CZ302969B6

CZ302969B6 - Zpusob výroby hnedouhelného koksu jednostupnovým tepelným prepracováním

Info

Publication number: CZ302969B6
Application number: CZ20080728A
Authority: CZ
Inventors: Kusý@Jaroslav; Šafárová@Marcela; Andel@Lukáš; Valeš@Josef; Ciahotný@Karel
Original assignee: Výzkumný ústav pro hnedé uhlí a.s.; Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2012-01-25
Also published as: CZ2008728A3; WO2010054607A1; WO2010054607A4

Abstract

Zpusob výroby spocívá v tom, že hnedé uhlí s obsahem uhlíku v sušine 60 až 75 % hmotnostních, prchavé horlaviny 40 až 60 % hmotnostních a dehtu 17,5 až 30 % hmotnostních se drcením a mletím upravuje na velikost zrna pod 0,25 mm, zvlhcuje na obsah veškeré vody v rozmezí 10 až 25 % hmotnostních, homogenizovaná smes se vnáší do retorty a po zhutnení neprímo zahrívá do vnitrní teploty retorty 950 až 1300 .degree.C, na této teplote se udržuje po dobu 2 a více hodin. Produkt se z retorty vyjme po ochlazení na povrchovou teplotu 400 .degree.C.

Description

(57) Anotace:

Způsob výroby spočívá v tom, že hnědé uhlí s obsahem uhlíku v sušině 60 až 75 % hmotnostních, prchavé hořlaviny 40 až 60% hmotnostních a dehtu 17,5 až 30 % hmotnostních se drcením a mletím upravuje na velikost zma pod 025 mm. zvlhčuje na obsah veškeré vody v rozmezí 10 až 25 % hmotnostních, homogenizovanásměs se vnáší do retorty a po zhutn&ií nepřímo zahřívá do vnitřní teploty retorty 950 až 1300 °C, na této teplotě se udržuje po dobu 2 a více hodin. Produkt se z retorty vyjme po ochlazení na povrchovou teplotu 400 °C.

QZ 302969 B6

Způsob výroby hnědouhelného koksu jednostupnovým tepelným přepracováním

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby hnědouhelného koksu tepelným přepracováním hnědého uhlí vysokoteplotní karbonizací za nepřítomnosti vzduchu v jediném technologickém stupni.

Dosavadní stav techniky

Hnědé uhlí je považováno a v odborné literatuře doposud označováno jako nespékavé. Nízkotepelnou karbonizací (polokoksováním) hnědého uhlí do koncových teplot 580 až 600 °C vzniká hnědouhelný polokoks, který je charakterizován vysokou reaktivitou se sklonem k samovznícení (čerstvě vyrobený na vzduchu samovolně oxiduje). Vzniklá hořlavina je jemnozmná, měkká až drobivá a má značný obsah popelovin. Se stoupající velikostí zrna narůstá i obsah popela od 15 do 35 %, což je doprovázeno poklesem spalného tepla.

Výroba koksu z hnědého uhlí vysokotepelnou karbonizací při koncových intervalech teplot kok20 sování v rozmezí 900 až 1050 °C pro jeho nespékavost neprobíhala přímo, ale byla technologicky obcházena tak, že hnědé uhlí bylo přidáváno jako ostřidlo (nespékavý podíl s upravenou zrnitostí na cca 80 % pod 0,5 mm) ke spékavému černému uhlí při přípravě koksoviny v množství od 3 do 10 %. Koksovina je směs různých druhů dobře Či méně spékavých druhů černých uhlí s upravenou velikostí zrn na 90 až 93 % pod 3 mm, která tvoří vsázku do koksovací baterie.

Zveřejněná patentová přihláška JP 51135902 uvádí nepřímý způsob výroby koksu, při kterém je odpopelněný a děsuIfurizováný kapalný produkt, získaný působením vhodného solventu na hnědé uhlí podroben působení zvýšené teploty a tlaku v prostředí vodíkové atmosféry, vytvořený pevný podíl je oddělen a smíchán ve vhodném poměru s uhelnou surovinou. Takto vytvořená směs tvoří vsázku do koksovací baterie.

Druhý způsob přípravy vysokoteplotního koksu z hnědého uhlí je rovněž nepřímý a probíhal ve dvou technologických krocích. Z hnědého uhlí byl nejprve vyroben polokoks, který byl následně bezpojidlově či pojidlově briketován. Vylisované brikety byly vysokoteplotně karbonizovány v intervalu teplot 900 až 1200 °C. Tento technologický postup umožňoval vyrobit hnědouhelný koks ve dvou technologických krocích.

Autorské osvědčení 236540 popisuje způsob zlepšování spékavosti hůře spékavých uhlí používaných pro výrobu metalurgického koksu, který spočívá v tom, že se k surovému uhlí přidá před vlastním koksováním katalyzátor oxid hlinitý ve formě prášku o změní pod 1 mm v množství od 0,05 do 0,5 % hmotnostních. Tento způsob je však převážně zaměřen na hůře spékavá černá uhlí.

Další technologie výroby hnědouhelného koksu byla také dvoustupňová. Vysušené hnědé uhlí bylo jemně mleto a bezpojidlově, za vysokých tlaků lisováno do briket, které byly následně suŠe45 ny. Vysušené brikety byly vysokoteplotně karbonizovány v definovaném teplotním režimu s koncovou teplotou 1100 °C. Nárůst teploty do 650 až 700 °C byl pozvolný. Gradient nárůstu teploty v intervalu 700 až 1100 °C byl naopak rychlý. Tato technologie byla donedávna provozována v německém Lauchhammeru.

-1 CZ 302969 B6

Podstata vynálezu

Výše uvedené problémy s výrobou hnědouhelného koksu do určité míry odstraňuje způsob podle tohoto vynálezu, který spočívá v tom, že na základě provedených testů byly stanoveny hodnoty kvalitativních znaků vsázkového hnědého uhlí tj. obsah uhlíku v sušině (C^d) 60 až 75 % hmotnostních, obsah prchavé hořlaviny v sušině (V^d) 40 až 60 % hmotnostních, a obsah dehtu v sušině (T^ds<) 17,5 až 30% hmotnostních, při jejichž dosažení dochází při karbonizaci ke spékání hnědouhelné hmoty. (Tyto hodnoty jsou stanoveny z různých stavů hnědého uhlí a vzájemně se mohou překrývat, tj. uhlík v sušině zahrnuje část uhlíku v dehtu, část dehtuje též součástí prchalo vé hořlaviny, tzn. součet těchto hodnot není 100 %).

Hnědé uhlí odpovídající kvality je drcením a mletím upraveno na velikost zrna pod 0,25 mm. Vzniklá směs je zvlhčována přídavkem technologické vody na konečný obsah vody veškeré v rozsahu 10 až 25 % hmotnostních a za současného míchání homogenizována. Zmitostně uprali vená, zvlhčená a homogenizována směs hnědého uhlí je vkládána do retorty, ve které je postupně zhutňována. Po naplnění a zhutnění zvlhčené vsázky do retorty je retorta uzavřena a vložena do pyrolýzní pece, kde je obsah nepřímo zahříván do koncové vnitřní teploty retorty 950 až 1300 °C.

Tato teplota je následně udržována po dobu 2 a více hodin v závislosti na geometrii a parametrech koksovací baterie. Současným působením faktorů narůstající teploty a času dochází za nepřístupu vzduchu k chemicko-ťyzikálním karbonizaČním přeměnám hnědouhelné hmoty a jejímu spékání. Produktem této přeměny je vysokoteplotní hnědouhelný koks vyrobený v jediném technologickém kroku.

Příklady provedení vynálezu

Kvalitativní parametry vsázkového hnědého uhlí uvádí tabulka č. I. Zmitostně upravená vsázka hnědého uhlí pod 0,25 mm, zvlhčená na 12,6 % obsahu vody veškeré byla vložena a zhutněna ve válcové retortě, která byla následně vložena do karbon ízační (pyrolýzní) pece a zahřívána s gradientem nárůstu teploty 9,95 °C . min’¹ až do dosažení vnitřní koncové teploty vsázky 1050 °C. Koncová teplota vsázky byla udržována po dobu následujících dvou hodin. Po ukončení karbonizace byl koks z retorty vyklopen při povrchové teplotě 400 °C (vnitřní teplota koksového jádra se pohybovala v rozmezí 500 až 700 °C). Na rozdíl od hnědouhelného polokoksu, tímto způsobem vyrobený hnědouhelný koks při této povrchové teplotě nepodléhá samovznícení. Kva35 litativní parametry hnědouhelného koksu uvádí tabulka č, 2.

Vyrobený hnědouhelný koks je šedočemý, matný, kusovitý a nedrobivý. Má malý měrný povrch, který dosahuje 1,04 m².g' a 15,2 % vytvořených adsorpčních pórů leží v intervalu velikosti 44 až 65 nm.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1, Způsob výroby koksu z hnědouhelné suroviny s obsahem uhlíku v sušině (C^d) 60 až 75 % 15 hmotnostních, prchavé hořlaviny v sušině (V^d) 40 až 60 % hmotnostních a dehtu v sušině (Τζκ)

17,5 až 30 % hmotnostních, která se drcením a mletím upravuje na velikost zrna pod 0,25 mm, zvlhčuje na konečný obsah veškeré vody v rozsahu i 0 až 25 % hmotnostních, vyznačující se tím, že takto získaná homogen izo vana směs se vnese do retorty a po zhutnění nepřímo zahřívá do koncové vnitřní teploty retorty 950 až 1300 °C, tato teplota se udržuje po dobu 2

20 a více hodin a produkt se z retorty vyjme po ochlazení na povrchovou teplotu 400 °C.