Спосіб отримання кускового вуглецевого палива

1. Спосіб отримання бездимного кускового вуглецевого палива, що включає змішування вугільного шламу та дрібного вугілля, термообробку, 3 25469 щення водостійкості та міцності палива, прискорення процесу шарового коксування. Поставлене завдання вирішується тим, що в способі отримання бездимного кускового вуглецевого палива, що включає змішування вугільного шламу та дрібного вугілля, термообробку, згідно з корисною моделлю, передбачені наступні технологічні відміни: - в якості шихти вугільного шламу беруть відходи вуглезбагачення, в кількості 15-35%мас; - в якості дрібного вугілля беруть подрібнене газове вугілля фракцій менш ніж 3 мм, в кількості 65-85%мас; - суміш після змішування термічно обробляють інертним теплоносієм до температури 150-250°С; - після термічної обробки суміш коксують. Крім того, газове вугілля беруть малометаморфизоване, низькосірчане, а коксування виконують в коксових печах шаровим коксуванням до температури за віссю камери коксування 7501050°С. Спосіб виконують наступним чином. Газове вугілля, переважно малометаморфизоване низькосірчане, беруть в кількості 65-85%, яке попередньо подрібнюють до фракцій менш ніж 3мм, ретельно перемішують з відходами вуглезбагачення, які беруть в кількості 15-35%, відходи вуглезбагачення мають зольність 30-50%, процентне співвідношення компонентів в суміші можливо регулювати в залежності від вимог споживача та зольності компонентів. Через те, що отримана суміш має низькі показники спікливості та коксівності, тобто має невелику товщу пластичного шару (8-10мм), високу зольність (15-30%) та високий вихід летючи х речовин, її перед коксуванням термічно обробляють інертним теплоносієм до температури 150-250°С протягом 3-5сек. При такому високошвидкісному нагріві суміші прискорюється прогрівання до її переходу в пластичний стан у процесі шарового коксування, зменшується градієнт температури та усадки в шарі напівкоксу, підвищується густина та тепловміст попередньо термообробленої суміші, після чого її завантажують в коксові печі. В результаті нагрівання суміші прискорюється процес шарового коксування в коксових печах, а отже можливість отримання кускового палива (коксу) в традиційних печах шарового коксування із слабоспікливої суміші. Коксування ведуть прискореними періодами коксування протягом 12-14 годин, процес коксування закінчується при досягненні температури в камері коксування, за її віссю, 750-1050°С. В результаті отримують кусковий кокс з вмістом кусків фракцій більше 40мм-60%, 25-40мм-22,5%, яке має однорідну міцну структур у, що не руйнується (на відміну від брикетів) під впливом води, витримує більш високі механічні навантаження на роздавлення, стертя, не руйнується при перевантаженнях та транспортуванні, не потребує звя’зуючого та операції брикетування. Отримане таким способом бездимне кускове вуглецеве паливо має ряд переваг перед іншими 4 видами палива: спалювання паливних частинок у високотемпературній зоні - більш ніж 850°С (за даними лабораторних досліджень в динамічному експерименті) переводить режим горіння до фази, близької до зовнішньодифузійної, де реакційні якості палива нівелюються та визначаються тільки швидкістю підведення окислювача, при цьому термін вигоряння частинок палива складає біля 400сек, що менше ніж при вигорянні пісного вугілля (425сек) та антрациту (430сек), а динамічна крива вигоряння не містить піка, який відповідає виходу та вигорянню летючих речовин, що видно з графіка №1, температурна крива відповідає вигорянню коксового залишку. На графіку, Фіг.1, наведена динаміка вигорання частинок антрациту (А), пісного вугілля (Т), газового вугілля (Г) та запропонованого палива (коксу Г). Таким чином, спалювання пиловидних частинок кускового вугільного палива в атмосфері повітря при факельному режимі роботи топки за даними динамічних досліджень має переваги перед традиційним енергетичним вугіллям марок "Т" (пісний) та "А" (антрацит) по повноті та швидкості вигоряння. За кінетикою вигоряння, згідно кінетичних досліджень процесу горіння (графік 2), частинки запропонованого палива при взаємодії з киснем повітря практично миттєво вступають в реакцію окислення, при цьому швидкість їхньої взаємодії вища у 30-40 разів, ніж у антрацита: дрібна частинка запропонованого палива інтенсивно спалахує та вигоряє, внаслідок чого в зоні горіння утворюється більш висока температура, яка интесифікує процеси, що протікають в промислових печах, наприклад виробляння пари, а тому, в топках, які потребують більш інтенсивного приходу тепла та рідкогозоловидалення (температура плавлення золи - 1300°С), запропоноване паливо більш переважне, ніж енергетичне вугілля "Т" та "А", що дозволяє відмовитися від цих дорогих та де фіцитних марок вугілля. На графіку, Фіг.2 , наведена залежність швидкості взаємодії коксових залишків антрациту (А), пісного (Т) та запропонованого палива (коксу Г) з киснем повітря від ступеню конверсії. Приклад реалізації способу. Взятий склад суміші: подрібнене газове вугілля ша хти Зарічної (Росія) 85% відходи вуглезбагачувальних фабрик 15% Отриману суміш ретельно перемішували та термічно обробляли інертним теплоносієм до температури 200°С протягом 4сек., після чого завантажували в коксові печі шарового коксування, де відбувався процес коксування прискореними періодами протягом 12 годин до досягнення температури в печі, за її віссю, 1000°С. Показники технічного аналізу отриманого палива наведені в таблиці. 5 25469 6 Таблиця Склад суміші 1. газове вугілля 2. шлам Кількість суміші, % 85 15 Зольність Теплота Вологість на суху Сірчаність Міцність на Міцність згоряння на робочу на суху ма- подрібнення на стиранd масу, A , нижня QH, масу Wr, % су, Sd % М25, % ня М10,% % Ккал/кг 8,2 18,1 0,77 59,2 36,6 6053 Розсів за класами крупності кускового вугільного палива: 0-25мм-17,6%, більш ніж 25мм-82,4%. Промислові випробування бездимного кускового вуглецевого палива, отриманого запропонованим способом, проводились на котельній установці ВАТ "УК Красноармійська-Західна" та показали покращенні екологічні показники у порівнянні з попереднім паливом: знижена кількість викидів в атмосферу оксиду азоту - у 2,3 рази, оксиду сірки - у 2,1 рази, оксиду вуглецю (чадного газу) - у 6,7 рази. Використання запропонованого способу отримання бездимного кускового вугільного палива дозволить отримати паливо з достатньо високою Комп’ютерна в ерстка C.Литв иненко теплотою згоряння та механічною міцністю, високою реакційною спроможністю, високими швидкістю та повнотою вигоряння частинок палива, дозволить використати відходи вуглезбагачення та створити безвідходну те хнологію вуглезбагачення, покращити екологічні показники по викидам у атмосферу. Можливість планування якісних показників запропонованого палива в залежності від вимог споживача, цінова конкурентоспроможність в порівнянні з пісним вугіллям та антрацитом, утилізація відходів вуглезбагачення забезпечують економічну доцільність застосування запропонованого палива. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601