Устройство для получения металлургического среднетемпературного кокса

Авторы патента:

C10B53/08 - в форме брикетов, кусков и т.п.

C10B11 - Коксовые печи с наклонными камерами

Владельцы патента RU 2297438:

Общество с ограниченной ответственностью "СИБТЕРМО" (RU)

Изобретение относится к устройствам для переработки топлива, в частности для получения металлургического среднетемпературного кокса и попутного горючего газа путем термоокислительной обработки угля в плотном слое, и предназначено для использования в металлургии. Устройство представляет собой аппарат шахтного типа. Шахта выполнена с уклоном к вертикали под углом, близким к динамическому углу естественного откоса угля и кокса в зависимости от марки угля, например, 25-35 градусов. Изобретение обладает простой конструкцией, большей удельной производительностью, меньшими габаритами и металлоемкостью за счет исключения конусного сужения перед разгрузочным люком, надежно за счет отсутствия движущихся частей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Известно устройство для получения среднетемпературного кокса, представляющее собой вертикальную шахтную печь, в которую уголь подается сверху, а кокс выгружается снизу. Переточными рукавами печь разделена на три зоны: верхнюю зону сушки, среднюю зону коксования (пиролиза) и нижнюю зону охлаждения. В зону сушки и коксования подаются горячие дымовые газы из внешнею топочного устройства, а в зону охлаждения - предварительно охлажденный во внешнем теплообменнике газ из зоны коксования. Уголь, двигаясь самотеком сверху вниз, последовательно подвергается нагреву, термическому разложению (коксованию), охлаждению и тушится водой при выгрузке из печи. Такие печи эксплуатируются в Польше, Австралии, Китае, до недавнего времени действовали в Германии и на Ангарском коксогазовом заводе (Школлер М.Б. Полукоксование каменных и бурых углей. - Новокузнецк: Инженерная академия России. Кузбас. филиал, 2001. - 232 с.).

Недостатками данного устройства являются: возможность перерабатывать только крупнокусковое (20-80 мм) термически прочное сырье, так как требуется подача большого количества внешнего теплоносителя (горячих дымовых газов), и поэтому необходима хорошая газопроницаемость слоя угля; низкая удельная производительность печи, связанная с необходимостью длительного конвективного нагрева крупных частиц угля горячими газами; экологическая опасность устройства из-за поступления в атмосферу большого объема отработанного теплоносителя, содержащего оксид углерода и токсичные продукты термического разложения угля, и из-за наличия широкого спектра токсичных веществ в жидких и газообразных продуктах коксования и сточных водах; потребность в воде для тушения кокса, высокая влажность и пониженная структурная прочность получаемого продукта из-за его мокрого тушения в гидрозатворе при выгрузке из печи.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является вертикальный автотермический аппарат шахтного типа, состоящий из рабочей камеры, содержащей зоны карбонизации и активации с подачей перерабатываемого сырья и воздуха в верхней части камеры через отверстия в люках прямотоком вниз по шахте. Газ отбирается в средней части аппарата, подвергается многоступенчатой очистке, охлаждению и компримированию перед подачей потребителю (патент США №4883499, 28.11.89 г.).

Недостатком данного устройства является наличие разравнивающего устройства в верхней части шахты, снижающее надежность аппарата. Другой недостаток - сравнительно низкая производительность, обусловленная необходимостью длительного пребывания сырья в пределах аппарата. Весь участок камеры ниже уровня отбора газа является нерабочей зоной и служит для выдержки карбонизированного материала с целью его охлаждения, а конусное сужение перед разгрузочным устройством существенно увеличивает высоту и удельную металлоемкость аппарата, особенно при большом поперечном сечении шахты. Тем не менее, температура готового продукта за время пребывания в этом нерабочем участке снижается всего с 875°С до 725°С. Система охлаждения путем наружного омывания воздухом стенок камеры малоэффективна и требует дополнительного охлаждения продукта, что приводит к непроизводительным потерям тепла.

Задача настоящего изобретения состоит в упрощении конструкции устройства для получения среднетемпературного кокса, в повышении его производительности.

Техническим результатом изобретения является то, что предлагаемое устройство отличается простотой конструкции, повышенной надежностью за счет отсутствия движущихся частей (в частности, разравнивающего устройства), большей удельной производительностью, меньшими габаритами и металлоемкостью за счет исключения конусного сужения перед разгрузочным люком.

Это достигается за счет того, что в устройстве шахта выполнена таким образом, что имеет угол наклона к вертикали, близкий к динамическому углу естественного откоса угля и кокса - 25-35 град. в зависимости от марки угля.

На фиг.1 упрощенно изображено устройство для получения металлургического среднетемпературного кокса. Оно состоит из шахтного аппарата 1, загрузочного люка 2, газораспределительной колосниковой решетки 3, патрубка подвода воздуха и охлаждающего газа 4, электротермического устройства начального розжига 5, патрубка отвода газа 6 и люка выгрузки кокса 7.

Устройство работает следующим образом. В шахту 1 предлагаемого устройства через загрузочный люк 2 загружают дробленый уголь, под газораспределительную решетку 3 внизу шахты через патрубок 4 подают воздушное дутье и поджигают слой угля электротермическим устройством 5 со стороны, противоположной подаче дутья, с целью образования обратной тепловой волны, которая с постоянной скоростью смещается навстречу потоку воздуха, оставляя за собой слой горячего кокса. Уголь при прохождении тепловой волны последовательно подвергается нагреву, сушке и пиролизу. Горючие продукты пиролиза полностью сгорают в кислороде воздуха с образованием диоксида углерода и водяного пара, которые затем восстанавливаются на горячей поверхности кокса до оксида углерода и водорода, образуя, таким образом, горючий газ, не содержащий углеводородов ряда выше метана, в том числе конденсируемых смолистых веществ. Газ отводится через патрубок 6. После достижения тепловой волной уровня газораспределительной решетки 3 процесс завершается. По завершении процесса коксования производится охлаждение (сухое тушение) кокса газом посредством его принудительной циркуляции по контуру "аппарат - теплообменник" последовательно через патрубок 6, слой кокса, патрубок 5 с полезным отбором тепловой энергии. Охлажденный кокс выгружается через люк 7.

1. Устройство для получения металлургического среднетемпературного кокса, состоящее из аппарата шахтного типа, отличающееся тем, что шахта выполнена с уклоном к вертикали под углом, близким к динамическому углу естественного откоса угля и кокса в зависимости от марки угля.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что угол уклона составляет 25-35°.

Изобретение относится к устройствам для переработки углеродсодержащего сырья путем его пирогенеза и может быть использовано для переработки неизмельченных автотракторных шин.

Опытная газогенераторная установка на древесном или торфяном топливе с паровоздушным дутьем // 2225429

Изобретение относится к области термической переработки измельченных древесных отходов или брикетированного торфа в экологически чистых газогенераторных установках с паровоздушным дутьем в лесном, торфяном, сельском и др.

Способ подготовки угольной шихты к коксованию // 2186823

Изобретение относится к производству кокса, в частности к способу подготовки угольной шихты к коксованию и может быть использовано в коксохимической отрасли промышленности.

Способ подготовки угольной шихты к коксованию // 2135543

Изобретение относится к коксохимическому производству, в частности к способу подготовки угольной шихты к коксованию. .

Способ брикетирования спекающихся, слабоспекающихся и неспекающихся шламов и мелких классов угля // 2088636

Изобретение относится к технологии брикетирования угольных шламов и мелких классов угля. .

Печь для пиролиза углеводородного сырья // 2078111

Исходное сырье для получения прессованного материала и способ получения прессованного материала // 2074237

Изобретение относится к технологии получения прессованных композиционных материалов и может быть использовано в дорожном и жилищном строительстве, авиации, машиностроении и других отраслях промышленности.

Способ подготовки угольной шихты для коксования // 2058365

Способ получения лигноугля и установка для получения лигноугля // 2044028

Изобретение относится к области переработки отходов и может быть использовано для получения угля из отходов гидролизного производства лигнина. .

Способ коксования частично брикетированных угольных шихт // 2016046

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

Коксовая печь с наклонным подом // 772487

Способ получения кокса // 351878

Устройство для получения высококалорийного газа из мелкозернистых топлив // 95443

Печь для термической обработки антрацита // 75148

Способ получения кокса без улавливания химических продуктов коксования // 2331662

Изобретение относится к способам получения кокса без улавливания химических продуктов коксования и может найти применение в коксохимической промышленности

Устройство для переработки твердого топлива // 2299901

Изобретение относится к области металлургии, энергетики и химической промышленности

Способ получения формованного кокса // 2516661

Изобретение может быть использовано в коксохимической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности, а также в цветной металлургии. Способ получения формованного кокса из углеродсодержащего материала включает стадии нагрева нефтяного полукокса, формования под давлением с получением сырых формовок и их последующее коксование. Нагрев нефтяного полукокса осуществляют до температуры 350-400°С, при этом используют нефтяной полукокс, характеризующийся атомарным соотношением углерода к водороду в интервале (1,3-1,7) или используют нефтяной полукокс, характеризующийся атомарным соотношением углерода к водороду более 1,7 с добавлением спекающих добавок. После стадии нагрева перед стадией формования осуществляют выдержку нагретого нефтяного полукокса в течение 10-20 с. Изобретение позволяет повысить качество формовок, упростить способ и повысить устойчивость и надежность технологии, снизить энергозатраты, расширить сырьевую базу. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 4 пр.

Способ термической переработки высокозольного и/или низкокалорийного твердого топлива // 2524231

Изобретение может быть использовано в угольной, нефтехимической промышленности и в строительстве. Способ термической переработки высокозольного и/или низкокалорийного твердого топлива включает сушку твердого топлива отводимыми дымовыми газами, нагрев и сжигание высушенного топлива с образованием газовой смеси и твердого остатка. Твердое топливо в виде шихты формуют в пустотелые блоки, которые укладывают в штабеля на транспортерах и после сушки подают в разогретую туннельную печь. В туннельной печи блоки проходят зону нагревания, зону горения и зону остывания. В зоне нагревания блоки нагревают постепенно до температуры воспламенения углерода - 600 °C и выше, затем их выдерживают в зоне горения при температуре 750-1200 °C. Избыток тепловой энергии, выделяемый в процессе выгорания углерода, отводят из зоны горения и утилизируют. Блоки в виде готовых строительных блоков после зоны остывания выгружают из печи. Твердое топливо берут в виде шихты из отходов углеобогащения. Изобретение позволяет обеспечить безотходное производство при переработке высокозольного и/или низкокалорийного твердого топлива с получением твердого остатка в виде строительных блоков и максимальным выделением тепловой энергии из перерабатываемого твердого топлива. 4 з.п. ф-лы, 1 пр.

Способ подготовки угольной шихты для коксования // 2550874

Изобретение может быть использовано в коксохимической промышленности. Способ подготовки угольной шихты для коксования включает дозировку, сортировку, дробление, сушку и смешение углей. Перед окончательным дроблением угольную шихту разделяют по размеру зерен углей, отделяя класс фракцией меньше или равной 6 мм, а оставшуюся часть шихты измельчают и смешивают с предварительно выделенной фракцией меньше или равной 6 мм и сушат до 4-6% остаточной влажности. В сушилке отделяют пылевидный класс меньше или равный 0,5 мм, который брикетируют. Брикеты смешивают с подсушенной шихтой и передают в коксовое производство. Изобретение позволяет повысить плотность угольной загрузки в коксовые печи, производительность коксового производства, увеличить выход валового и металлургического кокса, уменьшить содержание класса углей 0 - 0,5 мм в готовой шихте, получить кокс с улучшенными показателями послереакционной прочности кокса (CSR), реакционной способности кокса (CRI) и увеличенной механической прочностью М40. 2 ил., 1 табл.

Реакторы плазменной газификации с модифицированными углеродными слоями и пониженной потребностью в коксе // 2581092

Изобретение относится к реакторам плазменной газификации или витрификации материалов, которые имеют реакционные слои из углеродсодержащего материала, способу формирования и поддержания углеродсодержащего слоя и исходному материалу для формирования углеродсодержащего изделия для использования среди частиц углеродсодержащего слоя. Реактор содержит реакционный сосуд, содержащий углеродсодержащий слой и имеющий одну или несколько плазменных горелок для создания повышенной температуры внутри слоя, реакционный сосуд, имеющий одно или несколько впускных отверстий для загружаемого материала над слоем для закладки перерабатываемого материала снаружи сосуда на слой, одно или несколько газоотводящих отверстий над слоем для выхода газообразных продуктов из сосуда и одно или несколько отверстий для шлака на дне слоя для выхода расплавленного шлака и металлов из сосуда, и углеродсодержащий слой, содержащий массу частиц, которые содержат углерод и имеют различный размер и форму, оставляющие пустоты между частицами, и с прочностью частиц, достаточной для сохранения пустот между частицами под давлением перерабатываемого материала на слой, и масса частиц, содержащих углерод, имеет по меньшей мере 25% содержания углерода в частицах, отличных от кокса, выбранных из группы, состоящей из деревянных брусков из природной древесины, блоков, содержащих углеродсодержащую пыль и одно или несколько связующих веществ, и их смесей. Способ формирования и поддержания углеродсодержащего слоя с компонентами, заменяющими кокс, включает формирование некоторого числа некоксовых компонентов, формирование первоначального углеродсодержащего слоя количеством частиц кокса, осуществление процесса пиролиза с углеродсодержащим слоем и восполнение углеродного материала в процессе пиролиза. Изобретение обеспечивает минимизацию использования кокса. 5 н. и 26 з.п. ф-лы, 3 табл., 9 ил.

Способ и устройство для получения гибридных частиц технического углерода // 2644468

Изобретение относится к химической и резинотехнической промышленности. Первые базовые частицы (16) технического углерода получают в рабочем блоке (14) сжиганием минерального масла (40) при температуре 1200-1800°С в камере (18) сжигания предпочтительно в струе (36) смеси газ/воздух. Полученный продукт быстро охлаждают впрыскиванием воды (44) в охлаждающем блоке (42). Измельченные шинные отходы подвергают пиролизу и направляют полученный продукт (50) в подающий блок (20), снабженный измельчающим узлом (30), для получения вторых базовых частиц (22) технического углерода. Первые (16) и вторые (22) базовые частицы технического углерода имеют размер примерно 2-10 мкм. Затем примешивают вторые базовые частицы (22) в поток (48) первых базовых частиц (16). Смесь гранулируют в компактирующем блоке (24) с получением гибридных частиц (12) технического углерода, которые высушивают в сушильном блоке (28). Изобретение позволяет легко смешивать, измельчать и гранулировать различающиеся между собой базовые частицы технического углерода и обеспечить сохранность полученных гранул при хранении и транспортировке. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.