Способ получения кокса

(51) 10 49/04 (2006.01) 10 49/02 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Технический результат - упрощение способа и расширение его технологических возможностей достигается тем, что в способе получения кокса,включающем загрузку твердого углеродсодержащего сырья в вертикальную шахтную печь и его розжиг с перемещением фронта горения навстречу потоку окислителя, согласно изобретению, температуру в зоне фронта горения устанавливают равной 700 - 1050 С и охлаждают кокс в печи после прекращения горения путем подачи окислителя. В шахтной печи выполняют осевую и/или наружную камеру сгорания, а к окислителю добавляют коксовый газ и подают полученную смесь в осевую и/или наружную камеру сгорания. В качестве углеродсодержащего сырья используют каменные угли Шубаркольского месторождения.(72) Сенин Сергей Евгеньевич Муравлев Вячеслав Константинович Кучменок Олег Владимирович Стальной Сергей Иванович(57) Изобретение относится к способам переработки угля для получения кокса с одновременным получением горючего газа и может быть использовано для переработки длиннопламенных каменных углей с повышенным содержанием летучих веществ Шубаркольского месторождения. 17760 Изобретение относится к способам переработки угля для получения кокса с одновременным получением горючего газа и может быть использовано для переработки длиннопламенных каменных углей с повышенным содержанием летучих веществ Шубаркольского месторождения. Известен способ обработки некоксующегося угля с получением стабильного полукокса,включающий подготовку исходного некоксующегося угля, сушку угля с удалением влаги и получением сухого угля, пиролиз сухого угля путем нагрева и охлаждение полученного полукокса водой. Пиролиз сухого угля осуществляют путем постепенного нагрева всего количества угля до температуры, достаточной для испарения и удаления из угля летучих веществ,испаряющихся при температуре порядка 400-480 С с образованием полукокса и перевода в полукоксе в подвижное состояние по крайней мере части летучих веществ, испаряющихся при температуре порядка 480-950 С, и частичного, по крайней мере,разрушения микропор в полукоксе, после пиролиза охлаждение полукокса осуществляют до температуры, достаточной для перевода в неподвижное состояние летучих веществ по крайней мере в частично разрушенных микропорах полукокса и получения пиролитически пассивированного полукокса, содержащего около 14-22 мас. летучих веществ, испаряющихся при температуре порядка 480-950 С, затем полукокс со стадии охлаждения за счет хемосорбции кислорода окислительно пассивируют технологическим газом,содержащим около 3-21 об. кислорода, затем повторно одновременно гидратируют и охлаждают его с получением полукокса, содержащего около 510 мас. влаги, и полукокс за счет хемосорбции кислорода окончательно пассивируют технологическим газом, содержащим около 3-21 об. кислорода с получением стабильного полукокса. Сушку угля осуществляют при температуре 120-260 С. Пиролиз угля осуществляют при температуре 427-590 С (патент РФ 2098450, кл. С 10 В 49/04, 1997). Указанный способ характеризуется сложностью осуществления, так как включает несколько стадий получения полукокса. Охлаждение полученного продукта водой ухудшает его качество. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения кокса, включающий загрузку твердого углеродсодержащего сырья в вертикальную шахтную печь и его розжиг с перемещением фронта горения навстречу потоку окислителя. К окислителю добавляют коксовый газ,имеющий температуру выхода из аппарата, в концентрации, не превышающей нижний предел воспламенения газа. К окислителю добавляют 8-10 от объема получаемого газа. Температура карбонизации составляет 920-950 С. Окислитель подают с удельным расходом 100-400 м 3/м 2 ч(патент РФ 2169166, кл. С 10 В 49/04, 2001). Необходимость поддержания температуры карбонизации 920-950 С усложняет способ, так как реализация процесса при таком невысоком 2 диапазоне температур требует дополнительных регулирующих средств, определенного состава исходного сырья и количества подаваемого окислителя. Это сужает технологические возможности способа. Задачей изобретения является разработка способа получения кокса из труднококсующихся длиннопламенных углей. Технический результат - упрощение способа и расширение его технологических возможностей достигается тем, что в способе получения кокса,включающем загрузку твердого углеродсодержащего сырья в вертикальную шахтную печь и его розжиг с перемещением фронта горения навстречу потоку окислителя, согласно изобретению, температуру в зоне фронта горения устанавливают равной 700-1050 С и охлаждают кокс в печи после прекращения горения путем подачи окислителя. В шахтной печи выполняют осевую и/или наружную камеру сгорания, а к окислителю добавляют коксовый газ и подают полученную смесь в осевую и/или наружную камеру сгорания. В качестве углеродсодержащего сырья используют каменные угли Шубаркольского месторождения. Температура в зоне фронта горения, равная 7001050 С обеспечивает необходимую степень карбонизации сырья, при этом исключается необходимость поддержания температуры в узком диапазоне и допускается использование сырья,имеющего различия в составе. Это упрощает способ и расширяет его технологические возможности. Охлаждение кокса непосредственно в печи после прекращения горения путем подачи окислителя также расширяет технологические возможности способа и позволяет исключить дополнительную операцию по сушке кокса, что также упрощает способ. Способ осуществляют следующим образом. Пример 1. Загружают твердое углеродсодержащее сырье крупностью 5-80 мм в вертикальную шахтную печь и разжигают. Температуру в зоне фронта горения устанавливают равной 700 С и осуществляют процесс карбонизации с перемещением фронта горения навстречу потоку окислителя. В качестве углеродсодержащего сырья используют каменные угли Шубаркольского месторождения. Окислителем служит воздух, при этом может быть использован воздух, обогащенный или обедненный кислородом. Основные физико-химические процессы,происходящие при переработке слоя угля Шубаркольского месторождения марки ДР состоят в следующем 1) разогрев и сушка угольных кусков во фронте горения с частичным выгоранием поверхности кусков, при этом продукты горения,состоящие из газообразной части (СО, СО 2, Н 2 О, Н 2,СН 4, продукты пиролиза летучих соединений,входящих в угольную массу) и раскаленные микрочастицы угольной массы перемещаются параллельно потоку окислителя от фронта слоевого горения 2) разогрев угольных кусков в зоне за 17760 фронтом слоевого горения продуктами реакции угольных кусков с окислителем,сопровождающийся завершением вывода летучих соединений из угля и завершением процесса коксования 3) после выхода фронта горения на колосник шахтной печи (при движении фронта сверху вниз) или на свободную границу слоя (при движении слоя снизу вверх) и прекращения горения в слое, продолжают подавать окислитель в печь с вводом через зону максимальной температуры слоя для охлаждения готового продукта (кокса), при этом кислород, содержащийся в воздухе, реагирует в свободном объеме и на поверхности угольных кусков с образованием СО 2 и Н 2 О, и в дальнейшем не поддерживает реакцию горения в слое. Таким образом, снижается коэффициент безвозвратных потерь кокса при его тушении. Учитывая, что разница в температурах воспламенения угля и кокса составляет минимум 250 С, реакция кислорода воздуха с готовым коксом быстро прекращается и воздух с кислородом, поступающий в печь коксования, в дальнейшем используется только для охлаждения. Пример 2. Способ осуществляют по примеру 1,но в шахтной печи выполняют осевую и/или наружную камеру сгорания. Коксовый газ,образующийся при коксовании, в смеси с воздухом,подают в осевую и наружную камеры сгорания,выполненные в печи. Полученная смесь дожигается и температура в зоне коксования растет без увеличения подачи воздуха непосредственно в зону коксования,что заметно снижает угар углеродсодержащей массы. Температуру в зоне фронта горения поддерживают равной 1050 С. Таким образом, достигается значительное расширение диапазона регулировки температуры без повышения объема механического уноса и выгорания угольной и коксовой массы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения кокса, включающий загрузку твердого углеродсодержащего сырья в вертикальную шахтную печь и его розжиг с перемещением фронта горения навстречу потоку окислителя, отличающийся тем, что температуру в зоне фронта горения устанавливают равной 7001050 С и охлаждают кокс в печи после прекращения горения путем подачи окислителя. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют шахтную печь, снабженную осевой и/или наружной камерой сгорания, а к окислителю добавляют коксовый газ и подают полученную смесь в осевую и/или наружную камеру сгорания. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего сырья используют каменные угли Шубаркольского месторождения.