Угольный брикет и способ его производства

Изобретение относится к брикетам, применяемым в металлургии. Предложен способ производства угольных брикетов для коксования, включающий операции смешения компонентов брикета и формование брикетов, характеризующийся тем, что производят смешение угольной мелочи с размером частиц не более 1 мм, выходом летучих веществ 0-38%, зольностью 0-20% и связующего в количестве 0-5% от массы угольной мелочи в течение не менее 5 мин, осуществляют формование брикетов размером не более 35 мм по любому из направлений, производят их сушку при температуре 10-150°С в течение 5-60 мин, при этом его влажность составляет не более 20%, а выход целевой фракции составляет не менее 90%. Технический результат предлагаемого изобретения - разработка способа производства угольных брикетов, позволяющего использовать угольную мелочь, с целью дальнейшего использования брикетов в шихте для коксования. 4 з.п. ф-лы, 1 пр.

 

Изобретение относится к брикетам, применяемым в металлургии. Более конкретно изобретение относится к брикетам, которые получают из угольной мелочи.

Известен способ, включающий измельчения угля, термообработку, смешивание со связующим и прессование. При этом смешивают уголь со связующим при пиролизе угольной мелочи, а прессуют «шоколад»-образные плиты между полимерными пленками [Патент RU № 2268290, МПК C10L 5/10, C10L 9/08, 2006].

Недостатком данного способа является необходимость измельчения крупных фракции угля и последующая термообработка измельченного угля до развития пиролитических процессов, связанных с выделением первичных летучих веществ, а также сложность технической реализации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является брикет и способ его производства, включающий в себя операции смешивания 1-5 вес.ч. негашеной извести со 100 вес.ч. угольной мелочи и выдерживания смеси, смешивания 7-15 вес. ч. мелассы с выдержанной смесью, их перемешивания и прямого формования перемешанной смеси с целью формирования брикетов [Патент RU № 2224007, МПК C10L 5/02, C10L 5/06, 2004].

Недостатком данного способа является необходимость использования двухкомпонентного связующего с высокой долей участия, а также необходимость вылеживания смеси между дозировками связующего, что приводит к ограничениям производительности комплекса производства угольных брикетов, либо вводит необходимость строительства промежуточных бункеров вылеживания внушительных размеров.

Технический результат предлагаемого изобретения – разработка способа производства угольных брикетов, позволяющего использовать угольную мелочь, с целью дальнейшего использования брикетов в шихте для коксования.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе производства угольных брикетов для коксования, включающем операции смешения компонентов брикета и формование брикетов, согласно изобретению производят смешение угольной мелочи с размером частиц не более 1 мм, выходом летучих веществ 0-38%, зольностью 0-20%, и связующего в количестве 0 – 5 % от массы угольной мелочи, в течение не менее 5 мин, осуществляют формование брикетов размером не более 35 мм по любому из направлений, производят их сушку при температуре 10 - 150°С в течение 5 - 60 мин, при этом, его влажность составляет не более 20 %, а выход целевой фракции составляет не менее 90%.

В качестве связующего применяют или муку с содержанием клейковины не менее 20% и/или мелассу и/или смолу каменноугольную и/или пек нефтяной и коксохимический и/или полимерные связующие на основе лигносульфоната, поливинилацетата, портландцемента.

Формование брикетов осуществляется на валковых прессах с усилием не менее 50 тс/см2 или при помощи вибропрессов с плотностью упаковки брикета не менее 0,9 кг/дм3 или при помощи экструдеров с усилием пресса не менее 10 кгс/см2.

Сущность предложенного технического решения заключается в следующем:

Фракция угля, применяемая в настоящем изобретении (0 – 1,0мм), при использовании в составе угольной шихты, загружаемой в коксовые батареи гравитационной загрузки, оказывает негативное влияние на качество готового кокса. При этом попадание в шихту для брикетирования угля, фракцией более 1,0 мм не критично. Обычно 80±2% частиц угольной шихты, используемой при коксовании, должны находится во фракционном диапазоне 0 – 3,0 мм. Согласно изобретению, габариты получаемого брикета не должны превышать 35 мм по любому из направлений – экспериментально подтверждено положительное влияние на качество готового кокса использование не дробленых брикетов, вышеуказанного размера, при этом чем ближе будет размер брикета к целевым размерам готовой шихты, тем более благоприятное воздействие будет оказываться на процесс коксования и качества готового кокса. Содержание летучих веществ и золы в угле, используемом для брикетирования, ограничиваются 38% и 20% соответственно, ввиду негативного влияния превышения данных показателей на качество готового кокса и удельный расход шихты на коксование. Также с целью экономической и технологической целесообразности расход связующего, в соответствии с изобретением, ограничивается 5% от массы угля, используемого при брикетировании – увеличение расхода связующего снижает экономические показатели технологии брикетирования угля, а также, при условии использования неорганических и некоторых органических связующих, приводит к увеличению содержания золы в готовом брикете.

В соответствии с изобретением влажность готового брикета не должна превышать 20% - это связано в первую очередь с влиянием влажности брикета на его прочностные характеристики (в соответствии с изобретением выход целевой фракции должен быть не менее 90%, в противном случае положительный эффект от использования брикетов в угольной шихте существенно снижается), сохранение этих характеристик в процессе транспортировки и хранения, а также с негативным влиянием лишней воды на процесс коксования угля, как с точки зрения тепловых затрат, так и с точки зрения периодов коксования и производительности коксовых батарей.

Согласно изобретению, предусмотрено использование следующих типов связующих – мука с содержанием клейковины не менее 20% (содержание клейковины оказывает влияние на прочностные характеристики готовых брикетов, снижение доли клейковины в муке, при сохранении прочности готовых брикетов, приводит к увеличению расхода связующего и как следствие повышает зольность готовых брикетов) и/или мелассу и/или смолу каменноугольную и/или пек нефтяной и коксохимический и/или полимерные связующие на основе лигносульфоната, поливинилацетата, портландцемента. Все перечисленные типы связующих были использованы при производстве лабораторных образцов брикетов и показали возможность их использования как индивидуально, так и в виде комбинированных связующих и обеспечивают характеристики брикетов, описанные в изобретении, при этом комбинированные смеси позволяют достигать более оптимальных показателей брикетов по влажности и зольности брикетов, понижая их, а также по выходу целевой фракции брикетов, повышая ее.

Согласно изобретению, достижение гомогенизированной смеси угля со связующим достигается при смешении компонентов в смесителе в течение не менее 5 минут (время смешения зависит от типа используемого смесителя, наибольшую эффективность для смеси, описанной в изобретении, показатели двухвалковые смесители). Снижение времени смешения компонентов приводит к увеличению расхода связующих при сохранении прочности готовых брикетов.

При проведении опытно-промышленных исследований определено, что для достижения заявленных прочностных характеристик брикетов необходимо время для окончательного набора прочности готовых брикетов. При этом время набора прочности зависит от температуры, при которой выдерживаются брикеты. Так, во время опытно-промышленного производства брикетов были получены следующие результаты – при температуре окружающей среды 10оС брикеты вылеживались в течение 60 минут, а брикеты, которые проходили сушильную установку, с температурой внутри камеры сушки 150оС набирали прочность за 5 минут. Также отработана технология комбинированного набора прочности брикетов «Открытый воздух – сушка».

Согласно изобретению, для получения брикетов из предложенных фракций угля и с использованием связующего до 5% и достижения выхода целевой фракции не менее 90% используются следующие технологии:

- формование брикетов при помощи экструдеров с усилием пресса не менее 10 кгс/см2, работа с понижением усилия прессования приводит к увеличению расхода связующих веществ и как следствие к увеличению зольности готовых брикетов;

- формование брикетов на валковых прессах с усилием не менее 50 тс/см2, понижение усилия пресса также приводит к увеличению расхода веществ и как следствие к увеличению зольности готовых брикетов;

- формование брикетов при помощи вибропрессов с плотностью упаковки брикета не менее 0,9 кг/дм3, снижение плотности упаковки брикетов приводит к увеличению расхода связующих веществ и как следствие к увеличению зольности готовых брикетов;

Пример реализации изобретения.

Брикеты, соответствующие настоящему изобретению, были получены на опытно-промышленном комплексе, размещенном на промышленной площадке АО «Воркутауголь». В ходе наработки опытно-промышленной партии брикетов использовался уголь марки 2Ж, фракционным составом 0-500 мкм и влажностью 18%, содержанием летучих веществ 34% и содержанием золы 8,5%. Данный уголь, загружался в бункер, от куда с заданным расходом подавался на сборочный конвейер. На сборочный конвейер дозировалась мука (2 % от массы угольной мелочи), с содержанием клейковины 25% (связующее вещество). Компоненты шихты для брикетирования со сборочного конвейера подавались в двухвалковый смеситель, где происходила гомогенизация смеси в течение 7-8 минут. После смесителя шихта, готовая для брикетирования, при помощи конвейера, загружалась в экструдер с усилием прессования 50 кгс/см2. Сырые брикеты (Ø 7мм, l = 8-10мм) после экструдера выдерживались на открытом воздухе в течение 40 минут, после чего подавались в сушильный шкаф, в котором производилась сушка в течение 10 минут, при температуре 110оС. В результате готовые брикеты, влажностью 6-7%, с содержанием целевой фракции после пятикратного сбрасывания с высоты 2м – 95% отгружались в полувагоны и доставлялись в ПАО «Северсталь», г. Череповец. Доставленные брикеты загружались в камеру коксования промышленной коксовой батареи №6 в заданном соотношении с угольными концентратами, используемыми в то время в соответствии с шихтовой картой. Повышение качественных характеристик кокса, полученного с использованием угольных брикетов, соответствует предварительным лабораторным исследованиям.

1. Способ производства угольных брикетов для коксования, включающий операции смешения компонентов брикета и формование брикетов, отличающийся тем, что производят смешение угольной мелочи с размером частиц не более 1 мм, выходом летучих веществ 0-38%, зольностью 0-20% и связующего в количестве 0-5 % от массы угольной мелочи в течение не менее 5 мин, осуществляют формование брикетов размером не более 35 мм по любому из направлений, производят их сушку при температуре 10-150°С в течение 5-60 мин, при этом его влажность составляет не более 20%, а выход целевой фракции составляет не менее 90%.

2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве связующего применяют или муку с содержанием клейковины не менее 20%, и/или мелассу, и/или смолу каменноугольную, и/или пек нефтяной и коксохимический, и/или полимерные связующие на основе лигносульфоната, поливинилацетата, портландцемента.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формование брикетов осуществляется на валковых прессах с усилием не менее 50 тс/см2.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формование брикетов осуществляется при помощи вибропрессов с плотностью упаковки брикета не менее 0,9 кг/дм3.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формование брикетов осуществляется при помощи экструдеров с усилием пресса не менее 10 кгс/см2.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к присадкам для угля. Предложен способ изготовления присадки для угля, предназначенной для стимулирования микрогрануляции и гомогенизации угля, где присадку получают в жидком состоянии посредством смешивания исходных материалов, представляющих собой: ферментативный бульон, эмульсию ионов металлов и бентонита или гелита, и раствор неорганической кислоты/органической кислоты, где ферментативный бульон фруктовых остатков получают посредством смешивания от 45 до 55 массовых частей бета-гидрокситрикарбаллиловой кислоты, от 45 до 55 массовых частей фруктовых остатков и от 3 до 10 массовых частей раствора неорганической кислоты/органической кислоты, а также 100 массовых частей воды, причем продолжительность ферментации составляет от 7 до 10 суток, раствор неорганической кислоты/органической кислоты представляет собой смесь неорганической кислоты и органической кислоты в массовом соотношении 1:1, и эмульсию ионов металлов и бентонита или гелита получают посредством перемешивания от 95 до 105 массовых частей бентонита или гелита, от 95 до 105 массовых частей ионов металлов и от 10 до 30 массовых частей воды, и при этом ферментативный бульон фруктовых остатков, эмульсию ионов металлов и бентонита или гелита и раствора неорганической кислоты/органической кислоты смешивают в таком соотношении, что смесь содержит 50 массовых частей ферментативного бульона фруктовых остатков, 50 массовых частей эмульсии ионов металлов и бентонита или гелита и от 3 до 10 массовых частей раствора неорганической кислоты/органической кислоты, а также от 10 до 20 массовых частей воды с последующим перемешиванием смеси при температуре от 60 до 90°C в течение от 10 до 12 часов.

Изобретение относится к области газообразных углеводородных топлив. Описывается транспортабельная горючая газообразная суспензия, включающая негорючий газообразный носитель и частицы твердого топлива, суспендированные в газообразном носителе, причем частицы твердого топлива состоят из частиц образованного из угля твердого углеродсодержащего материала, имеющих размер частиц менее 40 мкм.

Изобретение раскрывает способ сбора мелкодисперсного угля, который включает обезвоживание суспензии жидких отходов обогащенного угля, имеющей содержание твердых частиц 30% по массе или меньше, для получения мелкодисперсного угля, имеющего размер частиц 1000 мкм или меньше и водосодержание от приблизительно 5% до приблизительно 20% по массе, причем обезвоживание суспензии жидких отходов обогащенного угля включает в себя центрифугирование суспензии в центрифуге со сплошным ротором, при этом центрифуга содержит вращающийся ротор, вращающийся шнек и переливную перегородку, где мелкодисперсный уголь содержит по меньшей мере 95% по массе твердых частиц, содержащихся в суспензии жидких отходов обогащенного угля.

Изобретение раскрывает способ сбора мелкодисперсного угля, который включает обезвоживание суспензии жидких отходов обогащенного угля, имеющей содержание твердых частиц 30% по массе или меньше, для получения мелкодисперсного угля, имеющего размер частиц 1000 мкм или меньше и водосодержание от приблизительно 5% до приблизительно 20% по массе, причем обезвоживание суспензии жидких отходов обогащенного угля включает в себя центрифугирование суспензии в центрифуге со сплошным ротором, при этом центрифуга содержит вращающийся ротор, вращающийся шнек и переливную перегородку, где мелкодисперсный уголь содержит по меньшей мере 95% по массе твердых частиц, содержащихся в суспензии жидких отходов обогащенного угля.

Изобретение относится к способу изготовления брикетов из углеродсодержащего исходного сырья из отходов, включающих источники углерода. Способ получения углеродсодержащего исходного сырья из источника углерода, включающего отходы, заключается в том, что способ включает следующие этапы: (i) введение источника биоугля, полученного посредством ожижения с размером частиц меньше 212 мкм в источник отвальной угольной мелочи с размером частиц меньше 212 мкм, чтобы получить биоугольную смесь; (ii) введение катализирующей газификацию добавки, выбираемой из группы, состоящей из источника щелочного металла или источника щелочноземельного металла, в биоугольную смесь; (iii) по выбору, осуществление контакта биоугольной смеси с вяжущим и (iv) уплотнение смеси, полученной на этапе (ii) или (iii), чтобы сформировать один или несколько брикетов углеродсодержащего исходного сырья, причем упомянутые брикеты имеют размер по меньшей мере 5 мм.

Изобретение описывает способ получения твердого материала на основе древесины и материала, полученного из гемицеллюлозы, из древесного сырья, включающий: i) паровую обработку или паровой взрыв древесного сырья с получением тем самым текучего компонента, содержащего гемицеллюлозу, и твердого материала на основе древесины, содержащего обработанный паром древесный материал; при этом указанный способ включает стадии: a) введение древесного сырья в сосуд высокого давления; b) нагревание древесного сырья путем нагнетания пара и поддержания температуры при от 150 до 280° C в течение промежутка времени от 60 до 2400 секунд; c) снижение давления на одной или более стадий и удаление взорванного древесного материала из сосуда; ii) отделение указанного текучего компонента от указанного твердого компонента; iii) обработку по меньшей мере части указанного твердого компонента с получением твердого материала на основе древесины; и iv) обработку указанного жидкого компонента с получением материала, полученного из гемицеллюлозы, включающую отделение текучей фракции по меньшей мере в две стадии: I) первая стадия для удаления суспендированного материала; и II) вторая стадия (нано- или ультрафильтрация) для увеличения концентрация растворенного материала; где после последней фильтрации концентрация растворенного материала в фильтрате составляет выше 10%.

Изобретение относится к способу удаления лигнина из биомассы лигноцеллюлозы. Способ включает подачу биомассы лигноцеллюлозы и первого водного раствора в реактор, причем биомасса лигноцеллюлозы и первый водный раствор образуют реакционную смесь; снижение давления в реакторе ниже 0,8 бар (0,08 МПа) абсолютного давления, предпочтительно 0,5 бар (0,05 МПа) абсолютного давления, более предпочтительно ниже 0,2 бар (0,02 МПа) абсолютного давления; выдерживание реакционной смеси при заранее определенной температуре экстракции и добавление по меньшей мере одного экстрагента, такого как основание или кислота, в реактор и экстракцию лигнина из биомассы в жидкую фазу реакционной смеси.

Изобретение раскрывает способ сухого помола нефтекокса, включающий добавление добавок к нефтекоксу и сухой помол нефтекокса вместе с указанными добавками, характеризующийся тем, что в качестве указанных добавок используют комбинацию по меньшей мере одной органической добавки, выбранной из группы, состоящей из алканоламинов, таких как трипропаноламин, полиолов, таких как диэтиленгликоль, полиамидов, сложных полиэфиров, простых полиэфиров, поликарбоксилатных сложных эфиров, поликарбоксилатных простых эфиров, полиоксиалкиленалкилкарбоната натрия, солей аминов, солей полиолов и их комбинаций, и по меньшей мере одной неорганической добавки, выбранной из группы, состоящей из известняка, доломитового известняка, золы-уноса, шлака, глины, латерита, боксита, железной руды, песчаника и их комбинаций, причем добавки добавляют в нефтекокс в количестве от 0,51 до 10% масс.

Изобретение раскрывает способ сухого помола нефтекокса, включающий добавление добавок к нефтекоксу и сухой помол нефтекокса вместе с указанными добавками, характеризующийся тем, что в качестве указанных добавок используют комбинацию по меньшей мере одной органической добавки, выбранной из группы, состоящей из алканоламинов, таких как трипропаноламин, полиолов, таких как диэтиленгликоль, полиамидов, сложных полиэфиров, простых полиэфиров, поликарбоксилатных сложных эфиров, поликарбоксилатных простых эфиров, полиоксиалкиленалкилкарбоната натрия, солей аминов, солей полиолов и их комбинаций, и по меньшей мере одной неорганической добавки, выбранной из группы, состоящей из известняка, доломитового известняка, золы-уноса, шлака, глины, латерита, боксита, железной руды, песчаника и их комбинаций, причем добавки добавляют в нефтекокс в количестве от 0,51 до 10% масс.

Изобретение описывает способ производства модифицированного угля из низкокачественного угля как исходного материала, включающий стадию дегидратации в масле низкокачественного угля; стадию добавления воды в дегидратированный уголь; стадию агломерации содержащего добавленную воду угля и стадию постепенного окисления агломерированного угля, в котором на стадии добавления воды добавляемое количество воды регулируется таким образом, что содержащий добавленную воду уголь имеет содержание воды, составляющее 5 мас.% или более и 20 мас.% или менее, и на стадии окисления агломерированный уголь выдерживается на воздухе при температуре, составляющей 70°C или более и 100°C или менее, где скорость потребления кислорода окисленным углем после стадии окисления составляет 1 мг/г в сутки или менее.

Способ получения твердого топливного брикета из угля путем обработки мелких частиц связующим, содержащим раствор поливинилового спирта, отличающийся тем, что мелкие частицы угля пропитывают 10%-ным водным раствором поливинилового спирта, проводят брикетирование под давлением 100-150 МПа, затем брикет замораживают при температуре минус 20°С в течение 20 ч, затем размораживают при комнатной температуре и высушивают до постоянной массы, в которой содержание частиц угля составляет 99-99,5% масс., поливиниловый спирт - 0,5-1% масс.
Наркология
Наверх