SK288409B6

SK288409B6 - Spôsob výroby kusového polokoksu

Info

Publication number: SK288409B6
Application number: SK5085-2007A
Authority: SK
Inventors: Sergey Romanovich Islamov; Sergey Grigorievich Stepanov; Aleksey Borisovich Morozov
Original assignee: Obschestvo S Ogrannichennoi Otvetstvennostju "Carbonika-F"
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2005-04-01
Publication date: 2016-10-03
Also published as: CZ305766B6; WO2006062432A1; AU2005312364A1; CA2589727A1; DE112005003101T5; US20080190754A1; SK50852007A3; UA83961C2; RU2275407C1; AU2005312364B2; CZ2007437A3

Abstract

Opisuje sa spôsob výroby kusového polokoksu, ktorý môže byť použitý v hutníctve. Výroba kusového polokoksu si vyžaduje použitie uhlia s frakciou 20 až 70 mm ako uhoľného lôžka a dodávanie vzduchu cez uhoľné lôžko v pomernom dúchanom množstve 70 až 99,5 m3/m2.h v závislosti od druhu uhlia.

Description

Vynález sa týka oblasti výroby kusového polokoksu a môže byť použitý v hutníctve.

Doterajší stav techniky

Známy je spôsob výroby kusového polokoksu destiláciou surovín obsahujúcich uhlík vo zvislých autotermálnych zariadeniach typu šachtovej pece s použitím dúchaného pecného vzduchu, zahŕňajúci ohrev, sušenie a karbonizáciu uvedenej suroviny, vypúšťanie polokoksu takto vyrobeného spodkom a odťahovanie horľavého plynu, pričom k dúchanému pecnému vzduchu sa pridáva vzniknutý horľavý plyn, ktorý má výstupnú teplotu zariadenia, v koncentrácii neprevyšujúcej dolnú medzu vzplanutia plynu, s pridávaním k dúchanému pecnému vzduchu približne 8 až 10 % plynu na objem získaného horľavého plynu, s karbonizačnou teplotou medzi 920 a 950 °C, pričom uvedený dúchaný pecný vzduch sa dodáva zo strany protiľahlej žeravému uhliu v dúchanom množstve 100 až 400 m³/m²-h (RU 2169166 Cl).

Najbližšie k nárokovanému spôsobu, čo sa týka získaných výsledkov a technickej podstaty, je spôsob výroby adsorpčného uhlia vo zvislom zariadení šachtového typu s vnútorným ohrevom horením prchavej látky a časti uhlíkového zvyšku v uhoľnom lôžku, prefukovanom prúdom vzduchu (RU 201144883). Spôsob predpokladá zapálenie uhoľného lôžka zo strany protiľahlej dúchanému pecnému vzduchu. Horiace čelo sa posúva proti prúdu vzduchu a pevný zvyšok zostáva za čelom obsahujúcom uhlík, ktorý nevyhorel. Pri pohybe čela horenia prechádza uhoľné lôžko po sebe nasledujúcimi krokmi ohrevu, sušenia a karbonizácie. Plynno-parná zmes karbonizačných produktov a časti zvyšku pevného uhlíka reaguje so vzdušným kyslíkom až do jeho úplného spotrebovania za tvorby čela horenia s teplotou od 750 do 900 °C. Za čelom horenia sa tvorí zóna regenerácie - redukcie - produktov horenia (CO₂ a H₂O) na oxid uhoľnatý a vodík. Horľavý plyn sa odťahuje zo zariadenia na následné ošetrenie a použitie. Pevný zvyšok má vysokú vnútornú pórovitosť (približne 60 %), ktorá zabezpečuje vysokú sorpčnú schopnosť produktu a jeho následné použitie ako adsorbentu.

Nevýhody uvedeného spôsobu sú nasledujúce:

Získaný produkt, bez ohľadu na blízkosť chemického zloženia, ako má kusový polokoks, má obmedzenú oblasť využitia v hutníctve kvôli zvýšenému podielu frakcie drobných častíc, malej hustote a zvýšenému obsahu popola. Vysoká pórovitosť značne znižuje pevnosť uhlíkového zvyšku. Nedostatkom je tiež znížený výťažok pevného produktu z dôvodu podstatnej straty východiskovej uhlíkatej suroviny následkom spálenia.

Podstata vynálezu

Vynález rieši úlohu zvýšenia akosti získaného pevného produktu, vyhovujúceho požiadavkám, ktoré sú kladené na kusový polokoks. Technický výsledok pri využití vynálezu spočíva v získaní pevného produktu, ktorý má vyššiu pevnosť a hustotu, nízky obsah popola a tiež vyššiu priemernú veľkosť kusov, a vo zvýšení špecifického výťažku pevného produktu.

Uvedený technický výsledok sa docieľuje tým, že uhoľné lôžko je tvorené frakciou uhlia 20 až 70 mm a vzduch sa preháňa uhoľným lôžkom v pomernom dúchanom množstve 70 až 99,5 m³/m².h, v závislosti na druhu uhlia.

Podrobný opis vynálezu

Spôsob výroby kusového polokoksu sa realizuje nasledovne:

Zvislé zariadenie šachtového typu sa v celej výške naplní drveným uhlím s frakciou 20 až 70 mm, dúchaný pecný vzduch sa dodáva v pomernom dúchanom množstve 70 až 99,5 m³/m².h (v závislosti na druhu uhlia) a uhoľné lôžko sa zapáli na strane protiľahlej k vstupu dúchania. Vytvárajúce sa čelo karbonizácie postupuje stálou rýchlosťou proti prúdu vzduchu a horúce polokoksové lôžko zostáva za čelom. Pri priechode čelom karbonizácie prechádza uhlie postupne krokmi ohrevu, sušenia a pyrolýzy. Horľavé zložky pyrolytických splodín úplne zhoria vo vzdušnom kyslíku a vznikne oxid uhličitý a vodná para a tie sa potom na horúcom povrchu polokoksu redukciou premenia na plynné horľavé zložky (oxid uhoľnatý a vodík), ktoré neobsahujú pyrolytické splodiny. Po dosiahnutí strany lôžka čelom karbonizácie, ktorá je naproti strane zapálenia, je proces ukončený. Polokoksové lôžko sa ochladí a vypustí sa dolnou stranou zvislého zariadenia.

V príklade, ktorý spôsob ilustruje, je použité zvislé zariadenie šachtového typu s vnútorným priemerom 0,5 m a výškou 1,5 m.

Príklad 1

Surovinou bolo uhlie s frakciou 20 až 60 mm (Subarkolské uhlie, druh D, Kazachstan), ktoré má nasledujúce technické a chemické zloženie:

W^rt =12,2 %

A^d = 2,4 %

V^daf = 44 %

Q^ri = 25,7 MJ/kg

C^d

77,9

H^daf = 5,3 % 1,2 % 15/16 ¹

N^Qi

O^d s^daf = 0,44 ¹

Do zaradenia sa naplnilo približne 160 kg drveného uhlia. Lôžko sa zapálilo z hornej strany. Pecný vzduch sa dúchal spodkom. Proces bol ukončený, keď čelo horenia dobehlo na dolnú stranu uhlia.

Pomerné dúchané množstvo Rýchlosť pohybu čela spaľovania Špecifický výťažok polokoksu Výťažok polokoksu

Výťažok horľavého plynu Skupenské teplo surového plynu Obsah popola v polokoksu Zdanlivá hustota polokoksu Štruktúrna pevnosť polokoksu Granulometrické zloženie polokoksu

99.5 m³/m².h

11.5 cm/h

42.4 kg/m².h

48.6 %

165 m³/m².h

2.4 MJ/m³A = 5,4 %

0,68 g/m³74,8 % nad 20 mm 25 % až 10 mm 11 % 10 až 20 mm 58 % pod 5 mm 6 %

Príklad 2

Surovinou bolo uhlie s frakciou 10 až 60 mm (Berezovskij, druh B2, Kansko-Ačinskij bassein), ktoré má nasledujúce technické a chemické zloženie:

W^rt=10% C^daf = 71%

A^d = 7% H^daf = 5,l%

V^daf = 48 % N^daf = 0,7 %

Q^r, = 22,08 MJ/kg O^daf = 22,3 %

S^daf = 0,3 %

Do zariadenia sa naplnilo približne 123 kg drveného uhlia. Lôžko sa zapálilo z hornej strany. Pecný vzduch sa dúchal spodkom. Proces bol ukončený, keď čelo horenia dobehlo na dolnú stranu uhlia.

Výťažok horľavého plynu Skupenské teplo surového plynu Obsah popola v polokoksu Zdanlivá hustota polokoksu Štruktúrna pevnosť polokoksu Granulo metrické zloženie polokoksu

76,4 m³/m². h

9.2 cm/h 27,7 kg/m².h 43 %

100.2 m³/m².h 2,32 MJ/m³A= 15 %

0,45 g/m³ %

až 10 mm 21,5 % pod 5 mm 78,5 %

Príklad 3 (porovnávací)

Do zariadenia sa naplnilo 135 kg uhlia s frakciou 5 až 20 mm, druhu B2 (borodinské uhlie), ktoré má nasledujúce technické a chemické zloženie:

W^rt = 30% C^daf = 71%

A^d = 90 % H^daf = 5 %

V^daf = 22,5 % N^daf = 1 %

S^daf = 0,5 %

Spodkom sa dúchal vzduch v množstve 35 m³/h a uhlie sa zapálilo zhora. Za 8 h sa čelo horenia dostalo na úroveň prívodu vzduchu a zariadenie sa vyprázdnilo. Výťažok adsorbentu bol 37 kg, teda 27,4 % vstupného uhlia.

Jeho parametre boli nasledujúce: vlhkosť 0,5 %, obsah popola 21 až 28 %, sypná hustota 0,45 g/cm³, odolnosť proti oderu (podľa GOST 16188-70) 85 až 86 %, celkový objem pórov 0,6 cm³/g, špecifický povrch pórov 850 m²/g, adsorpčná účinnosť skúškou jódom (GOST 6217-74) 68,6 % a metylénovou modrou (GOST 6217-74) 28 až 60 mg/g.

Spôsob podľa nároku takto umožňuje získať pevný produkt, ktorý má vyššiu pevnosť a hustotu, nízky ob3 sah popola a tiež väčšiu priemernú veľkosť kusov a zvýšený špecifický výťažok pevného produktu (pozri tabuľku).

Tabuľka

	Príklad 1	Príklad 2	Príklad 3 (porovnávací)
Veľkosť frakcie uhlia, mm	20 až 60	20 až 60	5 až 20
3 '2 Relatívne dúchané množstvo, m /m /h	99,5	76,4	100 až 400
Obsah popola Ad, %	5,4	15	21 až 28
Štruktúrna pevnosť polokoksu, %	74,8	60	-
β Zdanlivá hustota polokoksu, g/m	0,68	0,45	-
Výťažok pevného produktu, %	48,6	43	27,4

PATENTOVÉ NÁROKY

Spôsob výroby kusového polokoksu, zahrňujúci tepelné ošetrenie uhoľného lôžka vo zvislom zariadení

Claims

Spôsob výroby kusového polokoksu, zahrňujúci tepelné ošetrenie uhoľného lôžka vo zvislom zariadení 10 šachtového typu, zapáleného na strane protiľahlej k dodávanému vzduchu, vyznačujúci sa tým, že uhoľným lôžkom je uhlie s frakciou 20 až 70 mm, a vzduch sa dodáva cez uhoľné lôžko v pomernom dúchanom množstve 70 až 99,5 m³/m².h, v závislosti od druhu uhlia.

Koniec dokumentu