EA007799B1 - Способ получения металлургического среднетемпературного кокса - Google Patents
Способ получения металлургического среднетемпературного кокса Download PDFInfo
- Publication number
- EA007799B1 EA007799B1 EA200501919A EA200501919A EA007799B1 EA 007799 B1 EA007799 B1 EA 007799B1 EA 200501919 A EA200501919 A EA 200501919A EA 200501919 A EA200501919 A EA 200501919A EA 007799 B1 EA007799 B1 EA 007799B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- coke
- coal
- medium
- temperature coke
- producing metallurgical
- Prior art date
Links
- 239000000571 coke Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 20
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 238000004939 coking Methods 0.000 abstract description 9
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 18
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 4
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000012261 resinous substance Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Coke Industry (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии переработки топлива, в частности к получению металлургического среднетемпературного кокса и попутного горючего газа путем термоокислительной обработки угля в плотном слое, и предназначено для использования в металлургии. Достигаемый технический результат - получаемый среднетемпературный кокс имеет более высокую прочность и плотность, низкую зольность и более крупный средний размер куска. Кроме того, увеличивается удельный выход кокса и энергоэффективность процесса. Способ получения металлургического среднетемпературного кокса включает термоокислительную обработку угля при температуре 750-900°С в аппарате шахтного типа с использованием эффекта обратной тепловой волны, при этом используется фракция угля 0-70 мм, а удельная подача воздуха составляет 60-150 м/(м∙ч) в зависимости от марки угля. Охлаждение кокса осуществляется посредством принудительной циркуляции газа по контуру "аппарат - теплообменник" с полезным отбором тепловой энергии, чем достигается увеличение энергоэффективности процесса.
Description
Изобретение относится к области переработки угля, в частности к получению металлургического среднетемпературного кокса и попутного горючего газа для использования в металлургии.
Известен способ получения среднетемпературного кокса в вертикальной шахтной печи, в которую уголь подается сверху, а кокс выгружается снизу. Переточными рукавами печь разделена на три зоны: верхнюю зону сушки, среднюю зону коксования (пиролиза) и нижнюю зону охлаждения. В зону сушки и коксования подаются горячие дымовые газы из внешнего топочного устройства, а в зону охлаждения предварительно охлажденный во внешнем теплообменнике газ из зоны коксования. Уголь, двигаясь самотеком сверху вниз, последовательно подвергается нагреву, термическому разложению (коксованию), охлаждению и тушится водой при выгрузке из печи. Такие печи эксплуатируются в Польше, Австралии, Китае, до недавнего времени действовали в Германии и на Ангарском коксогазовом заводе (Школлер М.Б. Полукоксование каменных и бурых углей. - Новокузнецк: Инженерная академия России. Кузбас. филиал, 2001, 232 с).
Недостатками данного способа являются: возможность перерабатывать только крупнокусковое (2080 мм) термически прочное сырье, так как требуется подача большого количества внешнего теплоносителя (горячих дымовых газов) и поэтому необходима хорошая газопроницаемость слоя угля; низкая удельная производительность печи, связанная с необходимостью длительного конвективного нагрева крупных частиц угля горячими газами; экологическая опасность производства из-за поступления в атмосферу большого объема отработанного теплоносителя, содержащего оксид углерода и токсичные продукты термического разложения угля и из-за наличия широкого спектра токсичных веществ в жидких и газообразных продуктах коксования и сточных водах; потребность в воде для тушения кокса, высокая влажность и пониженная структурная прочность получаемого продукта из-за его мокрого тушения.
Наиболее близким к заявляемому способу по достигаемому результату и технической сущности является способ получения углеродного адсорбента в вертикальном аппарате шахтного типа с внутренним обогревом за счет сжигания летучих и части углеродного остатка в слое угля, продуваемом потоком воздуха (патент РФ №2014883, 30.06.1994 г.). Способ 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 (СО2 и Н2О) 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. При переработке угля согласно известному способу получаемый продукт имеет большую пористость (свыше 60%) и развитую внутреннюю поверхность, что обеспечивает его высокую сорбционную активность и последующее использование преимущественно в качестве углеродного адсорбента.
Получаемый согласно известному способу продукт, несмотря на близость по химическому составу к металлургическому коксу, высокую реакционную способность и большое удельное электрическое сопротивление, имеет ограниченное применение в металлургии, в первую очередь, из-за невысокой структурной прочности, малой плотности, относительно небольшого размера куска (максимальный - 20 мм, средний - 2-5 мм) и повышенной зольности. Прочность углеродного остатка, а также его плотность существенно снижаются вследствие высокой пористости. Недостатком данного способа также является пониженный удельный выход твердого продукта из-за большой степени обгара исходного углеродсодержащего сырья.
Задача настоящего изобретения состоит в получении твердого продукта, в полной мере отвечающего требованиям к металлургическому коксу, и прежде всего в части структурной прочности, при условии сохранения высокой реакционной способности и удельного электрического сопротивления.
Техническим результатом изобретения является повышение энергоэффективности процесса, увеличение удельного выхода твердого продукта, прочности, плотности и среднего размера куска среднетемпературного кокса, а также снижение его зольности за счет уменьшения степени обгара кокса.
Технический результат достигается за счет укрупнения фракционного состава исходного угля до 70 мм, снижения удельного расхода воздуха до 60-150 м/(м2^ч) в зависимости от марки угля, а также охлаждения кокса посредством принудительной циркуляции газа по контуру аппарат - теплообменник с полезным отбором тепловой энергии.
Для достижения технического результата способ осуществляется следующим образом. В шахтный аппарат через загрузочный люк загружают дробленый уголь фракции 0-70 мм, под газораспределительную решетку внизу шахты подают воздушное дутье с удельным расходом от 60 до 150 м3/(м2^ч) в зависимости от марки угля и поджигают слой угля со стороны, противоположной подаче дутья, с целью образования обратной тепловой волны, которая с постоянной скоростью смещается навстречу потоку воздуха, оставляя за собой слой горячего кокса. Уголь при прохождении тепловой волны последовательно подвергается нагреву, сушке и пиролизу. Горючие продукты пиролиза полностью сгорают в кислороде
- 1 007799 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, не содержащий углеводородов ряда выше метана, в том числе конденсируемых смолистых веществ. После достижения тепловой волной уровня газораспределительной решетки процесс завершается. По завершению процесса коксования производится охлаждение (сухое тушение) кокса газом посредством его принудительной циркуляции по контуру аппарат - теплообменник с полезным отбором тепловой энергии. Охлажденный кокс выгружается через люк, расположенный внизу аппарата.
В примерах, иллюстрирующих способ, использован аппарат шахтного типа с внутренним диаметром 0,5 м и высотой 1,5 м.
Пример 1.
В качестве сырья использовали уголь фракции 0-70 мм (Шубаркольский уголь марки Д, Казахстан), имеющий следующий технический и элементный состав:
А'.=12,2%; С“=77,9%;
А7=2,4%; Н“=5,3%;
У“=44%; А7' ' 1.2%;
О'. 25.7 МДж/кг; О“=15,16%; §“=0,44%.
В аппарат загружается 170 кг дробленого угля. Розжиг слоя осуществляется сверху. Воздушное дутье подается снизу. После достижения фронтом горения нижней стороны слоя угля процесс завершается.
Удельный расход воздуха - 120 м3/(м2-ч).
Скорость движения фронта горения составила 13,5 см/ч.
Удельный выход кокса - 56 кг/(м2-ч).
Выход кокса - 52,2% от массы исходного угля.
Выход горючего газа - 194 м3/(м2-ч).
Удельная теплота сгорания сырого газа - 2,8 МДж/м3.
Зольность кокса А7=5,2%.
Кажущаяся плотность кокса - 0,695 г/м3.
Структурная прочность кокса - 79%.
Реакционная способность по СО2 при 1000°С - 2,76 см3/г-с.
Удельное электрическое сопротивление - 2,2 Ом-см.
Гранулометрический состав кокса:
более 40 мм - 21%; 20-40 мм - 28%; 5-20 мм - 44%; менее 5 мм - 7%.
Пример 2.
В качестве сырья использовали уголь фракции 0-70 мм (Березовский марки Б2, Канско-Ачинский бассейн), имеющий следующий технический и элементный состав:
Ж=30%; С“=71%;
А7=5%; Н“=5,0%;
У“=48%; N“=0,7%;
О', 22,08 МДж/кг; О“=23%; §“=0,3%.
В аппарат загружается 120 кг дробленого угля. Розжиг слоя осуществляется сверху. Воздушное дутье подается снизу. После достижения фронтом горения нижней стороны слоя угля процесс завершается.
Удельный расход воздуха - 67,5 м3/(м2-ч).
Скорость движения фронта горения составила 10,5 см/ч.
Удельный выход кокса - 36,1 кг/(м2-ч).
Выход кокса - 35%.
Выход горючего газа - 114 м3/(м2-ч).
Удельная теплота сгорания сырого газа - 2,5 МДж/м3.
Зольность кокса А7 = 14,2%.
Плотность кокса - 0,53 т/м3.
Структурная прочность кокса - 64%.
Реакционная способность по СО2 при 1000°С - 7,95 см3/г-с.
Удельное электрическое сопротивление - 1,9-103 Ом-см.
Гранулометрический состав кокса:
более 40 мм - 6%; 20-40 мм -17%;
5-20 мм - 40%; менее 5 мм - 37%.
Пример 3 (сравнительный).
В качестве сырья использовали уголь фракции 5-20 мм (Березовский марки Б2, Канско-Ачинский бассейн), имеющий следующий технический и элементный состав:
Ж=30%; С“=71%;
А7=5%; Н“=5,0%;
У“=48%; N“=0,7%;
0г 1=22,08 МДж/кг; О“=23%; §“=0,3%.
- 2 007799
В аппарат загружается 120 кг дробленого угля. Розжиг слоя осуществляется сверху. Воздушное дутье подается снизу. После достижения фронтом горения нижней стороны слоя угля процесс завершается.
Удельный расход воздуха - 115 м3/(м2-ч).
Скорость движения фронта горения составила 9,2 см/ч.
Удельный выход кокса - 27,7 кг/(м2-ч).
Выход кокса - 27,4%.
Выход горючего газа - 164 м3/(м2-ч).
Удельная теплота сгорания сырого газа - 2,6 МДж/м3.
Зольность кокса Аа=21%.
Плотность кокса - 0,45 т/м3.
Структурная прочность кокса - 46%.
Гранулометрический состав кокса:
5-20 мм - 19%; менее 5 мм - 81%.
Таким образом, предложенный способ позволяет получать кокс, имеющий более высокую прочность и плотность, низкую зольность, более крупный средний размер куска и более высокий удельный выход твердого продукта (см. таблицу).
Claims (1)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯСпособ получения металлургического среднетемпературного кокса в аппарате шахтного типа, включающий термоокислительную обработку угля в обратной тепловой волне с температурой 750900°С, отличающийся тем, что используют уголь фракции 0-70 мм при удельном расходе воздуха 60-150 м3/(м2-ч) в зависимости от марки угля и производят охлаждение (сухое тушение) кокса газом посредством его принудительной циркуляции по контуру аппарат - теплообменник с полезным отбором тепловой энергии.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA200501919A EA200501919A1 (ru) | 2005-10-25 | 2005-10-25 | Способ получения металлургического среднетемпературного кокса |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA200501919A EA200501919A1 (ru) | 2005-10-25 | 2005-10-25 | Способ получения металлургического среднетемпературного кокса |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA007799B1 true EA007799B1 (ru) | 2007-02-27 |
| EA200501919A1 EA200501919A1 (ru) | 2007-02-27 |
Family
ID=42121392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200501919A EA200501919A1 (ru) | 2005-10-25 | 2005-10-25 | Способ получения металлургического среднетемпературного кокса |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA200501919A1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2637551C2 (ru) * | 2015-10-09 | 2017-12-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Сибирский научно-исследовательский институт углеобогащения" (ООО "Сибнииуглеобогащение) | Способ термического обогащения углей |
| RU2687411C1 (ru) * | 2018-10-31 | 2019-05-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Сибнииуглеобогащение" | Способ получения среднетемпературного кокса |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1293898A (en) * | 1970-01-28 | 1972-10-25 | Inst Neorganicheskoi Khim I El | A method of producing metallurgical coke |
| DE3013722A1 (de) * | 1980-04-10 | 1981-10-15 | Fa. Carl Still Gmbh & Co Kg, 4350 Recklinghausen | Vorrichtung zur trockenkuehlung von gluehendem koks |
| EP0338027B1 (en) * | 1987-04-22 | 1992-09-02 | Kress Corporation | Method and apparatus for handling and dry quenching coke |
| JPH09194845A (ja) * | 1996-01-16 | 1997-07-29 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 冶金用コークスの製造方法 |
| RU2169166C1 (ru) * | 2000-07-06 | 2001-06-20 | ЗАО "Карбоника-Ф" | Способ получения полукокса |
-
2005
- 2005-10-25 EA EA200501919A patent/EA200501919A1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1293898A (en) * | 1970-01-28 | 1972-10-25 | Inst Neorganicheskoi Khim I El | A method of producing metallurgical coke |
| DE3013722A1 (de) * | 1980-04-10 | 1981-10-15 | Fa. Carl Still Gmbh & Co Kg, 4350 Recklinghausen | Vorrichtung zur trockenkuehlung von gluehendem koks |
| EP0338027B1 (en) * | 1987-04-22 | 1992-09-02 | Kress Corporation | Method and apparatus for handling and dry quenching coke |
| JPH09194845A (ja) * | 1996-01-16 | 1997-07-29 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 冶金用コークスの製造方法 |
| RU2169166C1 (ru) * | 2000-07-06 | 2001-06-20 | ЗАО "Карбоника-Ф" | Способ получения полукокса |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2637551C2 (ru) * | 2015-10-09 | 2017-12-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Сибирский научно-исследовательский институт углеобогащения" (ООО "Сибнииуглеобогащение) | Способ термического обогащения углей |
| RU2687411C1 (ru) * | 2018-10-31 | 2019-05-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Сибнииуглеобогащение" | Способ получения среднетемпературного кокса |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA200501919A1 (ru) | 2007-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2010295138B2 (en) | External combustion and internal heating type coal retort furnace | |
| RU2079051C1 (ru) | Способ переработки твердых бытовых отходов | |
| RU2673052C1 (ru) | Способ переработки угля и устройство для его осуществления | |
| CN102746902A (zh) | 一种有机废弃物的气化方法及专用气化炉 | |
| RU2288937C1 (ru) | Способ получения металлургического среднетемпературного кокса | |
| RU97727U1 (ru) | Устройство термической конверсии гранулированной биомассы в монооксид углерода и водород | |
| RU2287011C1 (ru) | Способ слоевой газификации угля | |
| RU2169166C1 (ru) | Способ получения полукокса | |
| CN201520746U (zh) | 外燃内热式煤干馏炉 | |
| EA007799B1 (ru) | Способ получения металлургического среднетемпературного кокса | |
| RU2359006C1 (ru) | Способ переработки угля | |
| RU84375U1 (ru) | Устройство пиролизной переработки органических веществ | |
| RU2722557C2 (ru) | Способ переработки угля | |
| RU2297438C1 (ru) | Устройство для получения металлургического среднетемпературного кокса | |
| RU2285715C1 (ru) | Способ получения металлургического среднетемпературного кокса | |
| RU2657042C2 (ru) | Способ получения из твердого топлива горючего газа и реактор для его осуществления | |
| US1677757A (en) | Treatment of carbonaceous and other materials | |
| GB679095A (en) | Method of and apparatus for effecting thermal processes with finely granular or pulverulent carbonaceous substances with the production of active carbon | |
| PL241457B1 (pl) | Sposób szybkiej pirolizy biomasy z jednoczesnym zgazowaniem produktów pirolizy biomasy ciekłych i stałych oraz układ do szybkiej pirolizy biomasy z jednoczesnym zgazowaniem produktów pirolizy biomasy ciekłych i stałych | |
| RU2653174C1 (ru) | Способ термической обработки угля | |
| JP7749193B2 (ja) | 廃棄物処理方法 | |
| CN110760314B (zh) | 焦炭炼制方法及焦炭炼制炉 | |
| RU2437030C1 (ru) | Способ термической переработки несортированных твердых бытовых отходов | |
| WO2019098890A1 (ru) | Способ получения восстановителя для производства технического кремния | |
| EA007800B1 (ru) | Устройство для получения металлургического среднетемпературного кокса |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KG TJ |
|
| PC4A | Registration of transfer of a eurasian patent by assignment | ||
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY RU |
|
| PC4A | Registration of transfer of a eurasian patent by assignment | ||
| PC4A | Registration of transfer of a eurasian patent by assignment | ||
| PC4A | Registration of transfer of a eurasian patent by assignment | ||
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KZ |