Технология производства кокса - Иванов Е.Б
Скачать (прямая ссылка):
В ГДР уже свыше 20 лет получают кокс из брикетированного бурого угля (без связующего). Брикеты осторожно сушат до влажности 1—2%, а затем нагревают в специальных камерах коксования до 800—1000°С. Полученный кокс используют вместе с обычным коксом в низкошахтных доменных печах. Объем производства такого кокса только на двух установках составляет несколько миллионов тон» в год. Существуют и другие схемы получения кокса из угольных брикетов. Характерная особенность этих процессов заключается в отсутствии связующего при брикетировании.
В США в небольших масштабах из угольной шихты перед коксованием получали окатыши, которые потом термически обрабатывали.
Третий метод получения металлургического кокса — брикетирование неспекающегося или плохо спекающегося материала со связующим с последующей термической обработкой полученных брикетов — применяется во многих технологических вариантах и при использовании разнообразного сырья. Брикетируют измельченный антрацит, полукокс, кокс, неспекающиеся и плохо спекающиеся угли, окислившиеся спекающиеся угли и другие виты сырья. В качестве связующих применяют пек, нефтепродукты, тяжелые каменноугольные масла и т. п. Например, в Англии были сделаны брикеты из угля, предварительно прошедшего окислительную обработку и подогретого в смеси с пеком. Далее эти брикеты перед коксованием прокаливали при температуре 650° С.
В ПНР был предложен метод производства кокса из слабоспе-кающихся силезских углей полукоксованием их в ретортах типа Лургн (в них измельченный уголь нагревается до 850—900° С во взвешенном состоянии с помощью газового теплоносителя) с последующим брикетированием полученного и измельченного до размера менее 4 мм полукокса (точнее, среднетемпературного кокса) и мягким нагревом этих брикетов в туннельной печи в слабоокислительной среде. Связующим при брикетировании служат тяжелые фракции смолы, полученной при обработке угля в печах Лурги. Процесс в туннельной печи более подобен мягкой полимеризации связующего, чем чисто пирогенетическим реакциям, свойственным классическому методу коксования. Таким способом получают достаточно прочные брикеты заданного размера, которые успешно применяют в литейном производстве. Масштабы производства такого кокса на заводе в Бля-ховне (ПНР) составляют около 200 тыс. т в год.
Близок к описанному процессу процесс производства кокса из неспекающихся углей, разработанный в США (метод FAIC). Уголь сушат, измельчают и карбонизируют во взвешенном состоянии, полу-
чая при этом твердый кальцикат, газ и жидкие продукты. Газ используют как топливо, смолу перерабатывают, получая из нее связующие для производства брикетов из кальцината, которые прокаливают при высокой температуре. Для производства кокса этим методом в штате Вайоминг построена установка производительностью 225 т в сутки по коксу. Проверка этого кокса при опытных доменных плавках на небольшой печи дала удовлетворительные результаты. Но какой результат будет при использовании такого кокса в крупных доменных печах пока сказать трудно.
Получение металлургического кокса по схеме: слабоспекающийся уголь -> полукокс -*¦ его брикетирование со связующим прокаливание (или мягкий нагрев) применялась и в других странах (СРР, Япония, Англия, Австралия). Процессы разнятся исходным сырьем, способом его термической обработки, связующим (чаще всего связующее является одним из продуктов первичной обработки угля), а также конечной температурой обработки брикетов и аппаратурным оформлением.
Процесс коксования брикетов имеет много преимуществ перед классическим методом и не только из-за возможности использования более широкой гаммы углей. Термическая обработка брикетов при всех предосторожностях, связанных с медленным их нагревом во избежание растрескивания, короче периода коксования в классических коксовых печах. Значительно снижаются и капитальные затраты. Но зато при обработке брикетов (или окатышей) в реакторах и туннельных печах летучие продукты коксования сильно разбавляются и практически теряются. Исключение составляют реакторы с движущимся твердым теплоносителем. Это так называемые термофоры, идея построения которых возникла во Франции. Теплоносителем для нагревания брикетов служил песок, периодически приводящийся в псевдоожиженное состояние. Работы по использованию твердого теплоносителя ведутся и в СССР. Возможность использования летучих продуктов тепловой обработки брикетов при таком процессе, а также применение этой технологической схемы для установок большой производительности делает процесс перспективным, однако он еще не получил применения в промышленном масштабе.
Перспективен, с точки зрения получения высококачественного доменного кокса, четвертый метод получения металлургического кокса — производство формованного кокса из нагретого до пластического состояния мелкого угля. Получение брикетов (формовок) на основе угля в пластическом состоянии с их последующим прокаливанием является самостоятельным технологическим процессом, имеющим мало общего с коксованием брикетов. Поэтому целесообразно применять термин «формованный кокс» только к коксу из брикетов, полученных на основе формования угля в пластическом состоянии. Часто называют формованным кокс, получаемый способом термической обработки брикетов (третий метод). Правильнее было бы называть этот процесс «коксование брикетов», а конечный продукт — «коксобрикетами». Эти термины уже применяются в технической литературе.
