RU2537151C1 - Preparation of free-burning coal - Google Patents

Preparation of free-burning coal Download PDF

Info

Publication number
RU2537151C1
RU2537151C1 RU2013127871/04A RU2013127871A RU2537151C1 RU 2537151 C1 RU2537151 C1 RU 2537151C1 RU 2013127871/04 A RU2013127871/04 A RU 2013127871/04A RU 2013127871 A RU2013127871 A RU 2013127871A RU 2537151 C1 RU2537151 C1 RU 2537151C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coal
coals
anthracite
coke
sintering
Prior art date
Application number
RU2013127871/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013127871A (en
Inventor
Владимир Семенович Загайнов
Павел Иванович Шашмурин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" (ОАО "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 Открытое акционерное общество "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" (ОАО "ВУХИН") filed Critical Открытое акционерное общество "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" (ОАО "ВУХИН")
Priority to RU2013127871/04A priority Critical patent/RU2537151C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2537151C1 publication Critical patent/RU2537151C1/en
Publication of RU2013127871A publication Critical patent/RU2013127871A/en

Links

Images

Landscapes

  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Coke Industry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to a method of preparation of free-burning coal with the content of volatile substances not exceeding 16% whereat the said coal is heated to 200-395°C to destruct heat-sensitive coal lumps to be cooled and classified thereafter. Anthracite and/or hard coal are used as the free-burning coal. Heated coal is cooled at an ambient temperature.
EFFECT: stabilised grain size, simplified process, higher calorific value.
5 cl, 1 dwg, 4 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к области подготовки неспекающихся углей к сжиганию и может быть использовано в черной и цветной металлургии для агломерации руд, в шахтных печах, а также в энергетике и химической промышленности.The invention relates to the field of preparation of non-sintering coals for burning and can be used in ferrous and non-ferrous metallurgy for ore sintering, in shaft furnaces, as well as in the energy and chemical industries.

Ископаемые угли представляют собой угли различных сортов и различного качества. Одно из важнейших различий между углями - это угли спекающиеся, дающие кокс для металлургического производства (угли металлургические), и угли неспекающиеся и годные в основном для агломерации руд, а также для отопления и производства энергии (угли энергетические).Fossil coals are coals of various grades and various qualities. One of the most important differences between coals is sintering coals, giving coke for metallurgical production (metallurgical coals), and non-sintering coals and suitable mainly for ore sintering, as well as for heating and energy production (energy coals).

Дефицит коксующихся углей, их недостаточное качество и высокая стоимость коксования - важная проблема в металлургии. Это ставит вопрос об экономии кокса у основного его потребителя - металлургической промышленности. В частности, перспективным может быть вариант замены кокса на значительно более дешевый уголь - тощий уголь или антрацит.Shortage of coking coals, their insufficient quality and high cost of coking are an important problem in metallurgy. This raises the question of saving coke from its main consumer - the metallurgical industry. In particular, the option of replacing coke with a much cheaper coal — lean coal or anthracite — may be promising.

Тощий уголь и антрацит относятся к неспекающимся углям.Lean coal and anthracite are non-sintering coals.

Использование тощих углей не требует их дополнительной подготовки и капитальных вложений. Стоимость же углей более чем в два раза ниже стоимости кокса, а транспортировка дешевле из-за большей насыпной массы. Это делает экономичность их применения очевидной в том случае, если оно не приведет к ухудшению технологических показателей процесса и качества продукции.The use of lean coals does not require additional training and capital investments. The cost of coal is more than two times lower than the cost of coke, and transportation is cheaper due to the greater bulk density. This makes the cost-effectiveness of their use obvious if it does not lead to a deterioration in the process performance and product quality.

Содержание влаги в тощих углях колеблется в пределах 2-7%, что не выходит за рамки показателей для кокса.The moisture content in lean coals ranges from 2-7%, which does not go beyond the indicators for coke.

Содержание нелетучего углерода весьма велико и близко к коксу.The content of non-volatile carbon is very high and close to coke.

Выход летучих компонентов на сухую беззольную массу равен примерно 8-16%.The yield of volatile components on a dry ashless mass is approximately 8-16%.

Показатель отражения витринита тощих углей составляет от 1,5 до 2,59%; спекаемость отсутствует.The reflection coefficient of vitrinite lean coal is from 1.5 to 2.59%; no sintering ability.

Тощие угли характеризуются низким выходом смолистых веществ. Для тощего угля Краснобродского разреза он составляет 0,14-0,5%, Красногорского - следы. Следовательно, применение тощего угля не приведет к зарастанию газовых трактов металлургических агрегатов.Skinny coals are characterized by a low yield of tarry substances. For lean coal from the Krasnobrodsky open pit, it is 0.14-0.5%, and from the Krasnogorsk opencast, traces. Consequently, the use of lean coal will not lead to overgrowing of the gas paths of metallurgical units.

Теплота сгорания сухой беззольной массы для тощих углей составляет 35200-36500 кДж/кг и зависит главным образом от химического состава угля, определяемого в свою очередь степенью метаморфизма. Тепло выделяется в основном за счет сгорания содержащихся в угле углеводородов и водорода, поэтому теплота сгорания может быть выше, чем у кокса.The calorific value of dry ashless mass for lean coals is 35200-36500 kJ / kg and depends mainly on the chemical composition of coal, which in turn is determined by the degree of metamorphism. The heat is generated mainly due to the combustion of hydrocarbons contained in coal and hydrogen, so the heat of combustion can be higher than that of coke.

Сравнение свойств тощих углей и металлургического кокса показывает, что прочность кускового тощего угля ниже, чем у кокса, а дробимость и истираемость выше. Угли характеризуются меньшей температурой воспламенения и большей теплотворной способностью. Угли имеют меньшую пористость, однако их реакционная способность близка к реакционной способности кокса.Comparison of the properties of lean coals and metallurgical coke shows that the strength of lump lean coal is lower than that of coke, and crushability and abrasion are higher. Coals are characterized by a lower flash point and higher calorific value. Coals have a lower porosity, but their reactivity is close to the reactivity of coke.

Таким образом, характеристики тощих углей, в целом, соответствуют требованиям, предъявляемым к металлургическому сырью как топливу и углеродсодержащему агенту.Thus, the characteristics of lean coal, in general, meet the requirements for metallurgical raw materials as fuel and carbon-containing agent.

Тощие угли используются в основном в электроэнергетике и в коммунально-бытовом секторе; при условии малой зольности могут использоваться для получения углеродистых наполнителей в электродном производстве.Lean coal is used mainly in the electric power industry and in the household sector; subject to low ash content, they can be used to produce carbon fillers in electrode production.

Тощие угли иногда называют «полуантрацитовыми».Skinny coals are sometimes called "semi-anthracite".

Однако необходимо учитывать следующие обстоятельства. Тощий уголь является природным сырьем, его свойства могут заметно отличаться для различных партий. Поэтому при его использовании в металлургии необходим специальный контроль показателей на угольных предприятиях.However, the following circumstances must be considered. Lean coal is a natural raw material, its properties can vary significantly for different parties. Therefore, when it is used in metallurgy, special monitoring of indicators at coal enterprises is necessary.

Низкие относительно кокса механические характеристики угля требуют разработки технологии его подготовки перед технологическим использованием.The low mechanical characteristics of coal relative to coke require the development of a technology for its preparation before technological use.

Антрациты так же, как тощий уголь, относятся к природному сырью. Антрациты объединяют угли с показателем отражения витринита более 2,59%. При выходе летучих веществ менее 8% к антрацитам относятся также угли с показателем отражения витринита от 2,2 до 2,59%.Anthracites, like lean coal, are natural raw materials. Anthracites combine coal with a vitrinite reflectance of more than 2.59%. When the volatiles yield is less than 8%, anthracite also includes coals with a vitrinite reflectance of 2.2 to 2.59%.

От других видов угля антрацит отличается высоким содержанием связанного углерода (91-98%), низким содержанием влаги, серы, летучих веществ (2-9%), высокой удельной теплотой сгорания. Антрацит горит без дыма и пламени, с высокой теплоотдачей, не спекается. Обладает высокой плотностью органической массы (1500-1700 кг/м3) и высокой электропроводностью. Твердость по минералогической шкале 2,0-2,5.Anthracite differs from other types of coal in its high content of bound carbon (91-98%), low moisture, sulfur, and volatile substances (2-9%), and high specific heat of combustion. Anthracite burns without smoke and flame, with high heat dissipation, does not sinter. It has a high density of organic matter (1500-1700 kg / m 3 ) and high electrical conductivity. The hardness according to the mineralogical scale is 2.0-2.5.

В настоящее время антрацит, помимо использования в энергетике, применяется для черной и цветной металлургии, а также для производства адсорбентов, электродов, электрокорунда, микрофонного порошка, термоантрацита и т.п.Currently, in addition to its use in the energy sector, anthracite is used for ferrous and non-ferrous metallurgy, as well as for the production of adsorbents, electrodes, electrocorundum, microphone powder, thermoanthracite, etc.

Требования к качеству антрацита являются наиболее высокими, т.к. даже сравнительно небольшое ухудшение некоторых свойств антрацита часто отрицательно влияет на технологический процесс и продукцию.The requirements for the quality of anthracite are the highest, because even a relatively slight deterioration of some properties of anthracite often adversely affects the process and production.

С учетом вышеизложенного природные неспекающиеся угли (тощие угли и антрациты возможно использовать взамен кокса в определенных областях промышленности). Использование таких углей позволит снизить расход дорогого кокса.Given the above, natural non-sintering coals (lean coals and anthracites can be used instead of coke in certain areas of industry). The use of such coals will reduce the consumption of expensive coke.

Однако проблемой является недостаточная прочность кусков неспекающихся углей (тощего угля и/или антрацита) в процессе их нагрева при технологическом использовании.However, the problem is the insufficient strength of pieces of non-sintering coal (lean coal and / or anthracite) during their heating during technological use.

Часть кусков угля и/или антрацита разрушается с образованием мелких фракций, что приводит к нарушению гидравлического режима в печи при сжигании топлива и к химическому недожигу топлива, снижению производительности печи.Some pieces of coal and / or anthracite are destroyed with the formation of fine fractions, which leads to disruption of the hydraulic regime in the furnace during fuel combustion and to chemical underburning of the fuel, and a decrease in furnace productivity.

Известен способ термической обработки углей (авторское свидетельство СССР №467089) в вихревых камерах газовым теплоносителем с последующей изотермической выдержкой, при котором термообработку угля ведут при температуре 450-550°C и содержании кислорода в газовом потоке 0,5-1,0%.A known method of heat treatment of coal (USSR author's certificate No. 467089) in vortex chambers with a gas coolant, followed by isothermal exposure, in which the heat treatment of coal is carried out at a temperature of 450-550 ° C and the oxygen content in the gas stream of 0.5-1.0%.

Данное изобретение позволяет повысить теплоту сгорания мелких фракций каменного и бурого угля с высоким содержанием летучих. Соответственно данное изобретение не является эффективным при использовании крупных фракций кусков угля с низким выходом летучих веществ. Кроме того, необходимость термообработки угля при температурах 450-550°C обусловливает значительные энергозатраты при осуществлении способа.This invention allows to increase the heat of combustion of small fractions of coal and brown coal with a high volatile content. Accordingly, this invention is not effective when using large fractions of pieces of coal with a low yield of volatile substances. In addition, the need for heat treatment of coal at temperatures of 450-550 ° C leads to significant energy consumption during the implementation of the method.

Известен способ подготовки сырья к доменной плавке (авторское свидетельство СССР №1129255), в котором в качестве топлива используют топливные брикеты, в которые перед брикетированием добавляют предварительно нагретый до 200-250°C уголь.A known method of preparing raw materials for blast furnace smelting (USSR author's certificate No. 1129255), in which fuel briquettes are used as fuel, into which coal is preheated to 200-250 ° C before briquetting.

В данном способе путем предварительного нагрева угля до 200-250°C обеспечивают лучшую работу связующего.In this method, by preheating the coal to 200-250 ° C, the binder works better.

Т.е. данный способ применим для углей с высоким содержанием летучих, легкоудаляемых при небольшом нагреве; для мелкозернистых фракций угля, используемых для формирования топливных брикетов.Those. this method is applicable to coals with a high content of volatile, easily removable with little heat; for fine-grained coal fractions used to form fuel briquettes.

Известен способ подготовки твердого топлива к сжиганию (авторское свидетельство СССР №1170226), в котором осуществляют дополнительный нагрев топлива - угольной пыли путем непосредственного воздействия на топливо факела. Т.е. известный способ применим только для пылевидных фракций угля при высоких температурах нагрева - до 900-1000°C.A known method of preparing solid fuel for combustion (USSR author's certificate No. 1170226), in which additional heating of the fuel is carried out - coal dust by directly affecting the fuel of the torch. Those. The known method is applicable only to pulverized coal fractions at high heating temperatures - up to 900-1000 ° C.

Известен непрерывный способ обработки некоксующегося угля с получением стабильного полукокса (варианты) по патенту РФ №2098450.A continuous method for processing non-coking coal is known to produce stable semi-coke (options) according to RF patent No. 2098450.

В способе по патенту №2098450 осуществляют нагрев некоксующихся углей до температур 400-480°C с целью испарения влаги и удаления части летучих веществ. В указанном способе происходит изменение структуры угля, который после нагрева переходит в полукокс.In the method according to patent No. 2098450, non-coking coals are heated to temperatures of 400-480 ° C in order to evaporate moisture and remove part of the volatile substances. In this method, a change in the structure of coal occurs, which, after heating, goes into semicoke.

Область использования полукокса уже, чем углей. Полукокс можно использовать при получении кокса как часть шихты, как топливо при производстве ферросплавов, при агломерации руд.The area of use of semicoke is narrower than coal. Semi-coke can be used in the production of coke as part of a charge, as a fuel in the production of ferroalloys, and in ore sintering.

Недостатком способа по патенту №2098450 являются повышенные затраты на его осуществление, связанные с необходимостью нагрева углей до температур 400-480°C, также сложность способа, обусловленная в том числе необходимостью улавливания летучих веществ.The disadvantage of the method according to patent No. 2098450 is the increased cost of its implementation associated with the need to heat coal to temperatures of 400-480 ° C, as well as the complexity of the method, including due to the need to capture volatile substances.

Известен способ подготовки низкосортного угля (JP 63210192 А, 31.08.1988) с содержанием летучих веществ более 30%, в котором уголь сушат при температуре 180-400°C в течение 2-10 минут газом. Затем уголь охлаждают водой в 2 этапа до 60°C.A known method of preparing low-grade coal (JP 63210192 A, 08/31/1988) with a volatile content of more than 30%, in which the coal is dried at a temperature of 180-400 ° C for 2-10 minutes with gas. Then the coal is cooled with water in 2 stages to 60 ° C.

Способ по документу JP 63210192 A, 31.08.1988 выбран в качестве наиболее близкого аналога (прототипа).The method according to the document JP 63210192 A, 08/31/1988 is selected as the closest analogue (prototype).

Недостатком наиболее близкого аналога является неэффективность способа, неэкологичность и сложность.The disadvantage of the closest analogue is the inefficiency of the method, non-environmental and complexity.

Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, - стабилизация гранулометрического состава топлива из неспекающихся углей за счет сохранения термостойких фракций кусков топлива при горении; упрощение способа подготовки неспекающихся углей; повышение теплотворной способности топлива; обеспечение высокой эффективности способа.The technical result achieved by the claimed invention is the stabilization of the particle size distribution of fuel from non-sintering coals due to the preservation of heat-resistant fractions of pieces of fuel during combustion; simplification of the preparation of non-sintering coals; increase in calorific value of fuel; ensuring high efficiency of the method.

Заявляемый технический результат достигается за счет того, что в способе подготовки неспекающегося угля с содержанием летучих веществ не более 16%, осуществляют нагрев неспекающихся углей до температуры 200-395°C для разрушения нетермостойких компонентов кусков угля, последующее охлаждение и классификацию.The claimed technical result is achieved due to the fact that in the method of preparing non-sintering coal with a volatile substance content of not more than 16%, the non-sintering coal is heated to a temperature of 200-395 ° C to destroy non-heat-resistant components of the pieces of coal, followed by cooling and classification.

В качестве неспекающегося угля используют антрацит и/или тощий уголь.As non-sintering coal, anthracite and / or lean coal are used.

Охлаждение нагретого угля осуществляют при температуре окружающей среды.The heated coal is cooled at ambient temperature.

После охлаждения неспекающийся уголь подвергают механическому воздействию.After cooling, non-sintering coal is subjected to mechanical stress.

Классификацию угля осуществляют после механического воздействия или одновременно с ним.The classification of coal is carried out after mechanical action or simultaneously with it.

Исходное сырье - тощие угли или антрациты, обладающие общими свойствами, - неспекаемость, низкое содержание летучих (не более 16%).The feedstock is lean coals or anthracites, which have common properties - not sintering, low volatile content (not more than 16%).

Общим недостатком неспекающихся углей (тощих углей и антрацитов) является их недостаточная термостойкость. При использовании в качестве топлива природных неспекающихся углей в результате их нагрева происходит разрушение нетермостойких кусков угля на более мелкие частицы. Топливо при нагреве изменяет свой первоначальный гранулометрический (зерновой, ситовый) состав за счет разрушения исходных кусков топлива, включающих нетермостойкие компоненты. При самопроизвольном разрушении таких кусков топлива в печи нарушается гидравлический режим сжигания топлива, снижается производительность печи.A common disadvantage of non-sintering coals (lean coals and anthracites) is their insufficient heat resistance. When using natural non-sintering coals as a fuel as a result of their heating, non-heat-resistant pieces of coal are destroyed into smaller particles. When heated, fuel changes its initial particle size distribution (grain, sieve) due to the destruction of the original pieces of fuel, including non-heat-resistant components. With the spontaneous destruction of such pieces of fuel in the furnace, the hydraulic mode of fuel combustion is disrupted, and the productivity of the furnace is reduced.

Кроме того, в природных неспекающихся углях содержание нетермостойких включений не является постоянным, в связи с чем технологические свойства топлив на основе природных неспекающихся углей сложно прогнозировать. В связи с этим использование в качестве топлива природных неспекающихся углей без специальной подготовки является нецелесообразным.In addition, the content of non-heat-resistant inclusions in natural non-sintering coals is not constant, and therefore the technological properties of fuels based on natural non-sintering coals are difficult to predict. In this regard, the use of natural non-sintering coals as a fuel without special preparation is impractical.

Причиной разрушения части кускового материала из неспекающихся углей являются термические напряжения, возникающие при нагреве кускового материала. Нетермостойкими оказываются чешуйчатые графиты и полуграфиты, разрушающиеся на тонкие пластины и чешуйки, а также куски из петрографически неоднородных слоистых образований.The reason for the destruction of part of the bulk material from non-sintering coals is the thermal stresses that occur when the bulk material is heated. Flake graphites and half-graphites that break down into thin plates and flakes, as well as pieces from petrographically inhomogeneous layered formations, are non-heat-resistant.

В заявляемом способе подготовки неспекающихся углей для их технологического использования нагрев углей осуществляют до температур 200-395°C. При таких температурах тощий уголь и антрацит не переводится в полукокс, тем самым сохраняются его широкая область использования - обжиговые процессы, шахтные плавки руд цветных металлов как топливо в вагранках и для других процессов.In the inventive method for the preparation of non-sintering coals for their technological use, the coals are heated to temperatures of 200-395 ° C. At such temperatures, lean coal and anthracite are not converted to semi-coke, thereby preserving its wide area of use - firing processes, mine smelting of non-ferrous metal ores as fuel in cupolas and for other processes.

При нагреве угля до температур 200-395°C происходит разрушение нетермостойких включений (компонентов) угля, которые легко удаляются, например, при классификации после нагрева.When coal is heated to temperatures of 200-395 ° C, non-heat-resistant inclusions (components) of coal are destroyed, which are easily removed, for example, during classification after heating.

Удаление летучих веществ практически не имеет места быть, количество летучих веществ до нагрева угля и после его нагрева практически не изменяется.Removal of volatiles practically does not take place; the amount of volatiles before heating of coal and after its heating practically does not change.

Испарение влаги из угля происходит практически полностью при температурах 100-200°C. Т.е. при температурах до 395°C в угле практически не содержится влаги.Moisture evaporation from coal occurs almost completely at temperatures of 100-200 ° C. Those. at temperatures up to 395 ° C, coal is practically free of moisture.

Энергетические затраты для подготовки неспекающихся углей согласно заявляемому способу ниже, чем в известных способах.Energy costs for the preparation of non-sintering coal according to the claimed method is lower than in the known methods.

Исследования авторов показали, что значительная часть нетермостойких компонентов разрушается при нагреве неспекающихся углей до температур в интервале от 200 до 395°C.The authors' studies showed that a significant part of non-heat-resistant components is destroyed by heating non-sintering coals to temperatures in the range from 200 to 395 ° C.

Нагрев до таких температур, во-первых, надежно обеспечивает разрушение нетермостойских компонентов, во-вторых, не требует значительных энергетических затрат, в-третьих, не требует применения специального охлаждения, т.к. охлаждение в данном случае осуществляется естественным путем, что значительно улучшает экологичность способа. Следует отметить, что при нагреве до температур 200-395°C отсутствует выделение химических продуктов пиролиза из неспекающихся углей и, следовательно, отсутствуют затраты на их улавливание.Heating to such temperatures, firstly, reliably ensures the destruction of non-heat-resistant components, secondly, it does not require significant energy costs, and thirdly, it does not require the use of special cooling, because cooling in this case is carried out naturally, which significantly improves the environmental friendliness of the method. It should be noted that when heated to temperatures of 200-395 ° C, there is no release of pyrolysis chemical products from non-sintering coals and, therefore, there is no cost of trapping them.

На фиг.1 приведена зависимость суммарного выхода надрешетного продукта (антрацит) по отношению к размерам отверстий сита.Figure 1 shows the dependence of the total output sieve product (anthracite) in relation to the size of the holes of the sieve.

Кривая 1 - для нетермообработанных антрацитов.Curve 1 - for non-heat-treated anthracites.

Кривая 2 - для антрацитов, прошедших подготовку согласно заявляемому способу.Curve 2 - for anthracites that have been trained according to the claimed method.

Видно, что объем надрешетного продукта после термообработки уменьшился примерно на 10-12% за счет разрушения нетермостойких компонентов антрацита, которые привели к уменьшению крупных кусков антрацита и появлению более мелких кусков.It can be seen that the volume of the oversize product after heat treatment decreased by about 10-12% due to the destruction of non-heat-resistant components of anthracite, which led to a decrease in large pieces of anthracite and the appearance of smaller pieces.

Также исследования авторов показали, что при подготовке неспекающихся углей с содержанием летучих веществ до 16% согласно заявляемому способу количество летучих веществ до и после подготовки практически не изменяется.Also, the studies of the authors showed that when preparing non-sintering coals with a volatile content of up to 16% according to the claimed method, the amount of volatile substances before and after preparation is practically unchanged.

После нагревания исходных неспекающихся углей до температур 200-395°C и последующего естественного охлаждения целесообразно подвергнуть неспекающиеся угли механическому воздействию. Основное разрушение кусков угля в результате разрушения нетермостойких компонентов происходит самопроизвольно при их нагреве. Однако после нагрева целесообразно осуществить механическое воздействие, т.к. в результате механического воздействия происходит доразрушение кусков угля за счет доразрушения нетермостойких компонентов.After heating the initial non-sintering coals to temperatures of 200-395 ° C and subsequent natural cooling, it is advisable to subject the non-sintering coals to mechanical stress. The main destruction of pieces of coal as a result of the destruction of non-heat-resistant components occurs spontaneously when they are heated. However, after heating, it is advisable to carry out a mechanical action, since as a result of mechanical action, the pieces of coal are additionally destroyed due to the additional destruction of non-heat-resistant components.

После механического воздействия или одновременно с ним осуществляют классификацию углей с целью отбора фракций угля в соответствии с их возможным технологическим использованием.After mechanical action or simultaneously with it, the classification of coals is carried out in order to select fractions of coal in accordance with their possible technological use.

Исследования авторов показали, что при технологическом использовании топлива, прошедшего подготовку в соответствии с заявляемым способом, практически не происходит дальнейшего распада кусков топлива в печи, следовательно, подготовленным согласно заявляемому способу неспекающимся углем можно заменить металлургический кокс, используемый для соответствующих технологических нужд.Studies of the authors showed that during the technological use of fuel that has been prepared in accordance with the claimed method, there is practically no further decomposition of pieces of fuel in the furnace, therefore, non-sintering coal prepared according to the claimed method can replace metallurgical coke used for the corresponding technological needs.

О кинетике терморазрушений тощих (неспекающихся) углей можно судить по данным, приведенным в таблице 1, по изменению процентного содержания класса угля 25-100 мм при ступенчатом нагреве от температуры 20°C до 1000°C.The kinetics of thermal destruction of lean (non-sintering) coals can be judged by the data given in table 1, by the change in the percentage of the class of coal 25-100 mm with stepwise heating from a temperature of 20 ° C to 1000 ° C.

Для испытания брали два вида углей - тощий уголь и антрацит, а также металлургический кокс. Характеристика углей и кокса приведена в этой же таблице.Two types of coal were taken for testing - lean coal and anthracite, as well as metallurgical coke. Characteristics of coal and coke are given in the same table.

Figure 00000001
Figure 00000001

Из данных таблицы 1 видно, что активное снижение содержания класса 25-100 мм в тощих углях и антрацитах происходит при повышении температуры от 20 до 200°C. При таких температурах происходит активное испарение влаги до ее полного испарения и происходит активное разрушение нетермостойких компонентов угля.From the data of table 1 it can be seen that an active decrease in the grade of 25-100 mm in lean coals and anthracites occurs with an increase in temperature from 20 to 200 ° C. At such temperatures, the moisture evaporates actively until it completely evaporates and the non-heat-resistant components of coal are actively destroyed.

Далее до температур от 200 до 400°C снижения содержания класса 25-100 мм в тощих углях и антрацитах практически не происходит. При этих температурах удаления летучих веществ из тощих углей и антрацитов практически не происходит. При таких температурах происходит незначительное доразрушение нетермостойких компонентов угля.Further to temperatures from 200 to 400 ° C, a decrease in the grade of 25-100 mm in lean coals and anthracites practically does not occur. At these temperatures, the removal of volatiles from lean coal and anthracite practically does not occur. At such temperatures, insignificant additional destruction of non-heat-resistant coal components occurs.

Дальнейшее снижение содержания класса 25 - 100 мм в тощих углях и антрацитах происходит при температурах от 700 до 1000°С, что объясняется главным образом, потерей летучих веществ.A further decrease in the content of the class 25-100 mm in lean coals and anthracites occurs at temperatures from 700 to 1000 ° C, which is mainly due to the loss of volatile substances.

Подготовка угля в соответствии с заявляемым способом при использовании угля с выходом летучих веществ более 16% является нецелесообразной в связи со следующим.The preparation of coal in accordance with the claimed method when using coal with a yield of volatiles of more than 16% is impractical in connection with the following.

При нагреве до температур 200-395°C угля с содержанием летучих веществ до 16% практически отсутствует удаление (выделение) летучих веществ. Это подтверждается сведениями, приведенными в источнике «Научные основы производства кокса», Труды совещания (г. Свердловск, 1965 г.), издательство «Металлургия», 1967 г. (Приложение 1).When heating coal with volatile substances up to 16% to temperatures of 200-395 ° C, there is practically no removal (emission) of volatile substances. This is confirmed by the information provided in the source “Scientific Foundations of Coke Production”, Proceedings of the meeting (Sverdlovsk, 1965), Metallurgy Publishing House, 1967 (Appendix 1).

Из таблицы 1 источника «Научные основы производства кокса» на стр.126 видно, что уголь марки ОС характеризуется выходом летучих веществ менее 16% (14, 39%); угли марок Д, Г, Ж характеризуются выходом летучих веществ более 30%.From table 1 of the source “Scientific Basics of Coke Production” on page 126 it is seen that OS grade coal is characterized by a yield of volatile substances of less than 16% (14, 39%); coals of grades D, G, G are characterized by a yield of volatiles of more than 30%.

Из таблицы 2 источника «Научные основы производства кокса» на стр.128 видно, что при нагреве угля марки ОС до 400°C практически отсутствует выход продуктов термической деструкции, газа и газового бензина, а также пирогенетической воды. При этом при нагреве от 250 до 400°C имеет место значительный выход продуктов термической деструкции, газа и газового бензина, а также пирогенетической воды у углей марок Д, Г, Ж.From table 2 of the source “Scientific Foundations of Coke Production” on page 128, it is seen that when the OS brand coal is heated to 400 ° C, there is practically no yield of thermal degradation products, gas and gas gasoline, or pyrogenetic water. In this case, when heated from 250 to 400 ° C, there is a significant yield of thermal degradation products, gas and gas gasoline, as well as pyrogenetic water in coal grades D, G, Zh.

Это означает, что при нагреве до температур от 250 до 400°C углей, характеризующихся выходом летучих веществ более 30%, имеет место значительное выделение вышеуказанных продуктов в окружающее пространство. Следует отметить, что к выделяющимся продуктам термической деструкции относятся и фенолы, которые относятся ко II классу опасности.This means that when heated to temperatures from 250 to 400 ° C of coal, characterized by a yield of volatiles of more than 30%, there is a significant release of the above products into the environment. It should be noted that phenols, which belong to hazard class II, also belong to the distinguished products of thermal degradation.

Следовательно, имеет место загрязнение окружающего пространства. Поэтому необходимо предусматривать дополнительные меры по улавливанию выделяющихся при нагреве из углей продуктов и их утилизации, что обусловит значительное усложнение процесса подготовки таких углей для использования их в качестве топлива.Therefore, there is pollution of the surrounding space. Therefore, it is necessary to provide additional measures to capture products released during heating from coal and their utilization, which will significantly complicate the preparation of such coals for use as fuel.

Кроме того, при нагревании углей с выходом летучих веществ более 30% до температур 400°C имеет место резкая потеря веса (от 1,5 до более 4%) твердого остатка, т.е. имеет место интенсивная термическая деструкция углей (предпоследний и последний абзацы стр.128 источника «Научные основы производства кокса», Рис.3 на стр.129).In addition, when heating coals with the release of volatiles of more than 30% to temperatures of 400 ° C, there is a sharp weight loss (from 1.5 to more than 4%) of the solid residue, i.e. intense thermal degradation of coals takes place (the penultimate and last paragraphs of p. 128 of the source “Scientific Foundations of Coke Production”, Fig. 3 on p. 129).

Из источника «Технология углеграфитовых материалов», Е.Ф. Чалых, М., 1963, Государственное научно-техническое издательство литературы по черной металлургии и цветной металлургии на стр.96 (Приложение 2) известно, что потеря веса антрацита при нагреве от 200 до 400°C составляет 0,76% (таблица 21).From the source “Technology of carbon-graphite materials”, E.F. Chalykh, M., 1963, State Scientific and Technical Publishing House of Literature on Ferrous Metallurgy and Non-Ferrous Metallurgy on page 96 (Appendix 2) it is known that the weight loss of anthracite when heated from 200 to 400 ° C is 0.76% (table 21) .

Т.е. потери веса антрацита, имеющего выход летучих веществ менее 8% при нагревании до 400°C, значительное меньше, чем у углей с выходом летучих веществ более 30%.Those. the weight loss of anthracite having a yield of volatiles of less than 8% when heated to 400 ° C is significantly less than that of coal with a yield of volatiles of more than 30%.

При этом потеря веса антрацита и углей с выходом летучих веществ более 30% обусловлена разными причинами.Moreover, the weight loss of anthracite and coal with the release of volatiles of more than 30% is due to various reasons.

Антрацит теряет вес при нагреве до 400°C только за счет удаления влаги (т.к. органика при таких температурах из антрацита не удаляется), а угли с содержанием летучих веществ более 30% теряют вес именно за счет удаления органических компонентов.Anthracite loses weight when heated to 400 ° C only due to the removal of moisture (since organic matter at such temperatures is not removed from anthracite), and coal with a volatile content of more than 30% lose weight precisely due to the removal of organic components.

После удаления из углей с содержанием летучих веществ более 30% органических компонентов увеличивается процентное содержание минеральной негорючей части. В связи с чем, после нагревания углей с содержанием летучих веществ более 30% до температур 400°C их теплотворная способность падает за счет интенсивного удаления органики.After removal of more than 30% of organic components from coal with volatile substances, the percentage of non-combustible mineral content increases. In this connection, after heating coals with a volatile substance content of more than 30% to temperatures of 400 ° C, their calorific value decreases due to the intensive removal of organics.

Напротив, при нагревании неспекающихся углей с выходом летучих веществ не более 16% при нагревании до 400°C не происходит удаления органических компонентов (горючих компонентов), следовательно, не имеет места потеря теплотворной способности таких углей при их нагреве до температур 400°C.On the contrary, when heating non-sintering coals with a volatiles yield of not more than 16% when heated to 400 ° C, no organic components (combustible components) are removed, therefore, there is no loss of calorific value of such coals when they are heated to temperatures of 400 ° C.

Следует также отметить, что вследствие интенсивного удаления летучих веществ при нагревании до температур 400°C из углей с выходом летучих веществ более 30% имеет место более интенсивный распад кусков угля за счет более обширного расщепления наименее прочных связей в кусках угля. Т.е. исходные куски угля распадаются на большое количество мелких кусков, являющихся более мелкими, чем куски угля, образующиеся при распаде угля с содержанием летучих веществ не более 16%.It should also be noted that due to the intensive removal of volatiles when heated to temperatures of 400 ° C from coals with a volatiles yield of more than 30%, more intense decomposition of pieces of coal takes place due to more extensive cleavage of the least strong bonds in pieces of coal. Those. the initial pieces of coal break up into a large number of small pieces that are smaller than pieces of coal formed during the decay of coal with a volatile matter content of not more than 16%.

Мелкие фракции угля имеют ограниченное технологическое использование, чем более крупные.Small fractions of coal have limited technological use than larger ones.

Кроме того, при нагреве больших объемов угля с выходом летучих веществ более 30% необходимо применять специальные средства или технологические параметры процесса подготовки угля, обеспечивающие взрывобезопасность процесса, поскольку при интенсивном выходе летучих веществ повышается опасность накапливания газов в объеме угля и возникновения угрозы взрыва.In addition, when heating large volumes of coal with an output of volatiles of more than 30%, it is necessary to use special means or technological parameters of the coal preparation process that ensure the explosion safety of the process, since the intensive exit of volatiles increases the risk of gas accumulation in the volume of coal and the risk of explosion.

Таким образом, результатом подготовки заявляемым способом неспекающегося угля с выходом летучих веществ не более 16% по сравнению с такой же подготовкой угля с выходом летучих веществ более 30% является то, что в результате такой подготовки получается достаточно крупный кусковой уголь, который можно использовать в качестве замены металлургическому коксу и использовать в качестве топлива практически для любых технологических нужд. После такой подготовки уголь не теряет свою исходную теплотворную способность, т.е. заявляемый способ является эффективным. Кроме того, заявляемый способ является экологичным, т.к. происходит без выделения газов в атмосферу; является простым, поскольку для осуществления заявляемого способа не требуется применять специальные средства улавливания выделяющихся компонентов угля. Заявляемый способ является безопасным (взрывобезопасным).Thus, the result of the preparation of the inventive method of non-sintering coal with a yield of volatiles of not more than 16% compared with the same preparation of coal with a yield of volatiles of more than 30% is that as a result of such preparation, a sufficiently large lump coal is obtained, which can be used as replace metallurgical coke and use it as fuel for almost any technological need. After such preparation, coal does not lose its original calorific value, i.e. The claimed method is effective. In addition, the claimed method is environmentally friendly, because occurs without emission of gases into the atmosphere; is simple, because the implementation of the proposed method does not require the use of special means for capturing the emitted components of coal. The inventive method is safe (explosion proof).

Неочевидным эффектом является следующее. Нагрев до температур 200-395°C неспекающихся углей с выходом летучих веществ до 16% и нагрев неспекающихся углей с выходом летучих веществ выше 16% дает различный результат.An unobvious effect is the following. Heating to a temperature of 200-395 ° C non-sintering coals with a yield of volatile substances up to 16% and heating of non-sintering coals with a release of volatile substances above 16% gives a different result.

При нагреве до температур 200-395°C неспекающихся углей с выходом летучих веществ до 16% после охлаждения и классификации получается уголь с высокой теплотворной способностью, прочный, способный заменить металлургический кокс. При этом при подготовке таких углей согласно заявляемому способу не требуется применять дополнительных мер защиты экологии и мер, обеспечивающих безопасность (взрывобезопасность) процесса.When heating non-sintering coals with a yield of volatiles up to 16% to temperatures of 200-395 ° C after cooling and classification, coal with high calorific value is obtained, strong, capable of replacing metallurgical coke. Moreover, when preparing such coals according to the claimed method, it is not necessary to apply additional environmental protection measures and measures ensuring the safety (explosion safety) of the process.

Напротив, при нагреве до температур 200-395°C неспекающихся углей с выходом летучих веществ выше 16% после охлаждения и классификации получается уголь, состоящий из мелких фракций (что обусловливает его ограниченную область использования), с низкой теплотворной способностью (не позволяющей использовать такой уголь в качестве заменителя металлургического кокса). При этом при нагреве таких углей до температур 200-395°C имеет место значительное ухудшение экологии и безопасности процесса. Поэтому для осуществления подготовки таких углей путем их нагрева до температур 200-395°C требуется предпринимать технические меры, связанные с обеспечением экологической безопасности и взрывобезопасности процесса.On the contrary, when non-sintering coals are heated to temperatures of 200-395 ° C with a yield of volatiles above 16%, after cooling and classification, coal is obtained consisting of small fractions (which determines its limited use), with a low calorific value (not allowing the use of such coal as a substitute for metallurgical coke). At the same time, when heating such coals to temperatures of 200-395 ° C, there is a significant deterioration in the ecology and safety of the process. Therefore, to prepare such coals by heating them to temperatures of 200-395 ° C, technical measures are required to ensure environmental safety and explosion safety of the process.

Таким образом, заявляемый способ при его кажущейся простоте позволяет добиться заявленного технического результата, следовательно, заявляемый способ соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».Thus, the claimed method with its apparent simplicity allows to achieve the claimed technical result, therefore, the claimed method meets the condition of patentability "inventive step".

Заявляемый способ иллюстрируется следующими примерами.The inventive method is illustrated by the following examples.

Пример 1Example 1

Испытания проводили с сортовым антрацитом классов 20-120 мм.The tests were carried out with high-grade anthracite grades 20-120 mm.

Технический анализ и теплотворная способность концентрата антрацитов приведены в таблице 2.Technical analysis and calorific value of anthracite concentrate are given in table 2.

Figure 00000002
Figure 00000002

где:Where:

Wa - влага аналитическая;W a - analytical moisture;

Ad - зольность на сухое состояние;A d - dry ash content;

Vr - выход летучих веществ на рабочее состояние;V r - exit of volatile substances to working condition;

Vdaf - выход летучих веществ на сухое беззольное состояние;V daf — yield of volatile substances to a dry ashless state;

S t d

Figure 00000003
- общее содержание серы на сухое состояние; S t d
Figure 00000003
- total sulfur content on a dry state;

S o d a f

Figure 00000004
- органическая сера на сухое беззольное состояние; S o d a f
Figure 00000004
- organic sulfur to dry ashless state;

C o a

Figure 00000005
- органический углерод на аналитическое состояние; C o a
Figure 00000005
- organic carbon for an analytical state;

H o a

Figure 00000006
- органический водород на аналитическое состояние; H o a
Figure 00000006
- organic hydrogen in the analytical state;

Q s r

Figure 00000007
- высшая теплота сгорания рабочего состояния топлива; Q s r
Figure 00000007
- higher heat of combustion of the working state of the fuel;

Q s d a f

Figure 00000008
- высшая теплота сгорания сухого беззольного топлива. Q s d a f
Figure 00000008
- the highest calorific value of dry ashless fuel.

Результаты показывают, что исследуемый антрацит относится к антрацитам термального происхождения и поэтому отличается низким выходом летучих веществ 2,81%. Исследуемый антрацит имеет низкую зольность, низкое содержание серы и высокую (выше, чем у металлургического кокса) теплотворную способность.The results show that the studied anthracite belongs to anthracite of thermal origin and therefore has a low yield of volatile substances of 2.81%. The studied anthracite has a low ash content, low sulfur content and a high (higher than that of metallurgical coke) calorific value.

В таблице 3 приведен гранулометрический состав (по сухой массе) исходного антрацита и этого же антрацита, прошедшего подготовку согласно заявляемому способу.Table 3 shows the particle size distribution (by dry weight) of the original anthracite and the same anthracite, which was prepared according to the claimed method.

Figure 00000009
Figure 00000009

Из таблицы 3 видно, что исходный антрацит имеет высокий выход крупных классов и, следовательно, отличается высокой механической прочностью. После подготовки согласно заявляемому способу происходит терморазрушение части кускового материала с увеличением количества мелких фракций. Содержание кусков антрацита размером менее 20 мм возросло с 5,2% до 20,3%,т.е. увеличилось на 15%.From table 3 it is seen that the original anthracite has a high yield of large classes and, therefore, is characterized by high mechanical strength. After preparation according to the claimed method, thermal destruction of part of the bulk material occurs with an increase in the number of fine fractions. The content of pieces of anthracite with a size of less than 20 mm increased from 5.2% to 20.3%, i.e. increased by 15%.

После подготовки антрацита согласно заявляемому способу его технический анализ показал, что зольность на сухую массу, выход летучих веществ, общее содержание серы, общее содержание фосфора оказалось близким во всех классах к показателям исходного антрацита.After preparing anthracite according to the claimed method, its technical analysis showed that the ash content on dry weight, the yield of volatiles, the total sulfur content, and the total phosphorus content turned out to be close in all classes to the indices of the initial anthracite.

После классификации подготовленного антрацита каждый класс направляют на соответствующее технологическое использование.After classifying the prepared anthracite, each class is sent to the appropriate technological use.

Исследования авторов показали, что при технологическом использовании подготовленного антрацита практически не происходит дальнейшее разрушение кусков антрацита, соответственно, обеспечивается стабильный режим работы технологического агрегата.The authors' studies showed that with the technological use of the prepared anthracite, there is practically no further destruction of the pieces of anthracite, respectively, a stable mode of operation of the technological unit is ensured.

При технологическом применении антрацитовая мелочь (0-10 мм) подготовленного согласно заявляемому способу антрацита оказалась полноценным заменителем коксовой мелочи при агломерации железных и никелевых руд. Расход антрацитовой мелочи осуществляется с коэффициентом 0,95-1,0 по сравнению с коксовой мелочью.In technological applications, anthracite fines (0-10 mm) prepared according to the claimed method, anthracite turned out to be a complete substitute for coke breeze during the agglomeration of iron and nickel ores. The consumption of anthracite fines is carried out with a coefficient of 0.95-1.0 compared with coke fines.

Фракция 10-20 мм подготовленного антрацита - хороший заменитель кокса фракции 10-25 мм при производстве высокоуглеродистого феррохрома. По сравнению с коксом 10-25 мм имеет меньшее содержание серы и поэтому позволяет получить малосернистый высокоуглеродистый феррохром.The 10-20 mm fraction of prepared anthracite is a good substitute for coke of the 10-25 mm fraction in the production of high-carbon ferrochrome. Compared with coke, 10-25 mm has a lower sulfur content and therefore allows to obtain low-sulfur high-carbon ferrochrome.

Низкая зольность, низкая влажность, низкое содержание серы, хорошая термостойкость - основные преимущества, позволяющие на 100% заменить коксовый орешек подготовленным согласно заявляемому способу антрацитом фракции 10-20 мм.Low ash, low humidity, low sulfur content, good heat resistance are the main advantages, allowing 100% to replace the coke nut with anthracite fraction of 10-20 mm prepared according to the claimed method.

Пример 2Example 2

В шахтной печи типа ОСМ-2725 по обжигу доломита с внутренним диаметром 3,5 м и высотой 14,2 м осуществляли обжиг доломита до содержания суммы окислов СаО+MgO в обожженном продукте до 95% и более.In a shaft furnace of the OSM-2725 type for firing dolomite with an inner diameter of 3.5 m and a height of 14.2 m, dolomite was fired to the content of CaO + MgO oxides in the calcined product to 95% or more.

Исходный доломит характеризовался содержанием MgO не менее 19,0% и средним содержанием CaO 33,0%.The initial dolomite was characterized by a MgO content of at least 19.0% and an average CaO content of 33.0%.

В качестве топлива применялся кокс фракции 25-40 мм.Coke fractions of 25-40 mm were used as fuel.

Удельный расход кокса 200 кг/т доломита. Объем дутья составлял до 10000 м3/час. Температура в зоне обжига составляла 1700-1750°C. Производительность печи по загружаемому в печь доломиту составляла 300-340 т/сутки.Specific consumption of coke 200 kg / t of dolomite. The blast volume was up to 10,000 m 3 / h. The temperature in the firing zone was 1700-1750 ° C. The furnace capacity for dolomite loaded into the furnace was 300-340 t / day.

Кокс заменяли антрацитом класса 25-40 мм и антрацитом класса 25-40 мм, прошедшим подготовку согласно заявляемому способу.Coke was replaced with anthracite grade 25-40 mm and anthracite grade 25-40 mm, trained according to the claimed method.

При 100%-ной замене кокса антрацитом класса 25-40 мм производительность печи по загружаемому доломиту снизилась до 180-250 кг/т. Также снизилось качество обожженного доломита - возросло количество «недожига», имело место спекание кусков доломита. Резко возросла температура отходящих газов, что обусловило ухудшение экологии и условий труда и связано с химическим недожигом топлива (неполное сгорание топлива).With a 100% replacement of coke with anthracite of 25-40 mm class, the furnace capacity for feed dolomite decreased to 180-250 kg / t. The quality of the calcined dolomite also decreased - the number of "underburning" increased, there was sintering of pieces of dolomite. The temperature of the exhaust gases sharply increased, which caused a deterioration in the environment and working conditions and was associated with chemical underburning of the fuel (incomplete combustion of fuel).

При замене 50% кокса антрацитом восстанавливались показатели, характерные при 100%-ном использовании кокса в качестве топлива.When replacing 50% of coke with anthracite, the indices characteristic at 100% use of coke as fuel were restored.

При 100%-ой замене кокса антрацитом, прошедшим подготовку согласно заявляемому способу, расход топлива снизился до 190 кг/т доломита, производительность печи сохранилась на уровне 310-340 т/сутки по загружаемому доломиту. Качество обожженного доломита сохранялось на уровне, характерном для работы на 100%-ном коксе. Практически исчезло спекание кусков доломита между собой.With a 100% replacement of coke with anthracite, which was prepared according to the claimed method, fuel consumption decreased to 190 kg / t of dolomite, furnace productivity remained at the level of 310-340 t / day for loaded dolomite. The quality of the calcined dolomite was maintained at a level characteristic of work on 100% coke. Sintering of pieces of dolomite among themselves almost disappeared.

Таким образом, антрацит, подготовленный согласно заявляемому способу, позволяет полностью заменить кокс, используемый в качестве топлива при обжиге доломита с сохранением показателей работы шахтной печи, характерных при работе печи на металлургическом коксе.Thus, the anthracite prepared according to the claimed method, allows you to completely replace the coke used as fuel in the firing of dolomite while maintaining the performance of the shaft furnace, characteristic of the furnace at metallurgical coke.

Пример 3Example 3

Осуществляли обжиг доломита коксом, тощим углем и тощим углем, прошедшим подготовку согласно заявляемому способу.Carried out the firing of dolomite with coke, lean coal and lean coal, trained in accordance with the claimed method.

В шахтной печи типа ОСМ-2725 по обжигу доломита с внутренним диаметром 3,5 м и высотой 14,2 м осуществляли обжиг доломита до содержания суммы окислов СаО+MgO до 95% и более в обожженном продукте.In a shaft furnace of the OSM-2725 type for firing dolomite with an inner diameter of 3.5 m and a height of 14.2 m, dolomite was fired to the content of CaO + MgO oxides of up to 95% or more in the calcined product.

Исходный доломит характеризовался содержанием MgO не менее 19,0% и средним содержанием СаО 33,0%.The initial dolomite was characterized by a MgO content of at least 19.0% and an average CaO content of 33.0%.

В качестве топлива применялся кокс фракции 25-40 мм.Coke fractions of 25-40 mm were used as fuel.

Удельный расход кокса 200 кг/т доломита. Объем дутья составлял до 10000 м3/час. Температура в зоне обжига составляла 1700-1750°С. Производительность печи по загружаемому в печь доломиту составляла 300-340 т/сутки.Specific consumption of coke 200 kg / t of dolomite. The blast volume was up to 10,000 m 3 / h. The temperature in the firing zone was 1700-1750 ° C. The furnace capacity for dolomite loaded into the furnace was 300-340 t / day.

Кокс заменяли тощим углем класса 25-40 мм и тощим углем класса 25-40 мм, прошедшим подготовку согласно заявляемому способу.Coke was replaced with lean coal of class 25-40 mm and lean coal of class 25-40 mm, which was trained according to the claimed method.

При полной замене кокса тощим углем появились расстройства в технологии обжига доломита. Поднялась температура отходящих газов, снизилась производительность по загружаемому доломиту более чем на 34%. Имело место спекание кусков доломита между собой. Было обнаружено, что в процессе нагрева угля на пути к зоне горения происходит частичное разрушение кусков угля и обусловленное этим появление мелочи угля и нарушение гидравлического режима при подаче воздушного дутья, проскок кислорода, неполное горение (содержание СО в колошниковых газах выросло с 5-6 до 15-20%), т.е. наблюдался химический недожиг угля.With the complete replacement of coke with lean coal, disorders appeared in the technology of firing dolomite. The temperature of the exhaust gases has risen, the productivity of the loaded dolomite has decreased by more than 34%. There was sintering of pieces of dolomite among themselves. It was found that during the heating of coal on the way to the combustion zone, partial pieces of coal are destroyed and the result is the appearance of fines of coal and violation of the hydraulic regime when applying air blast, oxygen leakage, incomplete combustion (the content of CO in the top gases increased from 5-6 to 15-20%), i.e. chemical underburning of coal was observed.

После замены тощего угля фракции 25-40 мм такой фракцией тощего угля, прошедшего подготовку согласно заявляемому способу, расход топлива на обжиг доломита снизился, производительность печи восстановилась, как на коксе; температура отходящих газов также снизилась до температур, как при использовании кокса.After replacing lean coal of a fraction of 25-40 mm with such a fraction of lean coal, which was prepared according to the claimed method, the fuel consumption for firing dolomite decreased, the furnace productivity was restored, as in coke; the temperature of the exhaust gases also decreased to temperatures, as when using coke.

В таблице 4 приведены характеристики используемых при обжиге доломита кокса, тощего угля, тощего угля, прошедшего подготовку согласно заявляемому способу, показатели работы печи.Table 4 shows the characteristics used in the firing of dolomite coke, lean coal, lean coal, trained according to the claimed method, the performance of the furnace.

Figure 00000010
Figure 00000010

Как видно из таблицы 4, результаты обжига доломита на антраците и тощем угле, прошедших подготовку согласно заявляемому способу, являются сходными.As can be seen from table 4, the results of firing dolomite on anthracite and lean coal, trained according to the claimed method, are similar.

Т.е. при обжиге доломита можно полностью заменить кокс антрацитом и тощим углем, прошедшими подготовку согласно заявляемому способу.Those. when firing dolomite, it is possible to completely replace coke with anthracite and lean coal, which have been prepared according to the claimed method.

Пример 4Example 4

Плавка чугуна в вагранках.Melting of cast iron in cupolas.

Плавка осуществлялась в 20-тонных вагранках производительностью 20 т/час при расходе топлива - металлургического кокса 12% от проплава.Melting was carried out in 20-ton cupolas with a capacity of 20 tons / hour at a fuel consumption of metallurgical coke of 12% of the melt.

При замене металлургического кокса антрацитом класса 50-120 мм сохранить показатели плавки удалось только при частичной (до 15%) замене кокса. При замене в большем количестве стали наблюдаться расстройства хода плавки и снижение производительности вагранки.When replacing metallurgical coke with anthracite of class 50-120 mm, it was possible to maintain melting indices only with a partial (up to 15%) coke replacement. When replacing in a larger amount, frustration in the course of the melting and a decrease in the productivity of the cupola began to be observed.

Замена 100% кокса рабочих колош антрацитом класса 50-120 мм, прошедшим подготовку согласно заявляемому способу, отклонений в технологии плавки не наблюдалось. При этом повысилась температура чугуна на 30-40°C, повысилось качество литья, снизился выход брака литья. Производительность вагранки увеличилась на 5%.Replacing 100% of the coke of the working heads with anthracite grade 50-120 mm, trained according to the claimed method, deviations in the technology of smelting were not observed. At the same time, the temperature of cast iron increased by 30-40 ° C, the quality of casting increased, the yield of casting scrap decreased. Cupola productivity increased by 5%.

Таким образом изобретение обеспечивает возможность 100%-ной замены металлургического кокса неспекающимся углем, прошедшим подготовку согласно заявляемому способу, в чугунолитейных вагранках.Thus, the invention provides the possibility of 100% replacement of metallurgical coke with non-sintering coal, which has been prepared according to the claimed method, in iron foundry cupolas.

Во всех примерах при технологическом использовании неспекающихся углей, подготовленных согласно заявляемому способу, не наблюдалось разрушение кусков топлива в печи.In all examples, with the technological use of non-sintering coals prepared according to the claimed method, the destruction of pieces of fuel in the furnace was not observed.

Область использования неспекающихся углей (тощих углей и антрацитов), подготовленных согласно заявляемому способу, - при использовании в качестве топлива в процессах со слоевым сжиганием топлива. В силу высокой плотности неспекающиеся угли, подготовленные согласно заявляемому способу, не могут быть использованы в доменных печах.The area of use of non-sintering coals (lean coal and anthracite) prepared according to the claimed method, when used as fuel in processes with layer-by-layer burning of fuel. Due to the high density, non-sintering coals prepared according to the claimed method cannot be used in blast furnaces.

Claims (5)

1. Способ подготовки неспекающегося угля с содержанием летучих веществ не более 16%, при котором осуществляют нагрев неспекающегося угля до температуры 200-395°C для разрушения нетермостойких компонентов кусков угля, последующее охлаждение и классификацию.1. The method of preparation of non-sintering coal with a volatile substance content of not more than 16%, in which the non-sintering coal is heated to a temperature of 200-395 ° C to destroy non-heat-resistant components of the pieces of coal, followed by cooling and classification. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве неспекающегося угля используют антрацит и/или тощий уголь.2. The method according to claim 1, characterized in that anthracite and / or lean coal are used as non-sintering coal. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждение нагретого угля осуществляют при температуре окружающей среды.3. The method according to claim 1, characterized in that the cooling of the heated coal is carried out at ambient temperature. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что после охлаждения неспекающийся уголь подвергают механическому воздействию.4. The method according to claim 1, characterized in that after cooling, the non-sintering coal is subjected to mechanical action. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что классификацию угля осуществляют после механического воздействия или одновременно с ним. 5. The method according to claim 1, characterized in that the classification of coal is carried out after mechanical action or simultaneously with it.
RU2013127871/04A 2013-06-18 2013-06-18 Preparation of free-burning coal RU2537151C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013127871/04A RU2537151C1 (en) 2013-06-18 2013-06-18 Preparation of free-burning coal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013127871/04A RU2537151C1 (en) 2013-06-18 2013-06-18 Preparation of free-burning coal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2537151C1 true RU2537151C1 (en) 2014-12-27
RU2013127871A RU2013127871A (en) 2014-12-27

Family

ID=53278411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013127871/04A RU2537151C1 (en) 2013-06-18 2013-06-18 Preparation of free-burning coal

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2537151C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1378792A3 (en) * 1984-03-21 1988-02-28 Фоест-Альпине Аг (Фирма) Installation for drying brown coals with high humidity content
WO1997024414A1 (en) * 1995-12-29 1997-07-10 Pohang Iron & Steel Co., Ltd. Method for manufacturing coal agglomerates for use in direct iron smelting reducing furnace
RU2098450C1 (en) * 1996-03-27 1997-12-10 Компания Тек-Кол Continuous method for processing non-coking coal to produce stable semicoke (versions)

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1378792A3 (en) * 1984-03-21 1988-02-28 Фоест-Альпине Аг (Фирма) Installation for drying brown coals with high humidity content
WO1997024414A1 (en) * 1995-12-29 1997-07-10 Pohang Iron & Steel Co., Ltd. Method for manufacturing coal agglomerates for use in direct iron smelting reducing furnace
RU2098450C1 (en) * 1996-03-27 1997-12-10 Компания Тек-Кол Continuous method for processing non-coking coal to produce stable semicoke (versions)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Макаров Г.Н. "Химическая технология твердых горючих ископаемых" Москва "Химия" 1986 стр. 64-65. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013127871A (en) 2014-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Adeleke et al. Densification of coal fines and mildly torrefied biomass into composite fuel using different organic binders
WO2011143718A1 (en) Biochar-coke produced in an energy efficient manner
KR20170101982A (en) Multi-modal bed with caulking material
JP4893136B2 (en) Blast furnace operation method using woody biomass
Adeleke et al. Physical and mechanical characteristics of composite briquette from coal and pretreated wood fines
Koveria et al. Metallurgical coke production with biomass additives. Part 1. A review of existing practices
CA2444158A1 (en) Method for producing feed material for molten metal production and method for producing molten metal
Praes et al. Assessment of iron ore pellets production using two charcoals with different content of materials volatile replacing partially anthracite fines
JP5403027B2 (en) Blast furnace operating method and coke manufacturing method using woody biomass
RU2537151C1 (en) Preparation of free-burning coal
Papin et al. Fuel briquetting using finely disperse waste of coal mining and processing
CN102822317B (en) Process for production of solid fuel for use in sintering, solid fuel for use in sintering, and process for manufacturing sintered ore using same
RU2613051C1 (en) Method of producing coke
Sizyakova et al. Influence of carbon-containing additives on sintering of limestone-nepheline furnace charge in alumina production
Mursito et al. Producing bio-coke by redwood charcoal blending for blast furnace application
JP2005053986A (en) Method for producing ferrocoke for blast furnace
RU2367681C2 (en) Method of producing smoke-free lumped carbonaceous fuel
Murko et al. Research of Kinetics of Coal Briquette Drying and Determination of the Optimum Mode Providing Fire and Explosion Safety
RU2381287C2 (en) Restorative for thermal-electric metallurgical processes
BR102023005164B1 (en) PROCESS FOR OBTAINING HIGH IRON CONTENT PRODUCTS FROM IRON ORE FINES AND BIOMASS, AND THEIR PRODUCTS
Cengizler et al. Formcoke production from char fines of hard brown coals by air curing
Hudák et al. Effect of biomass as a replacement fuel on iron ore agglomerate quality
WO2023184002A1 (en) Method for producing high iron-content products from iron ore fines and biomass, and products thereof
Uwaoma et al. Comparison of industrial wastes as a binder in the agglomeration of coal fines
Shoko et al. Briquetted chrome ore fines utilisation in Ferrochrome production at Zimbabwe alloys

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190619