Файл: Тютюнников Ю.Б. Получение кокса из слабоспекающихся углей.pdf

чем выше температура обработки угля. Совершенно

>1 мм 70,0 г — марки Ж шахты

«Никитовка 4/5», треста «Горловск- ных из угля марки Д, на­

уголь», с содержанием фракций > 1 мм.

55,4 %. гретого до температуры

260—350° С в теплоно­ сителе с содержанием кислорода от 1 до 3%, увеличивается. Так же изменяется структурная проч-

86

ность формовок из угля марки Г, но в обоих случаях структурая прочность формовок из нагретых углей меньше, чем из исходных. Прочность формовок из черемховского угля имеет оптимум при нагреве до 200— 260° С и содержании в теплоносителе 1% кислорода.

С увеличением температуры нагрева структурная прочность формовок, полученных из всех углей, при обработке инертными газами и газом с добавкой кисло­ рода всегда снижалась. Однако при нагреве угля мар­

лученных из этого угля, несколько увеличивалась. Та­ ким образом, на основании проведенных исследований можно заключить, что, подбирая необходимый состав газообразного теплоносителя и соответствующую тем­ пературу обработки, можно в значительной мере изме­ нять в нужном направлении пластические свойства уг­ ля и этим регулировать механическую прочность фор­ мовок.

Из длиннопламенного угля можно получать формо­ ванный кокс, нагревая уголь в теплоносителе без из­ бытка кислорода.

Для получения прочных формовок из газового угля с пластическим слоем 10—12 мм желательно, чтобы теп­ лоноситель содержал кислородСуществует оптималь­ ное соотношение между температурой нагрева угля и количеством кислорода в газе. При переработке угля с двухступенчатым нагревом в первой ступени целесо­ образно нагревать уголь теплоносителем с избытком кислорода 3—4%, а до режимной температуры его на­ до нагревать в газе, не содержащем свободного кисло­ рода.

Длительный опыт работы лабораторной установки показал, что при несоблюдении температурного режима

87

частицы угля налипают на стенки трубки. Чтобы пред­ отвратить это, надо не превышать максимально допу­ стимых температур нагрева угля, которые составля­ ли, °С:

Совершенно понятно, что при работе на установке другой конструкции общая закономерность в допусти­ мых температурах нагрева сохранится, хотя абсолют­ ное значение их должно изменяться, так как свойство угля налипать обусловливается не только температу­ рой, но и гидродинамическими условиями нагрева и ха­ рактером поверхности нагревательного аппарата. Весь­ ма радикальным средством для предотвращения нали­ пания угля на стенки аппарата является добавка к теп­ лоносителю некоторого количества кислорода. При до­ бавке к азоту 5% кислорода можно было нагревать газовый уголь до температуры 410° С без налипания его на стенки трубки.

СТАДИЯ ВЫДЕРЖИВАНИЯ

I

Выше упоминалось, что при быстром нагреве угля в вихревой камере степень разложения органической массы его отстает от достигнутой температуры. Если после быстрого нагрева угля не удалять из аппарата образующихся продуктов термической деструкции, то процесс формования угольной массы чрезвычайно усложняется образующимися в большом количестве га­ зами.

Формование угольной массы при пониженной тем­ пературе, когда масса еще не имеет достаточной сте­

88

пени размягчения, не дает положительных результатов. В этом случае давление 1,5—3,0 кГ1см2 недостаточно, чтобы деформировать и сблизить малоразмягченные частицы и заставить их слиться в монолит. При недо­ статочной степени размягчения угольной массы в изло­ ме формованных изделий можно видеть ясно оконту­ ренные частицы угля. При этом характерная пористая структура отсутствует, и такие рыхлые формовки не обладают достаточной прочностью.

Угольную массу, уже прошедшую в значительной мере процессы деструкции, желательно формовать по­ тому, что в этом случае в пластической массе будет диспергировано некоторое количество образующихся твердых продуктов разложения. Образование твердого наполнителя способствует повышению теплопровод­ ности формовок и позволяет вести спекание с повышен­ ной скоростью нагрева.

На установке непрерывного коксования подогретый уголь выдерживался в непрерывно вращающемся шне­ ке, в котором он все время перемешивался и имел на­ сыпную плотность 0,4—0,5 т/м3, что обеспечивало сво­ бодное удаление продуктов разложения.

Зависимость кажущейся плотности формовок йкаж из слабоспекающихся углей от температуры и времени выдерживания углей показана на рис. 22 [61]. Увели­ чение времени выдерживания их при температурах 405, 410 и 415° С во всех случаях вызывает изменение кажущейся плотности, а увеличение времени выдер­ живания до 40 сек при температуре нагрева угля 420° С приводит к возрастанию истинной плотности формо­ вок до 1,4785. Такое явление объясняется, по-видимому, тем, что формование угля марки Г в таких условиях происходит тогда, когда пластическая масса в основ­ ном достигает степени термической деструкции, при

89

температуре формования 405, 410 и 415° С соответствует времени выдерживания угля 40—50 сек. Такому же вре­ мени выдерживания соответствует и максимальная по­

20—30 сек и что при увеличении его вследствие образо­ вания значительного количества высококарбонизированного материала уголь теряет способность образовы­ вать монолитную массу и поэтому нет возможности по­ лучить механически прочные формовки.

В аппарате выдерживания происходит подготовка угля к формованию: угольные частицы равномерно про­ греваются по всему объему и выделяется определенное количество летучих продуктов.

90

ФОРМОВАНИЕ УГОЛЬНОЙ МАССЫ

Угольная масса формуется в прессе шнекового типа (рис. 23). Пресс состоит из приемной камеры 4, из кото­ рой уголь забирается винтом 5 в канал головки прес­ са 2. Головка пресса заканчивается мундштуком / [61].

Сыпучий уголь в результате уплотнения в витках винта и, главным образом, в

конусе мундштука образует го­ могенную пластическую уголь­ ную массу и выдавливается в

что с увеличением производительности несколько увели­ чивается скорость выхода формованной массы, в резуль­ тате чего повышается сопротивление выходу. Шнековый пресс развивает большее давление, вследствие этого ка­ жущаяся плотность формовок повышается, а пористость уменьшается.

Как было уже показано выше, формование уголь­

способствует увеличению прочности формовок, облег­ чает работу шнекового пресса, поскольку формовки вы­ даются с меньшим усилием.

91