Влияние режима коксования на прочность кокса из торфяных термобрикетов

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА КОКСОВАНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ КОКСА ИЗ ТОРФЯНЫХ ТЕРМОБРИКЕТОВ

С. Г. МАСЛОВ. С. И. СМОЛЬЯНИНОВ, В. Г. ТЕТЕРВЯК, Г. Ф. КРЛСКОВ

(Представлена научно-методическим семинаром химико-технологического

факультета)

Резюмируя литературу по вопросу коксования брикетированного топлива [1 —10], можно сделать следующие выводы:

1. При коксовании торфяных и буроугольных брикетов следует придерживаться мягкого режима коксования порядка 2° в минуту,

особенно до стадии образования полукокса.

2. Лучшие результаты с учетом экономики дает коксование с контролируемой переменной скоростью <на-грева.

3. Специальные работы по выяснению влияния скорости нагрева на прочность кокса из торфяных термобрикетов не имели места.

Коксованию подвергались термобрикеты, полученные из торфа Таганского месторождения Томской области, с применением метода высокоскоростного нагрева торфа в падающем слое. Коксование проводилось в электрических тигельных печах типа ТЭП-1. Испытуемый термобрикет загружался в фарфоровый тигель, пересыпался древесным углем, и тигель ставился в печь. Нагревание проводилось со скоростью 2° в минуту до заданной температуры; до конечной температуры коксование велось с повышенной скоростью — 5° в минуту. Выдержка при конечной температуре составляла 20 минут. Полученные коксобрикеты испытывались на сопротивление раздавливанию и истираемость в лабораторных условиях. Результаты приведены в табл. 1.

Таблица 1

Зависимость прочности коксобрикетов от режима коксования

Результаты испытаний

Интервал температур, в котором коксование велось со скоростью сопротивление сжатию кГ\см2 истира-емоссть, %

2 epadj ¡мин 5 град/мин среднее из трех испытаний

0—260 260 -1000 104 30,4

0-300 300-1000 122 29,0

0—400 400—1000 148 24,3

0—500 500—1000 160 15,0

0-600 600 — 1000 170 11,0

0—700 700-1000 173 10,0

0—800 800—1030 178 9,9

0—900 900-1000 176 9,8

0-1000 _ 176 9,9

Из данных видно, что прочность коксобрикетов сперва резко возрастает с увеличением температуры, до которой коксование велось со скоростью 2° в минуту, потом в интервале 550—650°С следует плавный переход, и & дальнейшем прочность коксобрикетов уже мало зависит от указанной температуры. Для более точного определения температуры, с которой можно форсировать скорость нагрева, не ухудшая качество кокса, была поставлена специальная серия опытов. Температура менялась от 550 до 650°С через 20°С. Данные опытов графически изображены на рис. 1. Из графика видно, что искомая температура равна 610°С.

/76

N

I

1

53

еэ

I 1

/74

172

¡70

/бд

/ ____—

\ 2J /

/ V

/4

/3

<5

« S !

//

/0

550 590 650 550 °С

Конечная температура нагреба со тростью

Рис. 1. Зависимость прочности коксобрикетов от температуры, до которой коксование ведется со скоростью 2° в минуту. 1 — истираемость, %; 2— сопротивление раздавливанию, кГ/см2

При выяснении причины наличия интервала температур, с которого можно форсировать подъем температуры, не ухудшая прочности коксобрикетов, мы исходили из положения, что прочность кокса из брикетов зависит от следующих факторов:

а) скорости выделения летучих веществ в определенные интервалы температур при коксовании;

б) скорости усадки;

в) величины градиента температур в брикете, которая зависит от коэффициента температуропроводности материала брикета в процессе коксования.

Скорость выделения летучих (скорость потери веса) определялась на дериватографе для двух скоростей нагрева 2° и 5° в минуту (рис. 2).

7*.

99

О 200 400 600 800  /ООО

Шечщя температура пагреда, °С

Рис. 2. Потеря веса термобрикетов в процессе коксования. I—потеря веса при скорости нагрева 2° в минуту, %; 2—-потеря веса при скорости нагрева 5° в минуту, %; 3 — скорость потери веса при скорости нагрева 2° в минуту, % г> минуту; 4 — скорость потери веса при скорости нагрева 5° 13 минуту, % в минуту.

'Г а б л и ц а 2

Зависимость усадки термобрикетов от конечной температуры коксования

Конечная температура нагрева, СС Радиальная усадка, % Средняя скорость радиальной усадки, % в мин Осевая усадка, % Средняя скорость осевой у сад к и, % в мин

260 1,25 0,0096 2,20 0,0212

300 2,18 0,0465 3,09 0,0620

400 6.60 0,0865 11,53 0,0900

500 12,60 0,1740 14,00 0,1620

600 16,60 0,0120 14,60 0,0120

700 10,30 0,0620 15,60 0,0200

800 19,70 0,0140 16,20 0,0120

900 20,60 0,0320 17,00 0,0160

2000 21,10 0,0300 17,25 0,0025

Скорость усадки определялась в специальной серии опытов. Для этого измерялась усадка брикетов после коксования их до заданной температуры, которая повышалась через 100° (табл. 2).

Из этих данных видно, что наибольшая скорость выделения летучих и усадки наблюдается в интервале температур 300—500°С, следовательно, в этот период необходимо нагревать коксуемые термобрикеты с наименьшей скоростью

ЛИТЕРАТУРА

1. X. И. Р и в к и н а. Получение металлургического кокса из фрезерного торфа через брикетирование в период коксования. Торфяное дело, 9, 28—32, 1934.

2. Б. Н. 3 л о б и н с к и й. Исследование торфяного брикета как горючего доменной, плавки. Автореферат диссертации, 1946.

3. Е. М. Т а й ц, А. О. Андреева. О прочности коксобрикетов из бурого угля. Труды ИГИ. Т. XX, 34—43, 1963.

4. Е. М. Т а й ц, Ф. И. Покровская. Образование кокса из брикетированного топлива. Труды ИГИ Т. XX, 23—34, 1963.

5. Г. К. Г е р л а х. К вопросу о технологии получения высокотемпературного буро-угольного кокса и факторах, влияющих на технологию. Вег£Ьаи1есЫк, 61, 15—19, 1959.

6. Б. М. 3 л о б и н с к и й. Бурый уголь как металлургическое топливо. Углетех-издат, 1956.

7. В. И. Чистяков, Н. А. Басов. Термобрикетирование торфа и коксование брикетов. Бюллетень научно-технической информации ВНИИТП, выпуск 12, 30—40, 1961.

8. Б. М. Б а б а к и н, Л. И. Е р к и н. Исследование влияния скорости подъема температуры на различных этапах процесса коксования на механические свойства формованного кокса. В сб. Подготовка и коксование углей, 103—114, 1965.

9. Б. И. Б а б а к и н. Влияние скорости нагрева на изменение механической прочности формовок в процессе коксования. В сб. Подготовка и коксование углей 114— 13!, 1965.

10. П. 3. Ш у б е н к о. Разработка условий непрерывного процесса коксования углей в несколько последовательных стадий. Труды ИГИ. Т. X, 1959.