Uprawniony z patentu: FMC Corporation, Nowy Jork (Stany Zjednoczo¬ ne Ameryki) Sposób utwardzania brykietów weglowych Przedmiotem wynalazku jest sposób utwardzania surowych brykietów z wegla w obecnosci powietrza.Wiadomo, ze dobrej jakosci brykiety z wegla mozna wytwarzac brykietujac wegiel o malej za¬ wartosci skladników lotnych za pomoca bitumicz¬ nego spoiwa i nastepnie utwardzajac surowe bry¬ kiety w obecnosci tlenu w atmosferze gazu oboje¬ tnego w temperaturze 190— 230°C w ciagu 1—2 go¬ dzin i poddajac utwardzone brykiety procesowi koksowania.Z opisów patentowych Stanów Zjedn. Am. nrnr 3 140 241 i 3 140 242 znane sa sposoby wytwarza¬ nia produktu, który moze byc stosowany jako koks metalurgiczny, a nawet jako koks wielkopiecowy.Sposoby te polegaja na tym, ze zmielony wegiel suszy sie i ogrzewa w temperaturze wynoszacej co najmniej 120°C, ale nizszej od temperatury, w której nastepuje wydzielanie sie smoly weglowej.Proces ogrzewania prowadzi sie w obecnosci tlenu, który mozna dodawac do gazu, w którym wegiel tworzy zawiesine (opis patentowy St. Zjedn. Am. nr 3 140 241) lub moze byc zawarty w weglu, po¬ wodujac wytwarzanie skatalizowanych czastek we¬ gla (opis patentowy St. Zjedn. Am. nr 3 140 242).Czastki te ogrzewa sie nastepnie w sposób bardzo szybki do temperatury, w której zachodzi powsta¬ wanie smoly, to jest do temperatury 260—480°C, stosujac do tego procesu urzadzenia do odgazowy¬ wania, ewentualnie polaczone w szereg. W ten Z sposób usuwa sie praktycznie biorac calkowicie smole, uzyskujac odgazowany wegiel, który naste¬ pnie ogrzewa sie do temperatury 760—815°C (tem¬ peratura gazów odlotowych), usuwajac lotne skla- 5 dniki, które nie ulegaja skraplaniu i otrzymujac produkt wyprazony. Produkt ten zawiera korzyst¬ nie mniej niz 3% substancji lotnych, ale co najm¬ niej 1% wodoru. Produkt ten chlodzi sie w srodo¬ wisku obojetnego gazu do takiej temperatury, w 10 której moze sie stykac z powietrzem bez powodo¬ wania reakcji, po czym miesza z bitumicznym spoiwem i brykietuje.Spoiwo wytwarza sie korzystnie ze smoly otrzy¬ manej w urzadzeniu do odgazowywania, przedmu- 15 chujac ja az do otrzymania paku. Brykiety utwar¬ dza sie w obecnosci tlenu, przy czym zachodzi egzo¬ termiczna reakcja, prawdopodobnie pomiedzy tle¬ nem i spoiwem, w wyniku której nastepuje amal¬ gamacja wyprazonego produktu i spoiwa. Jezeli ao temperatura gazów zawierajacych tlen w piecu do utwardzania wynosi 190—230°C, to temperatura we¬ wnatrz brykietów wynosi 260—290°C. Utwardzone brykiety poddaje sie koksowaniu tak, aby ich za¬ wartosc lotnych skladników wynosila mniej niz 3%. 25 Przy wykonywaniu prób laboratoryjnych brykie¬ ty utwardza sie w obecnosci powietrza w piecu laboratoryjnym, ale stosuje sie pojedyncze warstwy zloza materialu, aby zapobiec podwyzszaniu sie temperatury powyzej tej, w której nastepuje pa¬ so lenie sie. W powolanych wyzej opisach patento-^ 78 3313 wych Stanów Zjedn. Am. podano, ze dopuszczalna grubosc warstwy, która mozna stosowac przy u- twardzaniu za pomoca powietrza bez obawy zapa¬ lenia sie brykietów, wynosi okolo 15 cm. Grubosc ta jest jednak niedostateczna dla zapewnienia do¬ brego przebiegu procesu, totez konieczne jest zmniejszanie stezenia tlenu w gazie, aby zmniej¬ szyc szybkosc reakcji. To z kolei powoduje oslabie¬ nie powiazania przez spoiwo podczas utwardzania i otrzymywanie brykietów o niedostatecznej wy¬ trzymalosci.W opisie patentowym Stanów Zjedn. Am. nr 3 384 557 podano sposób utwardzania surowych brykietów przez ogrzewanie ich w sfluidyzowanym zlozu ogrzanej substancji stalej, zwlaszcza specjal¬ nie wyprazonych czastek produktu zweglonego, w obecnosci co najmniej 10% tlenu. Wada tego spo¬ sobu jest to, ze wymaga bardzo starannej regulacji.Sposób wedlug wynalazku nie ma opisanych wy¬ zej wad znanych sposobów wytwarzania brykietów.Polega on na tym, ze surowe brykiety utwardza sie na ruchomym ruszcie w warstwach o grubosci 25—80 cm, dzialajac gazami zawierajacymi co naj¬ mniej 15% tlenu, a newet do 21% tlenu (to jest powietrzem), przy czym gazy te ogrzane do tem¬ peratury 190—-230°C przepuszcza sie przez poru¬ szajaca sie warstwe brykietów z predkoscia do¬ stateczna do odprowadzenia ciepla powstajacego na skutek egzotermicznej reakcji w brykietach, w celu niedopuszczenia do wzrostu temperatury w brykietach powyzej temperatury 290—300°C.Predkosc gazów mozna latwo obliczyc, gdyz wia¬ domo, ze w zaleznosci od rodzaju spoiwa i jego ilosci, ilosc ciepla powstajacego podczas reakcji utwardzania wynosi 47,1—94,2 kcal/kg brykietów.Przyklad urzadzenia do stosowania sposobu we¬ dlug wynalazku jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat calego urzadze¬ nia, a fig. 2% — pionowy przekrój tej czesci urza¬ dzenia* ' w ^której prowadzi sie wlasciwy proces utwardzania. * ' • Tak jak w procesach znanych, tak i przy stoso¬ waniu sposobu* wedlug wynalazku proces utwar¬ dzania brykietów polega na reakcji tlenu ze spoi¬ wem. W celu zapoczatkowania tej reakcji surowe brykiety ogrzewa sie do temperatury okolo 200°C, a wówczas reakcja egzotermiczna rozwija sie, przy czym nie nalezy dopuscic do tego, aby temperatura wewnatrz brykietów wzrosla wyzej niz 260—300°C, gdyz wówczas brykiety moga ulec zapaleniu sie.W znanych sposobach stosuje sie przeto grubosc warstwy do 15 cm i reakcje prowadzi powoli, ogra¬ niczajac ilosc tlenu przeplywajacego przez war¬ stwe brykietów. W odróznieniu od tego, sposobem wedlug wynalazku zapobiega sie powstawaniu zbyt wysokiej temperatury nie przez zmniejszenie pred¬ kosci reakcji, ale reakcje prowadzi sie z jej opty¬ malna predkoscia i stosuje przeplyw gazów tak szybki, aby umozliwic odprowadzenie ciepla z gru¬ bej warstwy brykietów i utrzymac ich temperature ponizej temperatury zaplonu. Ilosc gazu, która nalezy przeprowadzic przez warstwe brykietów za¬ lezy oczywiscie od ich temperatury i skladu, który ma wplyw na przebieg reakcji, a takze od ilosci ciepla, która nalezy odprowadzic. Temperatura tych 331 4 gazów powinna byc jednak na tyle wysoka, abj* w stosunkowo krótkim czasie reakcja zostala za¬ poczatkowana. Duze zloza surowych brykietów, u- trzymywane w temperaturze 80—95°C w atmosferze 5 powietrza, ulegaja zapaleniu, ale aby uzyskac ko¬ rzystny czas trwania procesu, trzeba stosowac gaz o temperaturze okolo 190°C. Temperatura ta nie powinna byc jednak wyzsza niz okolo 230°C, gdyz wówczas gaz ten nie spelnialby nalezycie roli czyn- 10 nika odprowadzajacego cieplo reakcji. Korzystnie przeto stosuje sie gaz o temperaturze 210°C±10°C, gdyz wówczas mozna uniknac zbyt duzej predkosci gazu. Jako gaz stosuje sie ogrzane powietrze lub gaz zawierajacy powietrze zmieszane z produktami 15 spalania lub innymi skladnikami obojetnymi. Za¬ wartosc tlenu w gazie powinna byc jednak tak duza, aby gazy odlatujace z pieca do utwardzania zawieraly co najmniej 15% tlenu.W urzadzeniu przedstawionym na rysunku suro- *° wiec i pak miesza sie w mieszalniku 10 i miesza¬ nine 12 wprowadza do urzadzenia brykietujacego 14. Brykiety 16 podaje sie za pomoca przenosnika 18 na ruszt sortowniczy 20, w celu usuniecia czesci drobnych i nastepnie wprowadza brykiety do po- 25 daj nika 22, za pomoca którego wytwarza sie na ruszcie ruchomym 27 warstwe 24 brykietów. Ruszt 27 przenosi brykiety przez piec do utwardzania 26, a nastepnie podaje na przenosnik 28, transportuja¬ cy utwardzone brykiety do urzadzenia do koksowa- 30 nia, nie uwidocznionego na rysunku.Rozpoczynajac proces trzeba dostarczyc ilosc cie¬ pla niezbedna do ogrzania wprowadzanego gazu do temperatury okolo 190—230°C i zainicjowania reakcji utwardzania brykietów. Gdy piec ogrzeje sie, wówczas ilosc ciepla do ogrzewania zmniejsza sie. Predkosc strumienia gazu konieczna do utrzy¬ mania zadanej temperatury zalezy od grubosci war¬ stwy brykietów, zawartosci tlenu w gazie i tempe¬ ratury gazu. Predkosc te oblicza sie na podstawie 40 ciepla reakcji i innych danych.Gaz 30 zawierajacy tlen wprowadza sie do pieca 26 za pomoca dmuchawy 32. Gaz ten ogrzewa sie w komorze spalania 34, mieszajac go z mala iloscia gazu opalowego 36, a nastepnie zawraca przez sekcje pieca 26 za pomoca szeregu dmuchaw 38, 40, 42. Pomocnicze grzejniki 44 i 46, jak równiez grzejnik ogrzewajacy gaz wstepnie mozna ewentu¬ alnie wylaczac po rozpoczeciu procesu, poniewaz cieplo reakcji umozliwia utrzymanie zadanej tem¬ peratury, jezeli utrzymuje sie zawartosc tlenu w gazach odlotowych wynoszaca okolo 15%. Dmucha¬ wa 48 sluzy do odprowadzania gazów odlotowych i kieruje je do spalania. 55 Prowadzac proces na skale techniczna przy uzy¬ ciu powietrza lub gazów spalinowych o zawartosci 18,5% tlenu, ogrzanych do temperatury 200°C, otrzy¬ muje sie brykiety dobrej jakosci w warstwie o gru¬ bosci 60 cm, jezeli predkosc gazu wynosi 75 cm/se- 60 kunde, a czas utwardzania 2 godziny. PL PL