Способ коксования углей в лабораторной коксовой печи
Сущность изобретения: двусторонний нагрев угольной шихты осуществляют при температуре первого греющего ппостенка, равной температуре греющего простенка промышленной печи. Температуру второго греющего простенка поддерживают равной температуре в точке, удаленной от первого простенка на расстояние, равное разности ширины камеры коксования промышленной печи и ширины камеры коксования лабораторной печи. Ширина камеры коксования лабораторной коксовой печи больше полуширины, но меньше ширины камеры коксования промышленной коксовой печи . 1 табл., 2 ил. 5
(gg)g С 10 В 57/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОБУСНОМУ СИИ фТВЗЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
AO И806РЕТЕНИЯМ И ОТИРЬЗТИЯМ
ОРИ ТНКТ COO
1 (21),4832293/04 (22) 30.05.90 (46) 07.07.92. Бюл. Р 25 (71) Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф.Э.Дэержинского (72) В..Д.Барский, А.И.Ивченко, О.В.Федулов и Л.М.Сигал (53) 662.74 (088.8) .(56) .Коняхин А.П..и др. Лабораторная печь для коксования углей. - Кокс.и химия, 1976, В 5, с. 30-31 .
Николаев И.Н. Лабораторный метод определения коксуеиости углей. — Известия АН СССР, 1952, Ф 6, с. 749753. (54) СПОСОБ КОКСОВАНИЯ УГЛЕЙ В ЛАБО- PA10PH0A КОКСОВОЙ ПЕЧИ
Изобретение относится:к коксохимической промышленности и может .быть
Использовано для лабораторного контроля промышленной технологии производства металлургического кокса.
Известен способ коксования углей
:. s лабораторных печах, включающий прогрев достаточно большой пробы угля в лабораторных печах с шириной камеры коксования, близкой по размерам ширине:камеры коксования промышленных печей .
Такие печи не получили широкого распространения, так как способы коксования в них углей обладают рядом .недостатков: низкое качество моделирования температурного режима коксования ° высокая материало- и трудоем,SU„„1745754 А 1
2 (57) Сущность изобретения: двусторонний нагрев угольной шихты осуществляют при температуре первого греющего ппостенка, равной температуре греющего простенка промышленной печи. Температуру второго греющего простенка поддерживают равной температуре в точке, удаленной от первого простенка на расстояние, равное разности ширины камеры коксования промышленной .л печи и ширины камеры коксованйя лабораторной печи. Иирина камеры коксования лабораторной коксовой печи больше йолуширнны, но меньше ширины камеры коксования промышленной коксовой печи. 1 табл., 2 ил. кость эксперимента, неадекватность условий формирования кускового кокса.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ коксования в лабораторной электропечи, включаюций двусторонний симметричный нагрев при температуре первого греюцего простенка, равной температуре греющего простенка промышленной печи.
K недостаткам известного способа следует отнести недостоверность полученных данных,: повышенные энергетические и материальные затраты. На- . пример, для моделирования промышленных коксований в нескольких промышленных печах с различной шириной ка- мер коксования необходимо иметь такое
1745754
4 же количество лабораторных печей с пения технологической плоскости сим-, соответствующими размерами камер (от- метрии без изменения (эквивалентного) сюда повышение материальных и энерге- геометрических размеров коксовой петических эатрат). Кроме того, так как чи. Однако соблюдение эквивалентности
5 ширина камер промышленных печей по геометрических размеров промышленнои всей длине не одинакова (конусность и лабораторной печей для воспроизвесоставляет 50-80 мм), при известном дения коксообразования не является способе лабораторного коксования уда- обязательньп1. Эффекта изменения шириется воспроизводить коксообразование 1 ны печной камеры можно достичь, если лишь в одном месте промьппленной печи изменить положение технологической (обычно среднеарифметическая ширина плоскости симметрии внутри коксовой камеры), что снижает достоверность печи. В предлагаемом способе коксоваполученннх результатов, ния смещение положения технологичесЦелью изобретения является повыше" кой плоскости симметрии производится
35 ние достоверности данных, снижение за счет организации неэквивалентного энергетических и материальных затрат. (ассиметричного) прогрева угольной указанная цель достигается тем, массы в камере коксовой печи. По что в способе коксования углей в ла- предлагаемому способу один греющий бораторной коксовой печи для прогно- О простенок выполняет функцию нагреваэирования качества кокса, получаемого теля, а второй — теплового компенсав промышленной печи, включающей дву- тора. сторонний нагрев угольной шихты при Тепловая мощность первого простентемпературе первого греющего простен- ка тождественна мощности простенка ка равной температуре греющего про печи, в которой проводится промышленФ стенка промышленной печи, измеряют ное коксование, функцией второго протемпературу внутри коксуемой массы в стенка является обеспечение такого точке удаленной от первого простенка теплового подвора, чтобы в некоторой
t на расстояние, равное разности ширины плоскости внутри печной камеры было камеры коксования промышленной печи обеспечено условие адиабатичности. и ширины камеры коксования лаборатор". Точное расположение этой плоскости
ЗО ной печи, и температуру второго грею" внутри печной камеры определяется щего простенка поддерживают равной тем, какай конкретно промышленный температуре в данной точке,.причем процесс предполагается воспроизвести. ширина камеры коксования лабораторной Достаточным условием для воспроизвекоксовой печи больше полуширины, но 3g дения промьппленного процесса является меньше ширины камеры коксования про расположение *лоскости адиабатичности мышленной коксовой печи. на удалении от первого греющего проДля точного воспроизведения про- стенка, равном полуширине промышленмышленного процесса коксообразования ной коксовой печи. Смещение положения в лабораторной печи необходимо вос 40 плоскости адиабатичности в требуемом . произвести процесс прогрева в зоне, направлении достигается без изменения ограниченной кладкой греющего про- габаритов камеры коксования путем состенка и, так называемой, технологи- ответствующего изменения температурческой плоскостью симметрии. Послед- ного режима второго греющего простенняя обладает признаком адиабатичнос- ф ка. При этом, для конкретного промыш« ти. Она является разделительной плос- ленного процесса температурный режим костью внутри печной камеры, по обе второго греющего. простенка отнозначно стороны которой коксообразование про" определяется температурным режимом исходит независимо друг от друга и внутренней точки коксуемого угольного .тождественным образом. При эквивален" у) материала, удаленной от первого греютности прогрева угольной шихты с цего простенка на расстояние, равное противоположных сторон, как это про- разности ширины камеры коксования исходит в промышленных и известных промышленной и лабораторной печей. лабораторных способах коксования, Положительный эффект от предлагае/ технологическая плоскость симметрии « мого способа коксования достигается совпадает с геометрической плоскостью=" за счет повышения надежности данных, симметрии камеры коксования. При та- характеризующих промышленный процесс ких условиях прогрева угольной ши ы коксообразования, что Обусловлено невозможно произвести изменение поло . полной идентичностью температурных
17 ! режимов угольной загрузки в обеих печах. Кроме того, способ позволяет снизить затраты на проведение коксования. Снижение энергетических затрат обусловлено разными режимами обогрева угля с противоположных сторон..Снндение материальных затрат достигается за счет использования одной лабораторной печи вместо нескольких, с разными размерами камер коксования .
На Ьиг.1 приведена камера коксования лабораторной коксовой печи, на фиг.2 — кривые, характеризующие температурные режимы на поверхности простенков.
Коксование углей осуществляют сле» дуюцим образом.
Прогрев угольной шихты в камере коксования производят за счет подвода тепла от обогревательных простенков и 2. Температура на поверхности обогревательного простенка 1 поддерживается такой же, как и в воспроизводимом промышленном коксовании с шириной камеры Н. Температура на поверхности обогревательного простенка
2, удаленного от простенка 1 на расстояние h (ширина камеры коксования лабораторной коксовой печи), поддерживается в процессе коксования равной температуре во внутренней точке коксуемой шихты И. Координата этой точки определяется разностью между шириной камеры промышленной печи Н и шириной камер лабораторной печи h. Технологическая плоскость симметрии коксуемого материала при этом располагается на равном расстоянии от то.чек В и И на расстоянии Н вЂ” h от точки A.. Для контроля и управления режимом коксования в точках А, В и И устанавливаются температурные датчики.
По завершении коксования кокс извлекается из печной камеры и разделяется вдоль ива по технологической плоскости симметрии на две партии.
Основная масса кокса, находящаяся между кладкой обогревательного простенка 1 и технологической- плоскостью симметрии, используется для анализом. Этот кокс является модельным.
Небольшое количество кокса по другую сторону технологической плоскости является бросовыми. Эта партия кокса в . ходе опытного коксования выполняет роль теплового.компенсатора, обеспечивающего вдоль технологической плоскости выполнение условия идеальной тепловой изоляции.
45754
Пример. В лабораторной коксовой печи, с шириной камеры коксования
230 мм воспроизводят промышленный . процесс, проходящий в печи шириной
450 мм. Для этого в малогабаритную печь загружают шнхту по своим качественным характеристикам абсолютно и д идентичную шихту, которая используется в промышленном объекте. Характеристика этой шихты: зольность 7,1Х (А), влажность -9,5X (У ), выход летучих 27,5X (V ), сернистость 1,9X (S), содержание класса <3 мм 75,4Х, толщина пластического слоя 15 ми, пластометрическая усадка 25 мм.
Используя такой известный прием как притрамбование, плотность загрузки увеличивают до плотности шихты в промышленной печи. В ходе проведения промышленного коксования измеряют динамику изменения температуры иа поверхности обогревательного простенка и в центре коксуемого массива. В лабораторной печи установлены три термопарных датчика, два из которых (точки А и В) — у поверхностей обогревательных простенков, а третий (точка И) - внутри печи на расстоянии 220 мм (450 — 230) от точки А. В процессе коксования температура в точке А всегда поддерживается равной температуре поверхности обогревательного простенка промышленной печи.
Температуру в этой точке можно счи3 тать ведущей.
Изменение температуры в точке И. происходит самопроизвольно за счет тепла, поступающего от обогреватель-: ного простенка 1. Температура в точ40 ке В в ходе коксования поддерживается равной температуре в точке М (ведомая температура). Режимы обогрева точек А и И обеспечиваются регулированием тепловой мощности, подававшейся на
g$ обогрев простенков 1 и 2. Тождественность изменения температуры обеспечивается тождественностью подвода тепла в промышленной и лабораторной печах.
Идентичный характер изменения темпеЯ ратуры в точке А обусловлен равенством температур в обогревательных простенках обеих печей (1310 С) и одинаковой толщиной кладки (100 мм). Обогрев лаборатоной печи электрический.
Регулирование подачи тепла производят вручную путем изменения напряжения питания обогревательного простенка.
На (жг.2 представлены кривые, ха» . рактеризующие температурные режима
5754
Использование предлагаемого спосо-, ба позволит в лабораторных условиях воспроизводить процесс коксообразования, проходящей в промышленных печах с различной шириной камеры коксования. При этом, полученные партии лабораторного кокса по своим физикохимическим свойствам соответствуют
1„ свойствам кокса, полученного в той или другой промышленной печи. Кроме того, .перевод лабораторной печи на различные параметры процесса коксования не требуют изменения ее конструкции и осуществляется путем ва- 1 рьирования количества тепловой энергии, поступающей в угольную массу от одного из обогревательных простенков..
91Ъ Формула изобретения
Способ коксования. углей в лабораторной коксовой печи для прогнозиро- . вания качества кокса, получаемого в промышленной печи, включающий двусторонний1 нагрев угольной шихты при температуре первого греющего простенка, равной температуре греющего простенка промышленной печи, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью .повышения достоверности данных, снижения энергетических H материальньас затрат, измеряют температуру внутри коксуемой массы в точке,. удаленной от первого простенка на расстояние, равное разЯ ности ширины камеры коксования промышленной печи и ширины камеры коксования лабораторной печи, и температуру второго греющего простенка поддерживают равной температуре в данной ® точке, причем ширина камеры коксования лабораторной коксовой печи боль-. ше полушнрины, но меньше ширины камеры коксования промышленной коксовой печи.
Ф Ю рочмость ло Текнмческий анализ, 2
ГОСТ 5953-72
Кока
И25 И!О Н А У S
Проны - . ленный 87,6 7,0
Зэ5 916 О> 7 1э5 11,9 28, 1. 39,2 17,0 56,9
Лвбора oð » 87,0 7,г
ИенестнЫ1 88 2 6,6
28 3 38ь4
30,7 42,7
16,5 56,3
18,5 58,2
2,5 9,6 0,8
2 6 9,6 0,8
1,55 12,9
1„52 13,3
7 174 на поверхности обогревательных простенков - точка Л (I) и н- технологической оси - точка M (II). При этом, нужно отметить, что в обеих печах расстояние между точками А и М равно
225 мм (1/2 Н), а расстояния между точками М и В разные: в промышленной печи 225 мм, в лабораторной 5 мм (h- 1/2 Н). На фиг.2 пунктиром обозна- чены режимы обогрева в лабораторной печи, а непрЕрывной линией - режимы лромьш1ленной печи.
По окончании коксования (достижение на технологической оси температуры 1050 С) нагрев отключают. Кокс выгружают из печи вручную.
В таблице представлены показатели качества кокса, полученного в промыщйенной и лабораторной печах.
Как следует из таблицы, технические характеристики промышленного . кокса и кокса, полученного на предлагаемой печи, существенно ближе, чем кокса, на известной печи. Сравнивая затраты угольной шихты и электроэнергии на коксование по предлагаемому и известным .способаи нужно отметить, что в первом случае они ниже почти на 50Х.
Аналогично в лабораторной печи можно воспроизводить коксование с . другой шириной печной камеры. для этого достаточно изменить положение датчика температуры, находящегося s точке М. Так, если предполагается воспроизвести промышленный процесс в камере коксования 41.7 мм, то датчик М нужно установить на расстоянии
187 мм. о1 точки А (417 - 230). Обогрев простенков будет осуществляться описаинж выше способом.
Грвнулометрический состав, Средний
Х рвэмер куска, +80 80-60 60-40 40 25 мм
1 745754
1
I
l !
3
I.
1
180д
ЮМ
8 Ю 0+ 74
Продолжотеяьнатаь квксодоюя, ч
9 иа 2
Составитель О.Федулов .Редактор Н.Гунько Техред М.Моргентал Корректор И. Эрдейи
Заказ 2364 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-иэдательский, комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101
