RU2401295C1 - Method of coal conversion - Google Patents

Method of coal conversion Download PDF

Info

Publication number
RU2401295C1
RU2401295C1 RU2009132220/05A RU2009132220A RU2401295C1 RU 2401295 C1 RU2401295 C1 RU 2401295C1 RU 2009132220/05 A RU2009132220/05 A RU 2009132220/05A RU 2009132220 A RU2009132220 A RU 2009132220A RU 2401295 C1 RU2401295 C1 RU 2401295C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coal
daf
products
fluidized bed
layer
Prior art date
Application number
RU2009132220/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Романович Исламов (RU)
Сергей Романович Исламов
Сергей Григорьевич Степанов (RU)
Сергей Григорьевич Степанов
Original Assignee
Сергей Романович Исламов
Сергей Григорьевич Степанов
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 Сергей Романович Исламов, Сергей Григорьевич Степанов filed Critical Сергей Романович Исламов
Priority to RU2009132220/05A priority Critical patent/RU2401295C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2401295C1 publication Critical patent/RU2401295C1/en

Links

Landscapes

  • Coke Industry (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: coal crushed to 10 mm-size is subjected to thermal-oxidative treatment at 700-950°C via partial oxidation of coal by air and separation coal mineral part heavier than coal. Blast for layer quasi-liquefaction is fed in amount of 2500-4200 m3/(m2×h). Finely dispersed coal, vapor-gas products of coal thermal decomposition products and coke gasification products are partially burnt in boiling layer to provide for its operating temperature. Heavier rock particles are deposited in quasi-liquefaction layer and removed from the apparatus through fire grate. Combustion products are sent into exhaust heat boiler to recover heat power.
EFFECT: producing low-ash-content thermally treated fuel; without dressing initial coal.

Description

Изобретение относится к области переработки угля, в частности к получению из угля тепловой энергии и высококалорийного термообработанного твердого топлива для металлургии, энергетики и других отраслей промышленности.The invention relates to the field of coal processing, in particular to the production of thermal energy from coal and high-calorie heat-treated solid fuel for metallurgy, energy and other industries.

Известен ряд способов термической обработки углей с использованием техники псевдоожиженного (кипящего) слоя, предназначенных для получения высококалорийного твердого топлива (полукокса). Характерным примером является «Способ получения полукокса из бурых и каменных углей» (патент РФ № 2073061, приоритет от 10.02.1997 г.). Данный способ заключается в термообработке угля в кипящем слое при температуре 600-700°C с добавлением к воздушному дутью водяного пара и отводом с газораспределительной решетки материалов, оседающих из кипящего слоя.There are a number of methods for heat treatment of coal using the fluidized bed (fluidized bed) technique, designed to produce high-calorie solid fuel (semi-coke). A typical example is the “Method for the production of semi-coke from brown and bituminous coals” (RF patent No. 2073061, priority dated 02/10/1997). This method consists in the heat treatment of coal in a fluidized bed at a temperature of 600-700 ° C with the addition of water vapor to the air blast and removal of materials deposited from the gas distribution grid from the fluidized bed.

Недостатком данного способа является повышенная зольность полукокса, обусловленная тем, что не обеспечивается эффективная сепарация минеральной части исходного угля. Это по существу исключает возможность получения полукокса, пригодного для металлургии, из рядового (необогащенного) угля, т.к. зольность полукокса не удовлетворяет техническим требованиям к коксовой мелочи (класс 0-10 мм): согласно ТУ 14-7-115-89 зольность должна быть не выше 16% на сухую массу.The disadvantage of this method is the increased ash content of semi-coke, due to the fact that the effective separation of the mineral part of the source coal is not provided. This essentially eliminates the possibility of obtaining a semi-coke suitable for metallurgy from ordinary (unenriched) coal, because the ash content of semi-coke does not meet the technical requirements for coke breeze (class 0-10 mm): according to TU 14-7-115-89, the ash content should not exceed 16% by dry weight.

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому результату является «Способ получения металлургического среднетемпературного кокса» (патент РФ № 2285715, приоритет от 29.07.2005 г.). Данный способ заключается в термоокислительном коксовании угля крупностью 0-15 мм в кипящем слое при температуре 800-900°C с получением высококалорийного твердого топлива - среднетемпературного кокса металлургического назначения.Closest to the claimed method according to the technical nature and the achieved result is the "Method of producing metallurgical medium-temperature coke" (RF patent No. 2285715, priority dated July 29, 2005). This method consists in thermo-oxidative coking of coal with a grain size of 0-15 mm in a fluidized bed at a temperature of 800-900 ° C to produce high-calorie solid fuel - medium-temperature metallurgical coke.

Основным недостатком этого способа является то, что для получения качественного термообработанного твердого топлива с низкой зольностью (например, Ad не выше 16% для коксовой мелочи согласно ТУ 14-7-115-89) в качестве сырья необходимо применять либо низкозольный уголь, что сужает сырьевую базу для применения способа, либо исходный рядовой уголь, имеющий повышенную зольность, необходимо предварительно обогащать (например, до зольности 7-9% на сухую массу), что усложняет и удорожает переработку угля.The main disadvantage of this method is that to obtain high-quality heat-treated solid fuels with low ash content (for example, A d not higher than 16% for coke breeze according to TU 14-7-115-89), either low-ash coal should be used as a raw material, which narrows the raw material base for applying the method, or the initial raw coal having an increased ash content, must first be enriched (for example, to an ash content of 7–9% per dry weight), which complicates and increases the cost of coal processing.

Задача изобретения состоит в устранении вышеуказанных недостатков известных способов, а именно в повышении эффективности и упрощении переработки угля за счет исключения стадии предварительного обогащения исходного рядового угля.The objective of the invention is to eliminate the above disadvantages of known methods, namely to increase the efficiency and simplify the processing of coal by eliminating the stage of preliminary enrichment of the original raw coal.

Техническим результатом изобретения является получение из высокозольных рядовых углей высококалорийного (удельная теплота сгорания - 6300-7000 ккал/кг) низкозольного термообработанного твердого топлива без предварительного обогащения исходного угля.The technical result of the invention is to obtain from high-ash ordinary coals of high-calorific (specific heat of combustion - 6300-7000 kcal / kg) low-ash heat-treated solid fuel without preliminary enrichment of the source coal.

Указанный технический результат достигается путем термоокислительной обработки измельченного до 10 мм угля в псевдоожиженном (кипящем) слое при температуре 700-950°C с использованием воздушного дутья, при этом дутьевой воздух на псевдоожижение слоя подают в количестве 2500-4200 м3/(м2×ч), что обеспечивает одновременно как поддержание температурного режима в псевдоожиженном слое, так и эффективную сепарацию минеральной части угля, более тяжелой, чем уголь, со снижением зольности (обогащением) получаемого термообработанного твердого топлива.The specified technical result is achieved by thermo-oxidative treatment of coal crushed to 10 mm in a fluidized bed (fluidized bed) at a temperature of 700-950 ° C using air blasting, while blasting air is supplied to the fluidized bed in an amount of 2500-4200 m 3 / (m 2 × h), which provides both maintaining the temperature regime in the fluidized bed and efficient separation of the mineral part of coal, heavier than coal, with a reduction in the ash content (enrichment) of the obtained heat-treated solid fuel.

Способ осуществляют следующим образом. В аппарат с кипящим слоем угля, который в зависимости от назначенного режима, определяемого соотношением расхода воздушного дутья к расходу угля и удельной теплотой сгорания угля, имеет температуру от 700 до 950°C, питателем непрерывно подают предварительно измельченный уголь. Частицы угля, нагреваясь до температуры слоя и перемещаясь в горизонтальном направлении, последовательно проходят стадии сушки, пиролиза и выгружаются из аппарата путем естественного перетока через отборный патрубок. Мелкодисперсный уголь, парогазовые продукты термического разложения угля, а также продукты газификации кокса частично сгорают в кипящем слое, обеспечивая его рабочую температуру, выносятся из кипящего слоя и догорают в надслоевом пространстве за счет подачи вторичного воздушного дутья. Более тяжелые частицы породы, содержащейся в высокозольном рядовом угле, оседают в нижней части псевдоожиженного слоя и по мере накопления удаляются из аппарата через провальную колосниковую решетку. Продукты сгорания подаются в котел-утилизатор на генерацию тепловой энергии - горячей воды или пара.The method is as follows. In a device with a fluidized bed of coal, which, depending on the assigned mode, determined by the ratio of air blast to coal consumption and specific heat of combustion of coal, has a temperature of 700 to 950 ° C, pre-ground coal is continuously fed by the feeder. Coal particles, heated to the temperature of the layer and moving in the horizontal direction, successively pass through the stages of drying, pyrolysis and are discharged from the apparatus by natural overflow through a selective pipe. Fine coal, vapor-gas products of thermal decomposition of coal, as well as gasification products of coke are partially burned in the fluidized bed, ensuring its working temperature, are removed from the fluidized bed and burn out in the superlayer space by supplying secondary air blast. Heavier particles of rock contained in a high-ash ordinary angle are deposited in the lower part of the fluidized bed and, as they accumulate, are removed from the apparatus through a failed grate. The combustion products are fed to a recovery boiler for the generation of thermal energy - hot water or steam.

В примерах, иллюстрирующих способ, использован аппарат кипящего слоя с размером камеры коксования в плане 540×55 мм и отбором твердого продукта на высоте 560 мм.In the examples illustrating the method, a fluidized bed apparatus with a coking chamber size of 540 × 55 mm in plan and selection of a solid product at a height of 560 mm was used.

Пример 1:Example 1:

В качестве сырья использовали кузнецкий уголь марки ДР (длиннопламенный рядовой), измельченный до 5 мм, имеющий удельную теплоту сгорания на рабочую массу

Figure 00000001
=5020 ккал/кг и следующий технический и элементный состав:As raw materials used Kuznetsk coal brand DR (long flame ordinary), crushed to 5 mm, having a specific heat of combustion per working mass
Figure 00000001
= 5020 kcal / kg and the following technical and elemental composition:

Wr t=8,8%;W r t = 8.8%; Ad=24,3%; Vdaf=41,2%; Cdaf=78,3%;A d = 24.3%; V daf = 41.2%; C daf = 78.3%; Hdaf=5,5%;H daf = 5.5%; Ndaf=2,1%; Odaf=13,6%; Sdaf=0,37%.N daf = 2.1%; O daf = 13.6%; S daf = 0.37%.

В аппарат подается 100 кг/час угля и 75 нм3/ч воздуха.100 kg / h of coal and 75 nm 3 / h of air are fed into the apparatus.

Температура в кипящем слое - 910-950°C.The temperature in the fluidized bed is 910-950 ° C.

Удельный расход воздуха - 2525 м3/(м2×ч).The specific air flow rate is 2525 m 3 / (m 2 × h).

Выход коксового остатка - 41% от массы исходного угля.The yield of coke residue is 41% by weight of the initial coal.

Полученный коксовой остаток имеет зольность ниже, чем исходный уголь, по зольности удовлетворяет требованиям ТУ 14-7-115-89 для коксовой мелочи (Ad не более 16%), имеет удельную теплоту сгорания на рабочую массу

Figure 00000001
=6490ккал/кг и следующий технический и элементный состав:The resulting coke residue has an ash content lower than the initial coal, the ash content meets the requirements of TU 14-7-115-89 for coke breeze (A d not more than 16%), has a specific heat of combustion per working mass
Figure 00000001
= 6490 kcal / kg and the following technical and elemental composition:

Wr t=0,5%;W r t = 0.5%; Ad=15,4%; Vdaf=4,0%; Cdaf=92,5%;A d = 15.4%; V daf = 4.0%; C daf = 92.5%; Hdaf=1,3%;H daf = 1.3%; Ndaf=1,9%; Odaf=3,9%; Sdaf=0,4%.N daf = 1.9%; O daf = 3.9%; S daf = 0.4%.

Пример 2.Example 2

В качестве сырья использовали уголь марки 2БР (бурый, рядовой) месторождения «Багануур» (Монголия), измельченный до 10 мм, имеющий удельную теплоту сгорания на рабочую массу

Figure 00000001
=3275ккал/кг и следующий технический и элементный состав:As raw materials used coal grade 2BR (brown, ordinary) deposits "Baganuur" (Mongolia), crushed to 10 mm, having a specific heat of combustion per working mass
Figure 00000001
= 3275 kcal / kg and the following technical and elemental composition:

Wr t=33,0%;W r t = 33.0%; Ad=14,6%;Vdaf=45,0%; Cdaf=70,0%;A d = 14.6%; V daf = 45.0%; C daf = 70.0%; Hdaf=5,0%;H daf = 5.0%; Ndaf=0,7%;Odaf=23,7%; Sdaf=0,52%.N daf = 0.7%; O daf = 23.7%; S daf = 0.52%.

В аппарат подается 170 кг/час угля и 124 нм3/ч воздуха.170 kg / h of coal and 124 nm 3 / h of air are fed into the apparatus.

Температура в кипящем слое - 700-730°C.The temperature in the fluidized bed is 700-730 ° C.

Удельный расход воздуха - 4175 м3/(м2×ч).The specific air flow rate is 4175 m 3 / (m 2 × h).

Выход коксового остатка - 26% от массы исходного угля.The yield of coke residue is 26% by weight of the source coal.

Полученный коксовой остаток имеет зольность ниже, чем исходный уголь, по зольности удовлетворяет требованиям ТУ 14-7-115-89 для коксовой мелочи (Ad не более 16%), имеет удельную теплоту сгорания на рабочую массу

Figure 00000001
=6700ккал/кг и следующий технический и элементный состав:The resulting coke residue has an ash content lower than the initial coal, the ash content meets the requirements of TU 14-7-115-89 for coke breeze (A d not more than 16%), has a specific heat of combustion per working mass
Figure 00000001
= 6700 kcal / kg and the following technical and elemental composition:

Wr t=1,3%;W r t = 1.3%; Ad=12,7%; Vdaf=10,7%; Cdaf=92,8%;A d = 12.7%; V daf = 10.7%; C daf = 92.8%; Hdaf=1,5%;H daf = 1.5%; Ndaf=1,0%; Odaf=4,2%; Sdaf=0,44%.N daf = 1.0%; O daf = 4.2%; S daf = 0.44%.

Пример 3 (сравнительный из патента РФ № 2073061, приоритет от 10.02.1997 г.).Example 3 (comparative of the patent of the Russian Federation No. 2073061, priority of 02/10/1997).

В качестве сырья использовали подсушенный уголь фракции 0,5-7 мм марки 3Б (месторождение «Лермонтовское», Сахалин), имеющий следующий технический и элементный состав:As raw materials, dried coal of a fraction of 0.5-7 mm of grade 3B (Lermontovskoye deposit, Sakhalin) with the following technical and elemental composition was used:

Wr t=6,25%;W r t = 6.25%; Ad=31,2%; Vdaf=44,9%; Cdaf=73,4%.A d = 31.2%; V daf = 44.9%; C daf = 73.4%.

В аппарат поперечным сечением 0,075 м2 подается 75 кг/час угля и 106 нм3/ч воздуха и 8,5 кг/ч водяного пара.75 kg / h of coal and 106 nm 3 / h of air and 8.5 kg / h of water vapor are supplied to the apparatus with a cross section of 0.075 m 2 .

Температура в кипящем слое - 680-720°C.The temperature in the fluidized bed is 680-720 ° C.

Удельный расход воздуха - 1413 м3/(м2×ч).The specific air flow rate is 1413 m 3 / (m 2 × h).

Выход коксового остатка - 63% от массы исходного (подсушенного) угля.The yield of coke residue is 63% by weight of the initial (dried) coal.

Зольность полукокса Ad=54,2% - не удовлетворяет требованиям ТУ 14-7-115-89 для коксовой мелочи (Ad не более 16%). Полукокс имеет зольность существенно выше, чем исходный уголь, что обусловлено отсутствием эффективной сепарации минеральной части угля.The ash content of semicoke A d = 54.2% - does not meet the requirements of TU 14-7-115-89 for coke breeze (A d not more than 16%). The semi-coke has an ash content significantly higher than the initial coal, which is due to the lack of effective separation of the mineral part of the coal.

Таким образом, предложенный способ позволяет перерабатывать высокозольный рядовой уголь в низкозольное высококалорийное термообработанное твердое топливо с одновременным производством тепловой энергии без предварительного обогащения исходного угля.Thus, the proposed method allows to process high-ash raw coal into low-ash high-calorie heat-treated solid fuel with the simultaneous production of thermal energy without preliminary enrichment of the source coal.

Claims (1)

Способ переработки угля с получением термообработанного твердого топлива и тепловой энергии, включающий термоокислительную обработку измельченного угля в кипящем слое, отличающийся тем, что переработку осуществляют путем одновременной термоокислительной обработки угля при температуре 700-950°С за счет частичного окисления угля воздухом и сепарации минеральной части угля, более тяжелой, чем уголь, со снижением зольности получаемого термообработанного твердолго топлива, а в качестве исходного сырья используется уголь, измельченный до 10 мм, причем дутьевой воздух на псевдоожижение слоя подают в количестве 2500-4200 м3/(м2×ч). A method of processing coal to produce heat-treated solid fuel and thermal energy, including thermo-oxidative treatment of crushed coal in a fluidized bed, characterized in that the processing is carried out by simultaneous thermal-oxidative treatment of coal at a temperature of 700-950 ° C due to the partial oxidation of coal by air and the separation of the mineral part of coal heavier than coal, with a decrease in the ash content of the heat-treated solid-treated fuel, and coal, crushed to 10, is used as the feedstock mm, moreover, blast air is supplied to the fluidized bed in an amount of 2500-4200 m 3 / (m 2 × h).
RU2009132220/05A 2009-08-26 2009-08-26 Method of coal conversion RU2401295C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009132220/05A RU2401295C1 (en) 2009-08-26 2009-08-26 Method of coal conversion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009132220/05A RU2401295C1 (en) 2009-08-26 2009-08-26 Method of coal conversion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2401295C1 true RU2401295C1 (en) 2010-10-10

Family

ID=44024855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009132220/05A RU2401295C1 (en) 2009-08-26 2009-08-26 Method of coal conversion

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2401295C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013191671A1 (en) * 2012-06-18 2013-12-27 Приватное Акционерное Общество "Донецксталь" - Металлургический Завод" Method for thermally processing high-ash and/or low-calorie solid fuel
RU2637551C2 (en) * 2015-10-09 2017-12-05 Общество с ограниченной ответственностью "Сибирский научно-исследовательский институт углеобогащения" (ООО "Сибнииуглеобогащение) Method of thermal coal enrichment
RU2653174C1 (en) * 2017-07-18 2018-05-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Method of thermal processing of coal
RU2666420C1 (en) * 2017-11-20 2018-09-07 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Method of obtaining restorer for production of technical silicon
RU2687411C1 (en) * 2018-10-31 2019-05-13 Общество с ограниченной ответственностью "Сибнииуглеобогащение" Method of producing medium-temperature coke
RU2764410C1 (en) * 2021-09-03 2022-01-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» Method for dry gravitational-electric coal improvement

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СЫСКОВ К.И., МАШЕНКОВ О.Н. Термоокислительное коксование углей. - М.: Металлургия, 1973, с.51-55. *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013191671A1 (en) * 2012-06-18 2013-12-27 Приватное Акционерное Общество "Донецксталь" - Металлургический Завод" Method for thermally processing high-ash and/or low-calorie solid fuel
RU2524231C2 (en) * 2012-06-18 2014-07-27 Приватное акционерное общество "Донецксталь"-металлургический завод" Heat processing of ash-rich and/or low-calorie solid fuel
RU2637551C2 (en) * 2015-10-09 2017-12-05 Общество с ограниченной ответственностью "Сибирский научно-исследовательский институт углеобогащения" (ООО "Сибнииуглеобогащение) Method of thermal coal enrichment
RU2653174C1 (en) * 2017-07-18 2018-05-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Method of thermal processing of coal
RU2666420C1 (en) * 2017-11-20 2018-09-07 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Method of obtaining restorer for production of technical silicon
WO2019098890A1 (en) 2017-11-20 2019-05-23 Общество С Ограниченной Ответственностью "Объединенная Компания Русал Инженерно -Технологический Центр" Method of producing reducing agent for manufacturing industrial silicon
RU2687411C1 (en) * 2018-10-31 2019-05-13 Общество с ограниченной ответственностью "Сибнииуглеобогащение" Method of producing medium-temperature coke
RU2764410C1 (en) * 2021-09-03 2022-01-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» Method for dry gravitational-electric coal improvement

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2401295C1 (en) Method of coal conversion
AU2005295110C1 (en) Method of enhancing the quality of high-moisture materials using system heat sources
CN108151051B (en) A kind of large scale mixes the coal-fired power station boiler system and co-combustion method of burning semicoke
CN101108970B (en) Method for manufacturing wet fuel by rapid common thermal decomposition of biomass and coal
CN101775296B (en) Process and device for dry distillation of lignite on basis of coke-carried heat
EP2829589A1 (en) Method for producing charcoal
CN106675658B (en) High-flux circulating fluidized bed low-order coal gasification device and method
EP4202021A1 (en) Process to prepare a char product
JPS59100188A (en) Gasification of lignocellulose product and apparatus for carrying out same
CN101955803A (en) Low-rank coal carbonization method
CN101955782A (en) Coal pyrolysis method
CN102277182B (en) Low-temperature dry distillation system and technology of solid heat-carrying low-grade coal
RU2007141758A (en) METHOD FOR COMPREHENSIVE USE OF SOLID FUELS IN POWER INSTALLATIONS OF THE COMBINED CYCLE WITH JOINT PRODUCTION OF ENERGY AND FURTHER PRODUCTS AS LIQUID AND SOLID FUEL FUELS
EA025090B1 (en) Coal conversion method
CN105861071A (en) Composite biomass graded gasification furnace
NL2019553B1 (en) Process to prepare an activated carbon product and a syngas mixture
RU2718051C1 (en) Method of oxidative torrefaction of bio-wastes in fluidized bed
US2773018A (en) Continuous process for drying, preheating, and devolatilization of carbonaceous materials
RU2285715C1 (en) Metallurgical medium-temperature coke production process
RU2359006C1 (en) Method of coal processing
CN101280224A (en) Normal pressure non-phenol method for fixed-bed gas producer
CN210287229U (en) Low-temperature dry distillation pyrolysis process system of double-heat-source low-rank coal
CN112342046A (en) Low order coal double-decomposition double-purification dry quenching system
RU2339672C1 (en) Method of processing of coal in boiling layer
CN112226241B (en) System and method for co-producing coal gas and powdery active coke

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20131108

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20160606

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200827