CC BY
13
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том 198 1974
ВЫХОД И СОСТАВ ПРОДУКТОВ БЕРТИНИРОВАНИЯ ИТАТСКОГО БУРОГО УГЛЯ ПРИ СКОРОСТНОМ НАГРЕВЕ
Я. А. БЕЛИХМАЕР, К. К. СТРАМКОВСКАЯ
(Представлена научно-методическим семинаром химико-технологического факультета)
Одним из путей повышения качества продуктов термической переработки углей может быть их предварительная термическая обработка (бертинирование). Из литературы известно, что бертинирование улучшает состав газа при газификации [1], положительно влияет на выход и качество кокса [2].
Целью данной работы является определение выхода и состава продуктов бертинирования бурых углей Итатского месторождения в усло-
Рис. 1. Установка скоростного нагрева твердых топлив: 1 — бункер топлива, 2 — шнековый питатель, 3 — распределительный конус, 4 — заглушка, 5—реактор, 6 —КТР, 7 — циклон, 8 —приемник циклона, 9 — холодильник, 10 — приемник. холодильника, 11 — электрофильтр, 12 — приемник электрофильтра, 13 — трубка с СаС12, 14 — адсорбер, 15 — газовый счетчик, 16 — нижний шнековый питатель, 17 — бункер твердого остатка, 18 — электропечи
виях скоростного нагрева. Исследование проводилось на установке, схема которой представлена на рис. 1.
Методика бертинирования сводилась к следующему. 11редвари-тельно подсушенный до 3—4% уголь фракции 200—250 мкм загружался в бункер 1 в количестве 1,5 кг. После этого установка проверялась на герметичность и включался обогрев реактора и КТР. По достижении заданной температуры стенки реактора одновременно включались приводы обоих шнековых питателей. Температура, до которой нагревались частицы угля, регистрировалась с помощью магнитоэлектрического Пирометра, термопара которого устанавливалась на выходе из КТР. При постоянной температуре стенки реактора температура частиц угля оставалась неизменной в течение всего опыта. Температура стенки КТР поддерживалась равной температуре частиц угля.
Длительность каждого опыта составляла 25 минут. Через 10 минут ■после .начала опыта и в конце опыта производился отбор газа. Газ анализировался на аппарате ВТИ-2 и хроматографе ХТ-2М. Твердый остаток подвергался техническому и элементарному анализам. Бертиниро-вание проводилось при температурах 220, 280 и 340°С.
Результаты опытов представлены в табл. 1, из которой видно, что с повышением температуры бертинирования уменьшается выход твердого остатка, увеличиваются выходы газа и пирогенетической воды. При температуре 340°С наблюдается выделение смолы. Это свидетель-
Т а б л п ц а 1
Выходы продуктов бертинирования Итатского бурого угля при скоростном нагреве
№ п. п. Температура процесса, °С Выход в % на горючую массу
твердый остаток газ пирогенети-ческя вода смола
1 220 98,48 1,52 — __
2 280 97,84 1,80 0,36 следы
3 340 95,24 2,74 1,62 0,40
4 450 68,20 17,80 5,62 7,38
ствует о том, что при данной температуре уже заметно протекают реакции основного процесса термической деструкции органической массы угля. В табл. 1 приведены также результаты полукоксования угля на
Таблица 2
Состав газа бертинирования Итатского бурого угля при скоростном нагреве
№ Температу- Состав газа в об. кг Выход газа нмг1тгм Выход С02 нм3 т гм
п. п. ра процесса, °С со2 СО Но СН4 С/я Н п 1 нм3
1 220 97,1 2,9 __ _ _ 1,954 7,8 7,6
2 280 85,2 9,7 3,2 1,9 — 1,818 10,0 8,5
3 340 74,6 17,2 2,0 5,8 0,4 1,735 18,0 13,4
4 450 33,2 32,3 12,3 22,0 0,2 1,230 146 48,6
данной установке при температуре 450°С. Из сравнения этих данных видно, что при бертинировании удаляется 29% пирогенетической воды
от того количества, которое образуется в результате термической деструкции при 450°С.
Результаты анализа газа приведены в табл. 2. С повышением температуры в газе растет содержание горючих компонентов и уменьшается содержание СОг с 97,1% до 74,6%. Вследствие этого удельный вес газа снижается с 1,954 кг/нмъ до 1,735 кг/нмг. При температуре 340°С в газе появляются непредельные углеводороды.
Таблица 3
Характеристика твердых остатков
№ Температу- ШР Ас уг Элементарный состав, % <Й
п. п. ра процесса, °С Сг Нг (О + N-1-+ 5К ккал нг
1 Исходный уголь 38,0 4,80 48,2 70,70 5,10 24,20 3890
2 220 — . 4,90 47,6 70,90 4,95 24,15 6280
3 280 — 4,96 46,9 71,30 4,86 23,84 6286
4 340 — 5,10 42,7 72,00 4,80 23,20 6310
По данным элементарного анализа наблюдается увеличение в твердых остатках содержания Сг с 70,7 до 72% и уменьшение Нг с 5,1% до 4,8% при 340°С. Теплотворная способность твердых остатков изменяется от 6280 до 6310 ккал/кг и значительно выше теплотворной способности исходного угля 3890 ккал/кг (на рабочее топливо). Следствием бертинирования является также увеличение зольности твердых остатков с 4,8 до 5,1% и уменьшение выхода летучих с 48,2 до 42,5%.
Выводы
1. Бертинирование Итатского бурого угля позволит удалить 22,7% балластных газов (СО2) и 29% пирогенетической воды.
2. Теплотворная способность твердых остатков повышается с 6280 ккал/кг до 6310 ккал/кг и значительно выше теплотворной способности исходного угля 3980 ккал/кг (на рабочее топливо).
ЛИТЕРАТУРА
1. Б. М. Д е р м а н, В. А. Николаева. Влияние предварительной термической обработки на состав газа при газификации подмосковного угля в фильтрационном канале. Труды ИГИ, АН СССР, 13, 1960.
2. Э. П. Старке, Д. М. Лисин. О причинах положительного действия термической подготовки углей на качество кокса. Труды ХМИ СО АН СССР, вып. 1б>, 1961.
