CS204121B1 - Process for preparing valuable coke from non-baking or only weakly baking black coal - Google Patents

Abstract

Prodn. of high=grade lump coke from non-coking or low-coking coal involves crushing to fineness of 1/0 mm., homogeneous mixing with binder pref. in amt. of 7.5-12% briquetting under high press. of 600, pref. 1000 kp/cm2 min. at a temp. dependent on the binder, and coking with rapid heating, pref. at 30 degrees K/min., without previous thermal oxidn. The binder may be pitch, but also suitable are high boiling and asphalt-rich tar and oil-processing products which cannot be used for normal briquetting and coking. Organic waste prods., esp. scrap rubber, may be mixed with the binder to improve its properties. Stability of the briquettes is improved and volatilisation of the binder during heating-up reduced, so that odixative pre-heating of the briquettes is eliminated. Costs are reduced and economic use made of water materials, e.g. scrap tyres. which can be emulsified in the binder, e.g. coal tar, in ratio 1:3-10.

Description

Vynález se týká způsobu výroby hodnotného· kusového koksu z nespékavého nebo jen slabě spékavého černého· uhlí.The invention relates to a process for the production of valuable lump coke from non-caking or low-caking hard coal.

Je známo, že pevný kusový koks poskytují jen takové druhy černého· uhlí, jež mají dostatečnou koksovatelnost. Takové druhy černého· uhlí se koksují se zrněním· 0— —3 mm: až 0—8 mm, většinou v ležatých a ojediněle též ve stojatých komorových pecích. U těchto· způsobů koksování se černé uhlí většinou nasypává do koksovací komory bez předcházejícího zhutnění. V daleko menší míře se černé uhlí před násypem· do' koksovacích komor předhutňuje lehkým· pěchováním. Kromě toho je známo, že se koksovací vlastnosti černého uhlí zlepšují se stoupající jemností zrna. Jemnost zrna má však své meze, protože se stoupající jemností černého uhlí se zmenšuje současně jeho sypný nebo· setřesný objem, což se odráží nepříznivě ve výkonnosti koksovacích zařízení a pevnosti · koksu. Sypná hustota uhlí se ojediněle zkouší zvýšit přísadou oleje nebo· jiných živičných· produktů. Úspěch takových opatření je však malý.It is known that solid lump coke provides only those kinds of hard coal that have sufficient coking capacity. Such types of hard coal are coke with a grain size of 0 to 3 mm: up to 0 to 8 mm, mostly in horizontal and occasionally also in standing chamber furnaces. In these coking processes, hard coal is usually poured into the coking chamber without prior compaction. To a lesser extent, the hard coal is pre-compacted by light upsetting before being introduced into the coking chambers. In addition, it is known that the coking properties of hard coal improve with increasing grain fineness. However, the fineness of the grain has its limits, because with increasing fineness of hard coal its bulk or shaking volume decreases at the same time, which is negatively reflected in the performance of the coking plants and the strength of the coke. The bulk density of coal is occasionally attempted to be increased by the addition of oil or other bituminous products. However, the success of such measures is small.

Je dále známo, že se koksovací vlastnosti slabě spékavých druhů černého· uhlí dají · zlepšit přimíšením dehtových smol nebo vysokovroucích ropných destilačních zbytků. Kromě toho je známo·, že se dá · vyrobit též z poměrně slabě spékavých · druhů černého uhlí · kusový koks, předbriketuje-li se černé uhlí o zrnění 0 až · 4 mm, smíšené s dehtovými smolami nebo vysokoívroucími ropnými destilačními zbytky jako pojivý · na válcových lisech tlaky 20 až · 40 MPa a tyto· výlisky se před vlastním koksováním. tepelně stabilizují oxidační termickou úpravou při teplotách kolem 250 stupňů Celsia. Bez předběžné termostabilizace výlisků s pojivém· neposkytují tyto hodnotný kusový koks, protože pojivo z briket vyteče, popřípadě oddestiluje ještě před vytvořením, stabilní koksovací vazby. Kromě toho výlisky ztratí během periody · zahřívání svou původní tvarovou hodnotu. Kusový koks se v každém případě získá · tehdy, má-li černé uhlí · již předem velmi dobrou koksovatelnost. V tom případě je však předcházející · briketování · nehospodárné.It is further known that the coking properties of poorly sintered hard coal types can be improved by mixing tar pitches or high-boiling oil distillation residues. In addition, it is known that it can also be produced from relatively poorly sintered types of hard coal lump coke when pre-briated black coal with a grain size of 0 to 4 mm, mixed with tar pitches or high-boiling oil distillation residues as binders. pressures of 20 to 40 MPa on cylindrical presses, and these pressings are before coking. heat stabilized by oxidative heat treatment at temperatures around 250 degrees Celsius. Without the pre-thermostabilization of the binder moldings, these valuable lump coke do not provide, since the briquette binder will leak out or distill off, before forming, a stable coke bond. In addition, the moldings lose their original shape during the heating period. In any case, lump coke is obtained if the hard coal already has a very good coking capacity. In this case, however, previous briquetting is uneconomical.

Nízkovroucí produkty, jako· například · černouhelný · dehet, se u tohoto způsobu nehodí jako pojivo, neboť již při oxidační · termické · předúpravě výlisků oddesstlují,· popřípadě z briket vytečou.Low-boiling products, such as coal-tar, are not suitable as a binder in this process, since they already degrade off during the oxidative thermal pretreatment of the compacts or leak out of the briquettes.

Kromě toho jsou známy způsoby, při nichž se jemný koks nebo nespékavé druhy černého uhlí s malým, obsahem těkavých podí204121 lů briketují ' spolu s dobře spékavýml druhy uhlí briketováním za horka při lisovacích teplotách nad 400 °C a pak se koksují. Briketování lze též provádět ' s vhodným pojivém¹ při teplotách mezi 60 a 120 °C. V obou případech jsou však zapotřebí · podíly drahých spékavých druhů černého uhlí, většinou nad 30 °/o.In addition, processes are known in which fine coke or non-caking kinds of hard coal with low volatile fractions are briquetted together with well-caking kinds of coal by hot briquetting at pressures above 400 ° C and then coke. Briquetting may also be performed with suitable binder ¹ at temperatures between 60 and 120 ° C. In both cases, however, proportions of expensive sintered hard coal species are required, mostly above 30%.

Je dále známo, že se koksovatelnost černého! uhlí zlepšuje se stoupající rychlostí ohřevu. Zvýšení rychlosti ohřevu má však u dosud používaných ležatých, popřípadě stojatých komorových pecí meze, protože ' přestup tepla je v důsledku malé tepelné vodivosti ohřívaných stěn komory ze silikátového materiálu, jakož i především uvnitř sypaného, popřípadě dusaného černého uhlí poměrně malý a vede · ke koksovacím časům až přes 16 hodin. Ohřev černého· uhlí lze urychlit podle známých způsobů jednak tím, že se černé uhlí nasypává do koksovacích komor již předehřáté — to však předpokládá přídavné zařízení —jednak je · možné zvýšit rychlost ohřevu použitím způsobu koksování přímým ohřevem. Využití principu koksování přímým ohřevem (nízkotepelnou karbonizací) vyžaduje použití hrubozrného uhlí nebo briket a předpokládá v · přídavné · operaci oxidaci kusovéhoi uhlí nebo termostabilizaci briket.It is further known that the coking power of black! coal improves with increasing heating rate. However, the increase in the heating rate is limited in the horizontal or standing chamber furnaces hitherto used, since the heat transfer is relatively small due to the low thermal conductivity of the heated walls of the silicate material chamber and in particular of the loose or steamed black coal. times of over 16 hours. The heating of the hard coal can be accelerated according to known methods, firstly by pouring the hard coal into the coking chambers already preheated - but this requires an additional device - on the other hand it is possible to increase the heating rate by using the direct coking method. Utilization of the principle of coking by direct heating (low-temperature carbonization) requires the use of coarse-grained coal or briquettes and assumes in the additional operation the oxidation of lump coal or thermostabilization of the briquettes.

Účelem vynálezu je zmenšit uvedené nedostatky při koksování nespékavého, popřípadě jen málo· spékavého černého uhlí při současném, zvýšení jakosti koksu, co se týče kusovitosti a pevnosti, jakož i zvýšit ekonomický efekt.The purpose of the invention is to reduce these drawbacks in coking of non-caking or low-caking hard coal, while increasing the coke quality in terms of lumpiness and strength, and to increase the economic effect.

Úkolem vynálezu je vyvinout způsob, podle něhož · lze ekonomicky výhodně vyrábět z nespékavého nebo jen slabě spékavých druhů černého· uhlí · kusový . koks s velkou pevností.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a process according to which it is economically advantageous to produce lump-free or non-caking types of hard coal. high strength coke.

Shora uvedený úkol je . podle vynálezu řešen· tím způsobem, že se tepelně neupravené černé · uhlí rozemele na zrnitost pod 1 mm, homogenně smísí s pojivý, jako například smolami, dehty bohatými na asfalt, zbytky po zpracování ropy, černouhelným dehtem, pryží . ze starých pneumatik, v množství 7,5 až 12 % hmot., briketuje při teplotách 70 až 100 °C a tlacích 60 až 100 MPa, získané výlisky se koksují rychlým, ohřevem, zejména rychlostí 30 K. min’¹ v rozsahu středních teplot 600 °C až vysokých teplot 1100 °C, přičemž se uvedená technologie používá komplexně.The above task is. According to the invention, the untreated hard coal is ground to a grain size of less than 1 mm, homogeneously mixed with binders such as pitches, tar-rich tars, petroleum residues, coal tar, rubber. from old tires, in a quantity of 7.5 to 12 wt.%, briquetting at temperatures of 70-100 ° C and pressures from 60 to 100 MPa to obtain a compact coked quickly, by heating, especially at 30 K min ^-1 in the range of medium temperature 600 ° C to high temperatures of 1100 ° C, the technology being used comprehensively.

Jako lisy jsou vhodné výhodně válcové lisy s formovacími jamkami. Podle vynálezu se slisováním! takto jemnozrného černého uhlí velkým lisovacím tlakem^! uzavře pojivo v briketě· tak pevně, že se velmi silně· potlačí jinak obvyklé unikání pojivá během' periody ohřevu před vlastní fází tvoření koksu. Tyto· jemné brikety, vyrobené za vysokého· lisovacího tlaku, mají současně dobrou tvarovou stálost pří ohřevu.Suitable presses are preferably cylindrical presses with forming wells. In accordance with the invention, with compression! this fine-grained hard coal by high pressing pressure ^! closes the binder in the briquette · so tightly that the otherwise usual leakage of the binder during the heating period before the actual coke formation phase is suppressed very strongly. These fine briquettes, produced under high compression pressure, also have good dimensional stability during heating.

Rychlý ohřev silně slisovaných jemnozr ných briket podle vynálezu umožňuje stabilizovat homogenní rozdělení pojivá v briketě během periody ohřevu, jakož i zlepšit tvarovou stálost výlisku.The rapid heating of the strongly pressed fine-grained briquettes according to the invention makes it possible to stabilize the homogeneous distribution of the binder in the briquette during the heating period as well as to improve the shape stability of the compact.

Jemné zrnění nespékavého nebo jen málo· spékavého černého uhlí pod 1 mm, lisování briket za vysokého tlaku spolu s rychlým ohřevem briket podle vynálezu umožňuje získat v krátkém koksovacím čase velmi pevný, tvarově stálý koks· bez přídavné oxidační termické úpravy za účelem· termostabilizace výlisku. Přispívá k tomu především kombinace různých· principů účinku, takže zůstává do značné míry zachováno· rovnoměrné rozdělení pojivá až do! vlastní fáze koksování též bez termooxidace výlisků, přičemž můstky tuhých látek, vznikající z pojivá při koksování, vytvářejí průběžně zpevněný kusový koks.Fine grain of non-caking or low-caking hard coal below 1 mm, high pressure briquette pressing together with rapid heating of the briquettes according to the invention makes it possible to obtain a very strong, dimensionally stable coke in a short coking time without additional oxidative thermal treatment. This is mainly due to the combination of different principles of action, so that the uniform distribution of the binder up to! the coking phase itself, even without thermo-oxidation of the compacts, the solid bridges resulting from the coking binder form a continuously consolidated lump coke.

Současně poskytuje nově vyvinutý způsob koksování ještě tu výhodu, že se dá vyrobit z nespékavého nebo jen slabě spékavého černého uhlí bez přídavné oxidační termické · úpravy výlisku velmi pevný kusový koks i tehdy, když se při briketování použije pojivá s · konzistencí černouhelného dehtu. Podle vynálezu se hodí pro tento způsob· kromě toho jako pojivo například · · též smoly, všechny vysokovroucí a na asfalt bohaté produkty zpracování ropy a foukané živice. Kromě toho se osvědčila jako pojivo směs získaná emulgováním^ staré pryže z ojetých automobilových pneumatik v černo-uhelném· dehtu při hmotnostním poměru dehet ku pryži 3 : 1 až 10· : 1. Tím lze podle vynálezu zužitkovat dosud bezcené odpadní produkty.At the same time, the newly developed coking process provides the added advantage that it can be made from non-sintering or only slightly sintering hard coal without additional oxidative thermal treatment of the compact, even when binder is used with binder with a coal tar consistency. In addition, pitches, all high-boiling and asphalt-rich petroleum products and blown bitumen are also suitable as binders for this process according to the invention. In addition, a mixture obtained by emulsifying old rubber from used automobile tires in coal-black tar at a tar / rubber weight ratio of 3: 1 to 10 has proved to be a binder.

Způsob podle vynálezu je dále · objasněn dvěma příklady provedení.The process according to the invention is further illustrated by two exemplary embodiments.

P říkladlExample

Kusový ·· ·koks se vyrábí · z následujících . složek:Piece coke is produced from the following. Ingredients:

92.5 % hmot, černého uhlí o· zrnění · 0—1 mm s 36 % těkavých podílů,92.5% by weight of hard coal with a grain size of 0 to 1 mm with 36% volatiles

7.5 °/o propenové živice.7.5 ° / o propene resins.

Po homogenním smísení složek se provede · briketování na válcovém lisu s formovacími jamkami při lisovací teplotě , cca 70 °C a tlaku cca 100 MPa. Poté se brikety podrobí rychlokoksování při ohřevu · · z 600 °C za · 100 minut na cca 1000 °C. Ochlazený kusový koks má následující vlastnosti:After homogeneously mixing the components, briquetting is performed on a roller press with molding wells at a pressing temperature of about 70 ° C and a pressure of about 100 MPa. The briquettes are then subjected to rapid coking with heating · from 600 ° C in 100 minutes to about 1000 ° C. The cooled lump coke has the following characteristics:

Tvarová stálost: 100 %Shape stability: 100%

Pevnost v bubnu:· R 30 84,8 % (po· 300 otočkách v bubnu o 0 500 mm)Drum Strength: · R 30 84.8% (after · 300 turns in 0 500 mm drum)

Těkavé podíly: 0,20 %Volatile shares: 0.20%

Obsah síry: 1,14 %Sulfur content: 1.14%

Příklad 2Example 2

Kusový koks se vyrobí z následujících složek: .....Lump coke is produced from the following ingredients: .....

% hmot, černého uhlí o zrnění 0—1 mm s 36 % těkavých podílů, % hmot, směsi černouhelného dehtu a staré pryže (poměr 6:1).% by weight, 0 - 1 mm black coal with 36% volatiles,% by weight, a mixture of coal tar and old rubber (6: 1 ratio).

Podíly staré pryže, například ze starých automobilových pneumatik, se emulgují v černouhelném dehtu. Takto připravené pojivo se smísí s jemně mletým uhlím při teplotě 70 °C. Briketování a koksování se provede jako v příkladu 1.Portions of old rubber, for example from old automobile tires, are emulsified in coal tar. The binder thus prepared is mixed with finely ground coal at 70 ° C. Briquetting and coking are carried out as in Example 1.

Ochlazený kusový koks má následující vlastnosti:The cooled lump coke has the following characteristics:

Tvarová stálost: 100 %Shape stability: 100%

Pevnost v bubnu: R 30 93,0 % (po 300 otočkách v bubnu o 0 500 mm)Drum Strength: R 30 93.0% (after 300 turns of 0 500 mm drum)

Těkavé podíly: 0,32 %Volatile proportions: 0,32%

Obsah síry: 1,02 %Sulfur content: 1.02%

Claims (1)

Způsob výroby hodnotného kusového koksu z nespékavého nebo jen slabě spékavého černého uhlí jeho rozemletím, smísením s pojivém a briketováním, vyznačující se tím, že se tepelně neupravené černé uhlí rozemele na zrnitost pod 1 mm, homogenně smísí s pojivý, jako například smolami, dehty bohatými na asfalt, zbytky po zpra cování ropy, černouhelným dehtem, pryží ze starých pneumatik, v množství 7,5 až 12 proč, hmot., briketuje při teplotách 70 až 100 °C a tlacích 60 až 100 MPa, získané výlisky se koksují rychlým ohřevem, zejména rychlostí 30 К. min t, v rozsahu středních teplot 600 °C až vysokých teplot 1100 stupňů Celsia.Process for producing valuable lump coke from non-sintering or only slightly sintering hard coal by grinding, mixing with binder and briquetting, characterized in that untreated hard coal is ground to a grain size of less than 1 mm, homogeneously mixed with binder such as pitch, tar-rich tars. to asphalt, oil residues, coal tar, rubber from old tires, in the amount of 7.5 to 12 why, by weight, briquetting at temperatures of 70 to 100 ° C and pressures of 60 to 100 MPa, the moldings obtained are coke by rapid heating especially at a rate of 30 Kc. min t, in the range of medium temperatures of 600 ° C to high temperatures of 1100 degrees Celsius.