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

формовок из них, очевидно, является аддитивным свой­ ством при одинаковых скоростях нагрева формовок от­ дельных марок углей.

При нагреве формовок из шихты, состоящей из углей марок Д и Г, со скоростью 1,5 град/мин большей меха­ нической прочностью обладали формовки с большим до­ левым участием газового угля.

Испытание механической прочности формовок из шихт, состоящих из углей марок Д и Г, при нагреве со скоростью 4 град/мин показало, что формовки полу­ чаются более прочными, когда шихта состоит преиму­ щественно из длиннопламенного угля. Формовки из шихты, состоящей из 50% угля марки Г и 50% угля марки Д, при всех скоростях нагрева (1,5—4 град/мин) имеют почти одинаковую механическую прочность.

Ранее было установлено, что предварительное тепло­ вое выдерживание газовых углей перед формованием приводит к увеличению, а длиннопламенных — к умень­ шению механической прочности формовок.

Предварительное тепловое выдерживание шихты по­ казало, что если в шихте содержится больше длиннопла­ менных углей, чем газовых, то механическая прочность формовок значительно уменьшается и, наоборот, при большем содержании газовых — она увеличивается.

Прочность вещества формовок, определяемая мето­ дом ВУХИН, также является аддитивным свойством. В связи с тем что для формовок, полученных из газовых углей, она больше прочности вещества формовок, по­ лученных из длиннопламенных углей, то прочность ве­ щества формовок из шихт возрастает с увеличением долевого участия газовых углей в шихте.

Несколько иначе обстоит дело с механической проч­ ностью формовок из бинарной смеси углей марок Д и Ж (рис. 37). В этом случае при всех исследованных

125

скоростях нагрева (1,5; 2,5 и 3,1 град/мин) большей ме­ ханической прочностью обладают формовки, получен­ ные из смеси 75%, угля марки Д и 25% угля марки Ж.

левого участия углей марки Ж приводило к уменьше­ нию прочности вещества формовок. Это объясняется значительным повышением пористости формовок (с 45

до 53-56% ).

При коксовании бинарной смеси, состоящей из 90% угля марки Д и 10% угля марки ОС при скоростях на­

126

грева 1,5 и 3,5 град/мин получались формовки с относи­ тельно низкой механической прочностью. Прочность ве­ щества этих формовок также низка (38,7%). Это связано с тем, что в шихте такого состава в силу раз­ мягчения углей марок Д и ОС, при температурах, отли­ чающихся друг от друга на 60—80°, образуется плохо спекшаяся структура полукокса.

Была исследована также механическая прочность формовок, полученных из шихты, которая состояла из углей марок Г и Ж. Такие формовки нагревались со скоростями 1,5 и 2,5 град/мин. Полученные результаты свидетельствуют о том, что с увеличением в шихте доле­ вого участия угля марки Ж от 5 до 10% и при постоян­ ной скорости нагрева (1,5 град/мин) механическая проч­ ность формовок значительно уменьшается, выход класса > 25 мм уменьшается с 81,2 до 61,9%.

Выход крупного класса уменьшается за счет обра­ зования класса 25—10 мм, потому что с увеличением в шихте количества жирного угля увеличивается трещино­ ватость формовок. Повышение скорости нагрева таких формовок до 2,5 град/мин также сопровождается значи­ тельным уменьшением их механической прочности.

Испытывалось также влияние теплового выдержива­ ния угля перед формованием на механическую проч­ ность формовок из шихты, состоящей из марок углей Г—90% и Ж —10%. Время выдерживания изменялось от 3 до 5 мин. Предварительное выдерживание угля бла­ гоприятно влияло на механическую прочность формо­ вок: выход класса > 2 5 мм увеличивался до 92,0%. С увеличением механической прочности формовок уве­

127

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ СЛАБОСПЕКАЮЩИХСЯ УГЛЕЙ

До последнего времени малометаморфизированные каменные угли использовались главным образом для энергетических целей и в недостаточной мере пере­

рабатывались с целью получения из них химического сырья, хотя некоторые типы малометаморфизированных углей с этой точки зрения более ценны, чем нефть.

В органической массе малометаморфизированных уг­ лей содержится повышенное количество водорода и кислорода. Большая часть кислорода в элементарных структурных единицах органической массы углей нахо­ дится в виде таких соединений и в таком положении, что при нагреве он относительно легко отщепляется, вступая в реакцию с образующимися углеводородными радикалами. В результате этого при термической дест­ рукции малометаморфизированных углей образуется от­ носительно большое количество летучих продуктов, в том числе различных более или менее сложных углево­ дородов (табл. 41).

Ранее было показано, что длиннопламенные угли, не образующие при нагревании пластической массы, мож­

t

со связующим и коксованию (в случае необходимости получения высокотемпературного кокса). Эти угли мож­ но вначале брикетировать со связующим, а потом под­ вергать термической обработке. Из длиннопламенных неспекающихся углей с небольшой добавкой жирных методом непрерывного коксования можно получать ме­ таллургический кокс.

Стоимость продуктов, полученных при коксовании каменных углей, значительно превышает стоимость теп­ ловой энергии, вырабатываемой в результате его сжи­ гания. Для выработки 1200 квт-ч электроэнергии стои­ мостью 13,2 руб. требуется 1 г газового угля (с учетом фактической теплотворной способности). Стоимость же полученных только первичных продуктов при коксова­ нии 1 т газового угля превышает 20,0 руб., а при глубо­ кой переработке смолы и сырого бензола и получении серной кислоты из сероводорода коксового газа стои­ мость продуктов увеличивается во много раз. Это под­ тверждает целесообразность строительства специально­ го коксогазохимического завода для переработки слабоспекающихся газовых углей. Цель такого завода — по­

130

лучение бездымного энергетического топлива, а также выработка химических продуктов коксования, в первую очередь, бензольных углеводородов, феноло-крезолов, нафталина, продуктов переработки коксового газа и др., являющихся сырьем для получения пластмасс и искус­ ственного волокна. Кокс, получаемый при этом, может быть использован как бытовое топливо вместо сжигае­ мого в настоящее время рядового угля, а также для не­ которых промышленных целей.

Большое количество добываемого топлива расхо­ дуется на коммунально-бытовые нужды населения. В 1959 г. расход условного топлива для этой цели со­ ставил свыше 120 млн. тили около 20% от всех топлив­ ных ресурсов. За семилетие абсолютный расход топлива на коммунально-бытовые нужды увеличится примерно на 42% и составит в 1965 г. около 165 млн. т в пересче­ те на условное [46]. При этом необходимо иметь в виду, что до сих пор потребность населения городов и сел в топливе обеспечивается за счет планируемых поставок не полностью.

В докладе на сессии Верховного Совета СССР в ок­ тябре 1959 г. о плане развития народного хозяйства

СССР на 1960 г. тов. А. Н. Косыгин указывал, что «...в организации снабжения топливом населения в ряде го­ родов и, особенно, в сельской местности имеются еще серьезные недостатки. Необходимо провести мероприя­ тия по улучшению снабжения топливом городского и сельского населения и значительно расширить сеть по продаже топлива, тем более, что к этому имеются все возможности».

Расход угля на коммунально-бытовые нужды в 1965 г. составит'11—13% от всей добычи каменного угля в стра­ не, или 14—16% от добычи угля, предназначенного для энергетических целей.

в семилетии увеличится в 1,15 раза, а расход их на ком­ мунально-бытовые нужды — в 3,4 раза.

Поскольку в энергетическом балансе коммунально­ бытовых потребностей на 1965 г. большое значение будет иметь уголь, необходимо поставлять населению окускованное топливо, так как сжигание мелких классов угля снижает к. п. д. топок и вызывает перерасход топлива. Одним из способов улучшения качества топлива для коммунально-бытовых нужд является переработка ме­ лочи газовых углей методом высокотемпературного кок­ сования, обеспечивающим получение, кроме окускованного топлива, кокса и химических продуктов.

В связи с особенностями технологии коксования га­ зовых углей коксогазохимические заводы могут быть по­ строены по более простой технологической схеме, чем современные коксохимические заводы. Коксогазохимиче­ ские заводы целесообразно строить в едином комплексе с шахтным хозяйством или коксохимическими заводами. Углеобогатительные фабрики коксогазохимических за­ водов должны быть построены по упрощенной схеме. Химические продукты этих заводов целесообразно пере­ рабатывать на крупных центральных перерабатываю­ щих заводах. Все это позволит снизить капитальные за­ траты, что приведет к снижению себестоимости всех по­ лучаемых коксохимических продуктов. Удельные капи­ тальные затраты на единицу мощности коксогазохими­ ческого завода будут значительно меньше удельных ка­ питальных затрат на коксохимических заводах.

Проведенные П. Е. Сектом расчеты показывают, что себестоимость 1 т кокса при переработке на коксогазо-

132