книги из ГПНТБ / Брагина В.И. Технология угля и неметаллических полезных ископаемых

ществ 4—7%.

М е т о д п о л у ч е н и я м е т а л л у р г и ч е с к о г о

к о к ­

с а

и з

н е с н е к а ю щ и х с я у г л е й .

Этот метод

разрабо­

тан угольным исследовательским институтом (CRI)

в Токио.

Уголь,

измельченный

до крупности

менее 5 мм,

подвергает­

ся

полукоксованию

в «кипящем»

слое при

температуре

550—600° С. Полученный полукокс

с

выходом

летучих ве­

кеты подвергают

быстрому

коксованию

при

температуре

1000—1050° С

в вертикальной камерной леч/и непрерывного

действия. Механическая

прочность коксобрикета

удовлетво­

ряет требованиям

металлургии.

П р о ц е с с

Б а у м к о .

В

нем

уголь

предварительно

на­

гревают до 880° С, в результате чего он целиком

теряет

свою

спекаемость

и служит

инертной

основой для производства

брикетов. В качестве связующего' используют пек и коксую­

щийся уголь

[1] . Пек служит связующим на холоде, а уголь

цементирует

частицы при высоких

температурах.

При

пра­

ходить с большой скоростью. Процесс предназначен

для пе­

реработки плохо спекающихся и неспекающихся

углей;

он

протекает в 3 стадии, причем

10% коксующегося

угля под-

шихтовывается между

первой

и третьей стадиями.

В

первой

стадии уголь крупностью

0—3

мм и влажностью

не

выше

12—15% подвергают полукоксованию в механической

печи,

имеющей

ряд тарелок.

Уголь

пересыпается с одной

тарел­

ки на тарелку и подвергается обработке

теплом

поднима­

ющихся

нагретых газов.

К

получаемому

в виде

порошка

полукоксу

примешивают

10%

коксующегося

угля

и

до

10%

пека.

Смесь полукокса, угля и пека

подогревают

и

брикетиру­

ют, а затем брикеты направляют в вертикальную

камерную

печь.

Продукты горения

из отопительной

системы

проходят

и через слой брикетов. Таким

образом, в этой

печи

одновре-

нием этого .процесса

является коксование антрацита

круп­

ностью менее

1 мм.

Зольность

антрацита

предварительно

была снижена с 25 до

12% при помощи процесса Конвертоль

(разделение тяжелым

маслом).

Смоченный

маслом

антра­

цит брикетируют с добавкой пека. Продукты

коксования воз­

вращаются в

цикл, пек используется в качестве связующего,

ского лигнита и из верхнесилезских

углей.

П р о ц е с с о к о к с о в а н н ы х

б р и к е т о в и з к о к с о ­

в о г о

п о р о ш к а . Метод

разработан

в Венгрии

для

бурого^ " .

угля, коксование производят в вертикальной печи. Кокс после

дробления

смешивают

со

смолой

(8—9%)

и

гудроном

(0,5—0,6%),

целесообразно

добавление

каменного

угля,

5—6%. которого

заменяют

1—2%

смолы. Смесь брикетируют,

и брикеты проходят обжиг

в той же

вертикальной

печи.

Брикетококс выгружают в вагонетку, в которой происходит

тушение, а затем он поступает на-грохот, где отделяется ме­

лочь. Мелочь размером

1,5—20

мм поступает

в

дробилку,

где дробится до 0—3, мм и затем

идет на смешение и брикети­

рование. Продолжительность

коксования

уг^ля

14—16 час,

обжига

брикетов — 8—10

час. Этот метод

находится

в

стадии

промышленного

внедрения.

Аналогичный метод

исследуется

в Румынии.

Б ы с т р ы й н а г р е в , ф о р м и р о в а н и е в п л а с т и -

ч - е с к о м с о с т о я н и и ,

п р о к а л к а .

Этот способ

обеспе­

чивает

возможность получения равномерно

окускованного и

прочного металлургического кокса отдельно взятых газовых

или отощенно-спекающихся углей ряда

угольных

бассейнов

СССР

[1] . Аналогичный .метод

разработан

в США

фирмой

«Кабот

Корпорейшн оф Бостон»

[1] .

ных печей,

часть—в литейном производстве,

еще меньше —

в цветной

металлургии.

Требования к коксу регламентируются

стандартами.

Доменное производство предусматривает

определенное со­

держание

S(0,5—1,9%), Р, золы (9—11%),

влаги (5—7%)

[ ! ] •

ния: содержание золы 10—12%, серы 1 — 1,3%, влаги

не бо­

лее 5—7%,-

Эти требования объясняются тем, что повышенное

содер­

что влечет повышенный

расход

кокса и уменьшает произ­

водительность доменных

печей.

В литейном производстве

Повышенное

содержание

влаги нежелательно

потому,

что снижается теплотворная способность кокса.

Сера влияет

на технологию доменной плавки и на каче­

ство металла. Только в коксе,

применяемом в цветной

метал­

ры на 1% уменьшает расход кокса на 12%, повышает

про­

изводительность доменной

печи

на 20%. В среднем

кокс, вы­

пускаемый из углей •Донецкого

бассейна, содержит

1,7—1,9%

серы,

из углей восточных

районов — 0,5—0,7%

[1] .

Содержание фосфора в коксе колеблется в более низких

пределах, чем серы. Но он весь переходит в металл,

ухудшая

его свойства (повышается хрупкость, понижается

проч­

ность). Содержание фосфора в коксе при выплавке

бессеме­

ровского чугунй не должно превышать 0,015%

[1] . Техниче­

скими

условиями

на

коксовый

орешек

размерами в

10—25 мм, применяемый

в производстве ферросплавов,

элек­

тродном производстве и

для газогенераторов,

предусматри­

вается

содержание

фосфора не более

0,04%.

лочь обволакивается

шлаком,

и происходит

его неполное сго­

рание. Согласно ГОСТ 513-63 и 2014-53

содержание мело­

чи 0—25 мм не должно быть

более 3%

в коксе

крупнее

40 мм, не более 4%

в коксе крупнее 25 мм и не более

7—8%

в коксе 25—40 мм.

поэтому газ подвергается

дальнейшей обработке

с целью

кондиционирования паров

смолы в специальных конденсато­

рах,

где газ охлаждается

до 25°. Но и в этом

случае

не уда­

ется

выделить всю смолу

вследствие высокой

дисперсности.

ток смолы

и газа.

После

удаления смолы удаляют аммиак двумя способа­

ми:

ного масла. Дл я

этой цели

газ после

извлечения

аммиака

направляется

в

бензольные

скрубберы,

где противотоком

орошается поглотительным

маслом. Раствор поступает в дис-

тилляционную колонну,

где

при соответствующей темпера­

туре отгоняется

бензол.

Сырой бензол не является

химически чистым

веществом,

это смесь различных веществ:

1. Собственно

бензол,

применяемый

в производстве ис­

кусственных

красителей

и

взрывчатых

веществ.

2. Толуол,

используемый

для производства

взрывчатых

веществ и в

фармацевтической

промышленности.

ПЕРЕРАБОТКА

КАМЕННОУГОЛЬНОЙ

СМОЛЫ

Выход

смолы

при коксовании колеблется в

зависимости

от состава

шихты їв пределах

2—3,5%.

С каждого м3

газа извлекается от 80 до 120 г смолы. Смо­

л а — это жидкое

маслянистое

вещество черного

цвета, удель­

лучения ценных

продуктов: антрацена,

карбазола,

фенола,

нафталина,

крезола, «иридина.

Переработка смолы заключается в термической

разгонке

на несколько фракций со следующими

выходами (в

процен­

тах от безводной

смолы):

Легкое масло

до 170° С

1—2

Среднее

масло

170—230° С

8—10

Тяжелое

масло

230—270° С

10—12

Антраценовое

масло 270—350° С

21—26

Пек

-

50—60

Все эти масла являются исходным продуктом для даль­

нейшей переработки.

Процесс

разгонки производится в кубовых или трубчатых

Пек — густая

черная, масса,

которая

быстро-застывает,

превращаясь в стеклообразное

состояние.

В

последнее

вре­

мя пек каплями

выпускают в холодную воду

и таким

обра­

зом гранулируют.

Вода

Легкое ri&yio

іазьі

I

новееNCL&IO

масло масло

Р и с . 11. Схема

непрерывной разгонки смолы:

/ — пароперегреватель; 2 — подогреватель

смолы; 3 — куб; 4, 5, 6 —

колонны

Газификация угля

-

Газификация угля как возможный источник горючих га­

зов в последние годы

не противопоставляется газоснабже-

нию на

основе природных газов, а является средством повы­

шения

эффективности использования

топлива

в энергетике,

где по

условиям топливного

баланса

должны

применяться

в больших количествах низкокачественные

угли.

Трудности использования

сернистых и

многозольных уг­

ство горючего, составляющее потери процесса.

Газификация

угля

осуществляется

в

газогенераторах

(рис. 12), представляющих собой вертикальную

шахту, в

верхнюю часть которой загружается уголь

слоем

толщиной

0,6 м и более. Слой угля поддерживается

колосниковой

ре­

шеткой, под которую подается дутье,

получающийся

при

этом генераторный

газ

отводится через

отверстие,

располо­

гоняет из

угля летучие вещества и смешивается с продукта­

ми сухой

перегонки; в самой верхней части угольной загруз­

ки газ производит подсушку угля.

Таким

образом, весь слой угля в газогенераторе можно

новление, сухая

перегонка

и подсушка.

• Зоны горения и восстановления

называют зоной газифи­

кации, так как

именно в этих зонах протекают реакции

обра­

зования генераторного газа. Зоны

сухой

перегонки

и

под­

сушки называют зоной подготовки топлива.

Описанный

выше процесс носит название прямого

про­

цесса Газификации.

При газификации по этому процессу угля с большим вы­

ходом летучих

получается

газ, в котором содержится

смола,

образующаяся

в зоне подготовки

топлива.

Для

получения

из такого угля

газа, свободногоот смолы, применяется

так

называемый обращенный

процесс

газификации,

отличаю­

направлении;

для этого

дутье

вводится

в газогенератор

ниже

зоны

коксования,

и

полученный

газ

проходит

не че­

рез зону подготовки,

а

через

зону,

заполненную

коксом

(рис.

13).

P и с.

13. Схема расположения зон в

газо-

генераторе

обращенного процесса:

/ — зона сушки;

2 — зона

коксования;

3—

зона

горения;

4 — зона

восстановления;

• 2 - я

5 — зона шлака

В

газогенераторе, работающем

по обращенному

процес­

су, в

отличие от газогенератора с

прямым процессом, зона

окисления располагается над зоной

восстановления,

под ко­

Различают

газификацию

в неподвижном

и подвижном

слое. В первом

случае применяют уголь крупностью более

10 мм, а во втором — уголь

крупностью 0—10 мм. При гази­

фикации в неподвижном слое куски топлива

располагаются

неподвижно, а при" газификации в подвижном

слое, вследст­