способ подготовки угольной шихты к коксованию

Формула изобретения

Способ подготовки угольной шихты к косованию, включающий дробление, дозирование, смешение углей, отделение мелких фракций, введение в нее связующего, отличающийся тем, что в качестве связующего использут фталопекосодержащие отходы, перед дозированием раздельно накапливают газовые, жирные и отощенные спекающиеся угли, а совместно и послойно в соотношении 3 : 1 накапливают малозольные слабоспекающиеся рядовые угли и фталопекосодержащие отходы, сертифицируют каждый компонент по золе, выходу летучих веществ, дозируют газовые, жирные, отощенные спекающиеся и малозольные слабоспекающиеся угли с фталопекосодержащими отходами в соотношении (0,35 - 0,40) : (0,55 - 0,58) : (0,04 - 0,06) соответственно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к коксохимическому производству, в частности к способу подготовки угольной шихты к коксованию.

Известен способ подготовки угольной шихты к коксованию, включающий измельчение, смешивание компонентов угольной шихты, ввод в шихту слабоспекающихся компонентов, последние перед вводом в шихту смешивают со смолосодержащими отходами, смесь нагревают до 200^oC, охлаждают до температуры окружающей среды, измельчают и вводят в угольную шихту (1). RU 94020957 A1.

Недостатками данного способа являются невозможность стабилизации качества шихты, наличие повышенного содержания пылевидных классов и отсутствие дозирования смолосодержащих отходов.

Известен способ подготовки угольной шихты к коксованию, принятый за прототип, включающий дробление, дозирование, смешение углей, отделение фракций шихты углей менее 1 мм, введение в нее связующего, разделение угольной шихты на слои, введение каменноугольных фусов между слоями угольной шихты, брикетирование (2). SU 1490133 A1.

Данный способ не позволяет достигнуть однородности шихты по качественным параметрам.

Задачей изобретения является стабилизация качественных параметров угольной шихты при снижении затрат на ее производство, утилизация вредных отходов коксохимического производства.

Поставленная задача достигается тем, что в способе подготовки угольной шихты к коксованию, включающем дробление, дозирование, смешение углей, отделение мелких фракций, введение в нее связующего, согласно изобретению в качестве связующего используют фталопекосодержащие отходы, перед дозированием раздельно накапливают газовые, жирные и отощенные спекающиеся угли, а совместно и послойно малозольные слабоспекающиеся рядовые угли и фталопекосодержащие отходы в соотношении 3:1, сертифицируют каждый компонент по золе, выходу летучих веществ, причем дозируют газовые, жирные, отощенные спекающиеся и малозольные слабоспекающиеся угли с фталопекосодержащими отходами в соотношении (0,35 - 0,40) : (0,55 - 0,58) : (0,04 - 0,06) соответственно.

Проверка соответствия заявляемого изобретения требованиям новизны проводилась с учетом всех опубликованных изобретений. Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию изобретения "новизна"

В процессе исследований доказана целесообразность совместного накопления малозольных слабоспекающихся рядовых углей и фталопекосодержащих отходов коксохимпроизводства, их оптимального соотношения в смеси для обеспечения необходимых показателей (выход летучих веществ, содержание золы) и послойного накопления, последнее способствует их предварительному смешению и усреднению состава смеси. Соблюдение соотношения при совместном накоплении малозольных слабоспекающихся углей и фталопекосодержащих отходов 2:1 соответственно ведет к получению смеси с высоким выходом летучих веществ, что отрицательно влияет на качество шихты. При соотношении малозольных углей к фталопекосодержащим отходам 4:1 получается смесь неусредненного состава с высокой зольностью, что повышает содержание золы в шихте и, соответственно, в доменном коксе. Твердые фталопекосодержащие отходы коксохимпроизводства легко дробятся, равномерно распределяются в шихте, размягчаются и являются связующими между компонентами шихты. Введение в шихту в качестве связующего фталопекосодержащих отходов решает проблему утилизации образующихся вредных отходов коксохимпроизводства, которые до настоящего времени вывозятся в отвалы, загрязняя земельные участки и атмосферу вблизи предприятия, населенных пунктов. Отходы коксохимпроизводства представляют собой смесь кубовых остатков при получении фталевого ангидрида, осадков с пекоприемников смолоперерабатывающего цеха и пековых остатков цеха химулавливания, качественные характеристики которых представлены ниже.

Кубовые остатки цеха фталевого ангидрида:

массовая доля фталевого ангидрида - 30 - 50%;

температура плавления - 137 - 145^oC;

зольность - 0,7 - 4,5%;

выход летучих веществ - 55 - 70%.

Осадки с пекоприемников смолоперерабатывающего цеха:

температура размягчения - 91^oC;

зольность - 6,2%;

выход летучих веществ - 38,8%.

Пековые остатки цеха химулавливания:

температура размягчения - 71^oC;

зольность - 3,6%;

выход летучих веществ - 61,8%.

Экспериментально установлено, что дозирование компонентов шихты необходимо производить, соблюдая их оптимальное соотношение, а именно, газовые, жирные, отощенные спекающиеся угли и угли малозольные слабоспекающиеся с фталопекосодержащими отходами в соотношении (0,35 - 0,40) : (0,50 - 0,58) : (0,04 - 0,06), что позволяет получить угольную шихту со стабильными качественными параметрами, близкими к требуемым по техническим условиям. Нарушение данного соотношения при дозировании компонентов приводит к ухудшению качественных характеристик угольной шихты, например, при пониженном количестве газовых, жирных углей, повышенном содержании отощенных спекающихся углей и пониженном содержании малозольных слабоспекающихся углей с фталопекосодержащими отходами в соотношении 3,2 : 6,5 : 0,3 соответственно угольная шихта имеет заниженные значения выхода летучих веществ и спекаемости, что ухудшает качество металлургического кокса по механической прочности - пониженная усадочность коксового пирога. Если при дозировании повышенное содержание газовых, жирных углей, малозольных слабоспекающихся углей с фталопекосодержащими отходами и низкое содержание отощенных спекающихся углей, т.е. соотношение 4,5 : 4,7 : 0,7, то полученная угольная шихта имеет высокие значения спекаемости и выход летучих веществ, что снижает выход валового кокса, ведет к появлению кокса с высокой трещиноватостью. Как следствие, при высоких значениях выхода летучих веществ шихты кокс характеризуется повышенной пористостью и реакционной способностью, что отрицательно сказывается на доменном процессе (3,4). М.В. Гофтман. Прикладная химия твердого топлива. М.: 1963, с. 368, 455. Н.С. Грязнов. Основы теории коксования. М.: 1976, с. 76.

Признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, не были выявлены в других технических решениях при изучении данной области техники и обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию "изобретательский уровень".

Пример. По предлагаемому способу подготовили угольную шихту к коксованию, которая представляла собой смесь углей: газовых, жирных, отощенных спекающихся, малозольных слабоспекающихся и фталопекосодержащих отходов коксохимпроизводства, составленную в соответствии с заданным их долевым участием. Малозольные слабоспекающиеся рядовые угли (зольность A^d) 11-12%, выход летучих веществ V^daf = 23%, спекаемость y = 7 мм) и фталопекосодержащие отходы (A^d = 3,8; V = 57,4%) дробили, а затем совместно и послойно в соотношении 3: 1 накапливали. При этом раздельно накапливали газовые, жирные угли (A^d = 8%, V^daf = 37.5%, y = 25,1 мм) и отощенные спекающиеся угли (A^d = 8,4%, V^daf = 20%, y = 8-9 мм). Сертифицировали компоненты по золе, выходу летучих веществ. Дозировали в угольную шихту газовых и жирных углей (I) 37,5%, отощенных спекающихся углей (II) 57,5% и малозольных слабоспекающихся рядовых углей с фталопекосодержащими отходами (III) 5%, т.е. при дозировании компонентов соблюдали соотношение I : II : III как 0,375 : 0,575 : 0,05.

Полученная по заявляемому способу угольная шихта имела следующие показатели качества: A^d = 8,3%, V^daf = 25,1%, y = 15,2 мм, т.е. были достигнуты качественные характеристики шихты, близкие к требуемым по техническим условиям (см. пример 3 таблицы).

Проведенные испытания подтвердили, что при соблюдении заявляемой последовательности операций подготовки угольной шихты, заданном соотношении компонентов при их дозировании достигнуты были качественные параметры шихты, удовлетворяющие требованиям технических условий, при этом улучшалась спекаемость шихты и, соответственно, повышалась механическая прочность полученного из нее металлургического кокса. Таким образом, реализация предлагаемого способа подготовки угольной шихты к коксованию (см. таблицу) позволила стабилизировать качественные показатели угольной шихты при снижении ее себестоимости, решить задачи утилизации вредных отходов коксохимического производства, снижения загрязнения водовоздушного бассейна и земельных участков вблизи предприятия, населенных пунктов.

Заявляемый способ промышленно применим на коксохимических предприятиях при подготовке угольной шихты к коксованию для производства металлургического кокса.