RU2637551C2 - Method of thermal coal enrichment - Google Patents
Method of thermal coal enrichment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2637551C2 RU2637551C2 RU2015143182A RU2015143182A RU2637551C2 RU 2637551 C2 RU2637551 C2 RU 2637551C2 RU 2015143182 A RU2015143182 A RU 2015143182A RU 2015143182 A RU2015143182 A RU 2015143182A RU 2637551 C2 RU2637551 C2 RU 2637551C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coal
- daf
- air
- seconds
- air supply
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
- C10B49/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
Abstract
Description
Изобретение относится к области переработки угля, в частности к получению высококалорийного твердого топлива металлургического и энергетического назначения, пригодного для транспортировки на дальние расстояния, а также попутного горючего газа.The invention relates to the field of coal processing, in particular to the production of high-calorie solid fuel for metallurgical and energy purposes, suitable for transportation over long distances, as well as associated combustible gas.
Известен ряд способов и устройств термической обработки углей с использованием техники слоевого коксования, предназначенных для получения термообработанного твердого топлива (полукокса). Наиболее близким к предложенному по оформлению технологического процесса переработки угля является способ получения металлургического среднетемпературного кокса (Евразийский патент №007799, приоритет 27.02.2007; патент РФ №2014883, приоритет 30.06.1994 г.). Наиболее близким по качеству получаемого продукта является способ получения полукокса из бурого угля в вихревых камерах, предложенный Институтом Горючих Ископаемых (патент РФ 2113451, приоритет 20.06.1998 г.).A number of methods and devices are known for heat treatment of coal using the layered coking technique designed to produce heat-treated solid fuel (semi-coke). The closest to the proposed coal processing process design is a method for producing metallurgical medium-temperature coke (Eurasian patent No. 007799, priority 02.27.2007; RF patent No. 20144883, priority 30.06.1994). The closest product quality is the method for producing semi-coke from brown coal in vortex chambers, proposed by the Institute of Combustible Minerals (RF patent 2113451, priority 20.06.1998).
Способ с использованием техники слоевого коксования предполагает розжиг слоя угля со стороны, противоположной подаче воздуха, в результате которого при определенных параметрах дутья образуется обратная тепловая волна, которая смещается навстречу потоку воздуха. При прохождении тепловой волны через слой уголь последовательно подвергается нагреву, сушке и пиролизу, превращаясь, таким образом, в кокс. Парогазовая смесь продуктов сушки и пиролиза, а также часть кокса реагируют с кислородом воздуха до полного его исчерпания, образуя в пределах тепловой волны узкую зону горения, в которой достигается температура от 750 до 900°С. Далее по ходу движения горячие продукты горения (CO2 и H2O) восстанавливаются на коксе до оксида углерода и водорода. Горючий газ отводится из аппарата для последующей переработки и использования. Образующийся после термоокислительной обработки углеродный остаток классифицируется как среднетемпературный кокс.The method using the layered coking technique involves igniting the coal layer from the side opposite to the air supply, as a result of which, with certain parameters of the blast, a reverse heat wave is generated, which is shifted towards the air flow. When a heat wave passes through a layer, coal is subsequently subjected to heating, drying, and pyrolysis, thus turning into coke. The vapor-gas mixture of drying and pyrolysis products, as well as part of the coke, react with the oxygen of the air until it is completely exhausted, forming a narrow combustion zone, within which the temperature is reached from 750 to 900 ° C. Further along the path, the hot combustion products (CO 2 and H 2 O) are reduced on coke to carbon monoxide and hydrogen. Combustible gas is removed from the apparatus for subsequent processing and use. The carbon residue formed after thermal oxidative treatment is classified as medium temperature coke.
Недостатки данного способа и устройства заключаются в высоких рабочих температурах и высокой скорости процесса, что отрицательно сказывается на прочности углеродного остатка (карбонизата), полученного из углей низкой степени метаморфизма (а именно из углей марок 3Б и Д).The disadvantages of this method and device are the high operating temperatures and high speed of the process, which negatively affects the strength of the carbon residue (carbonizate) obtained from coals of a low degree of metamorphism (namely, coals of grades 3B and D).
Способ (патент РФ№2113451) с получением наиболее близкого по качеству продукта, подразумевает измельчение угля до крупности - 25 мм, сушку его при 80-120°С в вихревой камере в потоке газового теплоносителя до остаточной влажности 10-15%, последующее получение целевого продукта в вихревой камере при 380-420°С с дальнейшим термоокускованием в вальцевом прессе.The method (RF patent No. 2113451) with obtaining the product closest in quality, involves grinding coal to a particle size of 25 mm, drying it at 80-120 ° C in a vortex chamber in a gas coolant stream to a residual moisture content of 10-15%, and then obtaining the target product in a vortex chamber at 380-420 ° С with further thermo-pelletizing in a roller press.
К основным недостаткам этого способа следует отнести мелкий фракционный состав подаваемого на переработку угля (0-25 мм), требующий повышенных энергетических затрат на измельчение исходного угля, а также мелкий фракционный состав получаемого кокса, что, по существу, исключает возможность использования получаемого кокса в качестве бездымного коммунально-бытового топлива для топок со слоевым сжиганием, а также ограничивает его использование в металлургии, где в качестве топлива и углеродистого восстановителя широко применяются классы 10-25 мм, 25-40 мм и крупнее, а класс 0-10 мм имеет ограниченное применение только в качестве агломерационного или технологического топлива. Также недостатком данного способа является необходимость брикетирования, что, в свою очередь, увеличивает себестоимость готового продукта.The main disadvantages of this method include the small fractional composition of coal supplied for processing (0-25 mm), which requires increased energy costs for grinding the original coal, as well as the small fractional composition of the resulting coke, which essentially eliminates the possibility of using the resulting coke as smokeless municipal fuel for fired furnaces, and also limits its use in metallurgy, where classes 10-2 are widely used as fuel and
Задача настоящего изобретения состоит в устранении вышеуказанных недостатков известных способов и устройств с целью снижения энергетических затрат на измельчение исходного угля, получения кускового (класс 10 мм и крупнее) карбонизата - высококалорийного твердого топлива, удовлетворяющего техническим требованиям к углеродистым восстановителям для металлургии и пригодного к использованию в качестве бездымного коммунально-бытового и энергетического топлива.The objective of the present invention is to eliminate the above disadvantages of known methods and devices in order to reduce the energy cost of grinding the original coal, to obtain lumpy (
Техническим результатом изобретения является получение из угля кускового (10 мм и крупнее) карбонизата с повышенной теплотой сгорания и регулируемым содержанием остаточных летучих веществ, удовлетворяющего требованиям к углеродистым восстановителям для металлургии и пригодного к использованию в качестве бездымного коммунально-бытового топлива для топок со слоевым сжиганием, энергетического топлива, снижение энергетических затрат на измельчение исходного угля и исключение стадии брикетирования, а также производство генераторного газа, использование которого позволяет снизить стоимость получаемого карбонизата и обеспечить экологически безопасное производство тепловой энергии.The technical result of the invention is the production of lumpy coal (10 mm and larger) carbonizate with increased heat of combustion and an adjustable content of residual volatile substances that meets the requirements for carbon reducing agents for metallurgy and is suitable for use as smokeless municipal fuel for fired stoves, energy fuel, reducing energy costs for grinding the source coal and eliminating the stage of briquetting, as well as the production of generator g basics, the use of which allows to reduce the cost of the resulting carbonizate and ensure environmentally friendly production of thermal energy.
Технический результат достигается путем термоокислительной обработки угля или угольных брикетов крупностью до 60 мм в слоевом аппарате с обращенным воздушным дутьем при максимальных температурах 500-750°С, при этом воздух подается в аппарат периодически, что обеспечивает, одновременно, поддержание необходимой скорости прогрева слоя, следующего перед тепловой волной, а также достижения необходимой максимальной температуры, что в свою очередь обуславливает значение остаточного выхода летучих веществ готового продукта. Образующийся в процессе карбонизации генераторный газ используются для генерации тепловой энергии.The technical result is achieved by heat-oxidizing treatment of coal or coal briquettes with a grain size of up to 60 mm in a layered apparatus with reverse air blasting at maximum temperatures of 500-750 ° C, while air is supplied to the apparatus periodically, which ensures, at the same time, maintaining the required heating rate of the layer, the following before the heat wave, as well as achieving the required maximum temperature, which in turn determines the value of the residual yield of volatile substances of the finished product. Generator gas generated during carbonization is used to generate thermal energy.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен слоевой аппарат с обращенным воздушный дутьем.The invention is illustrated in the drawing, which shows a layered apparatus with reversed air blast.
Для достижения технического результата способ осуществляют следующим образом. В шахтный слоевой аппарат через загрузочный люк загружают дробленый уголь 1 крупностью до 60 мм. Верхний слой угля предварительно нагревают до температуры выше температуры воспламенения угля от нагревательной панели 2. После разогрева до назначенной температуры растопочное устройство отключают. Под газораспределительную решетку внизу шахты с помощью компрессора 3 подают воздух с удельным расходом 20-60 м3/(м2⋅ч), расход регулируется с помощью расходомера 4. После чего задают параметры пульсирующей подачи воздуха с временем подачи от 20 до 60 секунд и временем прекращения подачи воздуха от 60 до 180 секунд в зависимости от свойств получаемого продукта. Для обеспечения пульсирующей подачи окислителя используют реле времени, установленное в электрическую цепь дутьевого устройства. Таким образом, образуется обратная тепловая волна, которая смещается навстречу потоку окислителя, оставляя за собой слой горячего продукта. Уголь при прохождении тепловой волны последовательно подвергается нагреву, сушке и пиролизу. Температура угля определяется с помощью термопар 5. Горючие продукты пиролиза сгорают в кислороде воздуха с образованием диоксида углерода и водяного пара, которые затем восстанавливаются на горячей поверхности кокса до оксида углерода и водорода, образуя, таким образом, горючий газ 6. Состав газа определяется с помощью газоанализатора 7.To achieve a technical result, the method is as follows. Crushed coal 1 with a grain size of up to 60 mm is loaded into the mine layer apparatus through the loading hatch. The upper layer of coal is preheated to a temperature above the ignition temperature of coal from the
После достижения тепловой волной уровня газораспределительной решетки процесс завершают, подачу окислителя прекращают.After the heat wave reaches the gas distribution grid level, the process is completed, the oxidant supply is stopped.
В примерах, иллюстрирующих способ, использован аппарат шахтного типа с внутренним диаметром 300 мм и высотой 1500 мм.In examples illustrating the method, a shaft-type apparatus with an internal diameter of 300 mm and a height of 1500 mm was used.
Пример 1Example 1
В качестве сырья использовали уголь марки ЗБ (Канско-Ачинский угольный бассейн, Большесырское месторождение) имеющий удельную теплоту сгорания на рабочую массу
Размер частиц: 15-40 мм.Particle Size: 15-40 mm.
Загрузка аппарата: 58 кг угля.Loading device: 58 kg of coal.
Удельный расход воздуха: 60 м3/(м2⋅ч).Specific air consumption: 60 m 3 / (m 2 ⋅h).
Период подачи воздуха: 20 секунд.Air supply period: 20 seconds.
Период останова дутьевого устройства: 170 секунд.The stop period of the blowing device: 170 seconds.
Максимальная температура в слоевом аппарате - 580-670°С.The maximum temperature in the layered apparatus is 580-670 ° C.
Выход коксового остатка - 55% от массы исходного угля.The yield of coke residue is 55% by weight of the initial coal.
Полученный коксовый остаток имеет прочность на раздавливание 8-10 МПа, что удовлетворяет условиям транспортировки и хранения, имеет удельную теплоту сгорания на рабочую массу
Полученный продукт является высококалорийным твердым топливом (удельная теплота сгорания на 44,1% выше чем у исходного угля) имеющим удовлетворительную прочность для хранения и транспортировки.The resulting product is a high-calorie solid fuel (specific heat of combustion is 44.1% higher than that of the original coal) having a satisfactory strength for storage and transportation.
Пример 2Example 2
В качестве сырья использовали уголь марки Д (разрез «Моховский» Кузнецкого угольного бассейна) имеющий удельную теплоту сгорания на рабочую массу
Размер частиц: 15-40 мм.Particle Size: 15-40 mm.
Загрузка аппарата: 55 кг угля.Loading device: 55 kg of coal.
Удельный расход воздуха: 40 м3/(м2⋅ч).Specific air consumption: 40 m 3 / (m 2 ⋅h).
Период подачи воздуха: 25 секунд.Air supply period: 25 seconds.
Период останова дутьевого устройства: 160 секунд.The stop period of the blowing device: 160 seconds.
Максимальная температура в слоевом аппарате - 630-700°С.The maximum temperature in the layered apparatus is 630-700 ° С.
Выход коксового остатка - 58% от массы исходного угля.The yield of coke residue is 58% by weight of the source coal.
Полученный коксовый остаток имеет прочность на раздавливание 9-12 МПа, что удовлетворяет условиям транспортировки и хранения, имеет удельную теплоту сгорания на рабочую массу
Полученный продукт является высококалорийным твердым топливом (удельная теплота сгорания на 23% выше чем у исходного угля) имеющим удовлетворительную прочность для хранения и транспортировки.The resulting product is a high-calorie solid fuel (specific heat of combustion is 23% higher than that of the original coal) having a satisfactory strength for storage and transportation.
Пример 3Example 3
В качестве сырья использовали уголь марки Д (разрез «Караканский-Южный» Кузнецкого угольного бассейна) имеющий удельную теплоту сгорания на рабочую массу
Размер частиц: 15-40 мм.Particle Size: 15-40 mm.
Загрузка аппарата: 56 кг угля.Loading device: 56 kg of coal.
Удельный расход воздуха: 30 м3/(м2⋅ч).Specific air consumption: 30 m 3 / (m 2 ⋅h).
Период подачи воздуха: 40 секунд.Air supply period: 40 seconds.
Период останова дутьевого устройства: 150 секунд.The stop period of the blowing device: 150 seconds.
Максимальная температура в слоевом аппарате - 670-750°С.The maximum temperature in the layered apparatus is 670-750 ° С.
Выход коксового остатка - 62% от массы исходного угля.The yield of coke residue is 62% by weight of the initial coal.
Полученный коксовый остаток имеет прочность на раздавливание 15-20 МПа, что удовлетворяет условиям транспортировки и хранения, имеет удельную теплоту сгорания на рабочую массу
Полученный продукт является высококалорийным твердым топливом (удельная теплота сгорания на 33,5% выше чем у исходного угля) имеющим высокую прочность, удовлетворяющую условиям хранения и транспортировки.The resulting product is a high-calorie solid fuel (specific heat of combustion is 33.5% higher than that of the original coal) having a high strength that meets the conditions of storage and transportation.
Таким образом, предложенный способ позволяет получать из угля кусковой (класс 10 мм и крупнее) карбонизат - высококалорийное твердое топливо, удовлетворяющее техническим требованиям к углеродистым восстановителям для металлургии и пригодное к использованию в качестве бездымного коммунально-бытового и энергетического топлива.Thus, the proposed method allows to obtain lumpy coal (
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015143182A RU2637551C2 (en) | 2015-10-09 | 2015-10-09 | Method of thermal coal enrichment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015143182A RU2637551C2 (en) | 2015-10-09 | 2015-10-09 | Method of thermal coal enrichment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015143182A RU2015143182A (en) | 2017-04-13 |
RU2637551C2 true RU2637551C2 (en) | 2017-12-05 |
Family
ID=58641735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015143182A RU2637551C2 (en) | 2015-10-09 | 2015-10-09 | Method of thermal coal enrichment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2637551C2 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2073064C1 (en) * | 1989-02-14 | 1997-02-10 | Мануфакчуринг Энд Текнолоджи Конвершн Интернэшнл, ИНК. | Method and apparatus for carrying out endothermal reactions |
RU2105241C1 (en) * | 1991-04-22 | 1998-02-20 | Н.Мансур Момтаз | Pulse reactor, fluidized-bed pulse unit, and solid fuel burning process |
RU2287011C1 (en) * | 2005-07-29 | 2006-11-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Сибтермо" | Method of the layerwise coal gasification |
EA007799B1 (en) * | 2005-10-25 | 2007-02-27 | Ооо "Сибтермо" | Process for producing metallurgical medium-temperature coke |
RU2401295C1 (en) * | 2009-08-26 | 2010-10-10 | Сергей Романович Исламов | Method of coal conversion |
RU2518624C2 (en) * | 2012-07-27 | 2014-06-10 | Сергей Романович Исламов | Coal thermal benefication and device to this end |
-
2015
- 2015-10-09 RU RU2015143182A patent/RU2637551C2/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2073064C1 (en) * | 1989-02-14 | 1997-02-10 | Мануфакчуринг Энд Текнолоджи Конвершн Интернэшнл, ИНК. | Method and apparatus for carrying out endothermal reactions |
RU2105241C1 (en) * | 1991-04-22 | 1998-02-20 | Н.Мансур Момтаз | Pulse reactor, fluidized-bed pulse unit, and solid fuel burning process |
RU2287011C1 (en) * | 2005-07-29 | 2006-11-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Сибтермо" | Method of the layerwise coal gasification |
EA007799B1 (en) * | 2005-10-25 | 2007-02-27 | Ооо "Сибтермо" | Process for producing metallurgical medium-temperature coke |
RU2401295C1 (en) * | 2009-08-26 | 2010-10-10 | Сергей Романович Исламов | Method of coal conversion |
RU2518624C2 (en) * | 2012-07-27 | 2014-06-10 | Сергей Романович Исламов | Coal thermal benefication and device to this end |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015143182A (en) | 2017-04-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20130104450A1 (en) | Torrefaction process | |
CN101691493B (en) | External combustion internally heated coal carbonization furnace | |
RU2401295C1 (en) | Method of coal conversion | |
RU2288937C1 (en) | Metallurgical medium-temperature coke production process | |
RU2637551C2 (en) | Method of thermal coal enrichment | |
RU2673052C1 (en) | Method for coal processing and device for its implementation | |
CN101691492A (en) | Coal carbonization technology | |
CN201520746U (en) | External-combustion internal-heating-type coal dry distillation furnace | |
RU2359006C1 (en) | Method of coal processing | |
US3969088A (en) | Formcoke process | |
US4557733A (en) | Formcoke process | |
RU2169166C1 (en) | Method of preparing semicoke | |
RU2518624C2 (en) | Coal thermal benefication and device to this end | |
RU2725792C1 (en) | Method of producing lump carbonated coal | |
RU2285715C1 (en) | Metallurgical medium-temperature coke production process | |
US1957364A (en) | Carbonizing process and apparatus | |
KR101726978B1 (en) | Solid fuel, solid fuel producting method and system | |
Siritheerasas et al. | Combustion of moist coal briquettes | |
RU2722557C2 (en) | Coal processing method | |
EA007800B1 (en) | Installation for producing metallurgical medium-temperature coke | |
EA007799B1 (en) | Process for producing metallurgical medium-temperature coke | |
Gan et al. | Influence of modified biomass fuel on iron ore sintering | |
RU2318011C1 (en) | Method of cooling coke obtained via thermal-oxidative coking on chain fire-grate | |
JP2020084204A (en) | Manufacturing method of sintered ore | |
RU2468070C1 (en) | Fuel briquette, and method for its obtaining |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20180917 |