Способ одновременного получения кокса и сажи Советский патент 1982 года по МПК C01B31/02 C09C1/48 C10B47/30 

(5) СПОСОБ ОДНОВРЕМЕННОГО ПОЛУЧЕНИЯ КОКСА И САЖИ

Изобретение относится к области производства сажи и- к коксохимическому производству. Сырьем для производства сажи являются продукты термической переработки угля. Изобретение может быть использовано при организации производства ферросплавного кокса из углей с одновременным получением сажи, которая может быть использована в резинотехнических изделиях. Известен способ получения термической сажи, в котором в реактор,наг ретый до 1200-1230°Си продуваемой азотом подается сверху измельченный сапропелитовый уголь (класса 1-3 мм) выделяющиеся из угля парогазовые про дукты подвергаются пиролизу и сажегазовая смесь отсасывается через фильтр, где улавливается сажа, одновременно образуется и кокс р. Недостатком этого способа является использование дефицитного сырья. Образование сами происходит в том хе объеме, где находятся мелкодисперсные частицы угля и коксового остатка, движущиеся в общем потоке. При этом возможно попадание мелкодисперсных частиц коксового остатка в сахсу и ее загрязнение. Тепло, необходимое для пиролиза угля, подводится за счет наружного электрообогрева, что удорожает процесс. Известен способ коксования углей в кольцевых печах, включающий нагрев угля в слое на вращающемся полу при подаче воздуха над угольной загрузкой, и раздельного отвода парогазовых продуктов из разных зон печи 2j . Известный способ предусматривает подачу воздуха над угольной загрузкой, однако его соотношение к количеству парогазовых продуктов устанавливают стехиометрически, не предусматг. ривая создание условий, необходимых для сжигания только газообразной части летучих и пиролиза паров смолы с получением сажи. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ одновременного получения кокса и сажи, включающий пиролиз угля в горизонтальном движущемся слое при нагреве до при подаче воздуха через слой угля в количестве, меньшем стехиометрического ( от количества, необходимого для полного сжигания углеводородов в. угле) с выделением парогазовых продуктов, термическое их разложение до сажи и пос ледующее выделение сажи и кокса СЗЗНедостатками известного способа я ляется использование для пиролиза д-олько относительно узких фракций Крупнокускового угля, что резко удор жает процесс по сравнению с применением рядового угля с содержанием в том числе мелкодисперсных частиц. При прохождении воздуха сквозь слой угольной загрузки происходит частичный угар угля и кокса, унос образовавшихся мелких частиц золы в сажу и ее загрязнение. Зольность сажи составляет в среднем 0,7% С уменьшением размеров частиц угля она будет возрастать. Кроме того, пиролиз паров смол, выделяющихся из кусков нагреваемого угля, происходит в окислительной сре де, частично на поверхности кусков Образующаяся сажа обладает высокой структурированностью, что ограничивает, его применение. Цель изобретения - удешевление пр цесса и снижение-структурности сажи. Указанная цель достигается тем , что согласно способу, который включает пиролиз угля во движущемся слое при нагреве до 1200-1250 0 с выделением парогазовых продуктов, подачу воздуха в парогазовые продукты в количестве меньшем стехиометрического, термическое разложение парогазовых продуктов до сажи и последующее выде ление сажи и кокса. Отличие предложенного способа зак лючается в том, что пиролиз ведут во вращающемся слое угля и воздух подаю в парогазовые продукты. Коксование слоя угля на вращающемся сплошном поде .позволяет загружать на под материал любого гранулометрического состава,нагревать его с заданной скоростью на разных стадиях процесса перемещая при вращении слоя угля в зоны печи, нагретые до необходимых 9 14 температур. Изменяя температуры в подсводовом пространстве печи и скорость вращения пода (период коксования) можно варьировать скорость нагрева загрузки и условия образования летучих веществ в широких пределах. В результате реализуется возможность использования углей любого гранулометрического состава, что обеспечивает удешевление процесса. Подача воздуха в подсводовый объем над слоем угольной загрузки, непосредственно в парогазовую смесь, позволяет дозировать расход воздуха (0,80,9 от стехиометрического) соответственно количеству паров смол и газов, выделяющихся по мере коксования yi- ля, осуществлять сжигание газов и пиролиз паров смол, не допуская нежелательного избытка воздуха, предотвратить угар угля, унос мелких частиц золы, угля и кокса в сажегазовую смесь, и-в результате получать сажу с низкой структурированностью. П-Р и м е р. В качестве сырья применяют высокозольный промпродукт обогащения Ткибульского газового угля с крупностью кусков 30 мм, содер : анием класса 5 мм - до 25%. Техническая характеристика: влажность (W ) 7,OS, зольность (Л) - 33%, выход летучих (V) - 40,5%. Исходное сырье из загрузочного бункера непрерывно подают на вращающийся под кольцевой печи. Ширина пода - 1м, высота слоя угольной загрузки - 150 мм, расход угля - 0,5 т/ч, период коксования 2,5 ч, предварительно нагреб ведут газами сгорания. В подсводовое пространство в зону выделения парогазовых продуктов выше угольной загрузки подают 320 воздуха, т.е. в количестве 0,8 от стехиометрического. Распределение температур по периметру подсводового npoctpaHcTBa кольцевой печи: 1230, , 1250 и в первой, второй и третьей условных температурных зонах, простирающихся каждая из 1/3 периметра печи. Давление в печи поддерживают на уровне пода равным 0,5 мм вод. ст. По мере вращения кольцевого пода слой угля переходит в первую, вторую и третью зоны печи. Выделение паро- . газовых продуктов (содержащих пары смолы) завершается в данном случае к средине второй температурной зоны. Сжигание их газообразной части позволяет получать тепло для коксования угля и пиролиза паров смолы, содержащихся в парогазовых продуктах. Пиролиз смолы осуществляется в среде продуктов горения с образованием сажегазовых продуктов.

Отвод сажегазовых продуктов производят из подсводового объема печи через трубу, установленную в конце первой температурной зоны. Сажегазовую смесь охлаждают впрыскиванием воды и улавливают сажу на фильтре из стеклоткани.

Кокс выгружают с кольцевого пода, охлаждают водой и подают на сортировку.

Свойства полученной сажи: удельная абсорбционная поверхность 15 м /г; рН водной суспензии -.5,0; масляное число - мл/100 г. Выход сажи 7,5% от угля. Эта сажа показала хорошие усиливающие свойства при использовании в резиновых смесях на основе бутилстирольного каучука.

Выход кокса - 70,5 . Его сврйства: А - ,,8%; -3,9; структурная прочность.- 80,5 пористость - 0,5, реакционная способность - 2,76 мл/г.с удельное электросопротивление 0,170 Ом«см,

Себестоимость полученной сажи составила Л5 руб/т угля и по сравнению с известным способом (в котором себестоимость сажи составляет 60 руб/т угля) на 20% ниже (при одинаковой себестоимости полученного кокса), .что и определяет удешевление в целом.

. Формула изобретения

Способ одновременного получения кокса и сажи, включающий пироли угля в движущемся слое ори нагреве до 1200-1250°С при подаче воздуха в количестве, меньшем стехиометрического, с выделением парогазовых продуктов, термическое разложение парогазовых продуктов до сажи и последующее выделение сажи и кокса, отличающийся тем, что, с целью удешевления процесса и снижения структурности сажи, пиролиз ведут во вращающемся слое угля и воздух подают в парогазовые продукты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3. Патент США № 3 ОН9бО, кл. 23209.6, 1968(прототип) .