Способ подготовки к коксованию угольной шихты Советский патент 1992 года по МПК C10B57/08 

Изобретение относится к производству кокса, в частности, к подготовке угольной шихты для коксования.

Известен способ подготовки к коксованию угольной шихты, состоящей из газовых, жирных, коксовых и отощенно-спекающих- ся углей путем их дробления, нанесения на жирный уголь мазута и последующего смешения всех компонентов. Нанесение мазута на жирный уголь проводят перед дроблением или после дробления, что обеспечивает увеличение коэффициента однородности кокса(а.с. СССР № 553274, кл. С10 В 57/08).

Однако известный способ не обеспечивает высокие показатели прочности кускового кокса.

Наиболее близким к заявляемому является способ подготовки к коксованию угольной шихты, состоящей из жирных, коксовых, газовых и отощенно-спекающихся углей, включающий раздельное дробление углей, выделение из хирного угля перед нанесением мазута мелкой фракции 0,0-0,5 мм и введение этой фракции в угольную шихту после смешения углей (а.с. СССР № 998493, кл. С 10 В 57/12).

Недостатками известного способа являются:

-низкая спекающая способность мазута как органической добавки ввиду ряда его структурно-химических параметров, низкого выхода коксового остатка и высокого выхода летучих;

-невозможность осуществления способа при подготовке угольной шихты по схеме ДШ (дробление шихты), согласно которому все компоненты (Г, Ж, К, ОС) смешиваются и дробятся одновременно. При смешении с дробленным газовым, коксовым и отощен- но-спекзющимися углями обогащенного мазутом жирного угля, последний в значительной мереокомковывается. В результате при коксовании такой смеси получают кокс

(Л

С

-ч1

v4 00

СО VI

с низкими показателями механической прочности П25.

Целью изобретения является повышение механической прочности кокса.

Поставленная цель достигается тем, что шихту разделяют по классам крупности, максимально различающиеся по спекаемо- сти, и в зависимости от этого параметра к выделенным классам добавляют мезоген- ные (мезофазные) нефтяные продукты различной стадии мезоморфизма. Мезогенные (мезофазные) нефтяные продукты (МНП) представляют собой продукты термопереработки различных нефтяных остатков в различных условиях (температура и время).

В зависимости от этих параметров получен ряд МНП (МНП-20, МНП-35, МНП-46, МНП-57), характеризующийся разной степенью мезоморфизма. Цифры обозначают примерный выход летучих из этих продуктов, который довольно хорошо коррелирует с их степенью мезоморфизма. Вследствие специфических технологических условий получения МНП, эти вещества обладают повышенной склонностью к формированию нематической жидкокристаллической фазы (мезофазы) в процессе коксования, в результате чего кокс, полученный из них, обладает повышенной склонностью к графитизации. Этим обусловлена их высокая спекающая способность при совместном коксовании с углями, в особенности, слабоспекающимися.

Характеристика МНП представлена в табл.1.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ подготовки к коксованию угольной шихты отличается тем, что шихту разделяют на классы крупности, максимально различающиеся по спекаемости, и в зависимости от этого к разделенным классам вводят мезогенные (мезофазные) нефтяные продукты (МНП) различной стадии мезоморфизма, в наибольшей степени повышающие спекаемость каждого из выделенных классов. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию новизна г Анализ известных технических решений в исследуемой области, т.е. в коксохимической промышленности, позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом способе, и признать заявляемое техническое решение соответствующим критерию существенные отличия.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Угли марок Г, Ж, К и ОС дозируют, измельчают и приготовленную таким образом шихту разделяют на классы крупности, и к выделенным классам добавляют органические добавки. Подготовленную шихту направляют на коксование.

Пример. Индивидуальные угли марок Ж, К, Г, ОС смешивают в следующем соотношении (Ж-35%, К-15%, Г-32%, ОС-18%).

дробят по схеме ДШ (дробление шихты). Получают производственную шихту.

Производственную шихту разделяют на 4 класса крупности (6 мм, 6-3 мм, 3-1 мм, мм). Характеристика этих классов, а также некоторых углей различной стадии мезоморфизма, входящих в состав шихты, представлена в табл,2.

К крупному классу (6 мм) добавляют 10% мезогенного нефтяного продукта высокой степени мезоморфизма - МНП-20. К среднему классу 6-3 мм вводят 10% МНП средней степени мезоморфизма - МНП-35, к классу 3-1 мм добавляют 10% МНП средней степени мезоморфизма - МНП - 46, к

мелкому классу (1 мм) вводят 10% МНП низкой степени мезоморфизма - МНП-57.

Выделенные классы крупности шихты с добавками МНП разной степени мезоморфизма направляют на коксование.

Оптимальное количество добавки мезогенных нефтяных продуктов - 10%. Результаты исследований показали, что увеличение содержания добавки приводит к снижению качественных показателей кокса.

Меньшее содержание добавки в шихте (5-8%) не дает существенного эффекта, т.к. в промышленных условиях технически сложно осуществить дозировку 5-8% добавки, и она распределяется в угольной шихте

неравномерно.

По окончании периода коксования контейнеры вместе с коксом направляют на ту- шение и выдают на раму. Испытание кокса осуществляют по методике УХИНа. Результаты испытаний представлены в табл.3.

Из представленных сопоставительных данных видно, что в сравнении с коксованием шихты по прототипу добавление в шихту

МНП позволяет улучшить качество кокса: показатель истираемости (Ию) снижается до 4,6-4,9, а показатель механической прочности (П25) увеличивается до 93-95%.

Применяемые в предлагаемом способе

мезогенные (мезофазные) нефтяные продукты оказывают дифференцированное влияние на качество кокса. При этом, существенную роль играет характеристика классов крупности, в частности, их спекаемость (Ив).

В табл.4 представлены данные испытаний шихты Баглейского КХЗ, разделенной на классы крупности, мм: 6, 6-3, 3-1, 1 с добавкой 10% МНП разной стадии метаморфизма.

Шихта состоит из следующих углей, мас.%: Г-23, Ж-19. К-13, (Кв+ОС)-17, ГЖ-4, (Ж+П-24.

Как следует из табл.4, спекаемость различных классов угольной шихты, особенно по показателю индекса вспучивания (Ив), изменяется при введении нефтяных продуктов различной стадии мезоморфизма. Максимальный показатель Ив равный 73 мм для класса +6 мм дает введение МНП-20; максимальный Ив (75 мм) для класса (6-3) мм - в случае с добавкой МНП-35; максимальный Ив (74 мм) у класса (3-1) мм - при введении МНП-46; и, наконец, для класса 1 мм максимальный показатель Ив - 68 мм достигнут .в случае добавки МНП-57,

Из табл.3 и 4 следует, что для крупного класса (6 мм) с повышенным выходом летучих целесообразно применять МНП повышенной стадии мезоморфизма и, соответственно, более низким выходом летучих (МНП-20). К средним классам (6-3 мм и 3-1 мм) целесообразно вводить МНП средней стадии мезоморфизма с выходом летучих 35-46% (МНП-35, МНП-46). Введение МНП пониженной стадии мезоморфизма с V а 57% к мелким классам (1 мм) с относительно низким выходом летучих позволяет в наибольшей степени повысить качество кокса. Применение того или иного МНП позволяет существенно повысить коксуемость каждого класса, в то время как введение

добавок к индивидуальным углям менее эффективно, особенно при их введении к хоро- шоспекающимся углям средней стадии метаморфизма (марка Ж).

Таким образом, для обеспечения максимально возможной прочности спекания и создания оптимальных условий, позволяющих формировать требуемую структуру кокса, необходимо в зависимости от распределения компонентов шихты по классам

крупности, определяющего их спекаемость, вводить и соответствующие по степени мезоморфизма (мезогенные или мезофазные) добавки, т.е. их свойства должны быть различными.

Формула изобретения

Способ подготовки к коксованию угольной шихты, состоящей из жирных, коксовых, газовых и отощенно-ртекающихся углей, включающий смешение, дробление шихты,

ввод в нее органической добавки, отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности кокса, шихту разделяют на следующие классы по крупности, мм- 6, 3-1, и 1, и к выделенным классам

добавляют 10% в качестве органической добавки нефтяные продукты с выходом летучих веществ, %: 16-26, 33-35, 46 и 57 соответственно.

Таблица

Таблица 2

Изобретение относится к производству кокса, в частности, к подготовке угольной шихты для коксования и позволяет повысить механическую прочность кокса. Шихту разделяют на следующие классы по крупности, мм: 6, 6-3, 3-1 и 1 и к выделенным классам добавляют 10% нефтяных продуктов с выходом летучих веществ, %: 16-26, 33-35, 46 и 57 соответственно. Это позволяет повысить механическую прочность кокса по показателю П25 до 93-95% и по показателю Ню до 4,6-4,9%. 4 табл.

Таблица 3

Варианты

1,77 7,25 29,80 60 30

ll5...