SU1099848A3 - Способ обезвоживани низкосортного угл - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ НИЗКОСОРТНОГО УГЛЯ, включающий нагрев угл  в присутствии воды до 150ЗОО с при давлении, равном давлению паров воды при данной температуре, отделение части жидкой водной фазы от угл  и последующий нагрев угл  до 300-340°С, отличающийс   тем, что, с целью повышени  теплотворной способности угл , нагрев до 300-340 С осуществл ют вод ным паром при давлении не вьш1е 50 атм. 10 } /

Description

Изоёретение относитс  к угольной и коксохимической промышленности, а именно к способам обезвоживани , низкосортных каменных углей. Известен способ обезвоживани  низкосортного угл , включающий нагрев угл  в присутствии воды до 150-ЗОО С при давлении, равном давлению паров воды при данной температуре , отделение части жидкой водной фазы от угл  и последующий нагрев угл  водородом до 300-340 С и давлении, равном давлению паров воды при данной температуре Л . Недостатком известного способа  вл етс  невысока  теплотворна  спо собность обработанного угл . Целью изобретени   вл етс  повышение теплотворной способности угл . Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу обезвоживани  низкосортного угл , включающему нагрев угл  в присутствии воды до 150-ЗОО С при давлении равном давлению паров воды при данной температуре , отделение части жидкой водной фазы от угл  и последующий нагрев угл  вод ным паром до 300340 С , нагрев до 300-340°С осуществ л ют вод ным паром при давлении не выше 50 атм. Низкосортный уголь может содержать до- 90% воды, но обычно имеет содержание воды 40-70%. Вода может присутствовать в паров.ой форме, например химически св занна  в виде гел  или поглощенной воды. Дл  повьппени  теплотворной спосо ности низкосортного угл  необходимо удалить большую часть влаги из угл . Влага может удал тьс  из угл  пу тем термического высушивани . При термическом высушивании практически не происход т структурные измене ни  в угле, так что полученный высу шенный продукт остаетс  гидрофильны и в присутствии влаги может повторно поглощать ее из окружающей среды При термическом высушивании теплотворна  способность угл  повьшаетс  незначительно. Предлагаемый способ относитс  .к способам обезвоживани  низкосортных каменных углей, при которых происходит декарбоксилирование угл  (уда ление групп, содержащих кислород). Декарбоксилаци  происходит при тe mepaтypax свыше 300 С и приводит к структурному изменению угл . Уголь становитс  гидрофобный за счет удалени  богатых кислородом пол рных групп, которые вли ют на гидрофильные свойства угл . При отделении воды от угл  тенденции к вторичному поглощению влаги не наблюдаетс . На чертеже представлена схема установки дл  осуществлени  предлагаемого способа. Установка содержит аппа1.ат 1 первой зоны нагрева, аппарат 2 второй зоны нагрева, аппарат 3 дл  вакуумировани  обработанного угл , трубопровод 4 дл  подачи угл  в аппарат 1, трубопровод 5 дл  подачи перегретого пара из аппарата 2 в аппарат 1, трубопровод 6 дл  отвода воды из аппарата 1, трубопровод 7 дл  подачи воды в трубопровод 4 дл  приготовлени  суспензии, трубопровод 8 дл  отвода избытка воды с установки , трубопровод 9 дл  отвода газов из аппарата 1, трубопровод 10. соедин ющий аппарат 1 с аппаратом 2, трубопровод 11 дл  подачи перегретого пара в аппарат 2, трубопровод 12 дл  подачи угл  из аппарата 2 в аппарат 3 дл  вакуумировани , трубопровод 13 дл  отвода газов из аппарата 3 дл  вакуумировани , трубопровод 14 дл  отвода обработанного угл , Низкосортньй уголь имеет невысокую теплопроводность. Дл  повышени  теплопередачи к углю обработку угл  осуществл ют в присутствии воды. Суспенззпо, содержащую низкосортньй уголь с размером частиц пор дка 5 мм в 40-50% воды, по трубопроводу 4 подают Б аппарат 1 первой зоны нагрева, где ее нагревают до 200-250 С при давлении 30-45 атм путем подачи перегретого пара по трубопроводу 5 из аппарата 2 второй зоны нагрева. При таких услови х давление превышает давление вод ного результате этого вода остаетс  в жидкой фазе и ее скрытое тепло испарени  не используетс . После нагрева и необходимого времени вьщержки, которое зависит от характеристик и возраста угл , а также от используемой температуры. уголь из аппарата 1 из первой зоны нагрева по трубопроводу 10 подают в аппарат 2 - вторую зону нагрева. На первой стадии уголь тер ет примерно 3/4 первоначального содержани  воды и частично повьшаетс  его теплотворна  способность. Из аппарата 1 по трубопроводу 6 отводитс  вода в таком количестве, чтобы соотношение угл  и воды в суспензии, подаваемой на вторую зону , составл ло пор дка 1 ч, воды на 1 ч. угл . Часть воды, имеющей температуру 200-250с, циркулируют по трубопров ду 7 дл  приготовлени  суспензии уголь-вода, подаваемой на нагрев в первую зону. Избыток воды после охлаждени  и отделени  загр знений, к торые могут включать минеральные вещества, растворенные соединени  серы, сбрасывают по трубопроводу 8. В аппарате 2 смесь нагревают до 320-350 С и давлени  не выше 50 атм путем подачи перегретого пара, подаваемого по трубопроводу 11. При такой температуре и давлении вода переходит в паровую фазу и во врем  обработки во второй зоне люба  оставша с  вода на поверхности угл  быстро испар етс , причем св занна  вода высвобождаетс  и выпариваетс , а пол рные кислородсодержаш 1е группы преобразовываютс  в СО. Из аппарата 2 по трубопроводу 12 обработанный уголь подают в аппарат 3, где его вакуумируют. Газы и оставшийс  пар удал ютс  по трубопроводу 13. Обычно газы содержат вод ной пар, некоторое количество Н и следы других газов, например легкие углеводороды и значительную часть СО, полученного во второй зоне за счет декарбоксштации, котора  происходит на второй стадии. Некоторое количество газа также отводитс  из первой зоны по трубопроводу 9. Газы содержат большое количество углеводородов , они используютс  дл  нагрева , необходимого дл  осуществлени  процесса. Пример 1. 654,5 г бурого угл , содержащего 256,2 г органичес кого вещества, 394,7 г воды (60,3%) и 3,6 золы, имеющего теплотворную способность 6370 ккал/кг и плотност массы 0,21 кг органического материй ла на 1 л и 65,5 г воды обрабатывают в 2-литровом автоклаве. Смесь нагревают в течение 80 мин до температуры 250°С и при давлении 45 бар После нагрева воду отвод т. Затем нагревают в течение 35 мин до температуры 340°С при давлении 50 бар. Затем содержимое автоклава охлаждают до температуры окружающей среды и осуществл ют сброс давлени . Полученный продукт содержит 227 г органического вещества, 3,7 г золы и 33,3 г воды (12,6%). Плотность в массе 0,46 кг органического вещества в 1 л и теплотворна  способность 6880 ккал/кг. Во врем  второй стадии обработки получают 9,9 л (19,6%) С02 и 3,4 г смолы. Пример 2. 150 г австралийского бурого угл  (частицы размером пор дка 10 мм) обрабатывают в автоклаве емкостью 350 см в присутствии 90 см воды. Температуру повышают постепенно по 80 С/мин. Эксперимент 1: уголь нагревают о 250 С при давлении 45 бар. Эксперимент 2: уголь нагревают о 340°С при давлении 200 бар. Эксперимент 3: уголь нагревают о при давлении 45 бар. Отвод т воду при температуре 50°С и уголь нагревают при давлеии 50 бар паром до температуры . Измер ют теплотворную способность содержание влаги. Результаты свод т в таблицу. Загрузка Наилучшие результаты получают в эксперименте 3.

5 1099848

П р и м е р 3. Каменный угольПример 4. (известный). Канагревают до при давлениименный уголь нагревают до 250 С при

45бар, сливают воду при 250°С и ка-давлении 45 бар, сливают воду при

менньй уголь нагревают водйным паром250 С и каменный-уголь нагревают

до прн давлении 50 бар. Обра-5 водородом до 340 С при давлении

ботанный уголь содержит 9 вес.% ела-50 бар. Обработанный уголь содержит

ги и теплопроводна  способность его9% влаги и теплопроводна  способсоставл ет 7786 ккал/кг.ность его составл ет 7286 ккал/кг.

Claims (1)

1. СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ НИЗКОСОРТНОГО УГЛЯ, включающий нагрев угля в присутствии воды до 150300°С при давлении, равном давлению паров воды при данной температуре, отделение части жидкой водной фазы от угля и последующий нагрев угля до 300-340°С, отличающийс я тем, что, с целью повышения теплотворной способности угля, нагрев до 300-340 С осуществляют водяным паром при давлении не выше 50 атм.