CZ2007437A3

CZ2007437A3 - Zpusob výroby kusového polokoksu

Info

Publication number: CZ2007437A3
Application number: CZ20070437A
Authority: CZ
Inventors: Romanovich@Islamov Sergey; Grigorievich@Stepanov Sergey; Borisovich@Morozov Aleksey
Original assignee: Zakrytoe Akcionernoe Obschestbo "Carbonika-F"
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2005-04-01
Publication date: 2007-09-26
Also published as: SK50852007A3; CZ305766B6; AU2005312364A1; WO2006062432A1; UA83961C2; DE112005003101T5; RU2275407C1; AU2005312364B2; US20080190754A1; SK288409B6; CA2589727A1

Abstract

Zpusob výroby kusového polokoksu spocívá v použití uhlí o frakci 20 až 70 mm jako uhelného lože a dodávání vzduchu skrz uhelné lože v pomerném dmychaném množství 70 až 99,5 m.sup.3.n./m.sup.2.n. .h, v závislosti na druhu uhlí.

Description

Způsob výroby kusového polokoksu

Oblast techniky

Vynález se týká oblasti výroby kusového polokoksu a může být použit v hutnictví.

Dosavadní stav techniky

Známý je způsob výroby kusového polokoksu destilací surovin obsahujících uhlík ve svislých autotermálních zařízeních typu šachtové peci s použitím dmychaného pecního vzduchu, zahrnující ohřev, sušení a karbonizaci uvedené suroviny, vypouštění polokoksu takto vyrobeného spodem a odtahování hořlavého plynu, přičemž k dmychanému pecnímu vzduchu se přidává vzniklý hořlavý plyn, který má výstupní teplotu zařízení, v koncentraci nepřevyšující dolní mez vzplanutí plynu, s přidáváním k dmychanému pecnímu vzduchu přibližně 8 až 10 % plynu na objem získaného hořlavého plynu, s karbonizační teplotou mezi 920 a 950 °C, přičemž uvedený dmychaný pecní vzduch se dodává ze strany protilehlé žhnoucímu uhlí v dmychaném množství 100 až 400 m³/m²-h (RU 2169166 Cl).

Nejblíže k nárokovanému způsobu co do získaných výsledků a technické podstatě je způsob výroby adsorpčního uhlí ve svislém zařízen šachtového typu s vnitřním ohřevem hořením těkavého materiálu a části uhlíkového zbytku v uhelném loži, profukovaném proudem vzduchu (RU 201144883). Způsob předpokládá zažehnutí uhelného lože ze strany protilehlé dmychanému pecnímu vzduchu. Hořící čelo se posunuje proti proudu vzduchu a pevný zbytek zůstává za čelem obsahujícím uhlík, který nevyhořel. Při pohybu čela hoření prochází uhelné lože po sobě následujícími kroky ohřevu, sušení a karbonizace. Plyno-parní směs karbonizačních produktů a části zbytku pevného uhlíku reaguje se vzdušným kyslíkem až do jeho úplného spotřebování za tvorby čela hoření o teplotě od 750 do 900 °C. Za čelem hoření se tvoří zóna

regenerace - redukce - produktů hoření (C0₂ a H₂0) na oxid uhelnatý a vodík. Hořlavý plyn se odtahuje ze zařízení pro následné ošetření a použití. Pevný zbytek má vysokou vnitřní pórovitost (přibližně 60%), která zajišťuje vysokou sorpční schopnost produktu a jeho následné použití jako adsorbentu. Nevýhody uvedeného způsobu jsou následující:

Získaný produkt, nehledě na blízkost chemického složení jako má kusový polokoks, má omezenou oblast využití v hutnictví kvůli zvýšenému podílu frakce drobných částic, malé hustotě a zvýšenému obsahu popela. Vysoká pórovitost značně snižuje pevnost uhlíkového zbytku. Nedostatkem je rovněž snížený výtěžek pevného produktu z důvodu podstatné ztráty výchozí uhlíkaté suroviny následkem spálení.

Podstata vynálezu

Vynález řeší úkol zvýšení jakosti získaného pevného produktu, vyhovujícího požadavkům, kladeným na kusový polokoks.

Technický výsledek při využití vynálezu spočívá v získání pevného produktu, který má vyšší pevnost a hustotu, nízký obsah popela a rovněž vyšší průměrnou velikost kusů a ve zvýšení specifického výtěžku pevného produktu.

Uvedený technický výsledek se dociluje tím, že uhelné lože je tvořeno frakci uhlí 2 0 až 7 0 mm a vzduch se prohání uhelným ložem v poměrném dmychaném množství 70 až 99,5 m³/m²-h, v závislosti na druhu uhlí.

Podrobný popis vynálezu

Způsob výroby kusového polokoksu se realizuje následovně:

Svislé zařízení šachtového typu se v celé výši naplní drceným uhlím o frakci 2 0 až 7 0 mm, dmychaný pecní vzduch se dodává v poměrném dmychaném množství 70 až 99,5 m³/m²-h (v závislosti na druhu uhlí) a uhelné lože se zažehne na straně protilehlé ke vstupu dmychání. Vytvářející se čelo karbonizace postupuje stálou rychlostí proti proudu vzduchu a horké polokoksové lože

zůstává za čelem. Při průchodu čelem karbonizace prochází uhlí postupně kroky ohřevu, sušení a pyrolýzy. Hořlavé složky pyrolytických zplodin zcela shoří ve vzdušném kyslíku a vznikne oxid uhličitý a vodní pára a ty se potom na horkém povrchu polokoksu redukcí přemění na plynné hořlavé složky (oxid uhelnatý a vodík), které neobsahují pyrolytické zplodiny. Po Když čelo karbonizace dosáhne stranu lože, která je naproti straně zažehnutí, je proces ukončen. Polokoksové lože se ochladí a vypustí se dolní stranou svislého zařízení.

V příkladu, který způsob ilustruje, je použito svislé zařízení šachtového typu o vnitřním průměru 0,5 m a výšce 1,5 m.

Příklad 1

Surovinou bylo uhlí o frakci 20 až 60 mm (Šubarkolské uhlí, druh D, Kazachstán), které má následující technické a chemické složení:

w^rt	= 12,2 %	c^daf	= 77,9 %
A^d	= 2,4 %	H^daf	= 5,3 %
_vdaí	= 44 %	_Ndaf	= 1,2 %
Q^ri	= 25,7 MJ/kg	_oda^f	= 15/16 %

S^daf _{= 0},_{44 %}

Do zařízení se naplnilo přibližně 160 kg drceného uhlí. zažehlo z horní strany. Pecní vzduch se dmychal spodem byl ukončen, když čelo hoření doběhlo na dolní stranu uhl

Lože se . Proces í .

Poměrné dmychané množství	99,5 m³ /m² · h
Rychlost pohybu čela spalování	11,5 cm/h
Specifický výtěžek polokoksu	42,4 kg/m²-h
Výtěžek polokoksu	48,6 %
Výtěžek hořlavého plynu	165 m³/m²-h
Skupenské teplo surového plynu	2,4 MJ/m³
Obsah popela v polokoksu	A - 5,4 %
Zdánlivá hustota polokoksu	0,68 g/m³
Strukturní pevnost polokoksu	74,8 %

• · • · · · • · · ·

nad 2 0 mm	25 %
5 až 10 mm	11 %
10 až 20 mm	58 %
pod 5 mm	6 %

Přiklad 2

Surovinou	bylo uhlí o frakci 10 až 60
Kansko-Ačinskij bassein)	, které	má
chemické	složení:
W^rt	= 10 %	_cdaf ₌	71
A^d	= 7 %	H^daf =	5,1
v^daf	= 48 %	N^daf =	0,7
Q^ri	= 22,08 MJ/kg	_odaf ₌	22 ,
		gdaf ₌	0,3
Do zařízení se naplnilo	přibližně	123
zažehlo z	horní strany.	Pecní vzduch

následující technické a byl ukončen, když čelo hoření doběhlo na dolní stranu uhlí

Poměrné dmychané množství	76,4 m³/m²-h
Rychlost pohybu čela spalování	9,2 cm/h
Specifický výtěžek polokoksu	2 7,7 kg/m² h
Výtěžek polokoksu	43 %
Výtěžek hořlavého plynu	100,2 m³/m²-h
Skupenské teplo surového plynu	2,32 MJ/m³
Obsah popela v polokoksu	A = 15 %
Zdánlivá hustota polokoksu	0,45 g/m³
Strukturní pevnost polokoksu	60 %
Granulometrické složení polokoksu	5 až 10 mm
	pod 5 mm

21.5

78.5 • · · ·

Příklad 3 (srovnávací)

Do zařízení se naplnilo 135 kg uhlí o frakci 5 až 2 0 mm, druhu

B2 (borodinské uhlí), které má následující technické a chemické složení:

w^rt	= 30 %	C^daf = 71 %
A^d	= 90 %	H^daf = 5 %
v^daf	= 22,5 %	N^daf = 1 %
		S^daf = 0,5%
Spodem se	dmychal vzduch	v množství 35 m³/h a uhlí se zažehlo
shora. Za	8 h se čelo hoření dostalo na úroveň přívodu vzduchu a
září zení	se vyprázdnilo.	Výtěžek adsorbentu byl 37 kg, čili

27,4 % vstupního uhlí.

Jeho parametry byly následující: vlhkost 0,5 %, obsah popela 21 až 28 %, sypná hustota 0,45 g/cm³, odolnost proti oděru (podle GOST 16188-70) 85 až 86 %, celkový objem pórů 0,6 cm³/g, specifický povrch pórů 850 m²/g, adsorpční účinnost zkouškou jodem (GOST 6217-74) 68,6 % a metylenovou modří (GOST 6217-74) až 60 mg/g.

Způsob podle nároku takto umožňuje získat pevný produkt, který má vyšší pevnost a hustotu, nízký obsah popela a také větší průměrnou velikost kusů a zvýšený specifický výtěžek pevného produktu (viz tabulka).

·· ··· ·

Tabulka

	Příklad 1	Příklad 2	Příklad 3 (srovnávací)
Velikost frakce uhlí, mm	20 až 60	20 až 60	5 až 20
Relativní dmychané množství, m³/m²/h	99,5	76,4	100 až 400
Obsah popela Ad, %	5,4	15	21 až 28
Strukturní pevnost polokoksu, o, o	74,8	60	-
Zdánlivá hustota polokoksu, g/m³	0,68	0,45	-
Výtěžek pevného produktu, %	48,6	43	27,4

PATENTOVÉ

Claims

Způsob výroby kusového polokoksu, zahrnující tepelné ošetření uhelného lože ve svislém zařízení šachtového typu, zažehnutého na straně protilehlé k dodávanému vzduchu, vyznačující se tím, že uhelným ložem je uhlí o frakci 20 až 70 mm a vzduch se dodává skrz uhelné lože v poměrném dmychaném množství 70 až 99,5 m³/m²-h, v závislosti na druhu uhlí.