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

золе из газовых углей значительно больше. Если исхо­ дить из приведенных выше цифр, то нетрудно подсчи­ тать, что общий выход бензольной фракции на 1 тсухого угля составляет:

Таким образом, общий выход бензольной фракции из газового угля в 1,7—1,8 раза больше, чем из заводской шихты.

В коксовом газе из газовых углей содержится мень­ ше водорода, больше метана и окиси углерода, чем в га­ зе из обычных шихт.

Таким образом, выход и состав химических продук­ тов, получаемых при высокотемпературном коксовании малометаморфизированных углей, отличаются от пока­ зателей коксования заводских шихт увеличенным выхо­ дом коксового газа, смолы, сырого бензола и их важней­ ших компонентов — фенола и бензола.

61

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО КОКСА, ПОЛУЧЕННОГО ИЗ ГАЗОВЫХ УГЛЕЙ

Высокотемпературный кокс, полученный из газовых углей, может использоваться, главным образом, в каче­ стве энергетического топлива и как технологическое топ­ ливо для процессов, в которых не требуется высокая ме­ ханическая прочность кокса. Так, например, такой кокс был успешно применен на Запорожском ферросплавном заводе при выплавке 75%-ного ферросилиция. Примене­ ние кокса из газовых углей вместо коксового орешка дало следующие результаты:

1)производительность печи при выплавке ферроси­ лиция увеличилась на 3—4%;

2)удельный расход электроэнергии снизился на 3,7%;

3)расход кокса на выплавку ферросилиция умень­ шился на 3,3%.

62

Плавка на таком коксе показала полную возмож­ ность и целесообразность использования его в качестве восстановителя при выплавке ферросилиция.

Институтом теплоэнергетики АН УССР кокс из газо­

Кокс из газовых углей по сравнению с доменным ха­ рактеризуется низкой температурой воспламенения и по­ вышенной горючестью (табл. 29). Это указывает на возможность сжигания его даже в простейших топках и делает его ценным бытовым топливом.

Испытания кокса из газовых углей в качестве быто­ вого топлива проводил НИИМесттоппром в бесканальной теплоемкой отопительной печи с колпаком насадоч­ ного типа. Для объективной сравнительной характери­ стики кокса как бытового топлива в этой же печи были испытаны антрацит и угли, из которых был получен кокс,

63

а также брикеты, приготовленные из исходных углей. Результаты теплотехнических испытаний различных ви­ дов топлива приведены в табл. 30.

Было установлено, что кокс нормально горит в рас­ каленном слое и обладает высокой термической стойко­ стью на протяжении всего времени горения. Расход дров на растопку кокса составляет всего 1 кг, в то время как при работе печи на антраците для этой цели их тре­ буется в два раза больше.

К- п. д. бытовой печи, в которой сжигается кокс, по­ лученный из донецкого газового угля, равен 73,3%. Для сравнения можно указать, что к. п. д. печи при сжига­ нии антрацита марки АК составляет 64,3%. Первый к. п. д. печи получается высоким, потому что кокс тер­ мически стоек и при горении не дает мелких частиц, которые проваливаются в зольник. Кроме того, при сжи­ гании в печи кокса потери тепла от химической непол­ ноты сгорания меньше, чем при сжигании исходного угля. Следует отметить, что в примененной конструкции печи температура уходящих газов при работе на коксе превышает аналогичные показатели для других видов топлива. Если сжигать кокс в других типах отопитель­

64

Таблица 30

„АРШ, содержа­

Как показали испытания, к. п. д. бытовой печи при сжигании рядового львовско-волынского угля колебался в зависимости от способа закладки его в топку от 59,6 до 66,7%, при сжигании обогащенного угля он составлял 61,3%, а брикетов из рядового угля — 66,9%, при сжига­ нии кокса, полученного из этого же угля, — 70,1%.

Рядовой и обогащенный газовые угли, а также бри­ кеты из них при сжигании в бытовых печах спекаются, образуя плохо проницаемую для воздуха подушку, в связи с чем для поддержания нормального горения не­

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМОВАННОГО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОКСА

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОЦЕССА

Впоследние годы проводились исследования метода не­ прерывного коксования слабоспекающихся углей в ИГИ АН СССР под руководством чл.-корр. АН СССР

Л. М. Сапожникова. В ИГИ АН СССР [4], 42—44, 47— 51, 84—86] проводились лабораторные исследования, а для проверки разработанных принципов нового процес­ са и решения вопросов технологического и аппаратур­ ного оформления была построена стендовая установка производительностью 200 кг!ч угля. В этой установке процесс коксования осуществляется не послойно, а раз­ дельно по стадиям в отдельных аппаратах, что дает воз­ можность применять различные методы и скорости на­ грева в каждой стадии и управлять процессом коксообразования. Кроме того, в этом процессе можно заранее разделить всю массу перерабатываемого угля на отдель­ ные изделия одинаковой величины, придавая им при этом желаемую форму и размеры.

Основным отличием нового процесса от существую­ щего метода коксования является сближение угольных частиц и слияние их в монолит под определенным давлением, приложенным в определенный выбранный

лей и находится в пределах 400— 470° С, т. е. в пределах температур угля в пластическом состоянии и затвердевания пластической массы. Из вих­ ревого нагревателя второй ступени уголь уносится газо­ вым потоком в циклон 4 второй ступени, из которого вы­ ходит в виде сыпучего материала.

В вихревом нагревателе уголь нагревается до тем­ пературы перехода в пластическое состояние, но из-за высокой скорости нагрева он не успевает изменить своего агрегатного состояния, для чего требуется не­ которое время. В связи с этим уголь из циклона 4 по­ дается в аппарат выдерживания 5, в котором находится

68

при определенной температуре некоторое время, необ­ ходимое для подготовки его к формованию. Из аппара­ та выдерживания уголь поступает в аппарат для фор­ мования — шнековый пресс 6, на котором получают формовки цилиндрической формы. Их диаметр изменя­ ют применением различных мундштуков пресса.

СТАДИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАГРЕВА УГЛЯ

Нагревать уголь до температуры пластического со­ стояния целесообразно в токе газообразного теплоноси­ теля, так как в этом случае в результате хорошего смешения угля и газа коэффициент теплопередачи бу­ дет наибольшим. По предложению В. П. Козырева и И. 3. Шубеко, уголь на установке непрерывного коксо­ вания предварительно нагревали в вихревом потоке теплоносителя в аппарате, получившем название ви­ хревого нагревателя [86, 87]. В этом аппарате уголь очень быстро нагревается до температуры 420—450°. В вихревом нагревателе коэффициент теплопередачи значительно больше, чем в обычных теплообменных ап­ паратах и нагревательных печах. Благодаря разности скоростей между частицами угля и газа происходит турбулизация пограничного слоя газа. Разность скоро­ стей движения угольных частиц и газа возникает из-за того, что частицы угля в газовом потоке движутся кри­ волинейно. В результате наблюдений за движением

69

угольных частиц различных размеров в газовом потоке установлено наличие заметного вращения частиц, кото­ рое резко изменяет характер обтекания их газом и обус­ ловлено следующими факторами:

1)неправильными геометрическими размерами;

2)вращающим моментом, создаваемым газовым по­

током; 3) периодическим ударением частиц о стенки аппа­

рата или соударением их.

Турбулизация пограничного слоя вызывает интен­ сивный теплообмен в газовой взвеси, что позволяет за

ность теплообмена среды и поверхности частицы по сравнению с ее теплопроводностью. Возможны два слу­ чая: Bi 1 и B i^ l . В первом случае относительная интенсивность теплообмена мала, она характерна для современных печей при малых значениях коэффициен­

та теплообмена и больших значениях -^f. В этих усло­

виях можно пренебречь температурным перепадом по частице по сравнению с температурным напором. Во

70