книги из ГПНТБ / Тютюнников Ю.Б. Получение кокса из слабоспекающихся углей

11

Таблица 6

Изменения в топливном балансе УССР в семилетии

Несмотря на ускоренное развитие добычи нефти и га­ за, уголь будет оставаться основой топливного баланса республики (табл. 7).

Таблица 7

Топливные балансы СССР и УССР к концу семилетия (1965 г.)

В 1965 г. в части Донбасса, находящейся в пределах Украины, добыча угля составит 189,6 млн. т, что обеспе­ чит прирост добычи угля за семилетие около 41,6 млн. т. Быстрыми темпами должна развиваться добыча угля

12

Львавско-Волынского бассейна. За семилетие она увели­ чится с 1,8 млн. г в 1958 г. до 9,7 млн. т в 1965 г.

Основным видом энергетического топлива к концу семилетия будет уголь [88]. В табл. 8 приведено измене­ ние структуры энергоресурсов УССР в семилетии.

Таблица 8

Изменение структуры энергоресурсов УССР в семилетии

нужд населения городов и сел УССР в пересчете на условное топливо в 1965 г. составит 17% от производ­ ства топлива в республике.

В табл. 9 приведены источники, за счет которых час­ тично будет покрыта потребность в топливе для этих целей.

Приведенные в табл. 9 данные показывают, что хотя удельный вес газа, тепловой и электрической энергии в топливно-энергетическом балансе коммунально-бытовых потребителей УССР возрастет, все же суммарная доля их составит в 1965 г. всего лишь около 15%. За счет твердого топлива будет покрыто около половины потреб­

13

ности в топливе. Основным поставщиком твердого топли­ ва для коммунально-бытовых нужд будет Донецкий бассейн.

Таблица 9

Изменение топливно-энергетического баланса

Значительная часть потребности в топливе для ком­ мунально-бытовых нужд может быть покрыта за счет отсортированных антрацитов, сортовых углей других марок, а также брикетов и энергетического кокса.

Из приведенного анализа добычи и потребления ка­ менных углей на Украине следует, что в республике имеются значительные ресурсы слабоспекающихся ка­ менных углей, при термической переработке которых можно получить доменное топливо и значительное коли­ чество ценных химических продуктов.

14

МЕТОДЫ ОКУСКОВАНИЯ СЛАБОСПЕКАЮЩИХСЯ УГЛЕЙ

D связи с ограниченностью запасов хорошо коксуюОщихся углей и необходимостью непрерывного расши­ рения сырьевой базы коксохимической промышленности

впоследнее время значительно увеличился объем работ

вобласти исследования процессов, позволяющих полу­ чать окускованное топливо из слабоспекающихся и неспекающихся углей.

Все предложенные методы окускования слабоспе­ кающихся углей в основном можно разделить на три группы:

1) методы, не требующие коренного изменения су­ ществующей технологии коксования и заключающиеся в специальной подготовке углей (метод Совако) [89, 96], повышении насыпного веса шихты (трамбовании) [18, 29], подборе состава шихты, повышении скорости коксо­ вания и др.;

2) методы, по которым рядовые угли вначале брике­ тируют без предварительной специальной термической обработки, а затем нагревают до высоких температур; 3) методы, основой которых является первоначаль­ ное термическое воздействие на угли с последующим, брикетированием карбонизированных продуктов и даль­

нейшей термической обработкой их.

15

Угли брикетируют двумя способами:

1) без добавления связующего компонента: а) при высоких давлениях прессования; б) при небольших дав­ лениях прессования с нагревом брикетируемого угля до пластического состояния;

2) с добавлением различных связующих, которые об­ волакивают отдельные мелкие частички угольной мелочи и способствуют прочному склеиванию всей массы при приложении давления.

ВУХИН в лабораторных условиях было исследовано

[4]влияние скорости нагрева на коксуемость угля. Про­ бы угля нагревали в лодочках из жароупорной стали. Скорость нагрева их у стенок лодочек находилась в пределах 300—500 град/мин. Пропуская электрический ток непосредственно через нагреваемый уголь с добав­ кой к нему коксовой мелочи, удавалось достичь ско­ рости нагрева около 2000 град!мин [101]. Это в некоторой степени повышало спекаемость угля, и таким образом удавалось получить из смеси угля с выходом летучих 33—35% и 10% коксовой мелочи кокс удовлетворитель­ ного качества.

Увеличение спекаемости углей с повышением скоро­ сти нагрева положено в основу процесса коксования слабоспекающихся углей [93], известного под названием «Процесс Бреннштоф-техник» (рис. 1). В этом процессе высокой скорости нагрева углей достигают в камерах, стены которых изготовлены из жароупорного металла, вследствие чего их температуропроводность во много раз превышает температуропроводность стен из динаса. Это позволяет проводить процесс коксования при более низких температурах в отопительных простенках, чем в обычных коксовых печах. Ширина камер печей коксова­ ния может изменяться от 60 до 105 мм. Чем хуже кок­ суется уголь, тем ширина камер должна быть меньше.

16

Для облегчения выдачи кокса .стены камер вверху имеют шарнирную подвеску и могут быть отодвинуты в сторону (рис. 2).

Рис. 1. Схема установки «Бреннштоф-техник» для коксования

слабоспекающихся углей:

бензола; 8 — абсорбер; 9 — газодувки; 10 — смолоотделитель; 11 — холодиль­ ник; 12 — насос; 13 — хранилище аммиачной воды; /4 — сборник смолы;

15 — скиповый подъемник.

Коксование осуществляется в блоках, каждый из ко­ торых состоит из 12 камер. Длина камеры — 2,5, высо­ та — 2 м. Для равномерного обогрева камер по высоте применяется рециркуляция продуктов горения (рис. 3), получающихся при сжигании газа в отдельной камере. Печи одного блока загружаются одновременно из много­

и

секционного вагона. Разовая загрузка угля одной каме­ ры составляет около 1 т.

Кокс из блока камер выдается в тушильный вагон и

Слабоспекающийся уголь, измельченный до крупности 0—2 мм, поступает сверху в реактор, в ко­

тором нагревается в псевдоожиженном слое подводя­ щимся снизу теплоносителем. В зависимости от качества угля теплоноситель инертен или содержит кислород. Из1*

* По ГОСТ 9867—61 единица количества тепла—джоуль (дж). Теплотворная способность газа будет выражаться в джоулях на нормальный кубический метр (дж/нм3):

1 ккал/нм* — 4,2-103 дж!нм3.~ 4,2 кдж/нмз.

18

Рис. 3. Схема обогрева печей «Бреннштоф-техник»:

Рис. 4. Схема установки для коксования слабоспекающихся углей:

1 — реактор для нагрева угля в псевдоожиженном слое; 2, 7 — конден-

Таблица 10

Выход продуктов коксования в процессе «Бреннштоф-техник»

нижней части реактора отводится кокс, который измель­ чается до крупности 0—0,5 мм, из верхней — полукокс, измельченный до крупности 0—1 мм. Образующийся в реакторе газ поступает в колонну, где из него выде­ ляются смола и масла. После колонны газ выводят из системы или возвращают в цикл обогрева.

Сконденсировавшиеся в колонне продукты поступают в полимеризатор, в котором обрабатываются серной или азотной кислотой. Маслянистые продукты полимеризуются, превращаясь в вязкие смолы, из которых в колонне выделяются бензол, толуол, фенолы и нафталин. Поли­ мерная смола удаляется снизу колонны, охлаждается (температура плавления смолы по Кремер-Сарнову вы­ ше 70° С), измельчается и подается в смеситель, в кото­ ром перемешивается с углем, коксом и полукоксом. По­ лученная шихта коксуется в коксовых печах с обычной загрузкой или загрузкой с трамбованием.

Образующийся при коксовании газ проходит конден­ сационную колонну. Продукты конденсации также полимеризуются с последующим получением в дистилляцион-

20