CZ305766B6

CZ305766B6 - Způsob výroby kusového polokoksu

Info

Publication number: CZ305766B6
Application number: CZ2007-437A
Authority: CZ
Inventors: Sergey Romanovich Islamov; Sergey Grigorievich Stepanov; Aleksey Borisovich Morozov
Original assignee: Obschestvo S Organichennoi Otvetstvennostju "Carbonika-F"
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2005-04-01
Publication date: 2016-03-09
Also published as: UA83961C2; AU2005312364A1; US20080190754A1; WO2006062432A1; AU2005312364B2; RU2275407C1; DE112005003101T5; SK288409B6; CZ2007437A3; CA2589727A1; SK50852007A3

Abstract

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

Description

(57) Anotace:

Způsob výroby kusového polokoksu spočívá v použití uhlí o frakci 20 až 70 mm jako uhelného lože a dodávání vzduchu skrz uhelné lože v poměrném dmychaném množství 70 až 99,5 m³/m².h, v závislosti na druhu uhlí.

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, zahrnujícího 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 vdmychaném množství 100 až 400 m³/m²h (RU 2169166 Cl).

Nejblíže k nárokovanému způsobu co do získaných výsledků a technické podstatě je způsob výroby adsorpčního uhlí ve svislém zařízení šachtového typu s vnitřním ohřevem hořením těkavého materiálu a části uhlíkového zbytku v uhelném loži, profukovaném proudem vzduchu (RO 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-pamí 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 (CO₂ a H₂O) 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 frakcí uhlí 20 až 70 mm a vzduch se prohání uhelným ložem v poměrném dmychaném množství 70 až 99,5 m³/m²h, v závislosti na druhu uhlí.

- 1 CZ 305766 B6

Příklady uskutečnění vynálezu

Způsob výroby kusového polokoksu se realizuje následovně:

Svislé zařízení šachtového typu se v celé výši naplní drceným uhlím o frakci 20 až 70 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. 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:

v/, = 12,2% A^d = 2,4 % V^daf=44% Q^ri = 25,7 MJ/kg

C^daf = 77,9 % H^daf = 5,3% N^daf= 1,2% O^daf= 15/16% S^daf=0,44%

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

Poměrné dmychané množství	99,5 m³/m²h
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 %
Granulometrické složení polokoksu	nad 20 mm 25 %
	5 až 10 mm 11 %
	10 až 20 mm 58%
	pod 5 mm 6 %

-2CZ 305766 B6

Příklad 2

Surovinou bylo uhlí o frakci 10 až 60 mm (Berezovskij, druh B2, Kansko-Ačinskij bassein), které má následující technické a chemické složení:

w\= 10% A^d = 7 % V^daf=48%

Q^r, = 22,08 MJ/kg

C=71 %

Η=5,1 %

N=0,7%

O^daf = 22,3 %

S^daf=0,3 %

Do zařízení se naplnilo přibližně 123 kg drceného uhlí. Lože se zažehlo z horní strany. Pecní vzduch se dmychal spodem. Proces 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	27,7 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 21,5% pod 5 mm 78,5 %

Příklad 3 (srovnávací)

Do zařízení se naplnilo 135 kg uhlí o frakci 5 až 20 mm, druhu B2 (borodinské uhlí), které má následující technické a chemické složení:

W^r _t = 30% C^daf=71%

A^d = 90% H^daf=5%

V = 22,5 MJ/kg 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 zařízení 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 621774) 68,6 % a methylenovou modří (GOST 6217-74) 28 až 60 mg/g.

-3CZ 305766 B6

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, 2ό	74,8	60	-
Zdánlivá hustota polokoksu, g/m³	0,68	0,45
Výtěžek pevného produktu, %	48,6	43	27,4

Claims

1. 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/m²h, v závislosti na druhu uhlí.