ

i:. БЛйОТЕ1;А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

re изов ктиниям и атн1 ытиям

nw гннт сса (21) 4453040/31-26 (22) 22.04,88 (46) 07.05.90. Бюл. 9 17 (71) Институт физико-органической химии и углехимии AH УССР (72) В.А.Тамко, В.И.Саранчук, В.Н.Шевкопляс, Н.А.Туровский и И.А.Опейда (53) 662.73:662.742(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1333699, кл. С 10 L 9/02, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Р 1175958, кл. С 10 L 5/00э 1983 (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БУРОУГОЛЬНОИ

ПЫЛИ (57) Изобретение относится к технологии переработки низкосортных не- спекающихся углей, в частности к спо-.: собу переработки буроугольной пыли с выделением жидких, газообразных продуктов и агломерированного полукокИзобретение относится к комплексной переработке низкосортных неспекающихся углей, в частности к способу переработки буроугольной пыли с одновременным получением жидких газообразных продуктов и окускованного полукокса, которые могут быть использованы в химической промышленности, в быту, на электростанциях и других отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения — увеличение выхода жидких продуктов из буроугольной пыли.

Пример 1. Берут навеску буроугольной пыли фракции <0,5 мм в количестве 40 r что соответствует

„„ЯО„„1562352 A 1 (51)g С 10 В 53/04 С 10 1 9/02

2. са, которые могут быть использованы в химической промышленности, в быту и на электростанциях в качестве топлива, а также в других отраслях народного хозяйства. Целью изобретения является повышение выхода жидких продуктов из буроугольной пыли. Указанная цель достигается тем, что буроугольную пыль смешивают с 3-5Х-ным водным

1 раствором гидроксида калия, затем в смесь при перемешивании добавляют

1-4Х-ный раствора в органическом растворителе пероксида кумила при массовом отношении расхода пероксида кумила к буроугольной пыли 0,2-1,0 и затем смесь подвергают термообработке при 400-450 С в течение 0,7.-3 ч в автоклаве с выделением жидких, газообразных продуктов и агломерированного полукокса. 1 s.ï. ф-лы, 8 табл. органической массе угля (ОИУ) 16,2 г, навеску смешивают с 30 г 5Х-ного водного раствора гидроксида калия, затем в смесь добавляют 8 г 1%-ного раствора пероксида кумнла в тетралине (при массовом отношении пыли к раствору пероксида кумила 0,2) при перемешивании. Загружают полученную смесь в автоклав объемом 0,5 л и нагревают

его со скоростью 11+1 С/мин до 400 С с выдержкой при 400 С в течение 1 ч . при давлении выделяющихся парогазовых продуктов 4 ИПа. Затем парогазовую смесь выпускают через систему холодильников и изучают количественный и качественный состав выделяющих1562352 ся жидких газообразных продуктов и полукокса.

В результате опыта получают 2,4 л газообразных веществ, 7 3 r жидких

У 5 продуктов и 6, 5 r агломериро ванно го полукокса в виде одного куска. Степень конверсии ОМУ в жидкие и газообразные продукты 60,2%.

В табл. 1 представлены опыты для других органических растворителей для пероксида кумила по примеру 1 с характеристикой по выходу полученных продуктов по сравнению с известным способом (опыт 1). 15

Пример 2. Осуществляют по примеру 1, но нагрев в автоклаве ве- дут при 425 С в течение 1 ч.

В результате опыта получают 2,7 л газообразных веществ., 7,3 г жидких 20 продуктов и 5,9 г агломерированного полукокса в виде одного куска.

В табл. 2 представлены опыты для других значений температурного нагрева в автоклаве с характеристикой по 25 выходу полученных продуктов переработки буроугольной пыли по примеру

П р н м е р 3. Берут навеску буроугольной пыли в количестве 20 г, что соответствует ОИУ 8 1 г, Навеску 30 смешивают с 15 г 5%-ного раствора

КОН идобавляют 1%-ный раствор пероксида кумила в тетралине в,массовом соотношении 1,0:0,2 (уголь:раствор пероксида). Методика обработки полученной смеси в автоклаве аналогична описанной в примере 1, В результате опыта получают 1,2 л газообразных веществ, 3,8 г жидких продуктов и 3 2 г агломерированного 4О

Йолукокса в виде одного куска, СтеПень конверсии ОИУ в жидкие и газообразные продукты 60,5%.

Пример 4. Берут навеску буро45 угольной пыли в количестве 20. г, что соответствует ОИУ 8,1 г. Навеску смешивают с 15 r 5%-ного раствора КОН и

1%.-ного раствора пероксида кумила в иетралине в массовом соотношении 1:1 (уголь:раствор пероксида), Методика

50 обработки полученной смеси в автоклаве аналогична описанной в примере 1„

В результате опыта получают 1,1 л

">;азообразных веществ, 4.,0 r жидких продуктов и 2,9 r агломерированного

55 полукокса в виде одного куска. Степень конверсии ОИУ в жидкие и газообразные продукты 64,4%.

В табл. 3 представлены опыты по примеру 1 зависимости концентрации раствора пероксида кумнла от выхода полученных продуктов, в табл. 4— опыты по примеру 1 зависимости выхода продуктов переработки буроугольной пыли от времени выдержки смеси при термообработке в автоклаве при

400 С; в табл. 5 — характеристики исходной буроугольной пыли и.агломерированного твердого топлива (полукокса), полученного по известному и предлагаемому способам (по примеру 1.); в табл. 6 — характеристика жидких продуктов; табл. 7 — характеристика газообразных продуктов; в табл. 8характеристика продуктов переработки буроугольной пь|ли в зависимости. от величины соотношения бурового угля к раствору пероксида.

Из приведенных в примерах 1-4 и табл. 1-8 данных следует, что по предлагаемому способу при указанньгк пределах режимных параметров достигает1 ся увеличение (в 1,5-2 раза) выхода жидких продуктов по сравнению с известным.

Наряду с жидкими продуктами образуется окускованный твердый остаток (полукокс), который является ценным энергетическим топливом.

Пероксид кумила используют в предлагаемом способе в качестве источника радикалов. Для процесса термодеструкции угля необходимо применять высокотемпературные пероксиды, каковым является пероксид кумила, распадающийся на радикалы при ) 100 С. Это обусловлено тем, что деструкция органической массы бурового угля (ОМУ) более активно начинает протекать при о

400-450 С. Радикалы распада пероксида рекомбинируют с углерод- и гетероатом-центрованными радикалами, образующимися при термохимической деструкции угля, способствуя образоваHHIo низкомолекулярных жидких продуктов. Они могут также присоединяться по месту отрыва функциональных групп и другим активным центрам, образующимся в угле при термодеструкции.

Зто приводит к ослаблению меж- и внутрифрагментных связей в угле и увеличению конверсии его органической массы.

Для растворения пероксида и смешивания его с углем используют орга1562352

5 нические растворители. В качестве растворителей могут использоваться вещества, являющиеся донорами водорода

1 (тетралин), а также бензол, хлорбензол, спирты. Применение доноров водорода способствует протеканию процесса термической деструкции угля и увеличению выхода жидких продуктов.

В результате переработки органи- 1О ческой массы угля по предлагаемому способу выделяется 400-450 кг жидких продуктов, 400 кг окускованного полукокса и 100-200 мЗ газа.

Формула изобретения

2. Способ по п. I о т л и ч аю шийся тем, что термообработо ку в автоклаве ведут при 400 450 С

20 в течение 0 7-3 ч.

1. Способ переработки буроугольной пыли, включающий смешение буро1

Таблица l

Добавляемое вещество

ыход продуктов, Х от ОКУ Степень

Внешний вид твердо го о статка (полукокса) конверсии ОМУ,X их газообразных твердых (полукокса) l 5Х-ный раствор КОН

2 5Х-ный раствор КОН

Известный способ

28,0 16,1 55,9

Предлагаемый способ

45,0 15,2 39,8

44,1

Спекшийся

60,2

3 То же

40,0 20,0

40,0

60,0

48,2

35,2 13,0 51,8

Т аблица 2

Внешний вид твердого остатка (полукокса) Выход продуктов, Ж от

ОИУ

Степень

Темпеконверсии OM

/о ратура

С идких газооб- твердых разных

350

29,6 13,2 57,2 42,8

Слабоспекшнйся

45,0 15,2 39,2 60,2

45,1 18,3 36,6 63,4

36,4 23,1 40,5 59,5

24,6 32,3 42,1 57,4

Спекшийся

«и

500

Опыт неорганичес- органическое кое

1Х-ный раствор пероксида кумила в тетралине

lХ-ный раствор пероксйда кумила в бензоле

IX-ный раствор пероксида кумипа в изопро илозом спирте угольной пыли с водным раствором гидроксида щелочного металла и послеЪ о дующую термообработку смеси до 450 С в автоклаве с выделением жидких, газообразных продуктов и агломерированного полукокса, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения выхода жидких продуктов, перед термообработкой к смеси добавляют

1-4/ -ный раствор. в органическом растворителе пероксида кумила при массовом отношении раствора пероксида кумила к буроугольной пыли 0,2-1,0.

1562352

Таблица 3

Выход продуктов, Е от

ОМУ

Степень

Концентрация пероксида кумила в тетралине, Х конверсии

ОМУ, X

I газообжидких твердых разных

39,7 18,4

45 0 15,2

45,8 15,0

46,0 . 15,2

46,2 15,4

46,6 15,4

47,0 15,5

47,3 15,7

П р и м е ч а н и е: Темйература 400 С, время изотермической выдержки 1 ч, добавляемое неорганическое вещество — 5X-ный раствор КОН, количество раствора КОН 1,0-0,75 мас.ч. (уголь;раствор).

Таблица 4

Выход продуктов, Ж от, ОМУ

Степень конверсии

ОМУ, Х жидких газооб- твердых разных

39 6

41 6

45,8

45 3

44,?

44,0

43,6

41,5

Таблица 5

Сырье илн окускованиый полукокс

Технический анализ, Х лементный анализ

Выход окускованного полукок" са, 7.

Твердость по Глн сбургу

Высшая теплотрукур ая

Выход летучих веществ У

Вл аг» общая, .Ы а

Зольность

А !

8 0-Н та сго рания, кДк/кг рочость яз ву, X

Исходная буроугольная пыль 47,! l4,6

Агломерированное твердое топливо> полученное в присутствии щелочи (прототип) 0,7 получениое по предлагаемому способу l,0

57,5 67, 5,7 4,0 23,2 — 23300

6,7 87,0 4,6 2,7 5,7 46,0 3!600 !,75 I0,4

39,2

27,5 7,0 89,0 3,7 l,8 5,5 38,0 33000 2,0 ll,7

На сухое беззольное состояние.

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

Время температурного воздействия, мин

240

14,6

14,9

15,5

18,0

19,1

19,7

20,4

20,5

41,9

39,8

39,2

38,8

38,4 . . 38,0

37,5

37,0

45,8

43,5

37,9

36,7

36,2

36,3

36,4

42,0

58,1

60,2

60,8

61,2

-б1, 6

62,0

62,5

63,0

54,2

56,5

62„1

63,3

63,8

63,7

63,6

58,0

)О

1562352

Таблица 6

Исследуемые параметр

Показатели при температуре кипения фракций, С

)8,4

0,88

)2,3

0,87

22,0

0,90

28,1

0,85

19,2

0,93

33,0

67,0

35,2

64,8

30,0

70,0

31,9

68,1, 85,2

12 5

0,8

1,5

82,4

l0,5

1,4

5,7. 83,3

I0 2

1,6

4,9

84,0

)2,0

1,6

2,4

81,3

10,5

1,6

6,6

Таблица 7

Состав газа, 7.

0t H6 03 11

Температура, С во газа из !тОИУ, м

?,6 2,2 1,0 2,3 0,2 86,6 130

r4,3 4,5 2,0 4,4 0,3 74,5 1 70

15 2 4,5 2 1 4 8 0 3 73,! 200

450

Т аб лица 8

Выход продуктов, X от Степень

ОИУ конверсии, Соотношение бурого угля к раствору пероксида кумила, мас.ч

Х от ОИУ жидких газооб- твердых разных

17,9 43,9 56,1

18,3 36,6 63,4

18у3 3519 64ь1

18,5 35,2 64,8

l8 6 34,7 65,3

35,6 64,4

10)0 )

1,030,2

1 уОе093

1,0:0 5

1,030,7

1,0:1,0

38,2

45,1

45,8

46,3

46,7

П р и м е ч а н и е: Концентрация раствора о ° пероксида IX; температура 425 С; время температурного воздействия 1 ч, Составитель Т, Ильинская

Редактор Н,Гунько Техред М.Ходанич

Корректор С. Че рни

Заказ 1037 Тираж 438 Подписно е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1)3035 Иосква -35 Раушская наб. д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,)О!

Содержание фракций,7.

Плотность, г/слР

Содержание протонов (по данным ЯМР), Ж: ароматических алифатических

Элементный состав,X

daf:

С

Н

О+)) (по разности) (200 200-250 250-300 300-320 )320