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

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

ной колонне бензола, фенолов и нафталина. Полимерная смола смешивается со смолой, полученной из продуктов, образовавшихся в реакторе.

Кокс сортируют на два класса: крупный отправляют потребителям, а мелкий добавляют к коксу, полученному в реакторе. Прочность кокса, полученного обычным кок­ сованием из поставляемых для этой установки углей, по показателю М40 составляет 30. С применением описан­ ного способа показатель М40 повышается до 75. Для фракции кокса выше 40 мм М40 и М10 соответственно равны 80 и 8.

Методы второй группы, по которым окускованное ме­ таллургическое топливо получают брикетированием угля без добавления связующего компонента, разработаны и внедрены в промышленность в Германской Демократиче­ ской Республике [103—105]. На заводе, построенном в Лаухгаммере, топливо для доменного процесса получают из бурого угля с начальной влажностью 50%, зольно­ стью 2,23% и сернистостью 0,9%. Схема процесса при­ ведена на рис. 5. Уголь, подсушенный до определенной влажности и измельченный до 1 мм, брикетируют на штемпельных прессах.

Полученные брикеты подсушивают отходящими из коксовых печей газами и коксуют в вертикальных камер­ ных печах. Температура газов, поступающих на подсуш­ ку брикетов, составляет 150° С, что достигается за счет рециркуляции. Во время сушки брикеты нагревают до 100° С, в результате чего остаточная влажность брикетов не превышает 3%. Ввиду небольшой прочности получен­ ных брикетов их транспортируют и сушат без перегру­ зок. Коксуют брикеты в вертикальных камерах шириной 0,35, длиной 3 и высотой 8 м.

Камеры скомпонованы в блоки. Каждый блок состоит из 24 камер. Газ в камеры подводится в нижней их ча-

21

сти на высоте около 2 м от основания. Температура вверху камер составляет 380°, а в зоне подвода газа 950—

* По ГОСТ 9867—61 единица давления — ньютон на квадратный метр (н/ж2) или бар (бар):

1 кГ/см* = 9,8 • 104 н/ж2 = 9,8 • 10 - *1 бар.

22

статочно высока, поэтому он используется для выплавки чугуна только в низкошахтных доменных печах.

К методам окускования термически обработанных уг­ лей относится метод, известный под названием «Процесс национальной топливной корпорации NFC» [102]. По это-

Рис. 6. Схема получения кокса методом национальной топ­ ливной корпорации NFC.

му методу работают две опытные установки: одна в НьюХэвене, а другая в Блетлехеме (Пенсильвания). На этих установках коксуются угли с весьма низким или высо­ ким выходом летучих.

Основные фазы технологического процесса (сушка угля до конечного содержания влаги менее 1%; дробле­ ние угля до прохождения 100% его через сито с отвер­

23

стиями 0,833 мм и не менее 90% через сито с отверстия­ ми 0,589 мм; окисление воздухом при нагревании для достижения заданной спекаемости, если последнюю не­ обходимо понизить; брикетирование со связующим — пеком или смолой; коксование брикетов в вертикальной реторте с внутренним обогревом и сухое тушение брике­ тов в специальных секциях) осуществляются в аппара­ туре непрерывного действия.

Технологическая схема этого процесса приведена на рис. 6, а схема реторты для коксования—на рис. 7. Дан­ ные о выходе продуктов коксования в процессе и при обычном коксовании приведены в табл. 11.

Основным преимуществом процесса NFC является возможность перерабатывать угли с различными свойст­ вами. Полученные брикеты обладают большой механи­ ческой прочностью и постоянными размерами. Измене­ нием давления при брикетировании и степени окисления исходного угля можно в некоторых пределах изменять плотность коксовых брикетов.

По сравнению с обычным коксованием в процессе NFC выход смолы увеличивается за счет уменьшения

24

брикеты

25

брикетирование являются сложными и дорогими процес­ сами, фирма считает, что процесс NFC экономически оправдывается малыми капиталовложениями в установ­ ку в целом. По данным фирмы, капиталовложения в про-

Рис. 8. Технологическая схема получения кокса методом «Баумко»:

мышленную установку будут на 30—40% ниже, чем при строительстве обычной коксовой установки.

Процесс «Баумко» (рис. 8) основан на предваритель­ ной термической обработке углей низкой спекаемости, неспекающихся и лигнитов перед брикетированием [94, 99]. В первой ступени уголь крупностью от 0 до 3 мм и влажностью не более 12—15% подвергается полукок­ сованию в механической печи. Для нагрева в этой ста­ дии бурых углей и лигнитов пригодна печь Бютнера или

26