Спосіб підготовки твердого палива

Реферат: UA 69147 U UA 69147 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до технології одержання вапна або матеріалів, що його містять, в умовах металургійного виробництва з метою економії газу і твердого палива і може бути використана в агломераційному процесі. Відомий спосіб підготовки агломераційної шихти до спікання, по якому паливо змішують з флюсом, зволожують, огрудковують. Флюс, наприклад, вапняк, має дрібність 0,2-0,5 мм. До палива його додають у кількості 5-20 % від загальної кількості в агломераційній шихті. Задача винаходу - зниження виходу оксиду вуглецю в агломераційних газах, що відходять, і більш точне регулювання основності агломерату [Авт. св. СРСР № 789611 М. Кл.3 З 22 В 1/00, опубл. 23.1280. Бюл. № 47]. Недоліком цього способу є низька ефективність в реалізації поставленої задачі: збільшення питомої продуктивності агломашини при зниженні витрати палива на спікання. Це пояснюється тим, що і флюс (вапняк) і паливо належать до категорії матеріалів з низькою грудкованістю. Тому гранули з них при змішуванні шихти під впливом переміщення маси при транспортуванні і тиску шару шихти майже повністю руйнуються. В результаті залишається вплив лише одного чинника - тоншого подрібнення флюсів. Це позитивно позначається на виході придатного і якісного агломерату, але не виправдовує великих капітальних витрат на організацію додаткової транспортної лінії, пов'язаної з огрудкуванням палива і флюсу. Найбільш близьким до корисної моделі по технічній суті є спосіб підготовки твердого палива до агломерації [Авт. св. СССР № 1677072 А1, М. К3 С22В 1/00 опубл. 15.09.91. Бюл. № 34], який включає змішування твердого палива з додатком при спільному їх подрібненні в дробарці, при цьому як додаток використовується флюс, що містить флюорит. Недоліком даного способу є необхідність дроблення всієї маси палива, що витрачається на проведення процесу спікання, в суміші з 10-15 % додатку, що пов'язане з додатковими витратами. Крім того, наявність фтору у додатку і відповідно в агломераті, є шкідливим чинником, що вимагає захисних заходів. У основу пропонованого способу поставлена задача здобуття офлюсованого вапном твердого палива в результаті розвитку в умовах тонкого подрібнення суміші з вапняком процесу декарбонізації карбонату (вапняку) під впливом високих механічних навантажень, що формують також шляхом примусового впровадження часток в структуру поверхні часток твердого палива під їх впливом, утворення мінерально-органічних з'єднань. У даному процесі без вживання термічної обробки забезпечується насичення поверхні часток вугілля частками вапна, що з'явилося. Взаємопроникнення структур компонентів подрібнюваної суміші під впливом високих механічних навантажень, супроводжується процесом повного видалення СО2 із структури вапняку. Поверхня часток оксиду кальцію, що утворилася, знаходячись в тісному контакті з поверхнею часток твердого палива, змінює властивості його поверхні переводячи їх з розряду. гідрофобних у гідрофільні. Розвивається грудкованість здатність отримуваного продукту формувати гранули - одна з важливих властивостей шихтових матеріалів. Введення в такий спосіб офлюсованого вапном палива в агломераційну шихту, що містить вологу, в будь-якій кількості від спільного вмісту палива, при змішуванні супроводжується виникненням розчинів Са(ОН)2, які розподіляються в суміші компонентів і одночасно підсушують її масу. Підготовлена гранулометрична структура шихти витримує при її транспортуванні і запаленні механічні навантаження, формуючи і зберігаючи, необхідну при спіканні, газопроникність шару. Крім того, наявність оксидів кальцію на поверхні компонентів шихти, що виникли з розчину гідрату кальцію при нагріві, сприяє розвитку їх твердофазної взаємодії з оксидами заліза при більш низьких температурах процесу спікання, прискорюючи таким чином початок формування структури агломерату. В результаті відпадає необхідність окремого введення негашеного вапна або скорочується його витрата, підвищується ефективність використання палива при одночасному зниженні його кількості, швидкість спікання збільшується і відповідно зростає продуктивність агломераційної машини. Засвоєння вапна максимальне. Умови сприяють формуванню структури агломерату вищої якості. Поставлена задача вирішується способом підготовки твердого палива, що включає змішування твердого палива з флюсом при спільному подрібненні, що відрізняється тим, що як тверде паливо використовують суміш жирного вугілля з вапняком в співвідношенні 1:(0,15-0,30) відповідно, і подрібнюють цю суміш до вмісту класу 0,07 мкм у кількості 80-85 %. Технічний результат полягає у ефективному використанні умов підготовки сировини до окускування, що дозволяють, без створення високотемпературних режимів процесу декарбонізації карбонатів, отримувати матеріал, що містить вапно, в умовах довкілля. Спільною ознакою з прототипом є процес змішування твердого палива з додатком флюсу. Відзнака полягає у якості додатку флюсу та якості і кількості палива, що використовують, способі подрібнення, а саме: 1 UA 69147 U 5 10 15 20 25 30 - по прототипу використовують флюс, що містить флюорит; - як тверде паливо використовують коксову дрібницю; - змішуванню з флюсом, що містить флюорит і дробленню використовують все паливо шихти; - розрахунок співвідношення суміші проводять за вмістом вуглецю в паливі до маси додатку флюсу; - суміш піддається дробленню в дробарці, в якій неможливий процес декарбонізації. Використання способу підготовки твердого палива, що заявляється; у спільному тонкому подрібненні вапняку з твердим паливом, як таке застосовують жирне вугілля, засновано на закономірностях впливу механохімічних чинників даного процесу, одним з яких є можливе підвищення температури в локальних об'ємах матеріалу до 800 °C, розвиток аморфізованої поверхні часток матеріалів, що подрібнюються, сприяє підвищенню їх активності у фізикохімічних процесах твердофазної взаємодії, а також примусове взаємопроникнення структур речовин, з утворенням з'єднань комплексного типа з новими властивостями. Приведена сукупність відомих і нових функцій є достатньою для ідентифікації корисної моделі, яка заявляється, і невідома в існуючому рівні техніки. Таким чином, технічне рішення, яке пропонується "спосіб підготовки твердого палива відповідає критерію "новизна". Основою досягнення поставленої задачі є забезпечення отримання офлюсованих вапном часток твердого палива в результаті розвитку декарбонізації карбонатів в процесі тонкого подрібнення вапняку в суміші з твердим паливом при підготовці сирих матеріалів до окускування. Приклад. В умовах лабораторного млина проведено подрібнення суміші вапняку з добавками трьох видів твердого палива - антрацитового штибу, жирного вугілля і коксу. Співвідношення тверде паливо - вапняк змінювали в наступному порядку: 1:0,05; 1:0,1; 1:0,15; 1:0,20; 1:0,25; 1:0,30; 1:0,40; 1:0,50. Подрібнення проводили протягом 5, 7, 10, 12 хв. Отримані продукти досліджували на наявність СО2 якісним методом хімічного аналізу високої чутливості шляхом дії соляної кислоти на матеріал. За даним способом наявність карбонатних з'єднань підтверджується активним виділенням бульбашок СО2 в результаті взаємодії СаСО2 з НСl по реакції: СаСО3+2HCl=СаСl2+СО2+Н2О. Результати якісного аналізу продуктів подрібнення приведені в таблиці 1, 2, 3. Таблиця 1 Антрацитний штиб Співвідношення тверде паливо вапняк, відн. од. 5 1:0,05 1:0,1 1:0,15 1:0,20 1:0,25 1:0,30 1:0,40 1:0,50 + + + + + + + + Наявність СО2 в матеріалі + (присутній)/ -(відсутній) Час подрібнення, хв. Після-витримки 7 10 12 протягом 24 год. + + + 35 2 UA 69147 U Таблиця 2 Жирне вугілля Співвідношення тверде паливо - вапняк, відн. од. 1:0,05 1:0,1 1: 0,15 1:0,20 1:0,25 1:0,30 1:0,40 1:0,50 5 + + Наявність СО2 в матеріалі +(присутній) / -(відсутній) Час подрібнення, хв. Після, витримки 7 10 12 протягом 24 год. Таблиця 3 Кокс Співвідношення тверде паливо вапняк, відн. од. 1:0,05 1:0,1 1:0,15 1:0,20 1:0,25 1:0,30 1:0,40 1:0,50 5 10 15 20 5 + + + + + + + + Наявність СO2 в матеріалі +(присутній) /-(відсутній) Час подрібнення, хв. Після витримки 7 10 12 протягом 24 год. + + + + + + + + + + + + + + + + + Вплив часу подрібнення, тобто динамічного навантаження, на видалення СO2, приведене в табл. 1, 2, 3, показало активність розвитку процесу декарбонізації у присутності трьох марок палива. Найбільш ефективним виявився вплив жирного вугілля (табл. 2). В той же час активність даного процесу у присутності інших видів твердого палива, за умови не повного його завершення, після припинення подрібнення не знижується. Декарбонізація з'єднань, що залишилися, продовжується і при зберіганні отриманого матеріалу протягом 24 годин практично закінчується. Контроль процесу при зберіганні може здійснюватися шляхом візуального спостереження. А саме: зразок палива поміщається у воду і, за умови наявності залишкового карбонату, спостерігається виділення з матеріалу бульбашок СО 2. Оптимальне співвідношення витрати палива і вапняку знаходиться в межах 1:(0,05-0,30) при використанні як палива жирного вугілля. Попереднє визначення впливу дроблення до вмісту класу 0,2-0,5 мм випробовуваних сумішей не показало відсутності оксиду вуглецю в отриманих зразках навіть після їх витримки протягом 24 год. Корисна модель, що заявляється, базується на теоретичних розрахунках і практичних спостереженнях, які можуть бути багато разів виконані в промислових умовах. Таким чином, вона відповідає критерію "промислова застосовність". 3 UA 69147 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб підготовки твердого палива до агломерації, що включає змішування твердого палива з флюсом при спільному подрібненні, який відрізняється тим, що як тверде паливо використовують суміш жирного вугілля з вапняком, у співвідношенні 1:(0,05-0,30), і подрібнюють цю суміш до вмісту класу 0,070 мкм у кількості 80-85 %. Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4