KR800001291B1 - Process by means of which moulded coke can be obtained from noncokable coal - Google Patents

Abstract

Moulded coke is prepd. by heating agglomerates in a nonoxidizing atmosphere at 100-700≰C with a heating rate 7-14≰C/min. The agglomerates are prepd. by compressing a paste contg. 60-85 wt. % of noncoking coal, 30% of coking coal with an index swelling>2, and 5-13% of such a binder as coal tars or coal tar pitches, and heating the moulded paste in an ARNU dilatometer at a heating rate of 6≰C/min. to give a contraction of 3-15 % and a reflation of approximately O.

Description

비점결성탄으로부터의 성형 코우크스의 제조방법Process for producing molded coke from non-caking coal

본 발명은 비점결성탄(非粘結性炭)으로부터 성형(成形) 코우크스를 제조하는 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the method of manufacturing molded coke from non-coking coal.

각종 석탄으로부터 성형 코우크스를 제조하기 위한 방법들이 알려져 있다. 즉,Methods for producing shaped coke from various coals are known. In other words,

공지의 방법으로 괴상화(傀狀化)시킨 다음, 그 괴상체를 건류시킬때, 특히 석탄 융해로를 통과시키면서 비교적 서열(徐熱)을 이용하는 방법(융해로는 350°내지 550℃로 유지되고, 서열은 최종 건류 처리후에 난형(卵形)을 유지하는데 필요한 것임), 또는 공지의 방법으로 괴상화시킨 다음, 그 괴상체를 예비 산화시키고, 그 다음을 산화된 난형체를 건류시키는 방법, 또는 점결제 부재하에, 그러나 사용된 탄소질 성분의 혼합물이 소정 상태로되는 온도에서 성형 공정을 수행하는 방법에 의해 비점결탄으로부터 성형 코우크스를 제조할 수 있다.When agglomerates by known methods and then coagulates the masses, in particular through a coal melting furnace, a method using relatively high order (maintaining the melting furnace at 350 ° to 550 ° C., The sequence is necessary to maintain an ovate after the last dry distillation treatment), or agglomerated by a known method, followed by preliminary oxidation of the mass, followed by carbonization of the oxidized ovate, or Molded coke can be produced from non-coking coal by the method of carrying out the molding process in the absence of a binder, but at a temperature at which the mixture of the carbonaceous components used is brought to a predetermined state.

현재까지 이들 방법들은 공업적인 규모로는 거의 무가치하다는 것이 입증되었다.To date, these methods have proved to be almost worthless on an industrial scale.

본 발명은 이들 공지의 방법을 실시함에 있어서 야기되는 문제점을 해결하고 유용한 공업적 특성을 가진 걸쳐 코우크스의 신속한 생산을 가능하게 한다.The present invention solves the problems caused in carrying out these known processes and enables the rapid production of coke over useful industrial properties.

따라서, 본 발명은 비점결성탄으로부터의 성혈 코우크스의 제조방법에 관한 것이며, 이에 따라 괴상체가 비산화성 분위기중에서 가열되는 것이다.Accordingly, the present invention relates to a method for producing sexually-coiled coke from non-caking coal, whereby the mass is heated in a non-oxidizing atmosphere.

본 발명은 비점결성탄 60내지 85중량%, 팽윤계수 2이상의 점결성탄 10내지 30중량% 및 점결제 5내지 13중량%를 함유하고, ARNU 팽창계 내에서 매분 가열속도 6℃로 가열시 수축률이 3내지 15%, 바람직하게는 5내지 10%이고 재팽창계수가 0 또는 거의 0인 호상체(澔狀體)를 압착시켜 괴상체를 얻고, 이 괴상체를 비산화성 분위기 중에서 매분 7내지 14℃의 가열속도로 약 100℃내지 700℃의 온도로 가열시킴을 특징으로 한다.The present invention contains 60 to 85% by weight of non-coking coal, 10 to 30% by weight of coking coal having a swelling coefficient of 2 or more, and 5 to 13% by weight of binder, and shrinkage rate when heated at 6 ° C. per minute in ARNU expansion system. 3 to 15%, preferably 5 to 10%, and having a coarse body having a re-expansion coefficient of 0 or almost 0 to obtain a coarse body, which is obtained in a non-oxidizing atmosphere every 7 to 14 ° C. It is characterized by heating to a temperature of about 100 ℃ to 700 ℃ at a heating rate of.

본 발명에 의하면 괴상체는 비점결성탄 60내지 85중량%를 함유하는 호상체를 “냉간압착”시켜 제조할수 있다. 비점결성탄이라는 것은 프랑스공화국 표준규격 M-11,001에 의거하여 측정한 도가니 내에서의 팽윤계수가 0내지 2인 석탄, 동일 석탄 또는 아탄에서 얻은 세미코우크스(semi-coke) 및 이들의 혼합물임이 인식된다. 가급적이면, 휘발성분이 20%미만인 비점결성탄(즉, 분급 100, 200 및 300호의 석탄) 또는 예컨대 분급 400, 500, 600, 700, 800 또는 900호, 또는 411, 511, 611, 711 또는 811호, 또는 412, 512, 612, 712또는 812호의 고함량의 휘발성분을 함유한 비점결성탄을 유동화시켜 얻은 세미코우크스, 또는 아탄 세미코우크스, 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋다. 세미코우크스는 충분히 고온에서 제조함으로써 그의 휘발잔사 성분이 대등해지거나 또는 25% 미만으로 된다.According to the present invention, the mass can be produced by "cold-compressing" an arc body containing 60 to 85% by weight of non-coking coal. It is recognized that non-coking coal is a semi-coke obtained from coal having the swelling coefficient of 0 to 2 in the crucible measured in accordance with French Standard Standard M-11,001, same coal, or atan and mixtures thereof. do. Preferably, non-coking coal (i.e. coals of classification 100, 200 and 300) with less than 20% volatile content or class 400, 500, 600, 700, 800 or 900, or 411, 511, 611, 711 or 811 Or semicoke obtained by fluidizing a non-coking coal containing a high content of volatiles of 412, 512, 612, 712 or 812, or attan semicoke, or mixtures thereof. Semicoke is produced at a sufficiently high temperature so that its volatile residue components are comparable or less than 25%.

본 발명에 의하면, 10내지 30중량%의 점결성탄, 즉 도가니 내에서의 팽창계수가 2이상인 석탄을 전술한 비점결탄과의 혼합에 사용한다.According to the present invention, 10 to 30% by weight of coking coal, that is, coal having a coefficient of expansion of 2 or more in a crucible, is used for mixing with the above-mentioned coking coal.

본 발명에 의하면, 또한 5내지 13중량%의 점결제를 괴상체로 되는 호상체 제조에 사용한다.According to the present invention, 5 to 13% by weight of a caking additive is also used for the production of a staple which becomes a bulk.

점결제로는 석탄 피치 또는 석유 역청을 사용할 수 있는데, 이들은 사용한 탄소질물의 성질에 따라 코을타르 또는 아탄타르 또는 이들 타르의 유분(留分)에 첨가되어 왔다.Coal pitch or petroleum bitumen can be used as a caking agent, which has been added to coal tar or attan tar or fractions of these tars depending on the nature of the carbonaceous material used.

석유 역청보다는 고정 탄소 함량이 높은 석탄 피치를 사용하는 것이 좋다.It is better to use coal pitch with higher fixed carbon content than petroleum bitumen.

각중 물질, 즉 비점결성탄 또는 석탄, 점결성탄 또는 석탄, 그에 관련된 점결제는 분쇄 혼합하여 설형시에 괴상체를 형성할 수 있는 호상체를 생성시켜야 한다. 이 분쇄에 의해서 고체입자의 밀도는 약 1mm미만, 가급적이면 그 고체입자의 90%이상이 0.5mm미만의 입도를 가지게 된다.Each material, ie non-coking coal or coal, coking coal or coal, and its associated binders must be pulverized and mixed to produce a staple that can form masses in the tongue. By this grinding, the density of the solid particles is less than about 1 mm, preferably 90% or more of the solid particles have a particle size of less than 0.5 mm.

전술한 성분으로부터 얻은 호상체는 하기 특성을 가져야 한다. 즉 매분 6℃의 가열 속도로 사용되는 ARNU 팽창계 시험을 행할때, 3내지 15%, 바람직하게는 5내지 10%의 수축률과 0 또는 0에 가까운 재팽윤계수를 가져야 한다.The carcass obtained from the above-mentioned components should have the following properties. That is, when performing the ARNU dilatometer test used at a heating rate of 6 ° C. per minute, it should have a shrinkage of 3 to 15%, preferably 5 to 10%, and a reswelling coefficient of zero or near zero.

다음에, 이 호상체는 공지의 방법에 따라, 즉 예컨대 80℃ 가량의 온도에서 성형된다. 상기 온도는 사용되는 점결제에 크게 좌우되는 것이다. 이와 같이하여 250kg/cm²의 압력을 사용하여 예컨대 20내지 40g의 괴상체를 생성한다.This arc-shaped body is then molded according to a known method, ie at a temperature of about 80 ° C. The temperature is largely dependent on the binder used. In this way, a mass of, for example, 20 to 40 g is produced using a pressure of 250 kg / cm ² .

계속하여 그 내부온도가 매분 7내지 14℃의 비율로 상승될 수 있도록 상기 괴상체를 가열한다. 이들의 열전도도를 고려할때, 괴상체의 가열방법중 어떤 방법은 이들 괴상체의 내부온도의 불균일성을 초래한다는 사실이 분명하다. 다수의 시험결과 괴상체에 외부열을 가함으로써 그 온도 상승률은, 그 온도 측정을 수행하는 위치에 관계없이 고려된 범위의 속도범위에 속할 수 있다는 사실이 입증되었다. 수시로, 괴상체중심부 근처의 온도변화를 기록하는 시험을 행하였다. 이러한 가열은 연속법 또는 비연속법을 사용하여 오븐내에서 고온벽 또는 그 오븐내에서 순환되는 불활성 생성물과 직접 접촉 및 더욱 일반적으로는 본 발명에 따른 괴상체의 가열, 즉 매분 7내지 14℃의 가열속도를 확보할 수 있는 임의의 공지된 방법에 의해 실시할 수 있다. 이 가열속도는 괴상체의 온도가 약 100℃에 도달하였을때부터 그 온도가 약 700℃ 이상에 도달할때까지 적용되어야 한다. 이러한 가열속도가 성취되어야 하는 저온은 약 100℃이다. 왜냐하면, 본 발명있는 이 온도이하에서는 연속처리에 별로 중요하지 않는 현상이 발생될 수 있다는 사실을 발견하였기 때문이다. 예컨대, 괴상체내에 함유될 수 있는 수분의 증발은 일반적으로 약 100℃까지의 온도에서 발생한다는 것을 알았다.Subsequently, the mass is heated so that its internal temperature can be raised at a rate of 7 to 14 ° C per minute. In view of their thermal conductivity, it is evident that some of the heating methods of the masses result in nonuniformity of the internal temperature of these masses. Many tests have demonstrated that by applying external heat to the mass, the rate of temperature rise can fall within the range of speeds considered, regardless of where the temperature measurements are taken. From time to time, tests were conducted to record changes in temperature near the mass center. This heating is carried out using either continuous or discontinuous methods in direct contact with the hot wall in the oven or with an inert product circulated in the oven and more generally the heating of the mass according to the invention, ie 7 to 14 ° C. per minute. It can carry out by any well-known method which can ensure a heating rate. This heating rate should be applied from the time when the mass reaches about 100 ° C until the temperature reaches about 700 ° C or more. The low temperature at which this heating rate should be achieved is about 100 ° C. This is because it has been found that less than this temperature in the present invention may cause a phenomenon which is not important for continuous processing. For example, it has been found that evaporation of moisture that may be contained in the mass generally occurs at temperatures up to about 100 ° C.

괴상체의 온도가 약 700℃에 도달한 후에, 이 괴상체의 가열속도는 수득되는 코우크스의 성질에 과한한 별로 중요하지 않다는 것을 다시 알게 되었다. 이 700℃의 온도는 석탄의 호상용융 온도범위인 350내지 550℃보다 현저히 고온이다. 그러나, 점결을 완성하기 위하여 700℃이상의 온도로 괴상체의 가열을 계속하는 것이 가능하고 또 그렇게 하는 것이 바람직하다. 따라서, 괴상체는 900~950℃ 또는 1,000℃로 가열시킬 수 있으나, 앞에서도 언급한 바와같이, 동일한 가열속도를 더 이상 지지할 필요는 없다.After the temperature of the mass reached about 700 ° C., it was found again that the heating rate of this mass was not critical to the nature of the coke obtained. The temperature of 700 ° C. is significantly higher than 350 to 550 ° C., which is a range of coal melting temperatures. However, in order to complete caking, it is possible to continue heating the mass at a temperature of 700 ° C or higher, and it is preferable to do so. Thus, the mass can be heated to 900-950 ° C or 1,000 ° C, but as mentioned earlier, it is no longer necessary to support the same heating rate.

본 발명에 의하면, 처리된 괴상체에는 유사하거나 동일한 가열속도를 주어야 하나, 모든 온도(약 100℃ 및 700℃사이)에서 동일할 필요는 없다. 최적의 가열속도는 기술적 조건 및 처리된 괴상체의 조성에 일부좌우되며, 따라서 예컨대 분급 200호의 석탄, 분급 100호의 석탄 및 석탄 피치를 함유하는 호상체로부터 얻은 괴상체에 대해서, 가장 우수한 결과는 실질적으로 100내지 700℃에서의 일정한 가열속도에 대응한다는 사실을 알게 되었다.According to the present invention, the treated mass should be given a similar or identical heating rate, but need not be the same at all temperatures (between about 100 ° C and 700 ° C). The optimum heating rate depends in part on the technical conditions and the composition of the treated mass, so for example for bulks derived from class 200 coal, class 100 coal and coal pitch containing coal pitch, the best results are substantial. It has been found that it corresponds to a constant heating rate at 100 to 700 ° C.

본 발명의 방범에 의하여 얻은 성형 코우크스는 매우 유용한 성질을 가지고 있다. 예컨대, 그 기계적강도는 보편적으로 300kg/cm²이고, MICUM장치(즉, 20mm 및 10mm시이브 위에서 체질하여, 20mm시이브 잔류분 및 10mm 시이브 통과분을 선별함)에서 측정한 경도계수는 다음과 같다.Molded coke obtained by the crime prevention of the present invention has a very useful property. For example, its mechanical strength is typically 300 kg / cm ² , and the hardness coefficient measured on a MICUM device (ie, sieving over 20 mm and 10 mm sieves, screening 20 mm sieve residues and 10 mm sieve passes) is Same as

M₂₀≥88M ₂₀ ≥88

M₁₀≤9.5M ₁₀ ≤9.5

또한, 처리한 괴상체는 미처리 괴상체와 유사한 고유의 형상을 가지며, 그 표면에는 공지의 방법에 따른 성형 코우크스에서 나타나는 균열, 기포 및 주름 발생현상이 나타나지 않는다.In addition, the treated mass has an inherent shape similar to that of the untreated mass, and its surface does not exhibit cracks, bubbles and wrinkles occurring in molded coke according to a known method.

본 발명의 실시예는 하기와 같으나, 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Examples of the present invention are as follows, but the present invention is not limited thereto.

[실시예 1]Example 1

가열속도 6℃/분에서 하기 ARNU특성, 즉 수축율 5% 및 팽윤계수 0인 혼합물을 얻기 위하여, 휘발성분이 11%인 분급 200호의 조탄(組炭) 79%, 휘발성분이 25%이고 팽창계수가 8인 분급 433호의 비탄(肥炭) 14%, 크래이머-사르노프 계수가 70이고 탄소함량이 45%인 석탄피치 7%로 조성된 호상체를 250kg/cm²로 압착시켜 괴상체 20g을 제조하였다.In order to obtain a mixture having the following ARNU characteristics, that is, a shrinkage rate of 5% and a swelling coefficient of 0, at a heating rate of 6 ° C / min, 79% of crude oil in classification 200 with 11% volatile content, 25% volatile content, and 8 expansion coefficients were obtained. A coarse body 20g was produced by compressing an arc body composed of phosphorus classification 433 with 14% inelasticity and 70% of Kramer-Sarnov coefficient and 7% coal pitch with 45% carbon content at 250kg / cm ² . It was.

분쇄후의 호상체의 입도는 하기와 같았다.The particle size of the staple after grinding was as follows.

55% : 〉0.025mm55%:〉 0.025mm

90% : 〉0.5mm90%:〉 0.5mm

100a : 1mm100a: 1mm

가열속도 7내지 10℃/분으로하여 70에서 850℃까지로 가열처리한 후에, 차기 특성을 가진 성형 코우크스를 얻었다.After heat treatment from 70 to 850 ° C. at a heating rate of 7 to 10 ° C./min, molded coke with the following characteristics was obtained.

[실시예 2]Example 2

가열속도 6℃/분에서 하기 ARNU특성, 즉 수축율 7.5% 및 팽윤계수 0인 혼합물을 얻기 위하여, 휘발성분이 11%인 분급 200호의 조탄 65%, 휘발성분이 38.5%이고 팽윤계수 3인 분급 621호의 역청질 비탄 28%, 크레이머-사르노프계수 70인 석탄피치 7%로 조성된 호상체를 250kg/cm²로 압착시켜 괴상체 20g을 제조하였다. 호상체의 입도는 실시예 1에서와 동일하였다.Bitumen of classification No. 621 with classification 65% of classification 200, 11% volatile content, 38.5% volatile content and 3 swelling coefficient, in order to obtain a mixture having the following ARNU properties, that is, 7.5% shrinkage and 0 swelling coefficient, at a heating rate of 6 ° C / min. A coarse body 20g was prepared by compressing a staple composed of 28% of vaginal lamina and 7% of coal pitch having a Kramer-Sarnov coefficient of 70 at 250 kg / cm ² . The particle size of the staple was the same as in Example 1.

가열속도 7내지 10℃/분으로하여 75에서 850℃까지로 가열처리한 후에, 하기 특성을 가질 성형 코우크스를 얻었다.After heat treatment from 75 to 850 ° C. at a heating rate of 7 to 10 ° C./min, molded coke having the following characteristics was obtained.

[실시예 3]Example 3

제제(製劑) Ⅱ(실시예 2)에 대응하는 괴상체를 상이한 가열속도로 처리하였다.The mass corresponding to Formula II (Example 2) was processed at different heating rates.

완전한 난형체의 비율은 전기 각 실시예와 동일하였으나, 결과치는,The percentage of complete oocytes was the same as in the previous examples, but the result was

(1) 가열속도가 2.5내지 6℃/분일 때에는(1) When the heating rate is 2.5 to 6 ℃ / min

M₂₀=87M ₂₀ = 87

M₁₀=11.5M ₁₀ = 11.5

(2) 가열속도가 9내지 16.5℃/분일 때에는(2) When heating rate is 9 to 16.5 ℃ / min

M₂₀=70M ₂₀ = 70

M₁₀=12M ₁₀ = 12

로서 불량하였다.As poor.

[실시예 4]Example 4

가열속도 6℃/분에서 하기 ARNU특성, 즉 수축율 10% 및 팽윤계수 0인 혼합물을 얻기 위하여, 국제분급 800호의 석탄과 아탄을 유동화 처리하여 얻은 휘발성분 24%의 세미코우크스 71%, 휘발성분 25%인 분급 433의 비탄 17.5%, 타르분 4.2%의 석탄비치 7.3%로 조성된 괴상체 30g을 얻었다.Semicoke 71% of volatile component 24% of volatile component obtained by fluidizing coal and artan of International Classification No. 800 to obtain a mixture having the following ARNU characteristics, that is, a shrinkage rate of 10% and a swelling coefficient of 0, at a heating rate of 6 ° C / min. 30 g of mass composed of 25% of grading 433, 17.5% of grit, 4.2% of tar, and 7.3% of coal beach were obtained.

실시예 1 및 2와 동일한 처리법, 즉 가열속도 8내지 10℃분으로 850℃까지 처리하여, 역시 유용한 특성을 소지한 성형 코우크스를 얻었다.The same treatment method as in Examples 1 and 2, i.e., a heating rate of 8 to 10 DEG C, was carried out to 850 DEG C to obtain a molded coke with useful properties.

완전한 난형체 : 〉97%Complete ovate:〉 97%

기계적 강도 : 약 300kg/cm² Mechanical strength: about 300kg / cm ²

M₂₀〉88 : M₁₀〈9.5M ₂₀ 〉 88: M ₁₀ 〈9.5

Claims (1)

비점결성탄 60내지 85중량%, 팽윤계수 2이상의 점결성탄 10내지 30중량% 및 점결제 5내지 13중량%를 함유하고, ARNU 팽창계 내에서 매분 6℃로 가열시 수축률이 3내지 15%, 바람직하게는 5내지 10%이고 팽창계수가 0 또는 거의 0인 호상체(糊狀體)를 압착시켜 괴상체를 얻고, 이 괴상체를 비산화성 분위기 중에서 매분 7내지 14℃의 가열속도로 약 100℃에서 700℃까지의 온도로 가열시킴을 특징으로하는 비점결성탄으로부터의 성형 코우크스의 제조방법.It contains 60 to 85% by weight of non-coking coal, 10 to 30% by weight of coking coal having a swelling coefficient of 2 or more, and 5 to 13% by weight of binder, and shrinkage rate of 3 to 15% when heated to 6 ° C per minute in ARNU expansion system, Preferably, 5 to 10% and a coarse body having an expansion coefficient of 0 or almost 0 is compressed to obtain a coarse body, which is about 100 minutes at a heating rate of 7 to 14 ° C. per minute in a non-oxidizing atmosphere. A process for producing molded coke from non-coking charcoal, characterized in that it is heated to a temperature from 캜 to 700 캜.