Способ обработки прокаленного кокса

 

Применение: в коксохимической, алюминиевой и электрометаллургической промышленности . Сущность изобретения: прокаленный кокс охлаждают углеродсодержащим газовым теплоносителем с содержанием кислорода и диоксида углерода 1-5 об.% (газ полукоксования), увлажняют охлажденный кокс водой (до 2-5% влажности ), выдерживают увлажненный кокс в закрытой емкости при 5-80°С в течение 4-12 ч, затем наносят на частицы кокса защитный слой при перемешивании с нагретым до 70- 100°С нефтяным маслом в количестве 0,2- 1 % от массы кокса и выдерживают 8-24 ч, что снижает потери при транспортировке, хранении и переработке кокса. 1 табл., 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 10 (9/10, 9/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

00 3 4

00 4 (21) 4887423/04 (22) 05.11.90 (46) 23.05.93. Бюл. K 19 (71) Сланцеперерабатывающий завод

"Сланцы" (72) Г.И.Боровиков, В.Г.Вишнев, Н,П.Дорохова, Л.Б.Ланганс, H.Ô.Ïàëè÷åâ, А.А.Павлов и А.И. Шульман (73) Сланцеперерабатывающий завод

"Сланцы" (56) Авторское свидетельство СССР

М 711097, кл. С 10 В 39/06, 1976.

Авторское свидетельство СССР

М 1328370, кл. С 10 1 9/10, 1985. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРОКАЛЕННОГО КОКСА

Изобретение относится к способам охлаждения кокса, предполагающим совмещение охлаждения с загрузочно-разгрузочными и транспортными операциями, и может быть использовано, в частности, в коксохимической промышленности.

Цель изобретения — снижение потерь при транспортировке, хранении и переработке кокса, улучшение условий труда, траиспортабельности кокса.

Для достижения поставленной цели в предлагаемом способе, характеризуемом наличием тех же операций, что и в способе прототипе, охлаждение материала ведут углеродсодержащим газом с содержанием кислорода и диоксида углерода 1-5 об.%, увлажненный кокс подвергают выдержке в закрытой емкости при 5-80 С в течение 4-12 ч, для нанесения защитного слоя используют нагретое до 70-.100 С нефтяное масло в. Ы „1817787 АЗ (57) Применение: в коксохимической. алюминиевой и злектрометаллургической промышленности, Сущность изобретения; прокаленный кокс охлаждают углеродсодержащим газовым теплоносителем с содержанием кислорода и диоксида углерода

1-5 об.% (газ полукоксования), увлажняют охлажденный кокс водой (до 2-5% влажности), выдерживают увлажненный кокс в закрытой емкости при 5-80 С в течение 4-12 ч, затем наносят на частицы кокса защитный слой при перемешивании с нагретым до 70100 С нефтяным маслом в количестве 0,21% от массы кокса и выдерживают 8-24 ч, что снижает потери при транспортировке, хранении и переработке кокса. 1 табл., 1 ил. количестве 0.2-1% от массы кокса и последующую выдержку ведут в течение 8-24 ч.

Обоснованием всех выше указанных пределов поддерживаемых технологических параметров является следующее.

Выдерживание утяжеленного коксового материала в течение срока, меньшего 4 ч, не позволяет проникнуть утяжелительному пылеприбивочному агенту во внутрь пор и выполнить функцию защитного протектора, предохраняющего коксомассу от излишнего зацементирования. Это же выдерживание, осуществляемое более 12 ч, приводит к стеканию утяжелительного агента в подошвенный слой коксомассы.

Снижение в ходе осуществления указанной выдержки температуры до величины менее 5 С приводит к вытеснению утяжелительным агентом иэ глубины коксовых пор газовых включений, что происходит из-за

1817787

55 холодового интенсифицирования влаги в порах. Это приводит к нежелательному повышению емкости коксомассы по цементатору, Такое же повышение емкости коксомассы по цементатору происходит при превышении температуры выдержки величины более 80 С, В этом случае указанное повышение обязано потере порами кокса влаги из-эа теплового интенсифицирования в них десорбции, Нагрев используемого в качестве цементатора нефтяного масла до величины менее 70 С приводит к образованию нео.днородностей получаемого смесевого состава, включающих недостаточно разжиженные масляные сгустки. Превышение нагрева масла на величину, большую 100 С, приводит к выпариванию из кокса влаги и к нежелательному повышению емкости коксомассы по цементатору, На чертеже изображена схема установки, реализующей предлагаемый способ.

Эта установка образована шахтной прокалочной печью 1 с системой внешнего обогрева гравитационно-движущегося слоя прокаливаемого материала, Печь 1 оборудована загрузочной транспортной системой 2 для подачи со склада на прокалку нефтяного полукокса, выдержанного в условиях контакта с открытой атмосферой, Кроме того, печь 1 оборудована трубной разводкой 3 для подачи теплоагента. Низ печи 1 выполнен в виде бункера 4 для выдерживания разогретого материала в среде газообразного углеродосодержащего хладоагента. На выходе из бункера 4 смонтирован шнековый разгружатель 5, укомплектованный системой 6 подачи пылеприбивочного. утяжелительного агента, например, воды, Шнековый разгружатель через сборник-накопитель 7 выведен на транспортную систему 8 для переваливания утяжеленного коксового материала. В конечной секции транспортной системы 8 расположен бункер 9 для выдерживания утяжеленного коксового материала в состоянии изолирования от внешней атмосферы. В придонной части бункера 9 размещен шнековый смеситель-разгружатель 10, укомплектованный системой 11 подачи термораэжиженного цементатора, например, нефтяного масла. Шнековый раэгружатель 10 выведен на транспортную систему

12 для переваливания полученного смесевого состава. В конечной секции транспортной системы расположен бункер 13 для формирования транспортного вороха коксомассы, Прибункерная зона укомплектована прессовым валком 14 для прикатывания коркового слоя транспортного вороха.

Пример 1. Взяли нефтяной кокс замедленного коксования, отвечающий требованиям ТУ 38 101653-76, и подвергли термической обработке при 1000-1150 С в шахтной прокалочной печи 1, обслуживаемой загрузочной транспортной системой 2 и подающей трубной разводкой для теплоагента 3. Прокалку кокса вели в условиях внешнего обогрева гравитационного движущегося слоя. В результате получили абсолютно сухой прокаленный кокс с плотностью 2,05 г/см, прочностью на раэдавливание 4,3 кг/см, удельным электросопротивлением 600

Ом мм м содержанием серы 1,02, зольностью

0,47 и гранулометрическим составом, характеризуемым наличием во фракции минус

1 мм частиц размером 0-0,074 мм 56,4 ;

0-0,74 — 0,2 мм 27,17; 0,2-0,4 мм 12,1ф„

0,4-0,6 мм 1,4ф; 0,6-1,0 мм 0,47; и выходом фракции минус 1 мм на кокс, равным 19,7 .

Производительность одной печи по прокаленному коксу составляла 240 кг/ч. Температуру кокса на выходе из горячей зоны поддерживали равной 550 С. Из нагретого кокса сформировали в выходном бункере 4 печи 1 стационарный слой и осуществили охлаждение составляющей его прокалочной массы с участием газового теплоносителя и за счет выдержки в течение 12-14 ч.

В качестве теплоносителя использовали углеродсодержащий газ с температурой

14-32 С, содержащий 1 (объем) кислорода и двуокиси углерода. Расход газа составил

40 нм /тн кокса. Температура кокса на выз ходе из стационарного слоя 90 С.

Увлажнение кокса методом распыления производили в шнековом разгружателе 5, связанном с водоподающей системой 6.

После увлажнения кокс поступал в сборник-накопитель 7, откуда периодически при помощи транспортной системы 8 его отгружали в бункер 9, где формировали насыпной слой объемом 20-100 м, обеспечивающий выдержку кокса в течение 4 ч при

5 С в среде влажного воздуха. Затем на поверхность выдержанного после увлажнения кокса наносили защитный слой пленкообразующего вещества методом распыления через форсунку с дальнейшим перемешиванием компонентов в шнековом смесителе — разгружателе 10, связанным с системой 11, для подачи пластификатора (масла ПН-6) и транспортной системой 12.

Расход масла на кокс 0,2 ь. Время смешения кокса с пленкообразующим веществом поддерживали равным 45 сек, После нанесения на частицы кокса защитного слоя осу1817787 ществляли заключительную выдержку произведенного продукта в форме насыпного .слоя объемом 100-150 м в бункере 13. В з ходе выдержки смеси возможную сушку ее сдерживали, для чего выдержку вели в закрытом бункере. Толщина покрытия частиц коксовой фазы пленкой фазы чистого масла составила до 5,0 мкм. Плотность обработанного кокса после масляной пропитки составилэ 2,05 г/м . Влажность обработанного з кокса составила 2,2 мас. Прочность частиц на раэдавливание равна 4,3 кг/см . Угол

2 естественного скоса поверхности слоя в насыпном конусе -32О. Предел стойкости слоя к схватыванию в монолит был отмечен при наложении внешнего давления,соответст. вующего 3,1 кг/см . Гранулометрический г состав фракции минус 1 мм, выход которой нэ кокс составил 17,8, следующий:

0-0,074=2,6 ; 0,074-0,2=11,7о ; 0,20,4=27,8%; 0,4-0,6=24,1 ; 0,6-1 мм = 31,7%.

Выгрузку кокса из бункера 13 в вагоны производили с последующим прикатыванием поверхности слоя прессовым валком 14.

Кокс в основном направляли нэ производство электродных изделий.

Пример 2. При всех прочих равных условиях ведения процесса облагораживание нефтяного кокса осуществляется при максимальных величинах параметров допустимого интервала возможных их значений, отмеченных, как отличие способа.

В частности, облагожаривание нефтяного кокса осуществляется при поддержании концентрации кислорода и двуокиси углерода в газообразном углеродсодержащем хладоагенте на величине 5 об. . Выдержку утяжеленного материала в сформированном насыпном ворохе осуществляют в течение 12 ч при 80 С. Вводимую добавку цементатора поддерживали в термоожиженном состоянии при 100 С, Подмешивание добавки к коксовой основе осуществляли в соотношении 10 мас.ч. жидкой фракции на 1000 частей твердой фракции. Выдержку полученного смесевого состава осуществляли в течение 24 ч.

В результате выполненных испытаний было установлено, что соответствующие характеристики облагороженного кокса стали следующими: — температура самовозгорания 470 С; — температура смерзания слоя (-39) С: — прочность зерна на раздавливание 4;3 кг/см: — угол естественного скоса поверхности слоя в насыпном конусе 34О: — предел стойкости слоя к схватыванию в монолит при наложении внешнего давления 3,3 кг/см . э

Пример 3. При всех прочих равных

5 условиях ведения процесса облагораживания нефтяного кокса осуществляли при промежуточных величинах параметров допустимого интервала их возможных значений, отмеченных, кэк отличия способа.

10 В частности, концентрацию кислорода и двуокиси углерода в газообразном углеродосодержащем хладоагенте поддерживали на величине 3 об. . Выдержку утяжеленного материала в сформированном насыпном

15 ворохе осуществляли в течение 18 ч при

38 С.

Вводимую добавку цементатора поддерживали в термоожиженном состоянии при 85 С, Подмешивание добавки к коксо20 вой основе осуществляли в соотношении 6 массовых частей жидкой фракции на 100 ч. твердой фракции. Выдержку полученного смесевого состава осуществляли в течение

16 ч.

25 В результате проведенных испытаний было установлено, что соответствующие характеристики облагороженного кокса стали следующими: — температура самовозгорания 490 С;

30 — температура смерзания слоя (-40) С; — прочность зерна на раздавливание 4,4 кг/м; — угол естественного скоса поверхности слоя в насыпном

35 конусе 36о — предел стойкости слоя к схватыванию в монолит при наложении внешнего давления 3,4 кг/смг, Данные об испытаниях продукции, пол40 ученной по каждому из примеров реализации предложен ного способа сведены в табл.

1, в которой они даны в сравнении с характеристиками прокаленного кокса по ТУ

38.1097-81, получаемого по базовому спосо45 бу, реализуемому на установке прокалки завода "Сланцы" в соответствии с технологическим регламентом печного цеха.

50 Режимно-параметрическими данными, дополняющими примеры 1-3 являются следующие (см.табл.2): — плотность прокаленного кокса (до и после обмасливэния), г/см 2,02-2,06;

55 — гранулометрический состав фракции кокса минус 1 мм. — Влажность прокаленного кокса (товарного, после обработки водой и маслом), 2,0-5,0 — Температура прокаленного

1817787

550-580

14 кокса в стационарном слое, С: на выходе из горячей зоны печи на выходе из стационарного слоя В0-100 — Состав газа в стационарном слое, об. :

Кислород 0,3-1,0

Углекислый газ 0,7-4,7

Азот, водяной пар 99,0-99,7 — Расход воды, кг/т кокса 60,0-100,0 — Стойкость к пылению определяется величиной скорости аэродинамического потока, при которой интенсивность уноса материала с одного метра обдуваемой поверхности в 1 ч составляет 0,01

Исходный кокс 0,10 пример 1 0,11 пример 2 О;17 пример 3 0,19

В качестве пленкообразующего вещества используется пластификатор нефтяной (масло ПН-6) ТУ 38 1011217-89, который получают компаундированием экстрактов селективной очистки масляных фракций нефти.

Пластификатор нефтяной (масло ПН-6) характеризуется следующими основными показателями:

1. Вязкость кинематическая при 100 С, мм /с 30-40

2, Температура застывания, С, не выше 36

3. Показатель преломления при 50 С 1.520-1,540

4. Групповой химический состав: — массовая доля парафинонафтеновых углеводородов,, не более — массовая доля смол,, не более 8 — глубина проникновения масла в кокс (в отдельных крупных кусках) 0,3-0,5 мм

Улучшение тфанспортабельности кокса подтверждают в первую очередь такие показатели, как резкое уменьшение пылевых фракций (раэмером 0-0,2 мм) после обработки кокса по данному методу) и стойкость к пылению. Резко сократились после введе5 ния обработки кокса маслом претензии предприятий — потребителей на недогруз вагонов, вызванный в первую очередь ветровой эрозией.

Конкретными областями испольэова10 ния обработанного по предложенному способу кокса являются; — транспортировка кокса железнодорожным транспортом; — хранение кокса в штабелях у потреби15 телей продукции; — формирование взрыво-пылебезопасных коксо-шихтовых потоков интенсивно-технологического характера непосредственно при производстве продук20 ции.

Сферами применения самого по себе кокса являются: — изготовление анодной массы, обожженных анодов, электродов и других изде25 лий для алюминиевой промышленности и электрометаллургии.

Формула изобретения

Способ обработки прокаленного кокса, 30 включающий охлаждение его газовым теплоносителем, увлажнение охлажденного кокса водой, нанесение при перемешивании защитного слоя на частицы кокса и. последующую выдержку, отличающийся

35 тем, что, с целью снижения потерь при транспортировке, хранении и переработке кокса, улучшения условий труда, охлаждение ведут углеродсодержащим газом с содержанием кислорода и диоксида углерода

40 1-5 об., увлажненный кокс подвергают выдержке в закрытой емкости при 5-80 С в течение 4-12 ч, для нанесения защитного слоя используют нагретое до 70-100 С нефтяное масло в количестве 0,2-1 от массы

45 кокса и последующую выдержку ведут в течение 8-24 ч.

1817787 ((! (- Б

V Iо m

Y Ф

>S X о и (и х (О

СЧ! (= о щ

Мха и

mo„;

z o mv

ЩОЛ

vzz

uzo

Е Ф х с I- o

o v (е 0

Iи

Ф

I»

Щ!

О.У кО

m e еиz(I

c «

Х а о (- b av, v

О

Ф () д

cmo

:(аФ Z о щ

О.!

Щ

Iи о

v о щ (Ф! х < о о

Ф )S

) Я х (Y O ("-! о о т

S к о с о х с(о а, !

Щ

Ф. О. Ф

S, e х ÄC щ

ej g

Ф л с (О с

Ф о с о л (ZI n

СО т ! е щ щ - а е

Iz

ФЖ !

»

Щ Ц:) о!

m C а ох (O О. ;

О с =к о с

Ф

u e о.

Рей

Ж ((Ф е

m z

o e

l6 C 2 (Y.0 Щ - x

cma.ñ х! ! к

ië2„0 о,с Ф

С е л М о о(- ае

a>îеZ (= Х х (с(о хо еееео

С -М =Г m аФ s

e Y (= Щ

X a.a. е: ФО (- (- <о ! ! сл2 осев с елх о -

2 о О. о е с 3(z a

ZjY mg фа С Ф еso ощо

*= О х асО

С

С 2 С Э ("3

С (С ) 3 (С (Ф л О) с)

С Ъ С Э (С

I I о о о

ID f OI сй (((С с0 Ф (О

О О в

Л О СО

Е С(СО

S ((О Ф щ л

О С ) (а и

v S е (!)

S а W a 3(a. )(в с оеoeoe! оо с Xf- X+ Е Я (=

О О!

О Х Щ к х ео с х

1817787

Таблица 2

Составитель А.Шульман

Техред M.Mîðãåíòçë Корректор M.Ñàìáîðñêàÿ

Редактор Т.Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1738 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5