DE112005003101T5

DE112005003101T5 - Verfahren zur Erzeugung von Halbkoks-Stücken

Info

Publication number: DE112005003101T5
Application number: DE112005003101T
Authority: DE
Inventors: Sergey Romanovich Islamov; Sergey Grigorievich Stepanov; Aleksey Borisovich Morozov
Original assignee: ZAKRYTOE AKCIONERNOE OBSCHESTB; ZAKRYTOE AKCIONERNOE OBSCHESTBO "CARBONICA-F"
Current assignee: ZAKRYTOE AKCIONERNOE OBSCHESTB; ZAKRYTOE AKCIONERNOE OBSCHESTBO "CARBONICA-F"
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2005-04-01
Publication date: 2007-10-31
Also published as: US20080190754A1; AU2005312364A1; CA2589727A1; CZ305766B6; CZ2007437A3; SK288409B6; RU2275407C1; WO2006062432A1; UA83961C2; SK50852007A3; AU2005312364B2

Abstract

Verfahren zur Erzeugung von Halbkoks-Stücken, umfassend die thermische Behandlung einer Kohlenschicht in einem vertikalen Schachttyp-Apparat bei Anzünden von der Seite, die der Luftzufuhr gegenüber liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete Kohlenschicht durch Kohle mit einer Fraktion von 20 bis 70 mm repräsentiert wird und die Luft durch die Kohlenschicht mit einer relativen Gebläserate von 70 bis 99,5 m³/m²·Stunde zugeführt wird, in Relation auf einen Kohlerang.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Erzeugung von Halbkoks-Stücken und kann in der Metallurgie verwendet werden.
Hintergrund der Erfindung
Es ist ein Verfahren zur Erzeugung von Halbkoks-Stücken durch Destillation von festen kohlehaltigen Rohmaterialien in einem vertikalen autothermischen Apparat vom Schachttyp bekannt, wobei eine Blashochofenluft verwendet wird, umfassend das Erwärmen, Trocknen und Carbonisieren des Rohmaterials, Ausgabe des Halbkoks, der so erzeugt wurde, von unten und Entnahme eines Brenngases, wobei die Blashochofenluft mit einem Produktbrenngas versetzt wird, das eine Ausgangstemperatur des Apparats in einer Konzentration hat, die die untere Grenze der Gasentzündung nicht überschreitet, wobei ungefähr 8 bis 10% des Gases zu der Blashochofenluft des Volumens des so erzeugten Brenngases mit einer Carbonisierungstemperatur zwischen 920 und 950°C zugefügt wird, während die Blashochofenluft von der Seite zugefügt wird, die der Kohleentzündung gegenüberliegt, mit einer Gebläseintensität von 100 bis 400 m³/m² Stunde ( RU 2169166 C1 ).
Am nächsten zu dem beanspruchten Verfahren im Hinblick auf das erhaltene Ergebnis und die technische Grundidee befindet sich ein Verfahren zur Erzeugung eines Kohladsorbens in einem vertikalen Apparat vom Schachttyp mit einer inneren Erwärmung durch Verbrennung von flüchtiger Materie und einem Anteil eines Kohlerests in einer Kohlenschicht, durch die ein Luftfluss geblasen wird ( RU 2014883 ). Das Verfahren benötigt ein Anfeuern der Kohlenschicht von der Seite gegenüber der Blashochofenluftzufuhr. Eine Verbrennfront wird zu dem Luftfluss hin verlagert und ein fester Rest wird hinter der Front zurückgelassen, enthaltend die Kohle, die nicht verbrannt wurde. Mit der Bewegung der Verbrennfront wird die Kohlenschicht in Folge durch die Schritte des Erwärmens, Trocknens und des Carbonisierens geführt. Eine Gas-Dampf-Mischung aus Carbonisierungsprodukten und ein Teil des festen Kohlerests werden mit atmosphärischem Sauerstoff umgesetzt, bis dieser vollständig verbraucht ist, um eine Verbrennfront mit einer Temperatur von 750 bis 900°C zu erzeugen, mit einer Zone einer Reduktion von Brennprodukten, gebildet hinter der Verbrennfront (CO₂ und H₂O) bis zu einem Kohlenstoff/Wasserstoffoxid. Das Brenngas wird aus dem Apparat für die darauf folgende Behandlung und Verwendung entnommen. Und der feste Rest hat eine hohe innere Porosität (ungefähr 60%), die eine hohe Sorptionsaktivität des Produkts bereitstellt und dessen darauffolgende Verwendung als Adsorbens.
Die Nachteile dieses Verfahrens sind die folgenden:
Trotz der Nähe zu einem Halbkoks-Stück in einer chemischen Zusammensetzung hat das erzeugte Produkt ein begrenztes Verwendungsfeld in der Metallurgie, und zwar auf Grund eines erhöhten Gehalts an kleinen Fraktionen, niedriger Dichte und einem erhöhten Aschegehalt. Eine hohe Porosität reduziert die Festigkeit eines Kohlenrestes deutlich. Ein Nachteil ist auch die verminderte spezifische Ausgabe von festem Produkt auf Grund eines substantiellen Brennverlusts der kohlehaltigen Ausgangsmaterialien.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung löst die Aufgabe der Erhöhung der Qualität des erhaltenen festen Produkts, um den Anforderungen zu entsprechen, die an ein Halbkoks-Stück gestellt werden.
Das technische Ergebnis liegt zum Zeitpunkt der Verwendung der Erfindung in dem Erhalt eines festen Produkts mit höherer Festigkeit und Dichte, einem niedrigeren Aschegehalt und auch einer grösseren durchschnittlichen Grösse eines Stücks und in der Erhöhung der spezifischen Ausgabe des festen Produkts.
Dieses technische Ergebnis wird auf Grund der Tatsache erreicht, dass eine Kohlenschicht durch Kohle mit Fraktionen mit 20 bis 70 mm dargestellt wird und Luft durch die Kohlenschicht mit einer relativen Gebläserate von 70 bis 99,5 m³/m² Stunde gemäß einem Kohlerang (coal rank) zugeführt wird.
Detaillierte Beschreibung
Ein Verfahren zur Erzeugung von Halbkoks-Stücken wird gemäß der folgenden Weise durchgeführt.
Ein vertikaler Schachttyp-Apparat wird in der Gesamthöhe mit zerkleinerter Kohle mit Fraktionen von 20 bis 70 mm beladen, eine Blashochofenluft wird mit einer relativen Gebläserate von 70 bis 99,5 m³/m² Stunde zugeführt (gemäß einem Kohlerang), Anzünden einer Kohlenschicht von der Seite gegenüberliegend zu der Gebläseluftzufuhr. Die formbare Front der Carbonisierung wird mit konstanter Geschwindigkeit durch einen Luftfluss verlagert und eine heiße Halbkoksschicht verbleibt hinter der Front. Bei Passage durch die Carbonisierungsfront wird die Kohle graduell durch die Schritte des Erwärmens, Trocknens und der Pyrolyse geführt. Die verbrennbaren Komponenten der Pyrolyseprodukte verbrennen vollständig in atmosphärischem Sauerstoff zur Bildung von Kohlendioxid und einem Wasserdampf und transformieren sich dann durch Reduktion auf der heißen Oberfläche des Halbkoks in die brennbaren Bestandteile von Gas (Kohlenstoffoxid und Wasserstoff), das von Pyrolyseprodukten frei ist. Bei Erreichen einer Schichtseite durch die Carbonisierungsfront, gegenüberliegend der Anfeuerungsseite, ist das Verfahren abgeschlossen. Die Halbkoksschicht wird abgekühlt und aus einer unteren Seite des vertikalen Apparats ausgegeben.
In den Beispielen, die ein Verfahren illustrieren, bedient man sich eines vertikalen Schachttyp-Apparats mit einem Fußkreisdurchmesser von 0,5 m und einer Höhe von 1,5 m.
Beispiel 1
Das Rohmaterial ist eine Kohle mit einer Fraktion von 20 bis 60 mm (Shoubarkol-Kohle, Rang D, Kasachstan) mit der folgenden technischen und elementaren Zusammensetzung:

Etwa 160 kg zerkleinerte Kohle werden in einen Apparat gegeben. Eine Schicht wird von oben angefeuert. Eine Blashochofenluft wird von unten zugeführt. Bei Erreichen einer unteren Seite der Kohle durch eine Verbrennfront ist das Verfahren abgeschlossen.

Relative Gebläserate	99,5 m³/m²·h
Bewegungsgeschwindigkeit der Brennfront	11,5 cm/h
Spezifische Halbkoksausgabe	42,4 kg/m²·h
Ausgabe von Halbkoks	48,6%
Ausgabe von Brenngas	165 m³/m²·h
Latente Wärme der Rohgasverbrennung	2,4 MJ/m³
Halbkoksascheghalt	A = 5,4%
Anscheinende Halbkoksdichte	0,68 g/m³
Halbkoksstrukturfestigkeit	74,8%
Granulometrische Halbkokszusammensetzung	über 20mm – 25% 10–20mm – 58% 5–10mm – 11% weniger als 5mm – 6%

Beispiel 2
Rohmaterial ist eine Kohle mit einer Fraktion von 10 bis 60 mm (Berezovsk, Rang Ƃ2, Kankso-Achinsk-Becken) mit der folgenden technischen und elementaren Zusammensetzung:

Etwa 123 kg zerkleinerte Kohle werden in einen Apparat geladen. Eine Schicht wird von oben angezündet. Die Blashochofenluft wird von unten zugeführt. Bei Erreichen einer unteren Seite einer Kohlenschicht durch eine Brennfront ist das Verfahren abgeschlossen.

Relative Gebläserate	76,4 m³/m²·h
Bewegungsgeschwindigkeit	9,2 cm/h
der Brennfront spezifische Halbkoksausgabe	27,7 kg/m²·h
Ausgabe von Halbkoks	43%
Ausgabe von Brenngas	100,2 m³/m²·h
Latente Wärme der Rohgasverbrennung	2,32 MJ/m³
Halbkoksascheghalt	A = 15%
Anscheinende Halbkoksdichte	0,45 g/m³
Halbkoksstrukturfestigkeit	60%
Granulometrische Halbkokszusammensetzung	5–10mm – 21,5 weniger als 5mm – 78,5%

Beispiel 3 (zum Vergleich)
Etwa 135 kg Kohle mit einer Fraktion von 5 bis 20 mm, Rang 62 (Borodino-Kohle) werden in einen Apparat geladen. Technische und elementare Zusammensetzung:
Die Blashochofenluft wird von unten mit einer Ausgaberate von 35 m³/Stunde zugeführt; die Kohle wird von oben angezündet. Nach 8 Stunden erreicht eine Brennfront das Niveau der Luftzufuhr und der Apparat wird entladen. Die Ausgabe eines Adsorbens betrug 37 kg oder 27,4% der Ausgangskohle.
Die Parameter: Feuchtigkeit 0,5%, Aschegehalt 21–28%, Schüttdichte 0,45 g/cm³, Abriebfestigkeit (GOST 16188-70) 85–86%, gesamtes Porenvolumen 0,6 cm³/g, spezifische Porenoberfläche 850 m²/g, Adsorptionsaktivität im Hinblick auf Iod (GOST 6217-74) – 68,6% und Methylenblau (GOST 6217-74) 28–60 mg/g.
So ermöglicht es das beanspruchte Verfahren, ein festes Produkt mit höherer Festigkeit und Dichte, niedrigerem Aschegehalt und auch größerer durchschnittlicher Größe eines Stücks zu erhalten und eine spezifische Ausgabe des festen Produkts zu erhöhen (siehe Tabelle).
Tabelle
Zusammenfassung
Die Erfindung betrifft die Erzeugung von Halbkoks-Stücken und kann in der Metallurgie verwendet werden. Die Grundlage der Erfindung besteht darin, dass ein Verfahren zur Erzeugung des Halbkoks-Stücks die Verwendung von Kohle mit einer Fraktion von 20 bis 70 mm als Kohlenschicht erfordert und dass die Luft durch die Kohlenschicht mit einer relativen Gebläserate von 70 bis 99,5 m³/m²·Stunde gemäß einem Kohlerang zugeführt wird.

Claims

Verfahren zur Erzeugung von Halbkoks-Stücken, umfassend die thermische Behandlung einer Kohlenschicht in einem vertikalen Schachttyp-Apparat bei Anzünden von der Seite, die der Luftzufuhr gegenüber liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete Kohlenschicht durch Kohle mit einer Fraktion von 20 bis 70 mm repräsentiert wird und die Luft durch die Kohlenschicht mit einer relativen Gebläserate von 70 bis 99,5 m³/m²·Stunde zugeführt wird, in Relation auf einen Kohlerang.