Способ получения металлургического полукокса

(51) 10 49/02 (2006.01) 10 53/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПОЛУКОКСА(57) Изобретение относится к области получения металлургического полукокса и может быть использовано в металлургии. Сущность изобретения заключается в том, что способ получения металлургического полукокса предусматривает использование в качестве слоя угля уголь фракции 20-70 мм, а подачу воздуха через слой угля осуществляют с удельным расходом воздуха 70-99,5 куб.м./кв.м.ч, в зависимости от марки угля.(72) ИСЛАМОВ Сергей РомановичСТЕПАНОВ Сергей ГригорьевичМОРОЗОВ Алексей Борисович(73) Закрытое акционерное общество КАРБОНИКА-Ф 21491 Изобретение относится к области получения по- сти. Высокая пористость существенно снижает лукокса и может быть использовано в металлургии. прочность углеродного остатка. Недостатком также Известен способ получения полукокса путем пе- является пониженный удельный выход твердого регонки твердого углеродсодержащего сырья в вер- продукта из-за большого обгара исходного углеродтикальном автотермическом аппарате шахтного ти- содержащего сырья. па с использованием воздушного дутья, включаюИзобретение решает задачу повышения качества щий стадии нагрева, сушки и карбонации сырья, получаемого твердого продукта, отвечающего тревыгрузку полученного полукокса снизу и отбор го- бованиям к металлургическому полукоксу. рючего газа, причем к воздушному дутью добавляТехнический результат при использовании изоют продуктовый горючий газ, имеющий температу- бретения заключается в получении твердого прору выхода из аппарата, в концентрации, не превы- дукта, имеющего более высокую прочность и плотшающий нижний предел воспламенения газа, с до- ность, низкую зольность, а также более крупный бавлением к воздушному дутью примерно 8-10 средний размер куска и в увеличении удельного газа от объема получаемого горючего газа, с темпе- выхода твердого продукта. ратурой карбонизации 920-950 градусов С, а возУказанный технический результат достигается душное дутье подают с противоположной розжигу тем, что в качестве слоя угля используют уголь угля стороны с удельным расходом 100-400 фракции 20-70 мм, а подачу воздуха через слой угля куб.м/кв.м.ч ( 21691661, кл. С 10 В 49/04, осуществляют с удельным расходом 70-99,5 20.06.2001 г.). куб.м/кв.м.ч, в зависимости от марки угля. Наиболее близки к заявляемому способу по досСпособ получения металлургического полукокса тигаемому результату и технической сущности яв- осуществляется следующим образом. ляется способ получения углеродного адсорбента в В вертикальный аппарат шахтного типа на всю вертикальном аппарате шахтного типа с внутренним высоту загружают дробленый уголь фракции 20 обогревом за счет сжигания летучих и части угле- 70 мм, подают воздушное дутье с удельным расхородного остатка в слое угля, продуваемом потоком дом от 70 до 99,5 куб.м/кв.м.ч (в зависимости от воздуха (патент РФ 2014883). Способ предпола- марки угля) и поджигают слой угля со стороны,гает розжиг слоя угля со стороны, противоположной противоположной подаче дутья. Образующийся подаче воздушного дутья. Фронт горения смещается фронт карбонизации с постоянной скоростью сменавстречу потоку воздуха, а за фронтом остается щается навстречу потоку воздуха, а за фронтом оствердый остаток, содержащий невыгоревший угле- тается слой горячего полукокса. Уголь при прохожрод. При движении фронта горения слой угля по- дении через фронт карбонизации последовательно следовательно проходит стадии нагрева, сушки и проходит стадии нагрева, сушки и пиролиза. Горюкарбонизации. Парогазовая смесь продуктов карбо- чие компоненты продуктов пиролиза полностью низации, а также часть твердого углеродного остат- сгорают в кислороде воздуха с образованием углека реагируют с кислородом воздуха до полного его кислого газа и водяного пара, а затем путем восстаисчерпания, образуя фронт горения с температурой новления на горячей поверхности полукокса пре 750-900 градусов С. За фронтом горения формиру- вращаются в горючие компоненты газа (оксид углеется зона восстановления продуктов горения (СО 2 и рода и водород), который не содержит продуктов Н 2 О) до оксида углерода и водорода. Горючий газ пиролиза. После достижения фронтом карбонизации отводится от аппарата для последующей переработ- стороны слоя, противоположной стороне розжига,ки и использования. При этом твердый остаток име- процесс завершается. Слой полукокса охлаждается ет высокую внутреннюю пористость (свыше 60), и выгружается с нижней стороны вертикального которая обеспечивает высокую сорбционную актив- аппарата. ность продукта и его последующее использование в В примерах, иллюстрирующих способ, исполькачестве адсорбента. зован вертикальный аппарат шахтного типа с внутНедостатками данного способа являются ренним диаметром 0,5 м и высотой 1,5 м. Получаемый продукт, несмотря на близость по Пример 1. химическому составу к металлургическому полуВ качестве сырья использовали уголь фракции коксу, имеет ограниченную сферу применения в 20-60 мм (Шубаркольский уголь марки Д, Казахметаллургии из-за повышенного содержания мелких стан), имеющий следующий технический и элефракций, малой плотности и повышенной зольно- ментный состав 77,9 2,2 15/16 0,4425,7.МДж/кг В аппарат загружается примерно 160 кг дроблеСкорость движения фронта горения составила ного угля. Розжиг слоя осуществляется сверху. Воз- 11,5 см/ч душное дутье подается снизу. После достижения Удельный выход полукокса - 42,4 кг/кв.м.ч. фронтом горения нижней стороны угля процесс заВыход полукокса - 48,6 вершается. Выход горючего газа - 165 куб.м/кв.м.ч Удельный расход воздуха - 99,5 куб.м/кв.м.ч. Удельная теплота сгорания сырого газа 2,4 МДж/куб.м 2 21491 Зольность полукокса, А 5,4 Пример 2. Кажущаяся плотность полукокса - 0,68 г/куб.м В качестве сырья использовали уголь фракции Структурная прочность полукокса - 74,8 10-60 мм (Березовский марки Б 2, Канско-Ачинский Гранулометрический состав полукокса бассейн), имеющий следующий технический и элеБолее 20 мм - 25 10-20 мм- 58 ментный состав 5-10 мм - 11 менее 5 мм - 6 10/ 71 22,3 0,322,08 МДж/кг В аппарат загружается примерно 123 кг дроблеУдельная теплота сгорания сырого газа ного угля. Розжиг слоя осуществляется сверху. Воз- 2,32 МДж/куб.м душное дутье подается снизу. После достижения Зольность полукокса, А 15 фронтом горения нижней стороны слоя угля, проПлотность полукокса - 0,45 г/куб.м цесс завершается. Прочность полукокса - 60 Удельный расход воздуха - 76,4 куб.м/кв.м.ч Гранулометрический состав полукокса Скорость движения фронта горения составила 5-10 мм-21,5 менее 5 мм - 78,5 9,2 см/ч Пример 3 (сравнительный). Удельный выход полукокса - 27,7 кг/кв.м.ч В аппарат загружается 135 кг угля фракцией 5 Выход полукокса - 43 20 мм марки Б 2 (бородинский уголь), имеющего Выход горючего газа- 100,2 куб.м/кв.м.ч следующий технический и элементный состав 71 30 5 90 0,522,5 Снизу подается воздушное дутье с расходом 35 верхность пор 850 м 2/г, адсорбционная активность 3 м /ч, а розжиг угля производится сверху. Через 8 ч по йоду (ГОСТ 6217-74) - 68,6 и метиленовому фронт горения достигает уровня подвода воздуха и голубому (ГОСТ 6217-74) 28-60 мг/г. аппарат разгружается. Выход адсорбента составил Таким образом, предложенный способ позволяет 37 кг, или 27,4 от исходного угля. получать твердый продукт, имеющий более высоЕго параметры следующие влажность 0,5, кую прочность и плотность, низкую зольность, а зольность 21-28, насыпная плотность 0,45 г/см 3, также более крупный средний размер куска, и в увепрочность на истирание (по ГОСТ 16188-70) 85- личении удельного выхода твердого продукта (см. 86, суммарный объем пор 0,6 см 3/г, удельная по- таблицу). Таблица Размер фракции угля, мм Удельный расход воздуха, куб.м/кв.м.ч Зольность ,Структурная прочность полукокса,Кажущаяся плотность полукокса, г/куб.м Выход твердого продукта,ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения металлургического полукокса, включающий термообработку слоя угля в вертикальном аппарате шахтного типа при розжиге со стороны, противоположной подаче воздуха, отли Пример 2 20-60 76,4 15 60 0,45 43 чающийся тем, что в качестве слоя угля используют уголь фракции 20-70 мм, а подачу воздуха через слой угля осуществляют с удельным расходом воздуха 70-99,5 куб.м./кв.м.ч, в зависимости от марки угля.