BRPI0920772B1

BRPI0920772B1 - Method of production of coal agglomerant additive

Info

Publication number: BRPI0920772B1
Application number: BRPI0920772-4A
Authority: BR
Inventors: Fukasawa Yasuhiro
Original assignee: Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2018-01-02
Also published as: JPWO2010050332A1; KR20110081241A; JP4564593B2; CN102197112A; KR101278298B1; BRPI0920772A2; WO2010050332A1

Description

(54) Título: MÉTODO DE PRODUÇÃO DE ADITIVO AGLOMERANTE DE CARVÃO (51) lnt.CI.: C10C 1/04; C10B 57/06 (30) Prioridade Unionista: 30/10/2008 JP 2008-279393 (73) Titular(es): NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION (72) Inventor(es): YASUHIRO FUKASAWA

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO DE PRODUÇÃO DE ADITIVO AGLOMERANTE DE CARVÃO.

CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção refere-se a um método de produção de um aditivo aglomerante de carvão para adição em um carvão que é carregado para um forno de coque.

TÉCNICA ANTERIOR [002] As usinas siderúrgicas produzem o coque que é usado em seus altos fornos nos fornos de coque. Os fornos de coque são fornos de grandes dimensões para a destilação seca do carvão.

[003] Quando o carvão é carregado para um forno de coque, a umidade do carvão se evapora no processo de elevação da temperatura da temperatura normal para 100° C. Quando a temperatura chega a 300° C ou mais, o carvão se funde e se expande. Quando ainda mais aquecido, os finos de carvão se fundem e se aglutinam entre si. No processo, o C, o H, etc. contidos no carvão são liberados e combinados de modo a produzir gás e alcatrão de carvão, por meio do que um semicoque é produzido.

[004] Ao chegar aos 500° C ou mais, o semicoque se solidifica cada vez mais e encolhe. Aos 900° C, quase todo o semicoque se transforma em coque.

[005] O gás que é produzido no processo de destilação seca é chamado GFC (gás de forno de coque) e é usado como uma fonte de energia nas usinas siderúrgicas. O alcatrão de carvão é extraído dos fornos de coque como um subproduto.

[006] O comportamento do carvão na fusão e expansão e na fusão e aglutinação difere consideravelmente de acordo com a marca e o tipo do carvão. A propriedade de os finos de carvão se fundirem e se aglutinarem entre si é chamada de capacidade de aglomeração.

[007] Quando o carvão com pequena capacidade de aglomera2/10 ção é destilado seco como se encontra, o resultado será um coque frágil, mas, quando o carvão com grande capacidade de aglomeração é destilado seco, o coque que se fundiu e se aglomerou suficientemente como um todo, será obtido um carvão de alta resistência.

[008] Em uma usina siderúrgica, uma grande quantidade de coque é consumida, portanto, uma redução do custo da matéria-prima, ou seja, do carvão, é sempre desejada.

[009] O carvão com grande capacidade de aglomeração, ou seja, um carvão aglomerável pesado,é com frequência comercializado como um material de coque, sendo, portanto, oneroso. O carvão com uma fraca capacidade de aglomeração, ou seja, um carvão não aglomerável, só poderá produzir um coque frágil, de baixa qualidade, mas, por outro lado, de baixo custo.

[0010] Por esse motivo, a técnica para o uso do carvão não aglomerável de baixo custo como um material para a produção de um coque mais forte, ou seja, de melhor qualidade, foi estudada no passado. [0011] Como uma técnica para o aperfeiçoamento da qualidade do coque que é produzido utilizando um carvão não aglomerável como material, existe o método de se adicionar um aditivo aglomerante de carvão a fim de aumentar a capacidade de fusão e fluidez do carvão. [0012] O documento de Patente 1 apresenta o método de se adicionar alcatrão de carvão, extraído como um subproduto de um forno de coque, do qual uma fração leve de baixo ponto de ebulição foi removida e apenas a fração pesada é deixada, para o carvão de matéria-prima de modo a produzir um coque de alta resistência.

[0013] O documento de Patente 2 apresenta um método de produção de um aditivo aglomerante de carvão de baixa viscosidade (adjuvante de aglomeração) que separa e descarrega as substâncias de baixo ponto de ebulição do alcatrão de carvão. Esse método sopra o alcatrão de carvão, extraído como um subproduto de um forno de co3/10 que, a partir de um conduto que ê conectado ao topo de uma torre de destilação e sopra o vapor a partir de um conduto que é conectado ao fundo de uma torre de destilação de modo a remover os ingredientes de baixo ponto de ebulição no alcatrão de carvão. O espaço entre a posição de sopro do alcatrão de carvão e a posição de sopro do vapor é dividido por uma bandeja de chaminé em uma câmara de topo e uma câmara de fundo. A pressão interna na torre de destilação é de uma pressão reduzida de 6,7 a 26,7 kPa (50 a 200 Torr), enquanto a temperatura de aquecimento é de 170 a 200° C.

Lista de Citações

Literatura de Patente:

[0014] Documento de Patente 1: Publicação de Patente Japonesa (A) N. 9-100473.

[0015] Doc u me nto d e Pate nte 2; Rate nte J a p on esa N. 3684063.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Problema Técnico [0016] No método convencional de produção de um aditivo aglomerante de carvão apresentado no documento de Patente 2, foi necessário fazer com que a pressão interna na torre de destilação chegasse a um estado de pressão reduzido de 6,7 a 26,7 kPa (50 a 200 Torr) e, portanto, uma bomba de vácuo e outros dispositivos de redução de pressão foram necessários.

[0017] Além disso, um refrigerador foi necessário para condensar e liquefazer o vapor destilado que é produzido a partir da torre de destilação e que contém os ingredientes de baixo ponto de ebulição.

[0018] No entanto, existem problemas no sentido de que esses equipamentos são de grandes dimensões e onerosos, e a inspeção e a manutenção não são fáceis.

[0019] O objetivo da presente invenção é prover um método de produção de um aditivo aglomerante de carvão que permita uma pro4/10 dução não onerosa de um aditivo aglomerante de carvão a partir do alcatrão de carvão sem a provisão de nenhum dispositivo de redução de pressão ou refrigeradores de grandes dimensões e difíceis de se inspecionar e manter.

Solução para o Problema [0020] A presente invenção foi feita no sentido de solucionar o problema acima e provê os seguintes meios:

[0021] Um método de produção de um aditivo aglomerante de carvão que sopra o alcatrão de carvão, que é extraído como um subproduto de um forno de coque, a partir de um conduto que é conectado ao topo de uma torre de destilação, para o interior de uma torre de destilação e remove os ingredientes de baixo ponto de ebulição no alcatrão de carvão, o método de produção de um aditivo aglomerante de carvão sendo caracterizado pelo fato de retornar o vapor de destilação, que é produzido a partir da torre de destilação e que contém ingredientes de baixo ponto de ebulição, para uma linha de gás GFC, que resfria e gaseifica o gás GFC que é produzido no forno de coque, e trata o mesmo juntamente com o gás GFC.

[0022] Um método de produção de um aditivo aglomerante de carvão do método (1), que usa um soprador de absorção que é provido na linha de gás GFC produzida, que resfria e gaseifica o gás GFC que é produzido no forno de coque, de modo a absorver o vapor destilado que é produzido a partir da torre de destilação e que contém ingredientes de baixo ponto de ebulição.

[0023] Um método de produção de um aditivo aglomerante de carvão dos métodos (1) e (2), que faz com que a pressão interna na torre de destilação chegue a 93,4 a 98,6 kPa e com que a temperatura de aquecimento atinja 180 a 210° C.

Efeitos Vantajosos da Invenção [0024] De acordo com a presente invenção, é possível se prover

5/10 um método de produção de um aditivo aglomerante de carvão que possa produzir de forma econômica um aditivo aglomerante de carvão a partir de alcatrão de carvão sem a provisão extra de nenhum dispositivo de redução de pressão ou refrigeradores de grandes dimensões e difíceis de inspecionar e manter.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0025] A figura 1 é uma vista mostrando um exemplo de uma modalidade de um método de produção de um aditivo aglomerante de carvão de acordo com a presente invenção.

MODALIDADES DA INVENÇÃO [0026] A seguir, a figura 1 será usada para explicar uma modalidade da presente invenção.

[0027] Na figura 1, um forno de coque 1 é carregado com o carvão de matéria-prima de modo a produzir coque. Dentro do forno de coque 1, o carvão é destilado seco e se torna coque. Durante o processo de elevação de temperatura, o C, o H, etc, contidos no carvão são liberados e combinados, por meio do que gás e alcatrão de carvão são produzidos como subprodutos.

[0028] O gás de alta temperatura produzido (GFC) passa pela linha de gás GFC produzida 2 a ser enviado para o refrigerador primário 3, o refrigerador direto 4, ou outro refrigerador de gás GFC onde o mesmo é resfriado utilizando água do mar, etc. Além disso, um soprador 5 é usado para enviar esse gás para uma linha de purificação de gás posterior compreendida de um depurador de naftaleno, um depurador de amônia, um depurador de benzol, etc, {não mostrados), onde o gás é limpo e utilizado como uma fonte de energia da usina siderúrgica.

[0029] A linha de gás GFC produzida 2 é provida com um decantador 6 e um superdecantador 7 para a recuperação do alcatrão de carvão. O alcatrão de carvão recuperado é coletado em um tanque de

6/10 alcatrão 8 e expedido.

[0030] Na presente invenção, parte do alcatrão de carvão recuperado é utilizada para produzir um aditivo aglomerante de carvão.

[0031] O alcatrão de carvão no interior do tanque de alcatrão 8 é de alcatrão desidratado com um teor de umidade de 3 % ou menos e é enviado por uma bomba 9 para uma torre de destilação 10.

[0032] O trocador de calor 11 no caminho é um dispositivo que aquece o alcatrão desidratado por meio de uma troca de calor com a fração pesada de alta temperatura que é recuperada da torre de destilação 10. O aquecedor 12 no caminho é um dispositivo que utiliza parte do vapor de alta pressão e alta temperatura que é soprado para a torre de destilação 10 a fim de aquecer o alcatrão desidratado. O alcatrão desidratado tem a temperatura aumentada para cerca de 200° C ao passar pelo trocador de calor 11 e pelo aquecedor 12.

[0033] O alcatrão desidratado aquecido é soprado a partir de um conduto 17 que é conectado ao topo da torre de destilação 10 para dentro da torre de destilação 10. O interior da torre de destilação 10 é dividido em um grande número de níveis por paredes divisórias 13 de modo a aumentar o efeito de destilação.

[0034] A partir de um conduto 18 que é conectado ao fundo da torre de destilação 10, um vapor de alta pressão e alta temperatura é soprado para dentro da torre de destilação 10. Os ingredientes de baixo ponto de ebulição no alcatrão de carvão se evaporam de modo a formar um vapor destilado. Esse vapor é extraído a partir de um conduto 19 que é conectado à extremidade de topo da torre de destilação 10. [0035] A fração pesada a partir da qual os ingredientes de baixo ponto de ebulição no alcatrão de carvão foram removidos se acumula no fundo no interior da torre de destilação 10 e é extraída do tanque 15 por meio da bomba 14. O calor mantido pela fração pesada é usado para aquecer o alcatrão desidratado pelo trocador de calor 11.

7/10 [0036] Desta maneira, o alcatrão de carvão é destilado dentro da torre de destilação 10, e a fração pesada é usada como um aditivo aglomerante de carvão.

[0037] O vapor destilado que contém os ingredientes de baixo ponto de ebulição é retornado para a linha de gás GFC produzida 2 sem ser condensado depois de o naftaleno ser absorvido pela torre de absorção de naftaleno 16.

[0038] A linha de gás GFC produzida 2 é conectada a uma linha de purificação de gás compreendida de um refrigerador primário 3, um refrigerador direto 4, ou outro refrigerador de gás GFC, um soprador 5, um depurador de naftaleno, um depurador de amônia, um depurador de benzol, etc. (não mostrados), de modo que o vapor destilado que contém os ingredientes de baixo ponto de ebulição seja resfriado e purificado juntamente com o gás GFC.

[0039] Na presente invenção, o vapor destilado que é produzido a partir da torre de destilação 10 e que contém os ingredientes de baixo ponto de ebulição é retornado para a linha de gás GFC produzida 2 do forno de coque 1, sem ser condensado, onde o mesmo é tratado juntamente com o gás GFC, de modo a não haver necessidade de se prover ainda uma bomba de vácuo ou outro dispositivo de redução de pressão ou refrigerador.

[0040] Na presente invenção, o soprador 5 que é instalado após a linha de gás GFC produzida 2 é utilizado para reduzir a pressão interna na torre de destilação 10. A pressão dentro da torre de destilação 10 chega a 93,4 a 98,6 kPa (700 a 740 Torr). Por esse motivo, quando comparado ao método apresentado no documento de Patente 2, que faz com que a pressão interna na torre de destilação chegue a um estado de pressão reduzido de 6,7 a 26,7 kPa (50 a 200 Torr) e com que a temperatura de aquecimento atinja 170 a 200° C, a temperatura de operação de destilação deve ser ajustada para um pouco mais alta, a

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180 a 210° C. Sendo assim, o custo da energia requerida para a operação de destilação na torre de destilação 10 aumenta, porém o efeito da redução do custo de equipamento é maior, e, assim, o custo total pode ser reduzido.

[0041] Por esse motivo, de acordo com a presente invenção, é possível se produzir com economia um aditivo aglomerante de carvão a partir de alcatrão de carvão sem a nova provisão de nenhum dispositivo de redução de pressão ou refrigeradores, que têm grandes dimensões e difíceis de se inspecionar e manter.

[0042] A qualidade do aditivo aglomerante de carvão que é obtido de acordo com o método da presente invenção é equivalente a de um produto convencional. Ao se adicionar 1 a 4 % em massa de um aditivo aglomerante de carvão ao carvão não aglomerável e ao se carregar a mistura no forno de coque 1, torna-se possível aumentar a qualidade (resistência) do coque obtido a um nível equivalente ao caso de quando se usa um carvão aglomerável pesado como a matéria-prima.

[0043] Por esse motivo, se torna possível aumentar a razão da mistura de um carvão não aglomerável de baixo custo como um material de coque. O efeito econômico é muito expressivo.

[0044] Acima, uma modalidade preferida da presente invenção foi explicada, porém a modalidade acima foi uma ilustração. A presente invenção não deve ser interpretada como limitada a esse aspecto. Uma pessoa com conhecimento simples no campo ao qual a presente invenção pertence poderá claramente conceber várias modificações, alterações, etc. dentro do âmbito de aplicação do conceito técnico da presente invenção. Essas modificações devem ser naturalmente entendidas como recaindo também sobre o âmbito de aplicação técnica da presente invenção.

Aplicabilidade Industrial [0045] De acordo com a presente invenção, é possível se prover

9/10 um método de produção de um aditivo aglomerante de carvão que poderá produzir de forma econômica um aditivo aglomerante de carvão sem prover um outro dispositivo de redução de pressão ou refrigerador de grandes dimensões e difícil de inspecionar e manter.

[0046] Além disso, a qualidade do aditivo aglomerante de carvão que é obtido de acordo com o método da presente invenção é equivalente a de um produto convencional. Ao se adicionar 1 a 4 % em massa de um aditivo aglomerante de carvão ao carvão não aglomerável e ao se carregar a mistura no forno de coque, torna-se possível aumentar a qualidade do coque obtido a um nível equivalente ao caso de quando se usa um carvão aglomerável pesado como a matéria-prima. [0047] Por conseguinte, a presente invenção tem grande aplicabilidade industrial.

Lista de Sinais de Referência

- forno de coque

- linha de gás GFC produzida

- refrigerador primário

- refrigerador direto

- soprador

- decantador

- superdecantador

- tanque de alcatrão

- bomba

- torre de destilação

- trocador de calor

- aquecedor

- parede divisória

- bomba

- tanque

- torre de absorção de naftaleno

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- conduto

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de produção de um aditivo aglomerante de carvão por sopro de um alcatrão de carvão, que é removido como um subproduto de um forno de coque (1), a partir de um conduto (17) que é conectado a um topo de uma torre de destilação (10) para dentro de uma torre de destilação (10), removendo os ingredientes de baixo ponto de ebulição do alcatrão de carvão, e recuperando a fração pesada, caracterizado pelo fato de retornar um vapor de destilação, que é produzido na torre de destilação (10) e que contém componentes de baixo ponto de ebulição para uma linha de transporte de Gás de Forno de Coque (GFC) produzido (2), em que o GFC produzido no forno de coque (1) é resfriado e processado a gás, e tratando o vapor de destilação juntamente com o GFC, a pressão dentro da torre de destilação (10) sendo de 93,4 a 98,6 KPa e a temperatura de aquecimento dentro da torre de destilação (10) sendo de 180 a 210°C.
2. Método de produção de um aditivo aglomerante de carvão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o vapor de destilação, que contém componentes de baixo ponto de ebulição produzidos na torre de destilação (10), é absorvido por um soprador de absorção (5) que é conectado a uma linha de transporte de GFC produzido (2), em que o GFC produzido no forno de coque (1) é resfriado e processado a gás.
3. Método de produção de um aditivo aglomerante de carvão, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o vapor destilado, que é produzido na torre de destilação (10) e contém ingredientes de baixo ponto de ebulição, é retornado para uma linha entre uma saída do forno de coque (1) e um gás de refrigeração de GFC (3).

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