Альтернативные процессы термической переработки твердых топлив в условиях перепрофилирования сланцеперерабатывающих производств

• Автор: Боровиков, Геннадий Иванович
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 246 с. : ил

1.1. Современное состояние и проблемы сланцеперерабатывающей промышленности.

1.2. Газосланцевые камерные печи и их использование для прокаливания нефтяного кокса.

1.3. Сланцевые газогенераторы и предпосылки переработки в них

угля для получения полукоксавосстановителя.

1.3.1. Сравнение сланцевых газогенераторов и печей для полукоксования угля

1.3.2. Состояние угольной сырьевой базы.

1.3.3. Характеристика и требования к качеству углеродистых восстановителей для электротермических производств
Глава 2. Исследования и разработки по совершенствованию процесса прокаливания кокса в камерных печах
2.1. Теоретическое обоснование и исследование возможности повышения качества коксов для производства анодных материалов на стадии термообработки
2.2.Изучение характера взаимосвязи между режимными параметрами процесса прокалки, качеством сырья и продукции

2.2.1. Природа, состав и свойства сырья.

2.2.2. Влияние спекаемости на показатели работы промышленной прокалочной печи
2.2.3. Температура и продолжительность прокалки.
2.3. Исследование и пути решения проблемы загрязнения прокаленного
кокса микропримесями кремния и железа.
2.3.1. Анализ характера взаимосвязей между содержанием примесей в
сыром и прокаленном коксах
2.3.2. Исследование факторов, влияющих на уровень содержания железа
в прокаленном коксе.
2.3.3. Изучение источников и степени загрязнения кокса железом
2.3.4. Исследование возможностей и направлений снижения содержания железа в коксе.
2.4. Разработка вариантов перевода камерных печей на отопление газами несланцевого происхождения.
2.4.1. Разработка технических решений по использованию в камерных печах богатого отопительного газа
2.4.2. Разработка и промышленная реализация системы обогрева печей специально приготовленным бедным отопительным газом
2.5. Разработка и внедрение новых конструкций печей с улучшенными
экологическими показателями и повышенным сроком службы
Глава 3. Разработка технологии термической переработки каменных углей в сланцевых газогенераторах.
3.1. Характеристика исходных углей
3.2. Лабораторные исследования процесса термообработки углей
3.2.1. Изучение влияния температуры на выход продуктов и состав газа термообработки углей
3.2.2. Характеристика жидких продуктов полукоксования.
3.2.3. Исследование коксовых остатков термообработки углей.
3.3. Исследование и освоение процесса полукоксования углей в промышленном газогенераторе
3.3.1. Изучение особенностей полукоксования углей в газогенераторе .
3.3.2. Характеристика промышленных партий полукокса и результаты их опробования в производствах кристаллического кремния и ферросплавов.
3.4. Оценка экономической эффективности перевода сланцевых газогенераторов на переработку углей
Выводы
Литература


Испарение жидких недококсованных и десорбция газообразных продуктов. Их крекинг в газовой фазе и на поверхности кокса С в плотном слое мелочи нефтяного кокса последнее более вероятно. Пиролиз жидких и пластических продуктов, сорбированных или входящих в состав коксового вещества, с выделением метана, ароматических фрагментов, олефинов, гетеросоединений. Н2 и дальнейшей конденсацией и полимеризацией на поверхности кокса. Удаление низкомолекулярных газов из кокса преимущественно водорода и метана, связанное с реакциями деалкилирования и дегидрирования. Пиролиз метана СН4 С 2Н2 1. Реакции с участием Н С Н СО Н2 1. СН4 Н СО ЗН2 1. Кон версия двуокиси углерода С С 2СО 1. При термическом разложении углеводородов метан является наиболее стойким промежуточным продуктом реакция 1. Термодинамическая устойчивость его заметно снижается при температуре более 0С. Исходя из теоретических данных , для термического разложения метана на требуется температура С. Поэтому можно предположить, что конечный состав углеводородной части газа прокалки будет определяться в основном метаном. Для реакции 1. С . Реакция 1. С . Реакции 1. Реакция 1. С, резко смещено вправо . Скорость конверсии метана с водяным паром реакция 1. В присутствии нефтяного кокса она значительно ускоряется . Реакция 1. Значение констант равновесия рассмотренных реакций 16 в температурном интервале прокаливания приведены в табл. Таблица 1. Наиболее термодинамически вероятными при выбранных температурах будут реакции 1. Сделать вывод о наиболее вероятных реакциях в выбранных условиях прокаливания позволят экспериментальные исследования процесса. Основным условием, обеспечивающим нормальную работу камерных вертикальных печей, является непрерывность и равномерность движения подвергаемого прокалке материала под действием силы тяжести 3. Опыт эксплуатации этих агрегатов показал, что выполнение такого условия во многом определяется спекаемостью перерабатываемого материала 8. Спекаемость мелочи нефтяного кокса замедленного коксования при термообработке рассматривалась в работах ,,. Основную роль в спекании авторы отдают жидким продуктам, выделяющимся при нагреве кокса. Результаты определения спекаемости нефтяных коксов методом Рога приводятся в работе . В рамках рассмотренного выше механизма термического разложения нефтяного кокса процесс спекания в камерной печи может быть описан следующим образом. При пиролизе жидких и пластических продуктов термообработки происходят процессы, которые характерны только для условий прокалки в плотном слое засыпки нефтяного кокса. Это образования битуминозных летучих веществ типа первичных смол, которые начинают гшролизоваться прежде, чем покинуть коксовое зерно и перейти в газовую фазу. При этом за счет коксования этих смол происходит связывание между собой частиц в слое спекание прокаливаемого кокса. Вопросы регулирования спекаемости при прокаливании смесей нефтяных коксов и влияние этого показателя на технологию промышленного прокаливания в камерных печах практически не изучены. При освоении в х годах процесса прокаливания нефтяного кокса в камерных печах решались, в первую очередь, задачи техникоэкономического плана. Экологический уровень производства по величине газовыделения в атмосферу и рабочие зоны в период загрузки печей и их чистки уступал лучшим отечественным и зарубежным аналогам. В мировой практике имеется большой опыт по обезвреживанию газов, содержащих газообразные и пылевидные горючие компоненты прокалка кокса, производство технического углерода, металлургия и др В большинстве случаев это крупномасштабные установки по сжиганию газов, имеющие контур пылеочистки. Наибольший интерес вызывает опыт коксохимической промышленности, где накоплен обширный исследовательский и практический материал по эвакуации и обезвреживанию газов, образующихся при загрузке угольной шихты в коксовые печи. Эти газы близки по составу к нашему случаю, а применяемое оборудование рассчитано на небольшие объемы газа, выделяющегося от одной печной камеры, аналогично камерной прокалочной печи завода Сланцы.