Связующее для получения угольных брикетов

СОЮЗ СОВЕТСНИХбс 4 илншюесниж ЯЯ зд С 10 Т. ИСА ВТОРСНОМУ СВ 6-49 2-14 ГОСУДЮ СТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРпо делА 4 изОБРетений и ОтнРытий(71) Восточный ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследовательский углехимический институт(56) 1, Левин И.С, и др. Компаундсвязующее на основе нефтяных и каменноугольных продуктов. - "Химия твер"дого топлива", 1973, У 5, с. 117-120.2. Патент ВеликобританииВ 1543033, кл. С 5 О, опублик. 1979.3. Ухмылова Г,С. Современное состояние и развитие процессов коксования.уплотнительных шихт за рубежом.- Обзор "Международная система научной и технической информации по черной металлургии", Информсталь", 1981,вып.5 (108), с. 21-39 (прототип).(54) (57) СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УГОЛЬНЫХ БРИКЕТОВ, включающее каменноугольную смолу и среднетемпературный каменноугольный пек, о т л и ч а" ю щ е е с я тем, что, с целью повышения механической прочности брикетов и улучшения качества кокса, получаемого из угольной шихты с добавлением брикетов, оно дополнительно содержит сырой антрацен при следующем соотношении компонентов, мас.7:Среднетемпе. ратурный каменноугольныйпек 38"40Каменноуголь- Ж ная смола 4Сырой антрацен 1Изобретение относится к технологиибрикетирования угля, в частности кпроизводству брикетов со связующим,и может быть использовано в коксохимичекой промышленности. 5Известно компаунд-связующее, состоящее из смеси 60-902 окисленной тяжелой пиролизной смолы и 10"407 высокотемпературного каменноугольногопека с температурой размягчения 10150 С (по методу "кольцо и стержень".).Связующее имеет температуру размягчения 75-92 С (по методу "кольцо истержень"), содержит 3,26-6, 183 Й Фракции, 43,2-56,И-фракции, 1535,2-35,3 -фракции и используетсядля производства электродов Я ,Недостатком указанного связующегоприменительно к процессу получениябрикетов является необходимость вначале нагревать угольную шихту до 100105 С, связующее до 190-210 С, а вдальнейшем охлаждать шихту передпрессованием до 90 С, а полученныебрикеты до 25-30 С. Операция охлажодения шихты и брикетов является дорогостоящей, но обязательной, беэ неене может быть осуществлен процессбрикетирования. Брикеты на данномсвязующем имеют недостаточно высокую 30прочность на сжатие (38 кг/см) и насбрасывание (667),Известно связующее для получениябрикетов, содержащее.35,0-76,07. каменноугольного пека с температуройразмягчения 120-200 С (по методуОКремера-Сарнова), получаемого путемдистилляции под вакуумом (10100 мм рт.ст,) среднетемпературногопека с температурой размягчения 4068 С, и 24,0-65,0 фракций каменноугольной смолы или нефтяной фракции,выкипающей в интервале температур220-450 С. Связующее имеет темпераОтуру размягчения по методу кольцо 45и стержень" 50-100 С 2 .Недостатком данного связующегоявляется сложность его получения, не.обходимость нагрева угля и связующего до высоких температур (100-105 50и 190-210 С соответственно), охпаждения шихты перед прессованием до90 С и полученных брикетов до 25-3(ГС,а также недостаточно высокая прочность брикетов на сжатие (28-48 кг/ 55/см) и на сбрасывание (40-707).Наиболее близким к предлагаемомуявляется связующее для получения угольных брикетов, состоящее из равных количеств среднетемпературногокаменноугольного пека и каменноугольной смолы. В результате смешения указанных компонентов получают низкотемпературный пек, имеющий температуруразмягчения 30-35 С (по методу, соотОветствующему ГОСТ 11506-73). Получение угольных брикетов с указаннымсвязующим осуществляется путем нагрева угля и смешения его со связующим (6-87. от брикетируемой смеси)при 30-40 С и прессования при этойтемпературе. Полученные с даннымсвязующим брикеты имеют прочность насжатие 24 кг/см, прочность на сбрасывание 837, прочность полученногококса по показателю М 25 84,37,по показателю И 10 12,47, структурнаяпрочность 80-57 Количество брикетов,вводимых в шихту для коксования,составляет 307 от веса шихты 3 .Недостатком известного связующегоявляется низкая прочность полученныхбрикетов и низкое качество кокса, получаемого,из шихты с участием брикетов,Цель изобретения - повышение механической прочности брикетов и улучшение качества кокса, получаемогоиз угольной шихты с добавлением брикетовПоставленная цель достигается тем,что связующее, включающее среднетемпературный каменноугольный пек и каменноугольную смолу, дополнительносодержит сырой антрацец при следующемсоотношении компонентов, мас,7,:Среднетемпературный каменноугольный пек 38-40Каменноугольнаясмола 46-49Сырой антрацен 12-14Полученные брикеты имеют прочностьна сжатие 75-95 кг/см и на сбрасывание 88-9571Изменение содержания компонентовв связующем (примеры 4-9, табл, 1),выше или ниже установленных пределовменяет свойства связующего (температуру размягчения, пснетрапию), Использование таких связующих усложняет технологию брикетирования, требуяосуществления операций охлажденияугольной шихты перед прессованием,нагрева связующих и угля до высокихтемператур. Полученные брикеты имеют11146 низкую точность по показателям сжатияи сбрасывания,Качество связующего с различнымсоотношением компонентов представлено в табл.1,5В табл.2 представлены составы связующего, технологические режимы процесса брикетирования и качество полученных брикетов при использованиисвязующего, а также качество кокса 1 пиз угольной шихты с использованием307 полученных брикетов.В результате смешения среднетемпературного каменноугольного пека,каменноугольной смолы и сырого антрацена при указанном соотношении компонентов при 110-115 С и времени переОмешивания 3-5 мин получают связующеепластичный каменноугольный пек, характеризующийся следующими свойства боми: температура размягчения 50-85 С,выход летучих веществ 72-73%, содержание Ж фракции (нерастворимых вхинолине) 5-67., Ю 2-фракции (вещества,нерастворимые в толуоле, но раствори-дмые в хинолине) 8%,-фракции (вещества, нерастворимые в изооктане, норастворимые в толуоле) 32-337.,- фракции (вещества, растворимые визооктане) 537, Оптимальный расходуказанного связующего при брикетиро,вании угля 7-10%.В табл.З представлены характеристикипредлагаемого связующего и известных, используемых дчя полученияугольных брикетов. Предлагаемое связующее существенно отличается от известных по температуре размягчения (на 5-50 С), пенео трационным свойствам, степени конденсированности (отношение С/Н),В качестве сырья для получения предлагаемого связующего используют среднетемпературный пек, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 1038-80 на пек 45 марки А, каменноугольную смолу по ОСТ 14-62-80 и сырой антрацен по ГОСТ 1720-76 марки А.В табл.4 приведены характеристики исходного сырья для получения связу ющего.Получение связующего осуществляют путем смешения компонентов при 110-115 С в течение 3-5 мин. Для получения брикетов уголь пи перемеши вании нагревают до 30-40 С и вводято в него нагретое до 110-115 С связующее в количестве 7-10%, Смесь переме 93 4шивают в течение 5-6 мин, после чего выгружают из смесителя и без охлаждения массы прессуют на вальцовом прессе при давлении 250 кг/смф.Данный расход связующего для брикетирования угля является оптимальным. Снижение расхода связующего, например, до 67 приводит к получению брикетов, имеющих низкую механическую прочность на сжатие (40 кг/см). Добавление связующего выше указанного предела нецелесообразно из-за повышения себестоимости брикетов в результате перерасхода связующего,П р и м е р 1. В смеситель, снабженный электрообогревом и перемешивающим устройством, загружают 46,5 кг (93% от веса загрузки) угольной шихты. Шихту при перемешнвании нагревают до 38 С и добавляют 3,5 кго(7% от веса загрузки) связующего, нагретого до 115 С, характеристика которого приведена в табл.1, а состав - в табл.2. Шихту перемешивают в течение 5 мин, после чего подвергают прессованию при 40 С и давленииО200 кг/см. Получают 50 кг брикетов, показатели качества которых представлены в табл.2.П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 45 кг (407 от веса загрузки) угольной шихты нагревают при перемешивании до 30 С и добавляют 5 кгО(107. от веса загрузки) связующего, нагретого до 100 С, характеристикаокоторого приведена в табл.1 (пример 1), а состав - в табл.2. Шихту перемешивают в течение 5 мин, после чегоо подвергают прессованию при 30 С и давлении 200 кг/см. Получают 50 кг брикетов, показатели качества которых представлены в табл,2.П р и м е р 3. Аналогично примеру 1 46 кг (927 от веса загрузки) угольной ыихты нагревают при перемешивании до 34 С и добавляют 4 кг (87.Оот веса загрузки) связующего, нагретого до 110 С, характеристика которого приведена в табл. 1 (пример 3), а состав - в табл.2. Шихту перемешивают в течение 5 мин, после чего подо вергают брикетированию при 36 С и давлении 200 кг/см. Получают 50 кг брикетов, показатели качества которых приведены в табл.2.Аналогичным образом получают брикеты с использованием связующих другого состава (примеры 4-9). Характе 1114 б 93ристика указанных связующих приведена в табл.1, условия получения брикетов и их качество - а табл.2. Характеристика кокса из частично брикетирдванной производственной шихты с ЗОХ брикетов, полученных с использованием укаэанных связующих (примеры 1-9) и связующего по прототипу, а также из производственнойг шихты беэ брикетов, представлена 1 Г табл.2.Использование связукщих 1-3 для брикетирования повышает прочность кокса по показателю М 25 на 1,8-3,57., по показателю М 10 - на 1,2-3,03, структурную прочность на 3-53 в сравнении со связуацими 4-9 (измененное содержание компонентов) и связующим по прототипу.о о л й 5 ВМ о о о л35 ж о ВЕо оД ощ л ю Ю О елл Щ (4 й й Щ О О 1Л бю о Р М -ф о ли о Ц м м СЧ ц 1 В в е о щ О л л М О ф е л сО м мСО сч ол ц 1 М л е м мСЧ в л М еа л м л (Ч О л л СОл;О О) е л мМл СЧ М СЧ лЦ 1 СО М Л 00 ео о о СО е СО СЧ е, л Ю м л л м ммл Щ СО М 1 Ц 1 еф е(б аКО0 (боа а лЭ КО0Ял (б0С ЭЭ ХЕ 4 ОЫ ЭХЙ Эб 4тюоло м СО ол Оо фО О а фИ Фл й ф е ч о у оо ач и х х в Р. Ф о х ы аж о й х В 3 мО л л л э сч о ф л- ф м м счл л 0 ф ф - ф 0 й ф л л л а м ф- ф О О л л л Ю-- 00 о Мл л 0- Ф 00 ф л О сО л л л м - м ф ф- СО о л о л л л а0070 О СО СО л ло о фСО СЛ о л щф л л О СО О СО)360 0 1,52 1,72 1,55 Таблица 4 Каменно" Сырой антрацен Показатели угольнаясмола Температ (" кольцо размягченияшар ) О 7)3 03 1 ю 2 Температура размягчения,еС ("кольцо ишар"/",кольцо и стержень") Выход летучих веществ, Х Групповой состав, Ж: 0 -фракция ф -фракция Ж -фракция 2-фракция-фракция оФПлотность при 20 С,г/см Пенетрация при 25 С,00,1 мм Отношение С/Н Выход летучих вещес ольность, йПлотность при 20 С, г/см0 Среднетемпературный каменноугольный пек Прототип15 1114693 16 Продолжение табл 4 Групповой состав, Ж: 9,0 24,2 К -фракция щ -фракция г фракция-фракция-фракция 9,8 3,9 4,4 25,7 42,4 65,3 33,4 Содержание, Х; 30;0 1,0 антрацена 24,2 2,3 карбазола 20,0 4,1 фенантрена Содержание воды, 7; 0,3 0,5 0,5 оПенетрация при 25 С, 0,1 мм 0 Заказ 6733/17 Тираж 488 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий11,3035, Москва, Ж"35, Раунская наб., д.4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Составитель А.Еремин Редактор В.Петраш Техред Т,Маточка Корректор В.Гирняк