RU2733610C1 - Инновационный продукт углеродсодержащий и способ его получения - Google Patents
Инновационный продукт углеродсодержащий и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2733610C1 RU2733610C1 RU2019134518A RU2019134518A RU2733610C1 RU 2733610 C1 RU2733610 C1 RU 2733610C1 RU 2019134518 A RU2019134518 A RU 2019134518A RU 2019134518 A RU2019134518 A RU 2019134518A RU 2733610 C1 RU2733610 C1 RU 2733610C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coking
- carbon
- coal
- containing product
- coke
- Prior art date
Links
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
- C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
- C10B57/04—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition
-
- 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
- C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
- C10B57/04—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition
- C10B57/06—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition containing additives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Coke Industry (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области химической технологии твердого топлива, а именно к углеродсодержащему продукту, который является аналогом каменноугольного кокса и коксовой продукции и может быть использован в металлургической промышленности, а также к способу получения такого продукта. Способ получения углеродсодержащего продукта для коксования, получаемого при проведении процесса слоевого коксования в коксовых батареях с гравитационной загрузкой, включает использование в качестве исходного сырья шихты, состоящей из 60-100% углей одной или нескольких марок условно пригодных для коксования и 0-40% коксующихся углей, проведение процесса коксования за 14-18 часов при температуре в контрольных вертикалах 1200-1400°С. Углеродсодержащий продукт имеет фракцию не менее 25 мм, характеризуется выходом летучих веществ не более 1,0% и показателем прочности после реакции с диоксидом углерода не менее 25%. Изобретение обеспечивает снятие ограничений по выбору типа углей, используемых в шихте, качественные характеристики углеродсодержащего продукта и снижении себестоимости чугуна и готового металлопроката. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области химической технологии твердого топлива и может быть использовано в коксохимической промышленности для получения аналога каменноугольного кокса и коксовой продукции. Изобретение позволяет получить продукт с заданными качественными характеристиками пригодный для использования в металлургической промышленности.
Конкуренция на рынке металла определяет необходимость оптимизации затрат на производство. Один из факторов, понижающий себестоимость продукции металлургического производства, является минимизация затрат на сырье. Подбор углей, расширение сырьевой базы и технологических возможностей коксования, получение продуктов с заданными свойствами, сочетающих оптимальные экономические и технологические показатели - основные направления для развития коксохимического производства. Сырьевой рынок наиболее ценных с точки зрения коксования углей марок Ж, К, КО, ОС является дефицитным. В данных условиях особую актуальность имеют технологические решения, дающие возможность, увеличения использования менее ценных, а, следовательно, и более дешевых марок углей.
Известны способы получения из бурых и каменных углей среднетемпературного кокса металлургического и энергетического назначении путем термоокислительного коксования угля в кипящем слое (патент РФ №2285715, кл. С10В 49/10, опубл. 20.10.2006) или использование аппарата шахтного типа, выполненного с уклоном к вертикали под углом, близким к динамическому углу естественного откоса угля и кокса (патент РФ №2297438, кл. С10В 11/00, С10В 53/08 опубл. 20.027.2007). Изобретения позволяют получить из малоценных углей, продукт пригодный для использования в металлургической промышленности, но применяются технологии принципиально отличающаяся от технологии слоевого коксования.
Известен также способ формирования шихты и производство металлургического кокса с использованием нестандартного сырья, такого как термообработанная буроугольная смола скоростного пиролиза бурых углей (патент РФ №2343179, кл. С10В 57/06, опубл. 10.01.2009), а так же использование в шихте предварительно брикетированных газовых и тощих углей (патент РФ №2003659, кл. С10В 53/08 опубл. 30.11.1993). Существенным недостатком данных способов является увеличение себестоимости кокса и необходимость специальных технологических мероприятий в процессе подготовки шихты к коксованию.
В качестве прототипа (патент РФ №2627425, кл. С10В опубл. 08.08.2017) выбран способ получения шихты для металлургического кокса. Шихта содержит: нефтяной кокс от 30,0% до 1,0%, нефтяные остатки от 30,0% до 1,0%, смесь каменных углей от 40,0% до 98,0%.
В заявляемой шихте в состав каменных углей могут входить в количестве от 40% до 100% неспекающиеся и/или слабоспекающиеся угли.
Особенностью современной нефтеперерабатывающей промышленности является тенденция к углублению переработки нефти, что объясняется ограниченностью ее запасов, а также ужесточением экологических требований к нефтепродуктам. Значительная доля всей массы отходов приходится на так называемые тяжелые нефтяные остатки - это, как правило, нефтепродукты, которые не находят более квалифицированного применения, но при этом имеют рыночную стоимость сопоставимую с высококачественными угольными концентратами.
Поэтому существенным недостатком данного способа формирования шихты для получения металлургического кокса являются:
- необходимость применения нефтяных остатков до 60%;
- увеличение экологической нагрузки на процесс производства кокса.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является разработка универсальной шихты для коксования за счет снятия ограничений по выбору типа каменных углей, используемых в шихте.
Задачей изобретения является разработка способа, получения инновационного продукта углеродсодержащего (ИПУС) с заданными характеристиками из углей условно пригодных для коксования, при проведении процесса слоевого коксования в коксовых батареях с гравитационной загрузкой.
Поставленная задача решается путем создания инновационного продукта углеродсодержащего, получаемого в процессе слоевого коксования угольной шихты состоящей из 60-100% углей одной или нескольких марок, условно пригодных для коксования, и 0-40% коксующихся углей, имеющего фракцию не менее 25 мм, характеризующегося выходом летучих веществ не более 1,0%, показателем прочности после реакции с диоксидом углерода не менее 25%, и имеющего массовую долю углерода не менее 80%.
Поставленная задача решается путем проведения процесса слоевого коксования в коксовых батареях с гравитационной загрузкой, согласно изобретению, исходным сырьем для производства является шихта, состоящая из 60-100% углей одной или нескольких марок, условно пригодных для коксования и 0-40% коксующихся углей, при этом процесс коксования осуществляется за 14-18 часов при температуре в контрольных вертикалах 1200-1400°С.
Угольная шихта для коксования формируется из мономарки или нескольких марок малоценных угольных концентратов условно пригодных к коксованию. Для получения инновационного продукта с заданными качественными характеристиками количество коксующихся углей варьируется в диапазоне 0-40%, а технологический процесс в коксовых батареях гравитационного типа регламентирован температурой в контрольных вертикалах 1200-1400°С и периодом коксования 14,0-18,0 часов. Введение в шихту до 40% коксующихся углей направлено на получение в готовом продукте требуемой прочности после реакции с диоксидом углерода, что обусловлено последующим использованием его в доменном переделе. При периоде коксования менее 14 часов невозможно достичь требуемого содержания летучих веществ (менее 1%). При периоде коксования более 18 часов наблюдается уменьшение содержания углерода менее 80%, что не допустимо для последующего доменного передела.
Для выполнения тепловой и химической функции в доменном процессе фракция полученного продукта должна быть не менее 25 мм и с регламентированным выходом летучих веществ не более 1%. Фракция менее 25 мм не может быть использована в доменном процессе, т.к. не соответствует условиям обеспечения требуемого газового потока. Содержание летучих веществ и прочность после реакции с диоксидом углерода также обусловлены последующим переделом.
В готовом продукте коксования массовая доля углерода должна составлять не менее 80%, что является определяющим для получения чугуна.
Пример реализации
Для производства инновационного продукта углеродсодержащего (ИПУС) используется угольная шихта, состоящая из одной или нескольких малоценных марок угля, с возможным добавлением коксовой пыли, коксового шлама и продуктов переработки коксохимического производства.
Технологический процесс производства инновационного продукта углеродсодержащего (ИПУС) включает в себя следующие технологические операции:
- загрузка в коксовые печи подготовленного угольного сырья;
- коксование угольного сырья без доступа воздуха;
- выдача из печи инновационного продукта углеродсодержащего (ИПУС);
- процесс тушения;
- сортировка инновационного продукта углеродсодержащего (ИПУС) и передача его потребителям.
Рассмотрим промышленный эксперимент, проведенный в коксовом цехе ПАО Северсталь. В рамках промышленного эксперимента в качестве сырья для производства инновационного продукта углеродсодержащего (ИПУС) выбран угольный концентрат, условно пригодный к коксованию и имеющий наименьшую закупочную стоимость - концентрат №1 и концентрат №2 являющийся технологически ценным. Данные по качеству угольного сырья и соотношении концентратов в шихте для производства инновационного продукта углеродсодержащего (ИПУС) приведены в таблице 1.
Набор угольного сырья в бункера загрузочного вагона производился в автоматическом режиме с обеспечением полного открытия затворов угольной башни и включения пневмообрушения при зависании материала. Загрузка угольного сырья в камеры коксования производилась по бездымной программе в полуавтоматическом режиме. Минимальный допустимый период коксования на коксовых батареях №№3-4 - 14 часов 15 минут, рабочий (проектный) период коксования - 14 часов 49 минут. На коксовых батареях №№5-6 минимальный допустимый период коксования - 17 часов 00 минут, рабочий (проектный) период коксования - 17 часов 30 минут. Выдача инновационного продукта углеродсодержащего (ИПУС) из коксовой печи организована в соответствии с цикличным графиком. Серийности выдачи: 5-2 на коксовых батареях №№3-4, и 2-1 на коксовых батареях №№5-6. Тушение и отстой инновационного продукта углеродсодержащего (ИПУС) производилось в автоматическом режиме. Качественные характеристики полученного инновационного продукта углеродсодержащего (ИПУС) приведены в таблице 2.
Технико-экономические преимущества предложенного способа состоит в том, что экономический эффект от использования продукта углеродсодержащего (ИПУС) из углей условно пригодных для коксования положительно сказывается на снижении себестоимости чугуна и готового металлопроката.
Claims (3)
1. Инновационный продукт углеродсодержащий, получаемый в процессе слоевого коксования угольной шихты, состоящий из 60-100% углей одной или нескольких марок, условно пригодных для коксования, и 0-40% коксующихся углей, имеет фракцию не менее 25 мм и характеризуется выходом летучих веществ не более 1,0%, показателем прочности после реакции с диоксидом углерода не менее 25%.
2. Инновационный продукт по п. 1, отличающийся тем, что имеет массовую долю углерода не менее 80%.
3. Способ получения инновационного углеродсодержащего продукта для коксования, получаемого при проведении процесса слоевого коксования в коксовых батареях с гравитационной загрузкой, отличающийся тем, что исходным сырьем для производства является шихта, состоящая из 60-100% углей одной или нескольких марок, условно пригодных для коксования, и 0-40% коксующихся углей, при этом процесс коксования осуществляется за 14-18 часов при температуре в контрольных вертикалах 1200-1400°С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019134518A RU2733610C1 (ru) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | Инновационный продукт углеродсодержащий и способ его получения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019134518A RU2733610C1 (ru) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | Инновационный продукт углеродсодержащий и способ его получения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2733610C1 true RU2733610C1 (ru) | 2020-10-05 |
Family
ID=72926731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019134518A RU2733610C1 (ru) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | Инновационный продукт углеродсодержащий и способ его получения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2733610C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2790416C1 (ru) * | 2022-02-11 | 2023-02-20 | Публичное акционерное общество "Северсталь" ПАО "Северсталь") | Способ получения кокса для доменного производства |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2307862C1 (ru) * | 2006-06-19 | 2007-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кузбасская государственная педагогическая академия ("ГОУ ВПО КузГПА") | Способ определения оптимального состава угольной шихты для коксования |
| RU2343179C1 (ru) * | 2007-05-29 | 2009-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Способ подготовки к слоевому коксованию шихты, содержащей продукты термической переработки бурых углей |
| RU2461602C1 (ru) * | 2011-05-20 | 2012-09-20 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Способ формирования шихты для получения металлургического кокса |
| RU2608524C1 (ru) * | 2015-11-24 | 2017-01-19 | Публичное акционерное общество "Северсталь" | Способ формирования шихты для получения металлургического кокса с заданным показателем горячей прочности csr |
| RU2627425C1 (ru) * | 2016-07-27 | 2017-08-08 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Промышленные Инновационные Технологии Национальной Коксохимической Ассоциации" (Ооо "Проминтех Нка") | Шихта для получения металлургического кокса |
-
2019
- 2019-10-28 RU RU2019134518A patent/RU2733610C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2307862C1 (ru) * | 2006-06-19 | 2007-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кузбасская государственная педагогическая академия ("ГОУ ВПО КузГПА") | Способ определения оптимального состава угольной шихты для коксования |
| RU2343179C1 (ru) * | 2007-05-29 | 2009-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Способ подготовки к слоевому коксованию шихты, содержащей продукты термической переработки бурых углей |
| RU2461602C1 (ru) * | 2011-05-20 | 2012-09-20 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Способ формирования шихты для получения металлургического кокса |
| RU2608524C1 (ru) * | 2015-11-24 | 2017-01-19 | Публичное акционерное общество "Северсталь" | Способ формирования шихты для получения металлургического кокса с заданным показателем горячей прочности csr |
| RU2627425C1 (ru) * | 2016-07-27 | 2017-08-08 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Промышленные Инновационные Технологии Национальной Коксохимической Ассоциации" (Ооо "Проминтех Нка") | Шихта для получения металлургического кокса |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2790416C1 (ru) * | 2022-02-11 | 2023-02-20 | Публичное акционерное общество "Северсталь" ПАО "Северсталь") | Способ получения кокса для доменного производства |
| RU2814186C1 (ru) * | 2023-07-06 | 2024-02-26 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ получения металлургического кокса |
| RU2814184C1 (ru) * | 2023-07-06 | 2024-02-26 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ получения металлургического кокса |
| RU2814328C1 (ru) * | 2023-08-03 | 2024-02-28 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ получения продукта углеродсодержащего |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2616473C2 (ru) | Способ и устройство для производства доменного кокса из нефтяного кокса, полученного на заводах по переработке нефтепродуктов путем коксования в "нерекуперативных" коксовых печах или коксовых печах"с рекуперацией тепла" | |
| US7785447B2 (en) | Clean production of coke | |
| US20160186065A1 (en) | Multi-modal beds of coking material | |
| Lu et al. | Evaluation of coal for metallurgical applications | |
| Koveria et al. | Metallurgical coke production with biomass additives. Part 1. A review of existing practices | |
| Diez et al. | Coal use for iron and steel production in low-carbon transition scenarios | |
| RU2733610C1 (ru) | Инновационный продукт углеродсодержащий и способ его получения | |
| Tiwari et al. | Efficient way to use of non-coking coals in non-recovery coke making process | |
| RU2459856C1 (ru) | Способ подготовки угольной шихты для получения металлургического кокса | |
| US4202734A (en) | Method for producing calcined coke pellets | |
| Chatterjee et al. | Possibilities of tar addition to coal as a method of improving coke strength | |
| US4135983A (en) | Method for improving coking property of coal for use in production of cokes | |
| Sharma et al. | Producing high coke strength after reactivity in stamp charged coke making | |
| Agrawal | Technological advancements in cokemaking | |
| CN114656988A (zh) | 一种低碳炼铁用铁钛复合焦炭及其制造方法 | |
| US4209323A (en) | Process for the production of a product with high carbon content from waste soot | |
| US2863758A (en) | Method of forming metallurgical briquettes of zinciferous material | |
| US3190746A (en) | Process for use of raw petroleum coke in blast furnaces | |
| JP4279972B2 (ja) | 高炉用コークスの製造方法 | |
| Cengizler et al. | Formcoke production from char fines of hard brown coals by air curing | |
| RU2745787C1 (ru) | Способ получения кокса для доменного производства | |
| Lu | Utilization parameters of coal for metallurgical applications | |
| RU2814328C1 (ru) | Способ получения продукта углеродсодержащего | |
| Adeleke et al. | An evaluation of the coking characteristics of Polish coking coals for cokemaking with non-coking Nigerian coals | |
| Kuyumcu | Preparation of coal blends for coke-making |