Способ переработки горючих сланцев

Способ переработки горючих сланцев

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: разделяют сланец на крупную и мелкую фракции. Измельчают мелкую фракцию и окомковывают с тонкоизмельченными отходами обогащения сланца в количестое 20-30% от массы мелкой фракции. Размещают на движущейся решетке слой крупной фракции, сверху - слой полученных агломератов. Осуществляют предварительный нагрев слоев и последующую термическую обработку с возгонкой смолы путем нагрева потоком газового теплоносителя. 1 табл.

C0IO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)б С 10 6 1/02, С

ГОСУДАР СТ В Е ННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР ) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4818197/04 (22) 06.03.90 (46) 23.12.92. Бюл, N. 47 (71) В се союзн ы и научно-исследо вател ьский и проектный институт механической обработки полезных ископаемых "Механобр" (72) П.А,Тациенко, Т.М,Архипова, В.M,Ìÿòлин и В.Б.Прикуль (56) Патент США N 4082645, кл. C1061/02, 1976.

Патент США М" 3560369, кл, С 10 G 1/02, 1971. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ГОР1ОЧИХ

СЛАНЦЕВ

Изобретение относится к переработке горючих сланцев и может быть использовано в химической промышленности и в промышленности по переработке твердого топлива.

Горючие сланцы относятся к высокозольным видам твердого топлива, Приемлемые технико-экономические показатели их примененил в народном хозяйстве могут быть обеспечены только на основе комплексной безотходной технологии с использованием как органической, так и минеральной . части сланцев. Около ООД добываемых сланцев используются на тепловых алек гростанциях, остальная часть подвергается термической переработке с получением в качестве целевого продукта сланцевой смолы, используемой как малосернистое жидкое топливо, а также сырье для производства электродного кокса и разнообразной химической продукции. В настоящее время в отвалах сланцеперерабатывающих предприятий

Прибалтики скопилось свыше 60 млн. слан. ЯЛ 1782987А1

2 (57) Сущность изобретения: разделяют сланец на крупную и мелкую фракции. Измельчают мелкую фракцию и окомковывают с тонкоизмельченными отходами обогащения сланца в количестве 20 — 30 Д от массы мелкой фракции. Размещают на движущейся решетке слой крупной фракции, сверху— слой получен ных агломератов. Осуществляют предварительный нагрев слоев и последующую термическую обработку с возгонкой смолы путем нагрева потоком газового теплоносителя. 1 табл. цевого полукокса, в котором содержится известняк и потеряно горючего вещества по теплоте сгорания эквивалентное 25 млн. т товарного энергетического сланца.

Известен способ переработки сланцев на движущейся ленте, заключающийся в предварительном нагреве, возгонке и охлаждении сланцесодержащего материала на движущейсл решетке теплоносителем, нагретым до температуры возгонки сланцевого масла, причем в зоне подогрева материал находйтся до достижения температуры возгонки верхнего слоя, после чего материал поступает в зону полукоксования, где через слой кускового материала за счет просасывания безкислородного теплоносителя происходит равномерный прогрев всего слол материала и возгонка сланцевого масла. Недостатком известного способа является выход смолы низкого качества, обусловленный запыленностью ее механическими примеслми. Повысить выход и качество получаемой смолы позволяет способ переработки сланцев, в котором

1782987 первоначально сланец разделяют на крупную и мелкую часть с крупностью менее 1/4 дюйма. Мелкую часть подвергают агломерации, используя в качестве связующего тяжелую составл я ющую смол ы.

Агломерированная мелочь поступает на постель, располагаясь в средней ее части между верхним и нижним слоями кускового материала. Материал подают на движущуюся ленту, при этом сам материал служит источником возгонки нефтяного масла в результате стремления связующего улететь и сосредотачивает на себе сланцевую пыль, поступающую из кускового слоя сланца, достигая размеров 1/4 дюйма и при этом спекаясь. Термообработку слоев осуществляют в потоке теплоносителя с температурой

850-900 С.

Преимущества данного способа в следующем: процесс непрерывен; в качестве теплоносителя используется собственное тепло сжигаемых газов; тепловой аппарат может быть увеличен в масштабе, то есть можно повышать производительность агрегата: данная технология позволяет перерабатывать сланцы в широком диапазоне крупности частиц, снижая таким образом объем дробления и грохочения.

Недостатком данного способа является его применимость только к рудам месторождения Green River. Если бы способ-прототип применить к сырью Прибалтики, то технология окомкования повысила бы влажность шихты до 16 — 17, что привело бы к большим энергозатратам при термохимической переработке сланцесодержащего материала.

Цель изобретения — снижение энергозатрат и повышение выхода смолы.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки горючих сланцев, включающем разделение сланца на крупную и мелкую фракции, окомкование мелкой фракции, размещение на движущейся решетке слоя крупной фракции, сверху слоя полученных окатышей, предварительный нагрев слоев и последующую термическую обработку с возгонкой смолы путем нагрева потоком газового теплоносителя, согласно предполагаемому изобретению, перед окомкованием мелкую фракцию измельчают и вводят в нее тонкоизмельченные АТходы.обогащения сланца в количестве 20 — 30 от массы мелкой фракции. Внесение сухого тонкоизмельченного отхода обогащения позволяет понизить влажность окомкованного материала с 16 — 17% до 12 — 14%, что в свою очередь сокращает потери тепла в зоне сушки, а это дает возможность обеспечить более равномерный прогрев слоя

55 (12 — 14 %), что, в свою очередь, приводит к снижению потерь от 15 до 23% (пример

4- 6), что, в свою очередь, ведет к снижению удельного расхода электроэнергии на тягодутьевых установках(ТДУ) от 7, до 11 .

Пример. Берут валовую пробу горной массы сланца. Разделяют ее на крупную фракцию (30 — 125 мм) и мелкую (энергетическую) фракцию (0-30 мм). Крупная фракция идет иа термообработку в газогенераторы и в предлагаемом изобретении в дальнейшем не используется, Из мелкой фракции берут материала в последующих зонах обжига. По сути используется шихта, состоящая из 20—

30 тонкоизмельченного сухого отхода обогащения и 100% измельченной мелкой

5 фракции сырого сланца, Данная шихта хорошо поддается окомкованию на тарельчатом окомкователе. Тонкоиэмельченные сухие отходы обогащения позволяют снизить влажность окомкованного материала, 10 поступающего на сушку, до необходимого уровня. Предварительная подсушка окомкованного материала ведет к сни>кению до

20% тепловых потерь в зоне сушки. Так, общий расход тепла на нагрев одного кило15 грамма влажного сланцевого материала (при содержании влаги в шихте 16%) до необходимой температуры сушки для данного материала, а именно до 200 С, составляет

746 кДж.

20 Уменьшая вводом сухого обогащения влажность материала до 12%, как показывают расчеты, на нагрев и испарение расходуется до 600 кДж. Уменьшение потерь тепла в зоне сушки приводит одновременно к

25 уменьшению времени прогрева слоя материала до температуры смолоулавливания и к более равномерному прогреву этого слоя, Равномерность прогрева слоя сланцевого материала является необходимым условием

30 в технологии получения качественной смо- лы и высокого ее выхода.

Кроме того, ввод сухого отхода обогащения позволяет повысить прочность окатышей, поступающих s зону полукоксования и

35 тем самым повысить качество получаемой смолы за счет снижения содер>кания в ней механических примесей;

Как показали опыты (таблица), именно

20-30% вводимых сухих отходов обогаще40 ния оказывают положительное влияние на технологические показатели обжига горючих сланцев, а именно: дает минимальную загрязнонность пылью продуктов обжига при максимальном выходе смолы.

Как видно иэ таблицы, ввод отходов обогащения позволяет снизить влажность окомкованного материала, поступающего на сушку материала, до необходимого уровня

1782987

500 кг материала, измельчают 100% до ла — 14,57ь. При этом достигается степень крупности менее 1 мм. Затем берут отходы декарбониэации 98 и полное удаление леобогащения сланцев (100 кг), который нахо- тучих из твердого остатка. Осуществление дится в избытке на любом сланцеперераба- способа по примерам 1,3 — 8 проводилось по тывающем предприятии. Часть отходов (50 описанной выше методике, Из данных, кг) крупностью 10-30 предназначается для 5 представленных в таблице, следует, что на использования как куска при непосредст- стадии термичес!кои обработки материала венной укладке на решетку обжиговой ча- существует оптимальный выход получаемой ши, а остальную часть измельчают до смолы, которому соответствует определенкрупности менее 0,1 мм. В измельченный ное количество добавляемой в шихту сухих энергетический сланец крупностью менее 1 10 отходов обогащения, Так, при содержании в мм добавляют 10 сухих, измельченных до шихте 20 30 отходов обогащения (пример крупности менее 1,0 мм отходов обогаще- 4-6) максимальный выход смолы с ния слан ца и окомковывают на тарельчатам ет 16,5- 17,0 . При этом время ш мОлы составляг ан лят р у оре диаметром 0,7 м и с углом на- ставляет 5-8 минут, а не 14 минут (и име клона 45 при скорости вращения 40 15 1). Дальнейшее увеличение содержания отоб/мин. Получают окатыши диаметром 8-14 ходов обогащения в исходной шихте привомм, которые имеют влажность 16 . В каче- дит к уменьшению выхода см стве за итн г выхода смолы, что щитного слоя постели на решетку связано с достижением такбй влажности маОбжиговой чаши площадью спекания 0,071 териала (пересушка), при которой происхомс. в рассматриваемом примере использу- 20 дит возгорание пересушенных окатышей, ют хвосты обогащения сланцев крупностью особенно в верхних слоях, и частичное вы10 — 30 мм в количестве 2 кг(высота слоя 0,05 горание смолы, что в свою очередь приводит м), то есть кусковой материал. Затем берут к соответственному уменьшению выхода

20 кг(высота слоя 0,25 кг) готовых окатышей смолы. диаметром 8-14 мм с влажностью 16 и 25 В процессе термической переработки укладывают их сверху на кусковой матери- горючих сланцев по предлагаемой технолоал. При коэффициенте избытка воздуха гии получена смола, по своим технологичеа = 1,2 производят розжиг горна и устанав- ским качествам соответствующая смоле, ливают температуру теплоносителя 200 С, получаемой на действующем производстве .

Затем горн надвигают на обжиговую чашу и 30 СПЗ "Сланец". устанавливают скорость фильтрации 0,6 Осуществление заявляемого способа м/с. Теплоноситель проходит через слой позволяет повысить выход и качество полматериала, подсушивая его в течение 8 ми- учаемой смолы при высокой производительнут до остаточной влажности 10 . Затем ности процесса в условиях реализации его повышают температуру горна до 900 С (35 на конвейерной обжиговой машине, что даа = 0,6), просасывают безкислородный теп- ет возможность получить по 2 выхода смолоноситель через слой материала со скоро- лы из пересчета на условную органическую стью фильтрации 0,7 — 0,8 м/с и получаемую массу (условная OM — 27 ): при высоком парогазовую смесь направляют в систему выходе смолы обеспечить низкое содержасмолоулавливания, состоящую из последа- 40 ние в ней пылевидных механических примевательно подключенных скруббера мокрой сей (не более 0,57;); обеспечить очистки, холодильника-.конденсатора и возможность гибкого управления процесскруббера контрольной очистки отходящих сом термохимической переработки при газов перед дымососом, После достижения комплексном использовании продуктов обтемпературы на границе "слой-постель" 45 жига, что позволяет обеспечить экологичео

600 С (температура максимальной отгонки ски чистое производство. летучих) температуру горна увеличивают до Ожидаемый экономический эффект от

1200 С (а= 1,3), выдерживают в течение 2 внедрения заявляемого способа составит мин, убирают горн и устанавливают скоро- 8,24 млн. руб/год. сть фильтрации, равную 0,5-0,8 м/с. При 50 этом сгорающий углерод полукокса поддер- Формула изобретения. живает необходимую температуру в слое, Способ переработки горючих сланцев, обеспечивающую полную декарбанизацию включающий разделение сланца на крупизвестняка. После охлаждения производят ную и мелкую фракции, окомкование мелкой химический анализ твердого ОСтатка и СМО- 55 фракции, размещение на движущейся релы. Содержание тонкодисперсных химиче- шетке слоя крупной фракции, сверху — слоя ских примесей (пыли) в смоле составляет полученных о атышей; предварительный

1,0%. Выход смолы от исходного материа- нагрев слоев и последующую термическую обработку с возгонкой смп. ы путем

1782987

Составитель Т, Архипова

Техред М;Моргентал Корректор М. Шароаи

Редактор С. Кулакова

Заказ 4490 Тираж Подписное

ВЙИИПИ Государственного комитета-по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/Ь

Производственно-издательский комбинат. "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 нагрева потоком газового теплоносителя, о т л и ч а ю щ и. и с я тем, что, с целью снижения энергозатрат и повышения выхода смолы, перед окомкованием мелкую фракцию измельчают и вводят в нее тонкоизмельченные отходы обогащения сланца в количестве 20-307; от массы мелкой фракции.