Способ получения углеродного формованного топлива

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ПУБЛИН 19) 1)5) 4 С 10 Ь 5/14 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ,К. Сатаевакбаев етельство СССРЬ 5/12, 1982.р. Брикетированиеочи с присадкойепаратов КиСР, 1965, У 1,ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(71) Казахский химикий институт(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНОГФОРМОВАННОГО ТОПЛИВА(57) Изобретение относится к технологии твердого углеродного формованного топлива, в частности к способу получения гранулированного восстановителя для электротермического производства желтого фосфора, и обеспечивает повышение прочности и удешевление гранулированного восстановителя. Способ включает смешение коксовой мелочи со связующим - 30-503-ным раствором госсиполовой смолы в уайт-спирите в количестве 3-5 мас.7 или 52- 753-ным водным раствором фенолспиртов в количестве 0,5-2,5 мас.7., формование смеси в гранулы, последующую сушку гранул при 150-300 С в течение 15-20 мин, охлаждение до 20-25 С и выдержку в течение 12-.24 ч. 1 э.п. ф-лы, 3 табл, 1386641Изобретение относится к технологии твердого углеродного топлива,в частности к получению углеродногогранулированного восстановителя дляэлектротермического производства жел 5того Фосфора.Целью изобретения является повышение прочности (на сжатие и истирание)гранулированного восстановителя иЕго удешевление.Для получения гранулированноговосстановителя используют коксовуюМелочь, образующуюся при подготовкеЙеталлургического кокса в электротермни путем дробления, измельчения,сушки ситового состава, %: 2,5-1,6 мм11; 1,6-0,5 мм 35; -0,5 мм 54; содерГоссиполовую смолу, являющуюсяотходом переработки (гидролиза) хлопкового или соевого масла, имеющуюСледующие показатели: количество жирных кислот Фракции с,-С 18 (кислотное 25число - 70) - 100 мг/в КОН; содержаНие эоны не более 1,0%, содержаниеВлаги и летучих веществ не более 4%,растворимость в ацетоне 70%, хорошаярастворимость в уайт-спирите и в дизельном топливе, т,пл. 60+5 С.Фенолспирты имеют следующие показатели: растворимость в воде при20 С 1-15"10 (вода), массовая доля,%;нелетучие вещества 45-51; свободныйфенол 2,0; свободный Формальдегид3,5, щелочь 0,45, рН 8,6.П р и м е р 1, 5 кг коксовой мелочи загружают в смеситель и туда жедобавляют 0,15 кг 30,0%-ного раствора госсиполовой смолы в уайт-спирите.После тщательного перемешивания смесьподаК 1 т в грантарелки ф 1000 мм, скорость вращения 20-25 об/мин, угол наклона 35 , время 45 мин, при 20-25 Сс одновременным увлажнением водой.Получают гранулы восстановителя размером 25-30 мм, Гранулы подвергаютсушке в лабораторной обжиговой чаше200 мм, высотой 300 мм, время сушкио 5015 мин, температура 150 С. Послечего гранулы охлаждают воздухом до20 С, выгружают в бункер и выдерживают в течение 24 ч. Прочность гранулвосстановителя на сжатие составляет55120 кг/окат., содержание углерода вкоксованных гранулах 98,8%,Полученные коксовые гранулы (зольность 12 8 13% Б щ 0 7 0 75%,выход летучих 1,45-1,50%) опробованы в процессе восстановления фосфора из шихты, состоящей иэ 50 кг фосфорита,5,2 кг коксовых гранул и 5,0 кг кварцита в электрической криптоловойпечи с графитовым электродом. Остаточ"ное содержание Р 0 в шлаке 0,80%,выход шлама 0,5% от веса желтого ФосФора,П р и м е р 2, 5 кг коксовой мелочи загружают в смеситель, туда же добавляют 52%-ный раствор Фенолспиртовв воде в количестве 0,025 кт, Послетщательного перемешивания смесь подают в гранулятор с получением гранулразмером 25-30 мм по режиму грануляции как в примере 1). Проводят сушкуогранул по примеру 1 при 200 С в течение 20 мин и охлаждают в течение24 ч. Прочность гранул 190 кг/окат.Содержание углерода в гранулированном восстановителе 99,9%,Полученные коксовые гранулы опробованы в процессе восстановления фосфора как в примере 1. Остаточноесодержание РО, в шлаке 0,85%. Выходшлама 1,0% от веса желтого фосфора,П р и м е р 3. К 5 кг коксовоймелочи добавляют 0,15 кг 30%-ногораствора госсиполовой смолы (Змас,%),Перемешивают в смесителе и подаютв тарельчатый гранулятор 11000 мм.Вводят 0,35 кг воды (7 мас,%) и гранулируют при скорости вращения25 об/мин, угол наклона тарелки 35Бремя окомкования 25 мин с получениемгранул Фракции +10-200 мм 98% и мелочи 0-10 мм 2%. Получают 5,39 кг годных к сушке сырых окатышей и 0,11 кгмелочи возвращают в смеситель. Состав сырых гранул, %: смола госсиполовая 2,7; Н 0 6,3; коксовая мелочь 91;оТемпература окомкования 20+5 С, атмосферное давление 760 мм рт,ст., относительная влажность воздуха по психрометру 85%, среда окомкования - окружающая (окислительная),Полученные гранулы загружают в лабораторную установку типа обжиговаячаша 200 мм с неподвижной решеткой(отверстие1,0 мм), высота слоя300 мм. В качестве теплоносителя используют топочные газы (от сжиганияпропана в воздухе) температуройо300 С. Время сушки 45 мин, темпераотура в слое 200 С, Гранулы охлаждаютв воздухе до 20 С, выгружают в бункер и выдерживают в течение 24 ч,1386641 Таблица Концентрациясвязую"щего, Х Опыт Вид связую"щего Прочность на акатие кг/окат при расходе связующего, Х от массы коксовой мелочи,в уайт-спирите 32 53 75 105 114 120 25 140 140 30 34 56 92 110 122 138 45 162 175 40 35 58 100 125 142 156 170 180 190 40 60 15 130 145 160 175 86 200 50 55 Получают гидрофобные гранулы, Выход,готовой продукции 99,57., Вес готовыхвысушенных гранул 4,975 кг, формагранул сферическая ф 10-20 мм, Составгранул следующий, %: кокс 99,75; госсиполовая смола 0,25, влажность отсутствует.В табл. 1 представлены данные попрочности гранул, полученных по предлагаемому способу для предложенныхпределов концентрации связующего иего количества (а также при отклонении от них) при температуре сушки200 С, 15Из данных, приведенных в табл.1,следует, что при снижении концентра.ции госсиполовой смолы (ниже 30,0%),а также концентрации раствора фенолспиртов в воде (ниже 527.) снижаетсяпрочность высушенных углеродистыхокатьппей.Увеличение концентрации связующих,например смолы госсипоЛовой в уайтспирите (более 507.) или растворафенолспиртов в воде (более 757), экономически нецелесообразно,Расход госсиполовой смолы в уайтспирите менее 37 или раствора фенолспиртов менее 0,5% приводит к ухудшению комкуемости измельченной коксовой мелочи, соответственно к уменьшению прочности.В табл, 2 приведены зависимостипрочности на сжатие высушенных угле 35родных гранул от температуры сушки,Из данных табл. 2 следует, чтопредложенный интервал сушки (150300 С) является оптимальным с точкизрения прочности полученных гранулиз коксовой мелочи.В табл. 3 представлены данные пофизико-механическим характеристикам углеродных гранул, полученных по предлагаемому способу и известномуо (при сушке гранул воздухом при 200 С) в зависимости от вида и количества связующей добавки.Из данных табл. 3 следует, что при использовании связующих добавок по предлагаемому способу прочность гранул на сжатие вьппе в 3-5 раз, а прочность на истирание в 5-6 раз ниже чем по известному при более низкой влажности и более высокой плотности. Кроме того, предлагаемый способ более дешев за счет использования гранулирования и более дешевой связующей добавки и позволяет повысить содержание углерода в коксовых гранулах до 98-99,9%. Формула изобретения 1, Способ получения углеродного формованного топлива, преимущественно восстановителя для электротермического производства фосфора, включающий смешение коксовой мелочи с раствором органического связующего, формование смеси в гранулы, последующую сушку и охлаждение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения прочности гранулированного восстановителя и его удешевления, в качестве связующего используют 3-5 мас.7. 30-507-ный раствор госсиполовой смолы в уайт-спирите или 0,5- 2,5 мас.% 52-757-ного водного раствора фенолспиртов.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю- . щ и й с я тем, что гранулы сушат при 150-300 С в течение 15-20 минои после охлаждения до 20-25 С гранулы выдерживают в течение 12-24 ч,386641 Продолжение табл.1 ПРОЧНОСТЬ Иа СЗкатИЕ, КГ/ОКате ПРИ РаСХОДЕ СВЯЗУЮЩЕГО, 7. от массы коксовоА мелочи 0,1 0,5 ,1 2 2,5 3 4 5 6Оль 3 т Концентрациясвязующего, 3 80 90 200 210 25 220 225 230 6 Раствор Фе нолслиртов в воде 85 195 210 214 218 221 227 М33 90 200 25 220 22 223 228 206 28 222 . 224 226 2 ЭО 210 220 225 227 229 231 214 221 224 228 230 2 Э 33е 60 3% 33 10 ан ао Таблица 2 Вид связующего Концент- Показатели зависимости прочности на сжатие,орация кг/окат, от температуры, С СВЯЗУ 1 Ощего, % 3 ОО 32 О35 О ( 2 ОО / ЗОО ) 350 145 160 Начинаетсятлениеуглерода 50 100 140 40 33 150 200 220 230 68 60 Таблица 3 Физико-механические характеристики углеродных гранул Связующее Способ Проч- ность ВлажПлотНОСТЬе гГсм(47. от массыкоксовой мелочи) Раствор фенолспиртов в воде (23 от массы коксовой мелочи) Расходсвязующего,мас,Е Прочность 1на ис-тирание, Е1 Выходмелочи фракции +1386641 Продолжение табл.3 Способ Связующее Физико-механические характеристики углероднйх гранул ВлажностьХ Проч- ность Плот- ость, г/см на истирание, 3 40,02,1 2,0 30 1,0 Предлагаемый 30-507.-ный 3 160 0,50 1,8 раствор смолыгоссиполовой 51в уайт-спн-рите 2 186 4,8 0,45 2,0 130 6,5 0,50 200 0,60 210 0,5 0,45 227 4,0 0,40 2,0 0,1 0,40 7,0 1,4 4,0 3,0 229 0,40 2,0 Составитель Т. ИльинскаяРедактор Н, Гунько Техред А.Кравчук Корректор А. Зимокосов Заказ 469/30 Тираж 464 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4. 52-757.-ныйраствор фенолспиртовв воде Расходсвязующего,мас,Х Прочностьна сжатие,кг/окат Выход мелочи фракции + + 1 О ммХ