Способ коксования частично брикетированных угольных шихт

 

Сущность изобретения: способ коксования частично брикетированных угольных шихт включает дозировку компонентов шихты, разделение шихты на брикетируемую и небрикетируемую части, смешение брикетируемой части шихты со связующим материалом и брикетирование смеси, смешение небрикетируемой части шихты с обмасленной окалиной, вводимой в количестве 0,1 - 0,25%, смешение брикетов с небрикетируемой частью шихты и коксование смеси. Перед смешением со связующим материалом в брикетирующую часть шихты подают обмасленную окалину в количестве 0,3 - 0,6%. 3 ил.

Изобретение относится к переработке углей и может быть использовано при коксовании частично брикетированных угольных шихт на коксохимических заводах.

Известен способ подготовки угольной шихты для коксования, включающий разделение исходной шихты на фракции более 10-12 мм и менее 10-12 мм, раздельное их измельчение, измельченную фракцию шихты более 10-12 мм брикетируют со связующим веществом, брикеты смешивают с измельченной шихтой из фракции менее 10-12 мм.

Недостатком данного способа является низкое качество кокса, так показатели прочности кокса полученного по данному способу равны М₂₅-83,6%, М₁₀-16,8%.

Известен также способ коксования частично брикетированных угольных шихт, включающий дозировку компонентов шихты, разделение шихты на брикетируемую и небрикетируемую части, смешение брикетируемой части шихты со связующим материалом, в качестве которого используют шлам гидрогенизации углей в количестве 4-10% от массы брикетируемой части шихты, брикетирование смеси, смешение брикетов с небрикетируемой частью шихты и коксование.

Недостатком способа является низкое качество кокса при коксовании частично брикетированных отощенных угольных шихт, так показатели прочности кокса полученного с привлечением тощих углей по данному способу равны М₂₅ - 86,6%, М₁₀-6,0%.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ коксования частично брикетированных угольных шихт, включающий дозировку компонентов шихты, разделение шихты на брикетируемую и небрикетируемую части, смешение брикетируемой части шихты со связующим материалом, брикетирование смеси, смешение небрикетируемой части шихты с обмасленной окалиной, вводимой в количестве 0,1-0,25% и обеспечивающей содержание масла 0,02-0,05% , после чего смешивают полученную смесь с брикетами при нагревании, причем смешивание брикетов с обмасленной небрикетируемой частью шихты производят при температуре не выше температур размягчения связующего материала, и коксование в коксовых печах.

Недостатком известного способа является низкое качество кокса при коксовании частично брикетированных отощенных угольных шихт, так показатели прочности кокса полученного по данному способу равны М₂₅=87,7-87,8%, М₁₀-5,7 - 5,8%, а также высокий расход дорогих связующих материалов.

В связи с изложенным необходимо решить задачу снижения расхода дефицитных связующих материалов, подаваемых на частичное брикетирование угольной шихты, а также повысить качество кокса, получаемого при привлечении в качестве сырьевой базы коксования слабоспекающихся и тощих углей.

На решение поставленной задачи направлен заявляемый способ коксования частично брикетированных угольных шихт, включающий дозировку компонентов шихты, разделение шихты на брикетируемую и небрикетируемую части, смешение брикетируемой части шихты со связующим материалом и брикетирование смеси, смешение небрикетируемой части шихты с обмасленной окалиной, вводимой в количестве 0,1-0,25% , смешивание брикетов с небрикетируемой частью шихты и коксование смеси. Существенным отличием способа является то, что дополнительно в брикетируемую часть шихты перед смешиванием со связующим материалом подают обмасленную окалину в количестве 0,3-0,6%.

Уменьшить количество связующего подаваемого в брикетируемую часть шихты можно путем улучшения распыления связующего при подаче его в смеситель, а также уменьшения вязкости связующего при температуре 100-120^оС.

Для снижения вязкости связующего, а следовательно улучшения смачиваемости связующим зерен угля предлагается добавление к углю обмасленной окалины прокатного производства в смеси со связующим, которая в настоящее время является отходом производства, вывозимым на свалку, что приводит к ухудшению экологической обстановки.

На фиг.1 показано влияние добавки обмасленной окалины на вязкость связующего типа "брикетин". Угол смачивания при добавке обмасленной окалины закономерно уменьшается от 30 без добавки до 10^о при величине добавки 0,76% .

Введение добавки заметно повышает прочность брикетов (фиг.2). Причем прочность брикетов (выход годного продукта крупностью более 25 мм) изменяется по кривой, имеющей максимум в зависимости от количества связующего. Более значительное повышение прочности достигается при введении в брикетируемую часть шихты обмасленной окалины вместе со связующим. Например, одинаковая прочность брикетов достигается при содержании связующего 8,2 и 7,2%. В последнем случае вводится до 0,3-0,6% обмасленной окалины. То есть в этом случае имеется возможность уменьшить расход связующего до 1%.

В настоящее время, например, на Криворожском коксохимическом заводе годовая потребность в связующем составляет 100-120 тыс.т. Следовательно снижение расхода связующего при введении в угольную шихту обмасленной окалины в количестве 0,3-0,6% составляет 1000-1200 т. в год. Стоимость связующего в ценах 1991 г составляет 100 руб/т.

Таким образом, введение в небольших количествах обмасленной окалины повышает текучесть связующего в нагретом состоянии, что способствует лучшему смачиванию поверхности брикетируемых частиц угля и более эффективному использованию связующего, в результате улучшается слипаемость частиц и прочность брикетов.

Увеличение же содержания окалины в брикетируемой части шихты свыше 0,6% приводит к уменьшению когезионной прочности адгезива в охлажденных брикетах в результате чего снижается их прочность.

Содержащееся в окалине масло является поставщиком водорода для реакций термической деструкции, протекающих в момент нахождения угля в пластическом состоянии благодаря чему уменьшается скорость протекания поликонденсационных процессов и усиливается процесс гидрогенезации, что благоприятствует повышению количества жидкой фазы и улучшению спекаемости и коксуемости угля.

На фиг. 3 показана зависимость прочности кокса от количества вводимой обмасленной окалины вместе со связующим в брикетируемую часть угольной шихты. Оптимальным количеством добавки обмасленной окалины является 0,3-0,6%. При этом показатель М₂₅ повышается до 88,2%, а М₁₀ уменьшается до 5,6%, против М₂₅-87,8% и М₁₀=5,7% у прототипа.

Таким образом, техническим результатом, который может быть получен при осуществлении способа, является снижение расхода связующего до 1% и улучшение качества кокса по М₂₅ до 88,2% и по М₁₀ до 5,6%.

На фиг.1 приведена зависимость изменения угла смачивания связующего типа "брикетин" от количества добавки обмасленной окалины при температуре 100-120^оМ; на фиг.2 - зависимость изменения прочности брикетов от количества связующего (1 - без добавки обмасленной окалины, 2 - с добавкой обмасленной окалины); на фиг.3 - показатели прочности кокса (М₂₅ и М₁₀) в зависимости от количества вводимой в брикетируемую часть шихты обмасленной окалины.

Возможность осуществления способа коксования частично брикетированных угольных шихт может быть проиллюстрирована следующими примерами.

П р и м е р 1. Производили коксование частично брикетированной угольной шихты (по прототипу) следующего состава, мас.%: Г-55, Ж-15, К-10, ОС-10, Т-10. В качестве связующего материала использовали "брикетин в количестве - 7% , размер брикетов 50х45х30 мм. Количество брикетируемой части 30%. В небрикетируемую часть вводили прокатную обмасленную окалину в количестве 0,25% , имеющую групповой состав, %: масло 22; вода 18; твердая часть 60, и химический состав, %: Mn 0,61; SiO₂ 2,45; Al₂O₃ 0,45; CaO 0,51; MnO 0,79; MgO 0,25; FeO 61,633; S 0,739; F 0,014; Fe₂O₃ 32,5; C 0,044. Смешивали брикеты с небрикетируемой частью. Полученную углебрикетную шихту коксовали ящичным способом в коксовых печах. Получили кокс со следующими прочностными параметрами М₂₅=87,8% и М₁₀=5,7%.

П р и м е р 2. В условиях примера 1 в брикетируемую часть шихты вводили обмасленную окалину в количествах 0,1-0,9% . Получали кокс, показатели прочности которого показаны на фиг.3. Из этих графиков видно, что механическая прочность по М₂₅=88,2% и М₁₀=5,6% имеет место при введении в брикетируемую часть шихты обмасленной окалины в количестве 0,3-0,6%, что является оптимальным. За этими пределами показатели прочности кокса значительно ниже. Кроме этого при введении в брикетируемую часть шихты обмасленной окалины в этих пределах, количество связующего снижали до 6,0-6,2%.

Формула изобретения

СПОСОБ КОКСОВАНИЯ ЧАСТИЧНО БРИКЕТИРОВАННЫХ УГОЛЬНЫХ ШИХТ, включающий дозировку компонентов шихты, разделение шихты на брикетируемую и небрикетируемую части, смешение брикетируемой части шихты со связующим материалом и брикетирование смеси, смешение небрикетируемой части шихты с обмасленной окалиной, вводимой в количестве 0,1 - 0,25%, смешение брикетов с небрикетируемой частью шихты и коксование смеси, отличающийся тем, что перед смешением со связующим материалом в брикетируемую часть шихты дополнительно подают обмасленную окалину в количестве 0,3 - 0,6%.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3