Способ получения формованного кокса из длиннопламенных углей

(51) 10 5/28 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМОВАННОГО КОКСА ИЗ ДЛИННОПЛАМЕННЫХ УГЛЕЙ(57) Изобретение относится к области химической технологии топлива, к получению формованного кокса из слабоспекающихся и неспекающихся длиннопламенных углей, в частности из каменных углей марки Д для металлургической и химической промышленности. Решаемой задачей изобретения является получение формованного кокса с высокой прочностью при пониженных расходах связующего. Способ получения формованного кокса из длиннопламенных углей включает предварительное полукоксование, измельчение полукокса, его брикетирование в смеси со связующим, термообработку брикетов, при этом в полукоксовой шихте отношение количества класса - 0,1 мм к 0,1 мм составляет 1,40,05.(72) Ким Василий Анатольевич Толымбеков Манат Жаксыбергенович Киманов Булат Мажитович Сулейменов Жумабек Элсович Кударинов Сагинтай Хинаятович(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Химикометаллургический институт им. Ж. Абишева Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан 16093 Изобретение относится к химической технологии топлива, к получению формованного кокса из слабоспекающихся и неспекающихся длиннопламенных углей, в частности из каменных углей марки Д для металлургической и химической промышленности. Известен способ получения формованного кокса непрерывным способом путем быстрого нагрева в вихревой камере слабоспекающихся углей,брикетирования их при 400-460 С и термообработки брикетов в вертикальных камерных печах со скоростью нагревания 1,5-2,0 град/мин до 800 С(Сапожников Л.М., Сперанская Г.В. Получение формованного металлургического и энергетического топлива методом непрерывного коксования, изд. ВИНИТИ, 1956, 842 с. с ил.). Недостатком данного способа является низкая прочность коксобрикетов при высоких скоростях их нагревания. Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения формованного кокса двухступенчатым методом,включающий предварительное полукоксование угля, измельчение полукокса, брикетирование его в смеси со связующим и коксование брикетов в вертикальных камерных печах до температуры 900-1000 С. Двухступенчатый метод позволит осуществлять коксование брикетов в камерной печи с гораздо более высокой скоростью нагревания. Для обеспечения требуемых прочностных свойств коксобрикетов полукокс перед брикетированием измельчается до крупности -2 мм, в котором содержание фракции -0,1 мм составляет 59-67 , а класса 0,1 мм соответственно 41-33(Тайц Е.М.,Равич Б.М., Андреева И.А. Кокс и железококс на основе брикетирования, М. Металлургия, 1963, с. 173). Недостаток известного способа получения брикетированного кокса заключается в повышенном расходе связующих веществ, обусловленном высоким содержанием в ситовом составе измельченного полукокса класса-0,1 мм. При повышенной,сверх оптимального,доли тонкоизмельченного класса -0,1 мм наблюдается резкий рост внешней поверхности зерен полукокса. В данном случае для смачивания всей поверхности зерен полукокса пластичной массой связующего требуется повышенный его расход. В противном случае недостаток связующего, требуемого для смачивания всей поверхности зерен полукокса,приводит к получению формованного кокса с низкой прочностью. Технический результат изобретения обеспечение высокой прочности формованного кокса при пониженных расходах связующего. Технический результат достигается тем, что в способе получения формованного кокса из длиннопламенных углей,включающем предварительное полукоксование, измельчение полукокса брикетирование в смеси со связующим,термообработку брикетов, согласно изобретению в полукоксовой шихте отношение количества класса 0,1 мм к 0,1 мм составляет 1,4 0,05. 2 В современной практике брикетирования угольной и коксовой мелочи наиболее широкое распространение получили нефтяные битумы,представляющие собой твердую смесь углеводородов и их производных. При этом затраты на связующие вещества являются одним из важнейших факторов, определяющим стоимость брикетов. Кроме того, связующие вещества существенно влияют на качество брикетов. Прочность коксобрикетов зависит от молекулярного взаимодействия связующего с поверхностью частиц брикетируемого вещества, а величина молекулярного взаимодействия определяется процессом адсорбции. Таким образом,решающим фактором в процессе образования прочного окускованного топлива является прочность связи по поверхностям соприкосновения отдельных частиц. Эта прочность зависит от величины поверхности контактов и совершенства связующего. При содержании связующего в оптимальном количестве происходит смачивание всей поверхности зерен полукоксовой шихты и наблюдается максимальная прочность коксобрикета после окислительной полимеризации связующего. Увеличение степени дробления сопровождается ростом количества тонкоизмельченного класса и величины внешней поверхности полукокса, которая в большей мере определяется выходом частиц крупностью менее 0,1 мм. Так, снижение среднего размера полукокса от 0,25 до 0,10 мм сопровождается ростом величины внешней поверхности зерен более чем в 10 раз. Это обстоятельство требует существенного увеличения расхода связующего материала и при чрезмерном росте количества тонкоизмельченного класса получение формованного кокса становится экономически не оправданным. Для формирования в процессе брикетирования плотноупакованной структуры брикета, при которой от воздействия давления прессования наблюдается минимальное разрушение зерен исходного полукокса, в ситовом составе полукокса должно содержаться определенное оптимальное количество частиц класса - 0,1 мм. Их назначение - заполнение макропустот, образующихся между крупными частицами полукоксовой шихты в процессе формирования коксобрикета. В противном случае, в процессе брикетирования под воздействием внешнего давления происходит разрушение зерен исходного полукокса и снижение прочности коксобрикета. Таким образом,содержание тонкоизмельченного класса -0,1 мм в полукоксовой шихте должно находиться в определенных оптимальных пределах, превышение или недостаток которых ухудшает качество коксобрикета. Пример. Для изготовления коксобрикетов использовалась полукоксовая мелочь крупностью 0-2 мм, полученная из шубаркольского длиннопламенного угля методом термоокислительного коксования, в котором отношение количества класса крупности -0,1 мм (менее 0,1 мм) к классу 0,1 мм(более 0,1 мм) изменялось от 0,03 до 2,03, таблица. При этом внешняя удельная поверхность зерен полукокса изменялась от 450 до 6270 см /г (примеры 2-7). В полукоксовую мелочь вводилось связующее- битум марки БН- в количестве 4-15 и после перемешивания в термостатированном стакане смесь подвергалась брикетированию на гидравлическом прессе с использованием цилиндрической пресс-формы диаметром 45 мм и высотой 80 мм. Давление прессования для всех коксобрикетов сохранялось постоянным и составляло 350 кг/м 2. Коксобрикеты после изготовления проходили специальную термообработку в муфельной печи при температуре 280 С в атмосфере газа, содержащего 12-14 кислорода в течение 4 часов. Полученные коксобрикеты подвергались испытанию на механическую прочность, в частности на прочность коксобрикетов на сжатие. Из данных, приведенных в таблице, можно видеть, что при отношении в полукоксовой шихте класса - 0,1 мм к классу 0,1 мм равным 1,44-2,03 максимальная прочность коксобрикетов наблюдается при 12-15 связующего (прототип). С уменьшением указанного отношения от 1,4 до 0,05 максимальное значение прочности коксобрикета наблюдается при меньших расходах связующего,6-8. Причем,чем меньше отношение-0,1 мм/0,1 мм, тем при меньшем расходе связующего коксобрикет приобретает максимальную прочность. При значении указанного отношения ниже значения, заявляемого по предлагаемому способу, а именно 0,03 прочность коксобрикета резко уменьшается и не превышает 80 кг/см 2, пример 7. Полученный результат обусловлен недостаточным количеством в ситовом составе полукоксовой шихты класса -0,1 мм, в результате чего не обеспечивается формирование плотноупакованной структуры брикета и при давлении прессования 350 кг/см 2 происходит разрушение исходных зерен полукокса. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения формованного кокса из длиннопламенных углей,включающий предварительное полукоксование, измельчение полукокса, его брикетирование в смеси со связующим,термообработку брикетов,отличающийся тем, что в полукоксовой шихте отношение количества класса с размерами частиц кокса диаметром менее 0,1 мм и с размерами частиц кокса диаметром более 0,1 мм составляет 1,40,05.