RU1782987C - Способ переработки горючих сланцев - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : раздел ют сланец на крупную и мелкую фракции. Измельчают мелкую фракцию и окомковывают с тонкоизмельченными отходами обогащени  сланца в количестое 20-30% от массы мелкой фракции. Размещают на движущейс  решетке слой крупной фракции, сверху - слой полученных агломератов. Осуществл ют предварительный нагрев слоев и последующую термическую обработку с возгонкой смолы путем нагрева потоком газового теплоносител . 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к переработке горючих сланцео и может быть использовано в химической промышленности и в промышленности по переработке твердого топлива.

Горючие сланцы относ тс  к высокозольным видам твердого топлива. Приемлемые технико-экономические показатели их применени  в народном хоз йстве могут быть обеспечены только па основе комплексной безотходной технологии с использованием как органической, так и минеральной части сланцев. Около 80% добываемых сланцев используютс  на тепловых электростанци х , остальна  часть подвергаетс  термической переработке с получением в качестве целевого продукта сланцевой смолы , используемой как малосернистое жидкое топливо, а также сырье дл  производства электродного кокса и разнообразной химической продукции. В насто щееврем вотвалах сланцеперерабатывающих предпри тий Прибалтики скопилось свыше 60 млн. сланцевого полукокса, в котором содержитс  из- вестн к и потер но горючего вещества по теплоте сгорани  эквивалентное 25 млн. т товарного энергетического сланца.

Известен способ переработки сланцев на движущейс  ленте, заключающийс  в предварительном нагреве, возгонке и охлаждении сланцесодержащего материала на движущейс  решетке теплоносителем, нагретым до температуры возгонки сланцевого масла, причем в зоне подогрева Mate- риал сходитс  до достижени  температуры возгонки верхнего сло , после чего материал поступает в зону полукоксовани , где через слой кускового материала за счет просасывани  безкислородного теплоносител  происходит равномерный прогрев всего сло  материала и возгонка сланцевого масла, Недостатком известного способа  вл етс  выход смолы низкого качества, обус- ловленный запыленностью ее механическими примес ми. Повысить выход и качество получаемой смолы позвол ет способ переработки сланцев, в котором

XI 00

ю

Ю 00 V4

первоначально сланец раздел ют на крупную и мелкую часть с крупностью менее 1 /4 дюйма. Мелкую часть подвергают агломерации , использу  в качестве св зующего т же- луюсоставл ющуюсмолы.

Агломерированна  мелочь поступает на постель , располага сь в средней ее части между верхним и нижним сло ми кускового материала. Материал подают на движущуюс  ленту, при этом сам материал служит источником возгонки нефт ного масла в результате стремлени  св зующего улететь и сосредотачивает на себе сланцевую пыль, поступающую из кускового сло  сланца, достига  размеров 1 /4 дюйма и при этом спека сь . Термообработку слоев осуществл ют в потоке теплоносител  с температурой 850-900°С,

Преимущества данного способа в следующем: процесс непрерывен; в качестве теплоносител  используетс  собственное тепло сжигаемых газов; тепловой аппарат может быть увеличен в масштабе, то есть можно повышать производительность агрегата; данна  технологи  позвол ет перерабатывать сланцы в широком диапазоне крупности частиц, снижа  таким образом объем дроблени  и грохочени .

Недостатком данного способа  вл етс  его применимость только к рудам месторождени  Green River. Если бы способ-прототип применить к сырью Прибалтики, то технологи  окомковани  повысила бы влажность шихты до 16-17%, что привело бы к большим энергозатратам при термохимической переработке сланцесодержащего материала .

Цель изобретени  - снижение энергозатрат и повышение выхода смолы.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе переработки горючих сланцев, включающем разделение сланца на крупную и мелкую фракции, окомкованйе мелкой фракции, размещение на движущейс  решетке сло  крупной фракции, сверху сло  полученных окатышей, предварительный нагрев слоев и последующую термическую обработку с возгонкой смолы путем нагрева потоком газового теплоносител , согласно предполагаемому изобретению, перед окомкованием мелкую фракцию измельчают и ввод т в нее тонкоизмельченные отходы обогащени  сланца в количестве 20-30% от массы мелкой фракции. Внесение сухого тонкоизмельченного отхода обогащени  позвол ет понизить влажность окомковаино- го материал с 16-17% до 12-14%, что в сеою очередь сокращает потери тепла в зоне сушки, а это дает возможность обеспечить более равномерный прогрев сло 

материала в последующих зонах обжига. По сути используетс  шихта, состо ща  из 20- 30% тонкоизмельченного сухого отхода обогащени  и 100% измельченной мелкой

фракции сырого сланца. Данна  шихта хорошо поддаетс  окомкованию на тарельчатом окомкователе. Тонкоизмельченные сухие отходы обогащени  позвол ют снизить влажность окомкованного материала,

0 поступающего на сушку, до необходимого уровн . Предварительна  подсушка окомкованного материала ведет к снижению до 20% тепловых потерь в зоне сушки. Так, общий расход тепла на нагрев одного кило5 грамма влажного сланцевого материала (при содержании влаги в шихте 16%) до необходимой температуры сушки дл  данного материала, а именно до 200°С, составл ет 746 кДж.

0 Уменьша  вводом сухого обогащени  влажность материала до 12%, как показывают расчеты, на нагрев и испарение расходуетс  до 600 кДж, Уменьшение потерь тепла в зоне сушки приводит одновременно к

5 уменьшению времени прогрева сло  материала до температуры смолоулавливани  и к более равномерному прогреву этого сло , Равномерность прогрева сло  сланцевого материала  вл етс  необходимым условием

0 в технологии получени  качественной смо- лы и высокого ее выхода.

Кроме то го, ввод сухого отхода обогащени  позвол ет повысить прочность окатышей , поступающих в зону полукоксовани  и

5 тем самым повысить качество получаемой смолы за счет снижени  содержани  в ней механических примесей.

Как показали опыты (таблица), именно 20-30% вводимых сухих отходов обогаще0 ни  оказывают положительное вли ние на технологические показатели обжига горючих сланцев, а именно: дает минимальную загр зненность пылью продуктов обжига при максимальном выходе смолы.

5 Как видно из таблицы, ввод отходов обо- гащени  позвол ет снизить влажность окомкованного материала, поступающего на . сушку материала, до необходимого уровн  (12-14 %), что, в свою очередь, приводит к

0 снижению потерь от 15 до 23% ( пример

4-6), что, в свою очередь, ведет к снижению

удельного расхода электроэнергии на т годутьевых установках (ТДУ) от 7 до 11%.

Пример. Берут валовую пробу горной

5 массы сланца. Раздел ют ее на крупную фракцию (30-125 мм) и мелкую (энергетическую ) фракцию (0-30 мм). Крупна  фракци  идет на термообработку в газогенераторы и в предлагаемом изобретении в дальнейшем не используетс . Из мелкой фракции берут

500 кг материала, измельчают 100% до крупности менее 1 мм. Затем берут отходы обогащени  сланцев (100 кг), который находитс  в избытке на любом сланцеперерабатывающем предпри тии. Часть отходов (50 кг) крупностью 10-30 предназначаетс  дл  использовани  как куска при непосредственной укладке на решетку обжиговой чаши , а остальную часть измельчают до крупности менее 0,1 мм. В измельченный энергетический сланец крупностью менее 1 мм добавл ют 10% сухих, измельченных до крупности менее 1,0 мм отходов обогащени  сланца и окомковывают на тарельчатом гранул торе диаметром 0,7 м и с углом наклона 45° при скорости вращени  40 об/мин. Получают окатыши диаметром 8-14 мм, которые имеют влажность 16%. В качестве защитного сло  постели на решетку обжиговой чаши площадью спекани  0,071 мс в рассматриваемом примере использу- ют хвосты обогащени  сланцев крупностью 10-30 мм в количестве 2 кг (высота сло  0,05 м), то есть кусковой материал. Затем берут 20 кг (высота сло  0,25 кг) готовых окатышей диаметром 8-14 мм с влажностью 16% и укладывают их сверху на кусковой материал . При коэффициенте избытка воздуха а 1,2 производ т розжиг горна и устанавливают температуру теплоносител  200°С. Затем горн надвигают на обжиговую чашу и устанавливают скорость фильтрации 0,6 м/с. Теплоноситель проходит через слой материала, подсушива  его в течение 8 минут до остаточной влажности 10%. Затем повышают температуру горна до 900°С ( а 0,6), просасывают безкислородный теплоноситель через слой материала со скоростью фильтрации 0,7-0,8 м/с и получаемую парогазовую смесь направл ют в систему смолоулавливани , состо щую из последо- вательно подключенных скруббера мокрой очистки, холодильникэтконденсатора и скруббера контрольной очистки отход щих газов перед дымососом, После достижени  температуры на границе слой-постель 600°С (температура максимальной отгонки летучих) температуру горна увеличивают до 1200°С ( а 1,3), выдерживают в течение 2 мин, убирают горн и устанавливают скорость фильтрации, равную 0,5-0,8 м/с. При этом сгорающий углерод полукокса поддерживает необходимую температуру в слое, обеспечивающую полную декарбонизацию известн ка. После охлаждени  производ т химический анализ твердого остатка и смо- лы. Содержание тонкодисперсных химических примесей (пыли) в смоле составл ет 1,0%. Выход смолы от исходного материала - 14,5%. При этом достигаетс  степень декарбонизации 98% и полное удаление летучих из твердого остатка. Осуществление способа по примерам 1,3-8 проводилось по описанной выше методике. Из данных, представленных в таблице, следует, что на стадии тёрмич бсой обработки материала существует оптимальный выход получаемой смолы, которому соответствует определенное количество добавл емой в шихту сухих отходов обогащени . Так, при содержании в шихте 20-30% отходов обогащени  (пример 4-6) максимальный выход смолы составл ет 16,5- 17,0 %. При этом врем  сушки составл ет 5-8 минут, а не 14 минут (пример 1). Дальнейшее увеличение содержани  отходов обогащени  в исходной шихте приводит к уменьшению выхода смолы, что св зано с достижением такой влажности материала (пересушка), при которой происходит возгорание пересушенных окатышей, особенно в верхних сло х, и частичное выгорание смолы, что в свою очередь приводит к соответственному уменьшению выхода смолы.

В процессе термической переработки горючих сланцев по предлагаемой технологии получена смола, по своим технологическим качествам соответствующа  смоле, получаемой на действующем производстве СПЗ Сланец.

Осуществление за вл емого способа позвол ет повысить выход и качество получаемой смолы при высокой производительности процесса в услови х реализации его на конвейерной обжиговой машине, что дает возможность получить по 2% выхода смолы из пересчета на условную органическую массу (условна  ОМ - 27%); при высоком выходе смолы обеспечить низкое содержание в ней пылевидных механических примесей (не более 0,5%); обеспечить возможность гибкого управлени  процессом термохимической переработки при комплексном использовании продуктов обжига , что позвол ет обеспечить экологически чистое производство.

Ожидаемый экономический эффект от внедрени  за вл емого способа составит 8,24 млн. руб/год.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ переработки горючих сланцев, включающий разделение сланца на крупную и мелкую фракции, окомкование мелкой фракции, размещение на движущейс  решетке сло  крупной фракции, сверху - сло  полученных окатышей, предварительный нагрев слоев и последующую термическую обработку с возгонкой смолы путем

   нагрева потоком газового теплоносител , отличающийс  тем, что, с целью снижени  энергозатрат и повышени  выхода смолы, перед окомкованием мелкую

   фракцию измельчают и свод т в нее тонкоизмельченные отходы обогащени  сланца в количестве 20-30% от массы мелкой фракции .