Способ получения восстановителя Советский патент 1985 года по МПК C10B53/02 

Изобретение относится к химической технологии и металлургической промышленности, в частности к способам производства восстановителя для металлургии.

Целью изобретения является повышение механической прочности восстановителя, получаемого из лесосечных отходов лиственницы сибирской.

Механическая прочность получаемого угля (определялась методом раздавливания) составляет вдоль волокон 24,0-26,0 МПа и поперек волокон 6,0-8,0 МПа.

Пример 1. Лесосечные отходы лиственнии ы сибирской (сучья, вершинник) измельчают на отрезки со скошенным торцом размером 20 мм Сьфье высушивают обычным способом до влажности 8% и пиролизуют в щелевидной реторте с наружным обогревом при 530°С со средней скоростью нагрева 2,0 град./мин. Продолжительность выдержки 1,6 ч.

Механическая прочность угля при этом вдоль волокон 24,0 МПа, попере волокон 6,0 МПа.

Пример 2, Лесосечные отходы лиственницы сибирской измельчают на отрезки 40 мм (форма сырья аналогична указанной в примере 1), высушивают до влажности 10% и пиролизуют при 540°С со средней скоростью нагрева 2,1 град,/мин. Продолжительность выдержки 1,7 ч.

Механическая прочность угля вдоль волокон 26,0 МПа5 поперек волокон 8,0 МПа.

Пример 3. Лесосечные отходы лиственницы сибирской измельчают на отрезки размером 20 мм. Сьфье высушивают обычным способом до влажности 8% и пиролизуют в щелевидной реторте с наружным обогревом при 530°С со средней скоростью нагрева 2,0 град./мин. Продолжительность вьздержки 1,6 ч.

Механическая прочность- угля при этом вдоль волокон 24,0 МПа, поперек волокон 6,0 МПа.

П р и м е р 4. Лесосечные отходы лиственницы сибирской измельчают на отрезки 40 мм (форма сьфья аналогична указанной в примере 1), высушивают до влажности 10% и пиролизуют при 540°С со средней скоростью нагрева 2,1 град./мин. Продолжительность выдержки 1,7 ч.

Механическая прочность угля вдоль волокон 26,0 МПа, поперек волокон 8,0 МПа.

Пример 5. Лесосечные отходы лиственницы сибирской измельчают на отрезки 50 мм (форма сырья аналогична указанной в примере 1), высушивают до влажности 12% и пиролизуют при 550 С, со средней скоростью

нагрева 1,8 град./мин. Продолжительность выдержки 1,8 ч.

Механическая прочность угля вдоль волокон 25,0 МПа, поперек волокон 7,О МПа.

Растрескивание угля в процессе пиролиза вызывается неравномерной усадкой отдельных частков древесины, а. также воздействием избыточного давления парогазов пиролиза на

стенки сосудов, что вызывает возникновение в древесине избыточных напряжений, превьпиающих пределы прочности межатомных связей и приводящих к разрушению древесных тканей.

Для крупного сырья (крупность 300-500 мм) в известной технологии переугливания древесины наилучшим способом снятия напряжений является

вертикальный раскол чурок.

Для предлагаемого вида сырья (измельченные сучъя, вершинник размером 20-50 мм) достаточно одного косого среза для снятия напряжений,.

вместе с тем при этом снижаются разpывaюш e усилия от парогазов, образующихся при пиролизе, за счет сок:ращения пути выхода их с одной стороны образца и увеличения площади поперечного сечения (срез имеет форму эллипса).

При изменении формы сырья (отрезки со срезами перпендикулярно продольной оси) механическая прочность

угля снижается на 15-20%.

В табл. 1 приведены данные зависимости механической прочности угля от формы сырья.

В табл. 2 показано влияние технологических параметров на качество восстановителя.

Из табл. 2 видно, что при температуре пиролиза прочность восстановителя повьш1ается (27,2МПа), но при этом удельное электросопротивление (0,7 кОм-м) не соответствует требованиям технологии элек3

тротермических производств. При температуре пиролиза 500 С механи;ческая прочность достаточно высока, но при этом содержание летучих веществ (10%) также не соответствует требованиям металлургических производств. Интервал температур 530-550°С, является оптимальным для получения качественного восстановителя .

При минимальной скорости нагрева 1,5 град,/мин (опыт 7) восстановитель имеет несколько повьшенную прочность (26,5 МПа). Результаты ;экспериментов показали, что в данном случае значительно снижается :производительность реторты при незначительном повьшении механической прочности, что снижает экономическую эффективность пирогенетического производства. К аналогичному результату приводит увеличение продолжительности выдержки до 2 ч (опыт 14). При продолжительности вьщержки 1,4 ч

43054

(опыт 11) механическая прочность достаточно высока (24,0 МПа), но при этом содержание летучих вегаеств (6%) не соответствует требованиям 5 технологии металлургических производств. Поэтому в качестве оптимальных значений указанных технологических параметров взяты скорость нагрева 2,0-2,2 град./мин, продолжительность прокалки 1,6-1,8 ч.

При пиролизе сырья крупностью 10 мм восстановитель имеет повьшеннуго прочность 27,4 МПа (опыт 15).

15 Однако высокие энергозатраты на измельчение, сушку и пиролиз предопределяют резкое снижение экономической эффективности производства. : Кроме того, в электротермических

20 производствах применяют восстановитель крупностью более 12 мл. Увеличение размеров сырья до 60 мм снижает механическую прочность угля (опыт 19).

Т а б л и ц а 1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОССТАНОВИТЕЛЯ преимущественно из лесосечных отходов лиственницы сибирской, включающий измельчение отходов и пиролиз, отличающийся тем, что, с целью повьшения механи ческор прочности, отходы измельчают на отрезки со скошенным торцом и длиной 20-50 мм, перед, пиролизом их сушат до влажности 8-12%, пиролиз осуществляют при 530-550 0 со скоростью 2,0-2,2 град./мин и вьщержи,вают при температуре пиролиза 1,6-2,8 ч.

1,8

550

2,1

1,7 40 2,1 1,7 40

50 12

1,8

Таблица 2

1-10

15,2 2,03 24,0

18,4 4,01 17,0 1,1 -10