PL189299B1 - Sposób otrzymywania koksu wielkopiecowego - Google Patents

Abstract

Sposób otrzymywania koksu wielkopiecowego o duzej wytrzymalosci z wegla koksuja- cego w batem pieców koksowniczych obsadzanych systemem zasypowym, znamienny tym, ze do znanych baterii pieców koksowniczych obsadzanych systemem zasypowym wprowadza sie wegiel wsadowy w postaci kawalkowej o dolnej wielkosci kawalków 20 mm i zawartosci pod- ziarna maksimum 8 % wag., przy czym zawartosc ziaren o wielkosci ponizej 3 mm w podziar- nie nie moze przekraczac 6 % wag., prowadzac proces koksowania znanym sposobem. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania koksu wielkopiecowego o dużej wytrzymałości. Znany sposób produkcji koksu wielkopiecowego polega na rozdrabnianiu do ziarna poniżej 3 mm dostarczonego przez kopalnię miału węgli koksujących różnych typów, skomponowaniu odpowiedniej mieszanki wsadowej i obsadzeniu komory koksowniczej systemem zasypowym lub ubijanym. W tej technologii stosuje się wysoce energochłonne węzły technologiczne mielenia węgla na kopalni oraz koksowni, komponowania mieszanki węglowej i ubijania wsadu.

Rosnące wymagania jakości koksu wielkopiecowego, związane głównie z wprowadzaniem do praktyki przemysłowej technologii wdmuchiwania pyłu węglowego do wielkiego pieca, wymuszają stosowanie do produkcji koksu węgli koksujących o wysokim ciśnieniu rozprężania. Istnieje w tym względzie sprzeczność między koniecznością stosowania węgli w mieszankach o dużym ciśnieniu rozprężania zapewniającą wymaganą jakość koksu, a bezpieczeństwem eksploatacji komór koksowniczych. Duże ciśnienie rozprężania wsadu węglowego może, bowiem doprowadzić do uszkodzenia ścian komory koksowniczej.

Proces koksowania węgla w komorze koksowniczej przebiega przy warstwowym przemieszczaniu się dwu fal cieplnych do osi wsadu od rozgrzanych do temperatury ok. 1100°C ścian grzewczych. Po obsadzeniu komory rozdrobnionym węglem koksującym, po pewnym czasie w strefie przyściennej komory koksowniczej tworzy się koks, a w miarę przemieszczania się fal cieplnych w kierunku osi wsadu powstaje warstwa półkoksu, warstwa plastyczna oraz warstwa przedplastyczna. Ostatnią warstwę stanowi węgiel, której rozmiar zmniejsza się w miarę zbliżania się fał cieplnych do osi wsadu. Każda z tych warstw istotnie wpływa na przebieg procesu koksowania i jakości koksu. Procesowi przemieszczania się warstw i fal cieplnych towarzyszy intensywne wydzielanie się gazów i par, które przepływają wskutek obecności nieprzepuszczalnej warstwy plastycznej z dużymi oporami przez wsad tzw. stroną chłodną, czego konsekwencją jest wzrost ciśnienia, które w dolnych partiach wsadu dochodzi do ok. 10 kPa. Po czasie koksowania ok. 1-3 godz. ciśnienie gazu od strony chłodnej wywiera nacisk na warstwę plastyczną o dużej grubości, w wyniku, czego następują lokalne przebicia tej warstwy i w końcu dochodzi do przepływu gazu przez rozżarzony koks w kierunku ściany grzewczej oraz do częściowego rozładowania ciśnienia strony chłodnej.

Opisany w zarysie przebieg procesu koksowania wsadu o dużej grubości warstwy plastycznej wymaga dużej ostrożności przy doborze komponentów mieszanki wsadowej, która może być optymalna ze względu na wysoką jakość koksu, lecz niebezpieczna dla ścian komory koksowniczej. Sprostanie wzrastającym wymaganiom jakości koksu przez zwiększenie udziału w mieszance węgli o dużym ciśnieniu rozprężania przy przedstawionym przebiegu procesu koksowania jest związane z dużym ryzykiem uszkodzenia masywu ceramicznego baterii koksowniczej.

Celem wynalazku jest otrzymanie koksu wielkopiecowego o dużej wytrzymałości z węgla koksującego, zmniejszając równocześnie ryzyko uszkodzenia baterii pieców koksowniczych.

189 299

Istota wynalazku polega na obsadzaniu pieców koksowniczych węglem w postaci kawałkowej o dolnej wielkości kawałków 20 mm i zawartości podziarna maksimum 8% wag., przy czym zawartość ziarn o wielkości poniżej 3 mm w podziamie nie może przekraczać 6% wag.

Wprowadzając do komory wsad złożony z kawałków węgla zamiast wsadu rozdrobnionego do ziarna poniżej 3 mm, zasadniczo zmienia się korzystnie warunki koksowania. W odróżnieniu od opisanego przebiegu procesu koksowania wsadu rozdrobnionego, w przypadku koksowania zwartych kawałków węgla, fizykochemiczne procesy powodowane przemieszczaniem się fal cieplnych będą przebiegały w obrębie kawałków węgla. Na styku kawałków wsadu utworzy się warstwa plastyczna, która przyczyni się do tego, ze w większym stopniu wytworzone paro-gazy będą przepływały stroną chłodną, na skutek jej większej przewiewności (gazoprzepuszczalności). Dzięki temu ciśnienie w komorze będzie mniejsze i bezpieczniejsze dla ścian grzewczych. Żeby procesy mogły przebiegać według założenia, musi być spełniony podstawowy warunek: wsad złożony z kawałków węgla koksującego musi zawierać minimalną ilość podziarna, a przede wszystkim minimalną ilość ziam poniżej 3 mm. Bez względu na wielkość górnego wymiaru kawałków, zawartość podziarna - poniżej 20 mm powinna wynosić 8 % wag. przy czym zawartość ziarn poniżej 3 mm w podziamie - 6% wag. Koksując zwarte kawałki węgla koksującego poprawia się znacząco gęstość wsadu, która jest ważnym parametrem decydującym o wytrzymałości koksu. Zmieniając korzystnie przebieg procesu koksowania, zmniejsza się negatywny wpływ warstwy przedplastycznej na właściwości koksotwórcze węgla wprowadzonego do komory koksowniczej. Do innych zalet sposobu według wynalazku należy zaliczyć:

- uzyskanie koksu wielkopiecowego o dużej wytrzymałości poreakcyjnej (CSR),

- zmniejszenie negatywnego wpływu utleniania węgla magazynowanego na składowiskach otwartych na jego właściwości koksotwórcze,

- skrócenie czasu napełniania komór koksowniczych,

- zmniejszenie emisji pyłu i toksycznych paro-gazów podczas obsadzania komór koksowniczych,

- zmniejszenie emisji pyłu podczas wypychania i gaszenia koksu,

- zwiększenie zdolności produkcyjnej baterii pieców koksowniczych przez skrócenie czasu koksowania,

- oszczędność energii elektrycznej przez wyeliminowanie z układu technologicznego młynów na koksowni i kopalni oraz stacji dozowania węgla,

- zmniejszenie uzysku koksiku (0-10 mm) na korzyść koksu sortymentowego,

- zmniejszenie ilości szkodliwych i trudnych do oczyszczania ścieków koksowniczych, ze względu na niższą zawartość wody we wsadzie.

189 299

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób otrzymywania koksu wielkopiecowego o dużej wytrzymałości z węgla koksującego w batem pieców koksowniczych obsadzanych systemem zasypowym, znamienny tym, ze do znanych baterii pieców koksowniczych obsadzanych systemem zasypowym wprowadza się węgiel wsadowy w postaci kawałkowej o dolnej wielkości kawałków 20 mm i zawartości podziarna maksimum 8 % wag., przy czym zawartość ziaren o wielkości poniżej 3 mm w podziamie nie może przekraczać 6 % wag., prowadząc proces koksowania znanym sposobem.