СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОКСОВЫХ БРИКЕТОВ "KOKSBRIK" Российский патент 1997 года по МПК C10L5/20 C10L5/28 

Изобретение относится к технологии брикетирования коксовой мелочи, коксовой пыли и шлама, в частности к получению коксовых брикетов. Полученные брикеты могут быть использованы в качестве энергоносителя, восстановителя для электротермического производства фосфора, производства чугуна, стали, ферросплавов, огнеупорных изделий, сахара, а также в качестве топлива в бытовых и промышленных топках.

Известен способ получения коксовых брикетов, включающих смешение коксовой мелочи с жидким нефтебитумом, в который предварительно добавляют 4-6 мас. коксовой пыли, затем смешивают с модифицированным 10-20 мас. порошка карбамида концентратом сульфит-спиртовой барды, брикетирование смеси на вальцевом прессе при давлении до 20 МПа и последующую термообработку брикетов при 500-600^oC в течение 20-30 мин, используют коксовую мелочь с размером частиц 5 мм и коксовую пыль с размером частиц: 0,05 10% 0,025-0,05 25% 0,01-0,025 35% и 0,025 30% [1]
Недостаток известного способа связан со сложностью реализации на практике точного соотношения указанных размеров частиц коксовой пыли.

Наиболее близким техническим решением является известный способ получения коксовых брикетов, включающий смешение мелочи с размером частиц: 3 мм 20% 0,5 мм 30-35% и 0,2 мм 50-75% со связующим на основе производного сульфокислоты (жидкий или в виде порошка лигносульфонат аммония или кальция) в количестве 3-10 мас. брикетирование смеси при давлении 100-200 МПа и последующую термообработку брикетов при 200-700^oC в течение 10-120 мин [2]
Недостатком этого способа являются значительные капитальные затраты, связанные с установкой прессов, развивающих высокое давление, что влечет дополнительно энергетические затраты и снижает производительность установки, а также переуплотнение брикета приводит к значительному снижению его реакционной способности.

Изобретение решает задачу снижения потребляемой при производстве энергии, снижения капитальных затрат, повышения производительности, повышения качественных показателей: реакционной способности, водостойкости, теплотворной способности.

Указанная задача решается тем, что в предложенном способе, включающем смешение коксовой мелочи с 3-10 мас. связующего на основе производного сульфокислоты, брикетирование смеси и последующую термообработку при 200-700^oC в течение 10-120 мин, для смешения используют коксовую мелочь с размером частиц в следующем соотношении: 6-2,5 мм 15-25 мас. 2,5-1 мм - 15-35 мас. менее 1 мм до 100 мас. и брикетирование ведут при давлении 5-90 МПа; в качестве связующего используют производные сульфокислоты, которые могут быть модифицированы 10-30 мас. кубовыми остатками ректификации таллового масла.

Указанные соотношения размеров частиц коксовой мелочи, модифицированного лигносульфоната, давления, температуры и времен обеспечивают необратимую термохимическую реакцию модифицированного лигносульфоната в среде кокса, что в свою очередь позволит получить прочность готового брикета, близкую к прочности кусков кокса, и его водостойкость. При реализации способа могут быть использованы производные сульфокислоты, например технические лигносульфонаты с различными основаниями (аммониевое, калиевое, натриевое, магниевое) или натриевая соль метиленнафталинсульфокислоты, модифицированные кубовыми остатками ректификации таллового масла, или окисленный талловый пек. Температура размягчения омыленного таллового пека 50-55^oC, окисленного таллового пека 94^oC. При модификации производных сульфокислот талловым пеком одновременно с повышением водостойкости повышается и связующая способность.

Пример. 1. В качестве исходного сырья использовано 10 кг коксовой мелочи с размером частиц: 6-2,5 мм 15 мас. 2,5-1 мм 15 мас. < 1 мм 70 мас. влажностью 8-9%
В качестве связующего использован 50%-ный концентрат лигносульфоната (натриевое основание), сухая масса которого составляет 1 кг (10 мас.). Коксовую мелочь перемешивают с лигносульфонатом в смесителе типа "Торнадо".

После перемешивания смесь поступает на брикетирование в вальцевый пресс, где при давлении 90 МПа смесь формируется в брикеты подушкообразной формы размером 50х50х30 см. Дальше брикеты поступают по направляющим на поверхность непрерывной шарнирной цепи специально оборудованного конвейера, которая проходит через термокамеру, в которой установлены ТЭНы, где производится термообработка брикетов при температуре 200^oC в течение 120 мин.

Далее полученные коксовые брикеты по охладительным лоткам перемещаются в накопительный бункер. Полученные коксовые брикеты имеют влажность не более 1-1,5% плотность 1,25-1,3 г/см³, зольность 12-13% прочность на сжатие не менее 80 кг/см², прочность на сбрасывание остаток на сите +25 мм 98-99% хорошую термическую прочность, так как при сжигании до полного сгорания сохраняют форму, хорошую устойчивость к влаге, хорошую реакционную способность.

Пример 2. В качестве исходного сырья использовано 10 кг коксовой мелочи с ситовым составом 6-2,5 мм 20 мас. 2,5-1 мм 20 мас. < 1 мм 60 мас. влажностью 8-9%
В качестве связующего использован 50% -ный лигносульфонат (натриевым основанием), модифицированный омыленным талловым пеком, сухая масса лигносульфоната составляет 0,5 кг (5 мас.), пека 0,05 кг (10 мас.). Процесс модификации производился путем примешивания к лигносульфонату измельченного омыленного таллового пека. Коксовую мелочь перемешивают с модифицированным лигносульфонатом в смесителе типа "Торнадо".

После перемешивания смесь поступает на брикетирование в вальцевый пресс, где при давлении 20 МПа смесь формуется в брикеты подушкообразной формы размером 50х50х30 см. Дальше брикеты поступают по направляющим на поверхность непрерывной шарнирной цепи специально оборудованного конвейера, которая проходит через термокамеру с установленными в ней ТЭНами, где производится термообработка брикетов при температуре 300^oC в течение 30 мин.

Далее полученные коксовые брикеты по охладительным лоткам перемещаются в накопительный бункер. Полученные коксовые брикеты по результатам испытаний имеют влажность не более 1-1,5% плотность 1,25 г/см³, зольность 12-13% прочность на сжатие не менее 90 кг/см², прочность на сбрасывание остаток на сите +25 мм 98-99% хорошую термическую прочность, так как при сжигании до полного сгорания сохраняют форму, хорошую устойчивость к влаге, хорошую реактивную способность.

Пример 3. В качестве исходного сырья использовано 10 кг коксовой мелочи с ситовым составом 6-2,5 мм 25 мас. 2,5-1 мм 35 мас. < 1 мм 40 мас. влажностью 8-9%
В качестве связующего использован 50% -ный лигносульфонат (натриевым основанием), модифицированный окисленным талловым пеком, сухая масса лигносульфоната составляет 0,5 кг (5 мас.), пека 0,15 кг (30 мас.). Процесс модификации производился путем примешивания к лигносульфонату измельченного окисленного таллового пека. Коксовую мелочь перемешивают с модифицированным лигносульфонатом в смесителе типа "Торнадо".

После перемешивания смесь поступает на брикетирование в вальцевый пресс, где при давлении 5 МПа смесь формуется в брикеты подушкообразной формы размером 50х50х30 см. Дальше брикеты поступают по направляющим на поверхность непрерывной шарнирной цепи специально оборудованного конвейера, которая проходит через термокамеру с установленными в ней ТЭНами, где производится термообработка брикетов при температуре 700^oC в течение 10 мин.

Далее полученные коксовые брикеты по охладительным лоткам перемещаются в накопительный бункер. Полученные коксовые брикеты по результатам испытаний имеют влажность не более 1-1,5% плотность 1,15 г/см³, зольность 12-13% прочность на сжатие не менее 70 кг/см², прочность на сбрасывание остаток на сите +25 мм 95-96% хорошую термическую прочность, так как при сжигании до полного сгорания сохраняют форму, хорошую устойчивость к влаге, хорошую реактивную способность.

Примеры 4, 5, 6 отличаются соответственно от примеров 1, 2, 3 тем, что в качестве связующего используется натриевая соль метиленнафталинсульфокислоты.

Таким образом, реализация предложенного способа изготовления коксовых брикетов из коксовой мелочи обеспечивает в сравнении с известным способом снижение первоначальных капитальных и производственных затрат. Снижаются затраты энергии, выброс вредных веществ, повышается производительность, расширяется область применения, улучшаются потребительские свойства брикетов.

Использование: в качестве энергоносителя, восстановителя для электротермического производства фосфора, чугуна, стали, ферросплавов, огнеупорных изделий, сахара, а также в качестве топлива в бытовых и промышленных топках. Сущность изобретения: в предложенном способе, включающем смешение коксовой мелочи с 3-10 мас.% связующего на основе производного сульфокислоты, брикетирование смеси и последующую термообработку при 200-700^oC в течение 10-120 мин, для смешения используют коксовую мелочь размером частиц в следующем соотношении: 6-2,5 мм - 15-25 мас.%, 2,5-1 мм - 15-35 мас.%, менее 1 мм - до 100 мас.%, и брикетирование ведут при давлении 5-90 МПа; в качестве связующего используют лигносульфонат или натриевую соль метиленнафталинсульфокислоты, которые могут быть модифицированы 10-30 мас.% кубовыми остатками ректификации таллового масла. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ получения коксовых брикетов, включающий смешение коксовой мелочи с 3 10 мас. связующего на основе производного сульфокислоты, брикетирование смеси и последующую термообработку брикетов при 200 700^oС в течение 10 120 мин, отличающийся тем, что для смешения используют коксовую мелочь с размером частиц в следующем соотношении: 6,0 2,5 мм 15 25 мас. 2,5 1,0 мм 15 35 мас% и менее 1 мм до 100 мас. брикетирование ведут при 5 90 МПа. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве связующего используют лигносульфонат или натриевую соль метиленнафталинсульфокислоты, модифицированные 10 30 мас. добавки кубовых остатков ректификации таллового масла.