RU2375414C1 - Method of brick fuel manufacturing - Google Patents

Method of brick fuel manufacturing Download PDF

Info

Publication number
RU2375414C1
RU2375414C1 RU2008135644/04A RU2008135644A RU2375414C1 RU 2375414 C1 RU2375414 C1 RU 2375414C1 RU 2008135644/04 A RU2008135644/04 A RU 2008135644/04A RU 2008135644 A RU2008135644 A RU 2008135644A RU 2375414 C1 RU2375414 C1 RU 2375414C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
briquettes
temperature
coking
semi
resin
Prior art date
Application number
RU2008135644/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Иванович Шашмурин (RU)
Павел Иванович Шашмурин
Евгений Иосифович Андрейков (RU)
Евгений Иосифович Андрейков
Михаил Юрьевич Посохов (RU)
Михаил Юрьевич Посохов
Яков Борисович Куколев (RU)
Яков Борисович Куколев
Михаил Иванович Стуков (RU)
Михаил Иванович Стуков
Владимир Семенович Загайнов (RU)
Владимир Семенович Загайнов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество научно-производственное объединение "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" (ЗАО "НПО "ВУХИН")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество научно-производственное объединение "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" (ЗАО "НПО "ВУХИН") filed Critical Закрытое акционерное общество научно-производственное объединение "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" (ЗАО "НПО "ВУХИН")
Priority to RU2008135644/04A priority Critical patent/RU2375414C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2375414C1 publication Critical patent/RU2375414C1/en

Links

Landscapes

  • Coke Industry (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to manufacturing of solid fuel and can be used in metallurgical and other industries and also in boiler houses for heating. Manufacturing method of brick fuel includes mixing of carbon-bearing raw material with binding agent, compressing of mixture and following solidification of bricks in oxidising atmosphere at temperature 150-300°C, herewith in the capacity of binding agent it is used resin of low-temperature semi-coking, received at temperature up to 650°C.
EFFECT: invention provides enrichment of raw materials base for receiving of brick fuel, simplification and reduction the price of receiving technology of brick fuel, reduction of time and man-hours for its manufacturing.
4 cl, 5 ex, 4 tbl

Description

Изобретение относится к производству твердого топлива и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности, а также в котельных для отопления.The invention relates to the production of solid fuels and can be used in the metallurgical and other industries, as well as in boiler rooms for heating.

Известен способ получения брикетного топлива при смешивании углеродсодержащего сырья и части смолы высокотемпературного (при температуре 850-900°С) полукоксования, остающейся после отгона фракций, выкипающих до 300°С, с последующим прессованием и термоотверждением брикетов при температуре 220-280°С («Кокс и железококс на основе брикетирования». Е.М.Тайц, Б.М.Равич, И.А.Андреева. М.: изд. Металлургия, 1965, стр.19-24). Недостатком известного способа является его сложность, обусловленная необходимостью специального производства по изготовлению связующего. В известном способе фактически используется только пековая часть смолы, остающаяся после отгона фракций, кипящих до 300°С. Поскольку в известном способе используется только часть смолы высокотемпературного полукоксования - снижаются ресурсы связующего.A known method of producing briquette fuel by mixing carbon-containing raw materials and part of the resin of high-temperature (at a temperature of 850-900 ° C) semi-coking, remaining after distillation of fractions boiling up to 300 ° C, followed by pressing and heat-curing briquettes at a temperature of 220-280 ° C (" Coke and iron coke based on briquetting. ”E. M. Taits, B. M. Ravich, I. A. Andreeva. M.: Publishing House Metallurgy, 1965, pp. 19-24). The disadvantage of this method is its complexity, due to the need for special production for the manufacture of a binder. In the known method, only the pitch portion of the resin, which remains after distillation of the fractions boiling up to 300 ° C, is actually used. Since in the known method only part of the high-temperature semi-coking resin is used, the resources of the binder are reduced.

Задача, решаемая изобретением, - расширение сырьевой базы для получения брикетного топлива, упрощение и удешевление технологии получения брикетного топлива, сокращение времени и трудозатрат на его изготовление.The problem solved by the invention is the expansion of the raw material base for the production of briquette fuel, the simplification and cheapening of the technology for producing briquette fuel, reducing the time and labor costs for its production.

Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления брикетного топлива, включающем смешение углеродсодержащего сырья со связующим, прессование смеси и последующее отверждение брикетов в окислительной атмосфере при температуре 150-300°С, в качестве связующего используют смолу низкотемпературного полукоксования, полученную при температуре до 650°С.The problem is solved in that in a method for the production of briquette fuel, comprising mixing carbon-containing raw materials with a binder, pressing the mixture and then curing the briquettes in an oxidizing atmosphere at a temperature of 150-300 ° C, a low-temperature semi-coking resin obtained at temperatures up to 650 ° is used as a binder FROM.

Смолу полукоксования целесообразно подавать при температуре от 20 до 60°С.It is advisable to serve the semi-coking resin at a temperature of from 20 to 60 ° C.

В качестве углеродсодержащего сырья используют коксовую мелочь, и/или пекококсовую мелочь, и/или нефтекоксовую мелочь, и/или антрацитовую мелочь, и/или угольную мелочь.As carbon-containing raw materials, coke breeze and / or pitch coke breeze and / or petrocoke breeze and / or anthracite breeze and / or coal breeze are used.

Количество связующего составляет от 7 до 20, мас.%.The amount of binder is from 7 to 20 wt.%.

Смола полукоксования - попутный продукт, образующийся в процессе полукоксования угля. Для смол полукоксования характерно наличие в них фенолов. По этой причине смола полукоксования является сырьем для получения фенолов при переработке твердых горючих ископаемых гумусовового происхождения. Однако в настоящее время, в связи с разработкой более прогрессивных способов производства фенолов (например, производство фенола и ацетона кумольным способом, который является более дешевым и поэтому - более перспективным), возникла проблема сбыта и квалифицированного использования смол полукоксования.Semi-coking resin - a by-product formed in the process of semi-coking of coal. Semicoking resins are characterized by the presence of phenols in them. For this reason, semi-coking resin is the raw material for the production of phenols in the processing of solid fossil fuels of humic origin. However, at present, in connection with the development of more advanced methods for the production of phenols (for example, the production of phenol and acetone by the cumene method, which is cheaper and therefore more promising), the problem of marketing and the qualified use of semi-coking resins has arisen.

Смолы полукоксования значительно различаются по составу и свойствам в зависимости от химической природы и степени зрелости перерабатываемого топлива и технологических условий процесса. В большинстве случаев различие в химическом составе сводится к иным количественным соотношениям компонентов (групп), входящих в состав смол. Сходство всех смол полукоксования заключается в том, что в их состав входят как углеводороды всех классов, так и кислородные соединения кислого и нейтрального характера. Соотношения между этими группами определяются прежде всего природой твердых горючих ископаемых и содержанием гетероатомов в них, а качественный состав и количество компонентов одного и того же класса - технологическим условиями.Semi-coking resins vary significantly in composition and properties depending on the chemical nature and degree of maturity of the processed fuel and the process conditions. In most cases, the difference in chemical composition boils down to other quantitative ratios of the components (groups) that make up the resins. The similarity of all semi-coking resins lies in the fact that they include both hydrocarbons of all classes and oxygen compounds of an acidic and neutral nature. The relations between these groups are determined primarily by the nature of solid fossil fuels and the content of heteroatoms in them, and the qualitative composition and number of components of the same class - by technological conditions.

Под термином полукоксование объединяются технологические процессы пиролиза угля, происходящие в интервале температур 500-900°С. При этом образуется твердый углеродсодержащий остаток - полукокс с выходом летучих веществ от 15,0 до 2,5-3,0% и смолы полукоксования. Поэтому химический состав смол, получаемых в разных режимах полукоксования и из различных углей, может меняться в широких пределах.The term semi-coking combines technological processes of pyrolysis of coal, occurring in the temperature range 500-900 ° C. In this case, a solid carbon-containing residue is formed - semi-coke with a yield of volatile substances from 15.0 to 2.5-3.0% and a semi-coking resin. Therefore, the chemical composition of resins obtained in different semi-coking modes and from various coals can vary widely.

В настоящем изобретении в качестве связующего применяется смола низкотемпературного полукоксования (500-650°С) углей, не подвергнутая воздействию (пиролизу) выше 650°С.In the present invention, a low-temperature semi-coking resin (500-650 ° C) of coal, not exposed to (pyrolysis) above 650 ° C, is used as a binder.

Высокая реакционная способность компонентов смолы в окислительной среде при температурах 150-250°С позволяет получать прочные термостойкие брикеты без удаления фракций, выкипающих до 300°С.The high reactivity of the resin components in an oxidizing environment at temperatures of 150-250 ° C allows you to get durable heat-resistant briquettes without removing fractions boiling up to 300 ° C.

Изучены возможные причины высокой реакционной способности данного вида связующего. Исследован состав смолы низкотемпературного полукоксования. Смолы отличаются высоким содержанием фенолов, находящихся, как в части, выкипающей до 300°С, так и в пекообразующем остатке.The possible reasons for the high reactivity of this type of binder have been studied. The composition of the low-temperature semi-coking resin was investigated. Resins are characterized by a high content of phenols, both in the part boiling up to 300 ° C and in the pitch-forming residue.

Согласно изобретению термоотверждение брикетов осуществляют при температурах от 150 до 300°С, преимущественно при 200-250°С. Такой температуры достаточно для того, чтобы получить брикеты прочностью до 300 кгс/см2.According to the invention, the thermal curing of briquettes is carried out at temperatures from 150 to 300 ° C, mainly at 200-250 ° C. This temperature is enough to obtain briquettes with a strength of up to 300 kgf / cm 2 .

Смолу полукоксования целесообразно подавать при температурах от 20 до 60°С. При использовании смолы при температурах ниже 20°С смола будет слишком вязкой и ее неудобно подавать. При температурах смолы полукоксования более 60°С может начаться выделение ее легколетучих компонентов, что не является положительным качеством с точки зрения соблюдения требования экологичности процесса.Semi-coking resin, it is advisable to serve at temperatures from 20 to 60 ° C. When using the resin at temperatures below 20 ° C, the resin will be too viscous and inconvenient to feed. At semi-coking resin temperatures above 60 ° C, the release of its volatile components may begin, which is not a positive quality from the point of view of compliance with the environmental friendliness of the process.

Заявителем были проведены методом ПМР-спектроскопии исследования распределения типов водорода во фракциях смолы полукоксования (во всех фракциях - как выкипающих при температурах от 230 до 300°С, так и во фракциях, выкипающих при температурах выше 300°С и в пеке). Было установлено, что для всех фракций смолы полукоксования характерно значительное количество водорода при двойных связях, а также водорода в α-положении к ароматическим кольцам и двойным связям. Эти особенности состава смолы полукоксования обусловливают высокую реакционную способность смолы в целом к реакциям полимеризации и окисления кислородом воздуха. Известно, что водород в α-положении к ароматическим кольцам и двойным связям наиболее легко окисляется кислородом с образованием перекисных соединений. Образующиеся при термическом распаде перекисных соединений свободные радикалы могут вступать в различные реакции, приводящие к образованию более крупных молекул, а также могут инициировать реакции полимеризации непредельных соединений. Возможно ускорение этих реакций в присутствии активной поверхности углеродсодержащего наполнителя, кокса. Таким образом, именно повышенная реакционная способность компонентов смолы низкотемпературного полукоксования с высоким содержанием фенолов, непредельных соединений и алифатического водорода в α-положении к ароматическим кольцам и двойным связям обусловливают возможность ее использования в качестве связующего при получении брикетного топлива.The applicant conducted a method of PMR spectroscopy to study the distribution of hydrogen types in fractions of semi-coking resin (in all fractions, both boiling at temperatures from 230 to 300 ° C, and in fractions boiling at temperatures above 300 ° C and in pitch). It was found that all fractions of the semi-coking resin are characterized by a significant amount of hydrogen at double bonds, as well as hydrogen in the α-position to aromatic rings and double bonds. These features of the composition of the semi-coking resin determine the high reactivity of the resin as a whole to polymerization and oxidation by atmospheric oxygen. It is known that hydrogen in the α-position to aromatic rings and double bonds is most easily oxidized by oxygen with the formation of peroxide compounds. Free radicals formed during the thermal decomposition of peroxide compounds can enter into various reactions leading to the formation of larger molecules, and can also initiate polymerization reactions of unsaturated compounds. It is possible to accelerate these reactions in the presence of an active surface of a carbon-containing filler, coke. Thus, it is the increased reactivity of the components of the low-temperature semi-coking resin with a high content of phenols, unsaturated compounds and aliphatic hydrogen in the α-position to aromatic rings and double bonds that make it possible to use it as a binder in the production of briquette fuel.

Заявителем на основе проведенных исследований установлена возможность использования смолы низкотемпературного полукоксования в качестве связующего.Based on the studies, the applicant established the possibility of using a low-temperature semi-coking resin as a binder.

Смолу полукоксования смешивали с высокообуглероженными наполнителями, прессовали в брикеты и термоотверждали последние при температурах 150-300°С. В результате получили термопрочные брикеты с прочностью на сжатие после термоотверждения 120-150 кгс/см2 и последующим упрочнением при технологическом использовании до 300-390 кгс/см2 в печах при температурах 1000°С и более. Такая прочность является высокой и соответствует требованиям, предъявляемым к прочности брикетов, используемых в качестве топлива в металлургических печах. Значение прочности было установлено при прокаливании брикетов, а также способом «маяков», пропускаемых с коксовой «колошей» перед выбивкой чугунолитейных вагранок.The semi-coking resin was mixed with highly carbonized fillers, pressed into briquettes and thermally cured at temperatures of 150-300 ° C. As a result, we obtained heat-resistant briquettes with compressive strength after thermal hardening of 120-150 kgf / cm 2 and subsequent hardening during technological use up to 300-390 kgf / cm 2 in furnaces at temperatures of 1000 ° C and more. Such strength is high and meets the requirements for the strength of briquettes used as fuel in metallurgical furnaces. The strength value was established during the calcination of briquettes, as well as by the method of “beacons” passed from coke “ears” before knocking out iron foundry cupolas.

Такое значение прочности полученных брикетов позволяет сделать вывод о возможности использования смол низкотемпературного полукоксования в качестве связующего при изготовлении брикетного топлива из углеродсодержащего сырья.This value of the strength of the obtained briquettes allows us to conclude that it is possible to use low-temperature semi-coking resins as a binder in the manufacture of briquettes from carbon-containing raw materials.

Использование смол низкотемпературного полукоксования в качестве связующего позволит расширить сырьевую базу связующих при изготовлении брикетного топлива из углеродсодержащего сырья. Такие брикеты дешевы, т.к. не требуют высокотемпературной термообработки. Смешивание компонентов происходит при температуре от 20 до 100°С.The use of low-temperature semi-coking resins as a binder will expand the raw material base of binders in the manufacture of briquette fuel from carbon-containing raw materials. Such briquettes are cheap, because do not require high temperature heat treatment. Mixing of the components occurs at a temperature of from 20 to 100 ° C.

Удешевление и упрощение технологии изготовления брикетного топлива происходит за счет того, что в заявляемом способе используется целиком вся первичная смола низкотемпературного полукоксования в ее исходном состоянии без разделения на фракции, т.е. в отличие от прототипа и известных способов не требуется организация специального производства для того, чтобы выделить из смолы требуемую фракцию.The cost and simplification of the technology for the production of briquette fuel is due to the fact that in the inventive method, the entire primary resin of low-temperature semi-coking is used in its original state without separation into fractions, i.e. unlike the prototype and known methods, the organization of special production is not required in order to isolate the desired fraction from the resin.

Заявляемое изобретение поясняется примерами.The claimed invention is illustrated by examples.

Пример 1Example 1

К коксовой мелочи (зольность 14,5%, содержание серы до 0,6%, выход летучих веществ 1,8%) с размером частиц менее 10 мм добавляется 12% промышленной каменноугольной смолы низкотемпературного полукоксования длиннопламенного угля. Компоненты перемешиваются в лабораторном смесителе с объемом рабочей камеры 5 литров при температуре 20°С в течение 5 минут до получения однородной (гомогенной) смеси. Характеристика смолы полукоксования приведена в таблицах 1-4. Проведенные исследования показали, что используемая смола полукоксования содержит 25% фенолов, а преобладающими компонентами являются гомологи фенола - ксиленолы и крезолы. ПМР-спектроскопией на спектрометре «Bruker DRx400» по химическим сдвигам водорода определено его распределение по структурным группам во фракциях и пеке. В качестве внутреннего стандарта использовался тетраметилсилан в растворе CDH3 при комнатной температуре. 10 кг смеси прессовались при давлении 400 кгс/см2 в прессформах с двухсторонним сжатием в брикеты в форме двояковыпуклой линзы диаметром 50 мм массой 80 г, а также в форме, близкой к подушечке массой 250 г и в форме параллелепипедов размером 130×110×(75-85) мм массой до 1500 г. Брикеты помещались в сушильный шкаф или муфель и термоотверждались путем выдерживания в течение 3-4 часов при температуре 180-250°С в окислительной атмосфере при содержании 12-16% кислорода. Прочность термоотвержденных брикетов на сжатие 120-150 кгс/см2. Такая прочность достаточна для транспортирования брикетов. Термоотвержденные брикеты испытаны на термопрочность путем нагрева до 1000°С в муфеле в засыпи коксовой мелочи, а также методом «маяков» (брикетов), пропускаемых через чугунолитейную вагранку вместе с коксовой колошей перед «выбивкой» вагранки в конце рабочего цикла. При этом брикеты («маяки») вместе с коксом опускаются в вагранке и проходят все температурные зоны в атмосфере агрессивных газов, характерных для вагранки и, таким образом, испытывают в полном объеме термомеханические и термохимические напряжения, связанные с технологическим использованием кокса.To coke breeze (ash content 14.5%, sulfur content up to 0.6%, volatiles yield 1.8%) with a particle size of less than 10 mm, 12% of industrial coal tar low-temperature semi-coking of long-flame coal is added. The components are mixed in a laboratory mixer with a working chamber volume of 5 liters at a temperature of 20 ° C for 5 minutes until a homogeneous (homogeneous) mixture is obtained. The characteristics of the semi-coking resin are shown in tables 1-4. Studies have shown that the used semi-coking resin contains 25% phenols, and the phenol homologues, xylenols and cresols, are the predominant components. By NMR spectroscopy on a Bruker DRx400 spectrometer, the chemical distribution of hydrogen was used to determine its distribution by structural groups in fractions and pitch. Tetramethylsilane in a CDH 3 solution at room temperature was used as an internal standard. 10 kg of the mixture were pressed at a pressure of 400 kgf / cm 2 in molds with double compression in the briquettes in the form of a biconvex lens of 50 mm diameter weighing 80 g, and also in the form close to a pad weight of 250 grams in the form of parallelepipeds with a size of 130 × 110 × ( 75-85) mm weighing up to 1500 g. Briquettes were placed in an oven or muffle and thermoset by curing for 3-4 hours at a temperature of 180-250 ° C in an oxidizing atmosphere with a content of 12-16% oxygen. The strength of thermoset briquettes compressive 120-150 kgf / cm 2 . Such strength is sufficient to transport briquettes. Thermo-cured briquettes were tested for heat resistance by heating to 1000 ° C in a muffle in a coke powder bed, as well as by the method of “beacons” (briquettes) passed through an iron foundry cupola together with a coke spike before “knocking out” the cupola at the end of the working cycle. In this case, briquettes (“beacons”), together with coke, are lowered in the cupola and pass all temperature zones in the atmosphere of aggressive gases characteristic of the cupola and, thus, experience the full thermomechanical and thermochemical stresses associated with the technological use of coke.

Испытания в муфеле заключались в быстром (в течение 1,5 часов) нагреве брикетов от 450°С до 950-1000°С (режим, близкий к скорости нагрева в шахтных печах). Испытания при нагреве брикетов в муфеле показали, что брикеты остаются целыми, без трещин и микротрещин. Прочность брикетов на сжатие возрастает до 390 кгс/см2.The tests in the muffle consisted in the rapid (within 1.5 hours) heating of the briquettes from 450 ° C to 950-1000 ° C (a mode close to the heating rate in shaft furnaces). Tests when heating briquettes in a muffle showed that the briquettes remain intact, without cracks and microcracks. The strength of the briquettes in compression increases to 390 kgf / cm 2 .

Испытания брикетов массой 250 г и 1500 г в чугунолитейной вагранке показало, что брикеты выдерживают термомеханические и термохимические напряжения без разрушения. Прочность брикетов на сжатие после «выбивки» вагранки, работающей с температурой чугуна на выходе 1400°С, составила 400 кгс/см2.Tests of briquettes weighing 250 g and 1500 g in a cast-iron cupola showed that the briquettes withstand thermomechanical and thermochemical stresses without breaking. The compressive strength of briquettes after knocking out a cupola working with cast iron temperature at the outlet of 1400 ° C was 400 kgf / cm 2 .

Таким образом, на основании ранее приобретенного опыта и проведенных исследований можно ожидать, что брикеты по заявляемому способу являются хорошим технологическим топливом, с использованием которого можно ожидать либо снижения расхода топлива (брикетов) по сравнению с металлургическим коксом, либо повышения технологических показателей - рост температуры чугуна на выходе из вагранки на 20-40°С.Thus, based on previous experience and research, it can be expected that the briquettes according to the present method are a good technological fuel, with which one can expect either a decrease in fuel consumption (briquettes) compared with metallurgical coke, or an increase in technological parameters - an increase in the temperature of cast iron at the exit of the cupola at 20-40 ° C.

Пример 2Example 2

Коксовая мелочь (по примеру 1), пекококсовая мелочь (зольность 0,3%, выход летучих веществ 1,8%, размер частиц менее 10 мм) в соотношении 1:1 смешиваются с 14% каменноугольной промышленной смолы полукоксования длиннопламенного угля (по примеру 1). 5 кг смеси спрессованы в изделия массой от 80 до 250 г формой от двояковыпуклой линзы до подушкообразной и термоотверждены в течение 3 часов при 220°С. Прочность термоотвержденных брикетов 140-150 кгс/см2. Прочность брикетов после нагрева до 1000°С в условиях шахтных печей возрастает до 390-400 кгс/см2. Брикеты пригодны для использования в шахтных печах типа металлургических и шлаковых вагранок, а также для шахтных печей цветной металлургии.Coke breeze (according to example 1), pitch coke breeze (ash content 0.3%, volatiles yield 1.8%, particle size less than 10 mm) in a 1: 1 ratio are mixed with 14% of coal-tar industrial semi-coking tar of long-flame coal (according to example 1 ) 5 kg of the mixture are pressed into products weighing from 80 to 250 g in the form from a biconvex lens to a pillow-shaped and thermoset for 3 hours at 220 ° C. The strength of thermoset briquettes 140-150 kgf / cm 2 . The strength of briquettes after heating to 1000 ° C in the conditions of shaft furnaces increases to 390-400 kgf / cm 2 . Briquettes are suitable for use in shaft furnaces such as metallurgical and slag cupola furnaces, as well as for shaft furnaces of non-ferrous metallurgy.

Пример 3Example 3

Коксовая мелочь (по примеру 1), нефтекоксовая мелочь (зольность 0,5%, содержание серы 3,2%, выход летучих веществ менее 1,0%) с размером частиц менее 10 мм в соотношении 1:1 нагревается до 100°С и смешивается с 14% каменноугольной промышленной смолы полукоксования длиннопламенного угля (характеристика по примеру 1) при температуре 40-60°С до получения однородной (гомогенной) смеси. 5 кг смеси спрессованы в брикеты массой от 80 до 250 г. Брикеты термоотверждены при температуре 180-220°С в течение 4 часов. Прочность термоотвержденных брикетов 140-150 кгс/см2. Прочность брикетов при технологическом использовании в шахтных печах типа вагранок возрастает до 400 кгс/см2 (испытание брикетов методом «маяков»). Подобные брикеты могут использоваться в шахтной плавке окисленных никелевых руд, при шахтной плавке вторичного медного сырья и концентратов и др.Coke breeze (as in Example 1), petroleum coke breeze (ash content 0.5%, sulfur content 3.2%, volatiles yield less than 1.0%) with a particle size of less than 10 mm in a ratio of 1: 1 is heated to 100 ° C and mixes up with 14% of coal-tar industrial resin of semi-coking of long-flame coal (characteristic according to example 1) at a temperature of 40-60 ° C until a homogeneous (homogeneous) mixture is obtained. 5 kg of the mixture are pressed into briquettes weighing from 80 to 250 g. The briquettes are thermoset at a temperature of 180-220 ° C for 4 hours. The strength of thermoset briquettes 140-150 kgf / cm 2 . The strength of briquettes during technological use in mine furnaces such as cupolas increases to 400 kgf / cm 2 (test briquettes by the method of "beacons"). Such briquettes can be used in the mine smelting of oxidized nickel ores, in the mine smelting of secondary copper raw materials and concentrates, etc.

Пример 5Example 5

Антрацитовая мелочь (зольность 4,5%, выход летучих веществ 3,5%, содержание серы 1,8%) с размером частиц менее 5 мм смешивали с 7% каменноугольной смолы низкотемпературного полукоксования с характеристикой, приведенной в примере 1. Смесь прессовали в брикеты массой около 300 г. Брикеты термоотверждались при температуре 250°С. Брикеты после термоотверждения в окислительной среде выдерживают напряжения на сжатие до 150 кгс/см2. Брикеты после нагрева до 1000°С в условиях вагранок выдерживают напряжение на сжатие 300 кгс/см2. Такие брикеты пригодны для использования в качестве технологического топлива для вагранок и шахтных печей цветной металлургии.Anthracite fines (ash content 4.5%, volatiles yield 3.5%, sulfur content 1.8%) with a particle size of less than 5 mm were mixed with 7% low-temperature semi-coking coal tar with the characteristic given in Example 1. The mixture was pressed into briquettes weighing about 300 g. Briquettes were thermoset at a temperature of 250 ° C. After thermosetting in an oxidizing medium, briquettes withstand compressive stresses of up to 150 kgf / cm 2 . Briquettes after heating to 1000 ° C in cupola furnaces withstand a compressive stress of 300 kgf / cm 2 . Such briquettes are suitable for use as process fuel for cupola furnaces and shaft furnaces of non-ferrous metallurgy.

Пример 6Example 6

Коксовая пыль с размером частиц менее 0,5 мм нагревается до 100°С и смешивается в обогреваемом пятилитровом лабораторном двухъякорном смесителе с 20 мас.% предварительно нагретой до 60°С смолы полукоксования с характеристикой, приведенной в примере 1. Перемешивание осуществляется в течение 5 минут до получения 5 кг однородной гомогенной смеси. Смесь прессовалась при давлении 400 кгс/см2 в изделия цилиндрической формы диаметром от 15 до 30 мм. Кроме того, часть смеси перерабатывалась путем экструзии при давлении 200-600 кгс/см2 через фильеры диаметром от 7 до 20 мм. Брикеты и экструдат термоотверждались при температуре 180-250°С в муфеле при содержании 12-16 мас.% кислорода в газовой среде. Прочность термоотвержденных брикетов и экструдата 120-150 кгс/см2. Прочность изделий после нагрева до 1000°С в промышленных печах достигает 300 кгс/см2. Это свидетельствует о высокой термомеханической и термохимической прочности углеродистого прессованного материала. Такой материал с успехом может быть использован в электротермии, так как имеет повышенное электросопротивление (30-60 Ом×см) по сравнению с коксовым орешком. Испытание термоотвержденных брикетов в муфеле заключалось в быстром (в течение 1,5 часов) нагреве брикетов до 1000°С (режим, близкий к скорости нагрева в шахтных печах). Испытания при нагреве брикетов в муфеле показали, что брикеты остаются целыми, а прочность брикетов на сжатие возрастает до 350-380 кгс/см2. Испытание брикетов массой 250 г и 1500 г методом «маяков» в чугунолитейной вагранке показало, что прочность брикетов на сжатие после прохождения вагранки, работающей с температурой чугуна на выходе из вагранки 1400°С, возрастает до 400-450 кгс/см2. Брикеты остаются целыми. На поверхности брикетов имеются налипания капель шлака и металла. Таким образом, брикеты по заявляемому способу являются хорошим пригодным для технологий топливом. На основании имеющегося опыта можно ожидать при использовании брикетов по заявляемому способу повышения технологических показателей, снижения расхода топлива, повышения производительности, устойчивого повышения температуры чугуна на выходе из вагранки.Coke dust with a particle size of less than 0.5 mm is heated to 100 ° C and mixed in a heated five-liter laboratory biaxial mixer with 20 wt.% Pre-heated to 60 ° C semi-coking resin with the characteristic given in example 1. Stirring is carried out for 5 minutes to obtain 5 kg of a homogeneous homogeneous mixture. The mixture was pressed at a pressure of 400 kgf / cm 2 into cylindrical products with a diameter of 15 to 30 mm. In addition, part of the mixture was processed by extrusion at a pressure of 200-600 kgf / cm 2 through dies with a diameter of from 7 to 20 mm. Briquettes and extrudate were thermoset at a temperature of 180-250 ° C in a muffle with a content of 12-16 wt.% Oxygen in a gas medium. The strength of thermoset briquettes and extrudate is 120-150 kgf / cm 2 . The strength of the products after heating to 1000 ° C in industrial furnaces reaches 300 kgf / cm 2 . This indicates a high thermomechanical and thermochemical strength of the carbon pressed material. Such material can be successfully used in electrothermics, as it has an increased electrical resistance (30-60 Ohm × cm) compared to coke nut. The test of thermoset briquettes in the muffle consisted in the rapid (within 1.5 hours) heating of the briquettes to 1000 ° C (a mode close to the heating rate in shaft furnaces). Tests when heating briquettes in the muffle showed that the briquettes remain intact, and the compressive strength of the briquettes increases to 350-380 kgf / cm 2 . Testing briquettes weighing 250 g and 1500 g by the “beacons” method in a cast iron cupola showed that the compressive strength of briquettes after passing a cupola working with cast iron at the outlet of a cupola of 1400 ° C increases to 400-450 kgf / cm 2 . Briquettes remain intact. On the surface of the briquettes there are sticking droplets of slag and metal. Thus, the briquettes according to the claimed method are a good fuel suitable for technology. Based on existing experience, one can expect when using briquettes according to the claimed method of increasing technological parameters, reducing fuel consumption, increasing productivity, and increasing the temperature of cast iron at the exit of the cupola.

Пример 7Example 7

Смола низкотемпературного полукоксования угля по примеру 1 применяется как связующее при частичном брикетировании слабоспекающихся компонентов угольных шихт или концентратов слабоспекающихся углей, в брикетированном виде вводимых в угольные шихты в количестве до 30%. Концентрат угля марки КО с величиной пластического слоя 6-7 мм смешивается с 7% смолы полукоксования по примеру 1, брикетируется в брикеты размером 25×25×15 мм, вводится в шихту для коксования в количестве до 30% и коксуется вместе с шихтой. Прочность кокса на сжатие в прококсованных с шихтой брикетах достигает 300-350 кгс/см2. Это позволяет расширить угольную сырьевую базу. Одновременно это позволяет квалифицированно переработать непиролизованную смолу и получить пиролизованные продукты из продуктов распада использованной смолы.The low-temperature semi-coking coal tar of Example 1 is used as a binder for partial briquetting of low-sintering components of coal mixtures or concentrates of low-sintering coal, which are briquetted in the amount of up to 30% in coal mixtures. KO brand coal concentrate with a plastic layer of 6-7 mm is mixed with 7% semi-coking resin according to Example 1, briquetted into briquettes of 25 × 25 × 15 mm in size, introduced into the coking charge in an amount of up to 30% and coked with the charge. The compressive strength of coke in coked briquettes reaches 300-350 kgf / cm 2 . This allows you to expand the coal resource base. At the same time, it allows qualified processing of non-pyrolyzed resin and obtain pyrolyzed products from the decay products of the used resin.

Таблица 1Table 1 «Сравнение технических характеристик каменноугольных смол низкотемпературного полукоксования и высокотемпературного коксования»"Comparison of the technical characteristics of low-temperature semi-coking coal tar and high-temperature coking" № п/пNo. p / p ПоказательIndicator Вид смолыType of resin Метод определенияDetermination method Низкотемпературного полукоксованияLow temperature semi-coking Высокотемпературного коксованияHigh temperature coking 1one Объемная доля воды, %Volume fraction of water,% 10,410,4 4four ГОСТ 2477;GOST 2477; ГОСТ 2770GOST 2770 22 Плотность при 20°С, кг/м3 Density at 20 ° С, kg / m 3 10421042 11901190 ГОСТ 3900;GOST 3900; ГОСТ 11126GOST 11126 33 - Фракционный состав, массовая доля (от безводной смолы), %:- Fractional composition, mass fraction (from anhydrous resin),%: до 180°Сup to 180 ° C 3,03.0 ок. 1OK. one 180-230°С180-230 ° C 7,27.2 1313 230-270°С230-270 ° C 15,115.1 1010 270-300°С270-300 ° C 17,117.1 1010 конечная температура 300°С;final temperature 300 ° C; 6,26.2 18eighteen - всего отгона, %- total distillation,% 48,948.9 ок. 40OK. 40 - Температура конца кипения, °С:- The temperature of the end of boiling, ° C: в парахin pairs 315315 320320 в жидкостиin fluid 390390 400400 4four Выход пека, %The output of the pitch,% 50,050,0 6060 55 Массовая доля веществ, нерастворимых в толуоле (α-фракция), %Mass fraction of substances insoluble in toluene (α-fraction),% 3,83.8 6-106-10 ГОСТ 7847
ТУ 14-7-100-89
GOST 7847
TU 14-7-100-89
66 Массовая доля веществ, нерастворимых в хинолине (α1-фракция), %Mass fraction of substances insoluble in quinoline (α 1 fraction),% отс.out 4-64-6 ТУ 14-7-100-89TU 14-7-100-89 77 Зольность, %Ash content,% 0,120.12 не >0,3not> 0.3 ТУ 14-7-100-89TU 14-7-100-89 88 Содержание фенолов, %The content of phenols,% 2525 1-21-2 99 Содержание нафталина, %The content of naphthalene,% следыtraces 7-127-12

Таблица 2table 2 «Содержание суммарных фенолов во фракциях смолы низкотемпературного полукоксования»"The content of total phenols in the fractions of the resin low-temperature semi-coking" Пределы отбора фракции, °СFraction selection limits, ° С Выход фракции от смолы, %The output fraction from the resin,% Содержание фенолов, %The content of phenols,% во фракцииin fraction в пересчете на смолуin terms of resin <230<230 10,510.5 41,541.5 4,44.4 230-270230-270 15,115.1 37,037.0 5,65,6 270-300270-300 17,117.1 41,041.0 7,07.0 >300> 300 6,26.2 35,535.5 2,22.2 Всего >230Total> 230 38,438,4 38,638.6 14,814.8 ПекPitch 50,050,0 11,311.3 5,65,6 ИтогоTotal 98,998.9 2525

Таблица 3Table 3 «Состав фенолов во фракциях смолы низкотемпературного полукоксования»"The composition of phenols in the fractions of the resin of low-temperature semi-coking" Пределы отбора, °СThe selection limits, ° C Содержание суммарн. фенолов, %Content total phenols,% Содержание, %Content% фенолphenol о-крезолo-cresol м-п-крезолыmp cresols ксиленолыxylenols всегоTotal <230<230 41,541.5 15,815.8 19,019.0 28,928.9 36,236,2 99,999.9 230-270230-270 37,037.0 5,35.3 10,610.6 28,228,2 50,350.3 94,494.4 270-300270-300 41,041.0 0,70.7 1,21,2 4,14.1 33,933.9 39,939.9 300-360300-360 35,535.5 не опр.not def. Всего 230-360Total 230-360 38,638.6 Мол. масса феноловLike mass of phenols 115115 9494 108108 108108 122122

Таблица 4Table 4 «Характеристика фракций смолы низкотемпературного полукоксования по распределению типов водорода»“Characterization of low-temperature semi-coking resin fractions by the distribution of hydrogen types” Фракция (температура кипения, °С)Fraction (boiling point, ° С) Нγ H γ Нβ H β Нα H α Нолеф. N olef. Наг N ag <230<230 8,18.1 34,434,4 28,328.3 7,17.1 22,222.2 230-270230-270 9,19.1 32,532,5 30,130.1 10,210,2 18,318.3 270-300270-300 9,19.1 37,637.6 30,130.1 9,19.1 15,115.1 >300> 300 6,16.1 45,845.8 27,127.1 5,05,0 16,016,0 ПекPitch 7,27.2 33,033.0 32,032,0 3,03.0 25,125.1

Claims (4)

1. Способ изготовления брикетного топлива, включающий смешение углеродсодержащего сырья со связующим, прессование смеси и последующее отверждение брикетов в окислительной атмосфере при температуре 150-300°С, в качестве связующего используют смолу низкотемпературного полукоксования, полученную при температуре до 650°С.1. A method of manufacturing a briquette fuel, including mixing a carbon-containing raw material with a binder, compressing the mixture and then curing the briquettes in an oxidizing atmosphere at a temperature of 150-300 ° C, using a low-temperature semi-coking resin obtained at temperatures up to 650 ° C as a binder. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смолу полукоксования подают при температуре от 20 до 60°С.2. The method according to claim 1, characterized in that the semi-coking resin is served at a temperature of from 20 to 60 ° C. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего сырья используют коксовую мелочь, и/или пекококсовую мелочь, и/или нефтекоксовую мелочь, и/или антрацитовую мелочь, и/или угольную мелочь.3. The method according to claim 1, characterized in that coke breeze and / or pitch coke breeze and / or petrocoke breeze and / or anthracite bite and / or coal bite are used as carbon-containing raw materials. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество связующего составляет от 7 до 20 мас.%. 4. The method according to claim 1, characterized in that the amount of binder is from 7 to 20 wt.%.
RU2008135644/04A 2008-09-02 2008-09-02 Method of brick fuel manufacturing RU2375414C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008135644/04A RU2375414C1 (en) 2008-09-02 2008-09-02 Method of brick fuel manufacturing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008135644/04A RU2375414C1 (en) 2008-09-02 2008-09-02 Method of brick fuel manufacturing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2375414C1 true RU2375414C1 (en) 2009-12-10

Family

ID=41489556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008135644/04A RU2375414C1 (en) 2008-09-02 2008-09-02 Method of brick fuel manufacturing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2375414C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2458974C1 (en) * 2011-06-08 2012-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of producing fuel briquettes from low-grade fuel
RU2529205C1 (en) * 2013-06-06 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) Method to produce fuel briquettes
RU2529204C1 (en) * 2013-06-06 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) Method to produce fuel briquettes
RU2655175C1 (en) * 2018-03-14 2018-05-24 Акционерное общество "Сибирская Угольная Энергетическая Компания" Method of obtaining metallurgical briquette

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2458974C1 (en) * 2011-06-08 2012-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of producing fuel briquettes from low-grade fuel
RU2529205C1 (en) * 2013-06-06 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) Method to produce fuel briquettes
RU2529204C1 (en) * 2013-06-06 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) Method to produce fuel briquettes
RU2655175C1 (en) * 2018-03-14 2018-05-24 Акционерное общество "Сибирская Угольная Энергетическая Компания" Method of obtaining metallurgical briquette

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Antal Jr et al. Review of methods for improving the yield of charcoal from biomass
Adeleke et al. Densification of coal fines and mildly torrefied biomass into composite fuel using different organic binders
Benk Utilisation of the binders prepared from coal tar pitch and phenolic resins for the production metallurgical quality briquettes from coke breeze and the study of their high temperature carbonization behaviour
RU2375414C1 (en) Method of brick fuel manufacturing
Benk et al. Investigation of resole, novalac and coal tar pitch blended binder for the production of metallurgical quality formed coke briquettes from coke breeze and anthracite
JPWO2006121213A1 (en) Method for producing blast furnace coke
RU2528666C2 (en) Briquetted mixture for producing silicon and method for preparation thereof
Zhong et al. Xylene activation of coal tar pitch binding characteristics for production of metallurgical quality briquettes from coke breeze
CN104194816B (en) A kind of method preparing coke
Surup et al. Characterization of renewable reductants and charcoal-based pellets for the use in ferroalloy industries
RU2669940C1 (en) Method of briquetting carbon reducing agents
Benk et al. Phenolic resin binder for the production of metallurgical quality briquettes from coke breeze: Part I
US3403989A (en) Production of briquettes from calcined char employing asphalt binders and such briquettes
CN1268717C (en) Process for preparing foundry coke
CN105655003B (en) A kind of modified electrode paste and preparation method thereof
US6524354B2 (en) Process for the production of low ash fuel
CN102942976A (en) Method for preparing formed coke with low metamorphic coal as main raw material in microwave field
CN112521152A (en) Preparation process of phi 700mm ultrahigh-power graphite electrode
US3355377A (en) Activated carbon in the preparation of binder pitch
KR101550668B1 (en) Mixture for manufacturing cokes and the method thereof
RU2516661C1 (en) Formed coke obtaining method
CN100424151C (en) Thermal-state temping coking process
RU2660129C1 (en) Method for forming fine factions of oil coke
JP3920775B2 (en) Method for producing low ash content fuel
RU2458974C1 (en) Method of producing fuel briquettes from low-grade fuel

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner