Способ одновременного получения кокса и сажи

О П И С А Н И Е)929551ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубпии(22) Заявлено 02. 09. 80 (21) 2994797/23-26 5 01 В 31/0209 С 1/4810 В 47/30 соединением заявки М 1 двудврстюай квинтет СССР во делам извбретених н вткрытвв(54) СПОСОБ РЕМЕННОГО ПОЛУЧЕНИ А И САЖИ Изпроизкомуводст етобретение относится к областиводства сажи и к коксохимичеспроизводству, Сырьем для произва сажи являются продукты термической переработки угля.Изобретение может быть использовано при органиэации производства ферросплавного кокса из углей с одновременным получением сажи, которая может быть использована в рези 10 нотехницеских изделиях.Известен способ получения термической сажи, в котором в реактор,наг ретый до 1200-1250 С и продуваемой азотом подается сверху измельченный.1 сапропелитовый уголь Гкласса 1-3 мм), выделяющиеся из угля парогазовые продукты подвергаются пиролизу и саже- газовая смесь отсасывается через фильтр, где улавливается сажа, одновременно образуется и кокс 1.Недостатком этого способа явля ся использование дефицитного сырья, Образование сажи происходит в том же дена Трудово Красногой институт им Ц ЙЯенделевваъм объеме, где находятся мелкодисперсные частицы угля и коксового остатка,движущиеся в общем потоке. При этомвозможно попадание мелкодисперсныхчастиц коксового остатка в сажу иее загрязнение,Тепло, необходимое для пиролизаугля, подводится за счет наружногоэлектрообогрева,цто удорожает процесс.Известен способ коксования углейв кольцевых печах, ьключающий нагревугля в слое на вращающемся полу приподаче воздуха над угольной загрузкой, и раздельного отвода парогазовых продуктов из разных зон печи 21.Известный способ предусматриваетподачу воздуха над угольной загрузкой, однако его соотношение к колицеству парогаэовых продуктов устанавливают стехиометрически, не предусмат-,.ривая создание условий, необходимыхдля сжигания только газообразнойчасти летучих и пиролиэа паров смолыс получением сажи.3 9295Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяспособ одновременного получения кокса и сажи, включающий пиролиз угля вгоризонтальном движущемся слое при 5нагреве до 1200 С при подаче воздухачерез слой угля в количестве, меньшем стехиометрического (25-50 отколичества, необходимого длл полногосжигания углеводородов в. угле) с вы Оделением парогазовых продуктов, термическое их разложение до сажи и последующее выделение сажи и кокса3 1.Недостатками известного способа является использование для пиролиза 15только относительно узких фракцийкрупнокускового угля, что резко удорожает процесс по сравнению с применением рядового угля с содержанием втом числе мелкодисперсных частиц. рВПри прохождении воздуха сквозьслой угольной загрузки происходитчастичный угар угля и кокса, унособразовавшихся мелких частиц золы всажу и ее загрязнение. Зольность сажи составляет в среднем 0,7. Суменьшением размеров частиц угляона будет возрастать.Кроме того, пиролиз паров смол,выделяющихся из кусков нагреваемогоугля, происходит в окислительной среде, частично на поверхности кусков.Образующаяся сажа обладает высокойструктурированностью, что ограничивает, его применение.35Цель изобретения - удешевление про.цесса и снижение структурности сажи.Указанная цель достигается тем,что согласно способу, который включает пиролиз угля во движущемся слоепри нагреве до 1200- 1250 С с выделением парогазовых продуктов, подачувоздуха в парогазовые продукты в количестве иеньшеи стехиометрического,термическое разложение парогазовыхпродуктов до сажи и последующее выделение сажи и кокса,Отличие предложенного способа зак-лючается в том, что пиролиз ведут вовращающемся слое угля и воздух подаютв парогазовые продукты.50 Коксование слоя угля на вращающемсясплошном поде .позволяет загружать напод материал любого гранулометричес-кого состава, нагревать его с заданной 55скоростью на разных стадиях процесса,перемещая при вращении слоя угля взоны печи, нагретые до необходимых 51 4температур., Изменяя температуры в подсводовом пространстве печи и скорость вращения пода(период коксования), можно варьировать скорость нагрева загрузки и условия образования летучих веществ в широких пределах. В результате реализуется воэможность использования углей любого гранулометрицеского состава, что обеспечи-. вает удешевление процесса.Подача воздуха в подсводовый объем над слоем угольной загрузки, непосредственно в парогазовую смесь, позволяет дозировать расход воздуха (0,8- 0,9 от стехиоиетрического) соответственно количеству паров смол и газов,выделяющихся по мере коксования угля, осуществлять сжигание газов и пиролиз паров смол, не допускал нежелательного избытка воздуха, предотвратить угар угля, унос мелких частиц золы, угля и кокса в сажегазовую смесь, и в результате получать сажу с низкой структурированностью.П.р и м е р. В качестве сырья применяют высокозольный промпродукт обогащения Ткибульского газового угля с крупностью кусков30 мм, содержанием класса ( 5 мм - до 25. Техническая характеристика: влажность (М ) 7,0 Ф, зольность ( Л) 334, выход летучих (Ч") - 40,5Исходное сырье из загрузочного бункера непрерывно подают на вращающийся под кольцевой печи. Ширина пода - 1 и, высота слоя угольной загрузки - 150 мм, расход угля - 0,5 т/ч, период коксования 2,5 ч, предварительно нагрев ведут газами сгорания. В подсводовое пространство в зону выделения парогазовых продуктов выше угольной загрузки подают 320 нмЗ/ч воздуха, т.е, в количестве 0,8 от стехиометрического. Распределение температур по перииетру подсводового пространства кольцевой печи: 1230, 1250 и 1200 С в первой, второй и третьей условных температурных зонах, простирающихся каждая из 1/3 периметра печи. Давление в печи поддерживают на уровне пода равным 0,5 мм вод. ст.По мере вращения кольцевого пода слой угля переходит в первую, вторую и третью зоны печи. Выделение парогазовых продуктов (содержащих пары смолы) завершается в данном случае к средине второй температурной зоны. Сжигание их газообразной части поз. Формула изобретения Составитель Т, Ильинская Редактор Г,Волкова Техред Т. Маточка КорректорЮ,МакаренкоЗаказ 3396/27 Тираж 514 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгооод, чл, Пооектная. 5 929 воляет получать тепло для коксования угля и пиролиза паров смолы, содержащихся в парогазовых продуктах. Пиролиз смолы осуществляется в среде продуктов горения с образованием 5 сажегазовых продуктов.Отвод сажегазовых продуктов производят из подсводового объема печи через трубу, установленную в конце первой температурной зоныСажегазовую смесь охлаждают впрыскиванием воды и улавливают сажу на фильтре из стеклоткани.Кокс выгружают с кольцевого пода, охлаждают водой и подают на сорти З ровку.Свойства полученной сажи: удель- ная абсорбционная поверхность - 15 м /г; рН водной суспензии -. 5,0; масляное число - 35-40 мл/100 г. Вы ход сажи 7,5 Ф от угля. Эта сажа показала хорошие усиливающие свойства при использовании в резиновых смесях на основе бутилстирольного каучука.Выход кокса - 70,5 Ф. Его свойст ва: А - 408; Чг,9; структурная прочность, - 80, Я" .пористость - 40,54, реакционная спосооность - 2, 76 мл/г с; удельное электросопротивление,170 Ом см. 30Себестоимость полученной сажи составила 45 руб/т угля и по сравнению с известным способом (в котором себе 551 6стоимость сажи составляет . 60 руб/тугля) на 20 ниже (при одинаковой себестоимости полученного кокса), чтои определяет удешевление процесса вцелом. Способ одновременного получения кокса и сажи, включающий пиролиз угля в движущемся слое ори нагреве до 1200-1250 С при подаче воздуха в количестве, меньшем стехиометрического, с выделением парогазовых продуктов термическое разложение парогазовых продуктов до сажи и последующее выделение сажи и кокса, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью удешевления процесса и снижения структурности сажи, пиролиз ведут во вращающемся слое угля и воздух подают в парогазовые продукты. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРй 210293, кл. С 09 С 1/54, 1966,1. Макаров Г.Н, Производство коксав кольцевых печах. М., "Металлургия",1972, с, 92- 102.3. Патент США й 3404960, кл. 23209.6, 1968(прототип).