CC BY
14
. ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ Там 102 ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА 1959 г.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СЕРЫ В ПРОДУКТАХ ПИРОЛИЗА КАМЕННЫХ
УГЛЕЙ
Н. М. СМОЛЬЯНИНОВА. Н. Е. СМОКОТИН. с. И. СМОДЬЯНИНОВ (Предсташюна трюф. дакт. техн. наук Геблером И. В.)
Сера в- твердых горючих и'скостаемых является вредной примесью при Biceix 'методах ж термической переработки. Поэтому вопросам получения продуктов пиролиза твердых топлив с наименьшим содержанием серы уделяется серьезное внимание, особенно при производстве кокса. Одним из олоютбов является обе'ссеривание: '.исходного сырья; однако обычные методы обогащения совершенно не эффективны, когда речь и|д,ет об удалении органической серы, а также ипритной, е!сли последняя еаходится в углях ввиде мельчайших включений, тонко распределенных в органическом веществе. Содержание -указанных видов серы 13 углях может достигать значительных величин, что ограничивает их применение для 'переработки.
Другим направлением может быть ив учение условий пиролиза, обеспечивающих получение данного-продукта сЧзиним'альньлм количеством серы.
Изучение распределения серы да всем продуктам ахи релиз а углей немеет большое практическое значение, так как содержание серы зачастую определяет технологию дальнейшей переработки этих продуктов. Например, даже небольшое содержание сернистых соединений в так называемом «сыром бензоле» как сования приводит к необходимости удаления этих соединений перед его окончательной переработкой на чистые продукты, что связано с дополнительными капитальными затратами и прочими paicixo&a-■Kf'H.
Надо оказать, что поведению серы при тиролизе углей посвящено значительное количество работ различных авторов [1, 2]. Производившиеся исследования сводились, ® основном, к определению соотношения между летучей и нелетучей серой при температурам. Имеющиеся данные о распределении серы по ¡всем продуктам пиролиза относятся обычно к 'какой-либо одной температуре. Чаще всего такие определения делались для продуктов коксования.
Нами было проведено исследование влияния температуры на распределение серы во всех основных практически выделяемых продуктах пиролиза.
Для исследования был вея г ряд овой вышкосернистый уголь ш ахты им. 1 Мая, Кизеловскюто бассейна- со следующей характеристикой: влага аналитическая—1,52 йроц., зольность сухого топлива —21,9 проц., выход лету чих на горючую массу—43,5 проц., общее содержание серы на сухое топливо — 9,78 проц., содержание отдельных видов серы на сухое топливо: сульфатной—0,19 проц., лиритной—7,92 проц., органической—1,67 ороц., степень помола — 0—5 mim.
Были проведены опыты пиролиза данного 'угля .при температурах 500, 600, 700 и 800° без перегреза л с перегревом гоодоводового пространства.
Олыты iTpoiсадились на сх;>цслр\и родиной нами укрупненной лабораторной установке, Устино'вк.а 'Состоя.та,- tíз -лечи к виде стальной прямоугольной камеры, емкостью около 2 кг угля и системы улавливания. Оботрев камеры осуществлялся ¡помещением ее в -стадиальный шамотный блок, со-бр'Л ! г í bí ír из 4 отдельных частей: двух боковых стенак, пода и ев од а, в канавках на теле которых располагались обогревательные опирали из нихрома.
Характерной особенностью данной ••конструкции печи является раздельное регулирование обогрева каждой и-з стен каме-ры, пода л свода.
Система улавливания включала -в себя горячий и холодный электрофильтры и поглотительную аппаратуру. Электрофильтры служат для раздельного получения тяжелой и .легкой -смолы с целью обл-егчемия ее'обез-■во'Жт-таш-ш. Устройство электрофильтров. показано на рис. 1. Они представляют собой стеклянные трубки с ¡приемниками, опущенные' в специальные -стеклянные муфты с двойными стенками, служащие холодильниками. Первый электрофильтр охлаждается горячим глицерином, имеющим тем-, пературу 105°, который циркулирует в муфте холодильника при -помощи циркулярного насоса.'В торой электрофильтр, служащий для выделения и конденсации паров лепкой смолы и воды, охлаждается -водопроводной водой. Для улучшения теплообмена внутрь муфты заливается дистиллированная иода. Электрофильтры питаются постоянным таком высокого {\}, üUÜ 10 ООО Чюд'ьг) напрvt/Кения.
Рис. 1. Схема электрофильтр о-в
1 - - 'терморегулятор, 2 -циркуляционный насос. 3.....горячий электрофильтр.
4- -холодный электрофильтр, 5—ограничивающее сопротивление, в — повышающий трансформатор.
Поглотительная ашарату-ра состоит из ватных фильтров, служащих для контроля за очисткой газа от смолы, колонок с. хлористым кальцием для улавливания воды, склянок Дрекселя-с раствором уксуснокислого кадмия, в которые улавливается сероводород. Улавливание алптнака производится .Ш-процентной.серноГг .кислотой, очистка газа от углекислоты — аскаритО'м, .и, наишнец, дли поглощения шдавого бензина служат колонки, .заполненные активированным углем.
¡При. проведении опытов определялись выходы твердого остатка, смолы, лирогенетичеекой воды, тазового бензина и газа (с потерями). Эти результаты приведены в табл. 1.
Таблица 1
^ опытов Температура стенки печи °С Температура ПОДСВОДОйО-го пространства °С В ыходы продуктов В , на сухой угол).
твердый остаток смола 1 | 1 вода Ш-1р бензин газ и потери
1 500 315 82.00 7, И) ' 2.89 1,94 6.02
2 60!) 460 76,20 10,85 3,80 2,06 7.09
3 700 450 73,90 10.80 5,17 1,96 8,47
4 300 430 70.60 9,22 5.1 0 1,97 \
^ £00 500 ' 80,10 8,'tf 3,20 а ! - 7,22
6 600 600 76,60 10,60 3,60 1,43 8,97
7 700 700 74,00 9,85 4,90 1,62 11,30
8 800 800 - 67,20 8,87 4.11 1,84 17,9 ^
Выделенные продукты анализировались на содержание серы: з твердом остатке—'ускоренным -методом [31, в смоле—сто методу двойного сожжения [4], газовом бензине — ламповым методом, в лирогенетической воде — иодометрически. Результаты анализов приведены в табл. 2. Как водно из таблицы, еернистость твердого остатка является, по сравнению с сернистостью исходного угля, незначительной ,и равномерно снижается с ростом температуры опытов. Содержание серы в смоле в зависимости от температуры проходит через минимум, имеющий место при температурах 600—ТОО0, причем смола, полученная при перегреве свода, содержит несколько больше серы. Содержание серы в газовом бензине непрерывно растет с ростом температуры, и наблюдается заметное увеличение сернистости данного продукта при усилении вторичного пиролиза. Тем же закономерностям подчиняется и сернистость пиротенетической воды.
Таблица 2
№ опытов
твердый остаток
5,13 5,05 4,98 4,97 5,29 5.15 5.10 5,05
Сернистостъ продуктов. %
смола
2,0 i 1,62 1,55 1,в8 2,(0 1.90 1,93 2,01
воча пир.
0,0! 0.V8 0,38 «\42 0,01 0,45 0,58 0.69
газовый бензин
0.21 0 56 0.76 1.00 0,59 0,82 0.98 1,10
Данные но распределению серы в продуктах пиролиза в процентах к обшей сере угля приведены в табл. 3.
Таблица 3
to
ГЧпгпе деление серы по гтрдоуктам в °/0 к сере угля
опытов
О
смола
вола пир.
газовый бензин
газ и
потерн
1
б
ч
43,01' 40, í'Hs 37,30 ■И,О О 43,о О /10,40 37,50 34,20
\ Д7
1.7! l.íiO i,80 1.95 1.95 1.32
0.01
о, и 0,20 0,22 0,01 0,17 0,30 0,29
0,04 0,12 ОД 5 0.19 0,08 0,12 0.17 0,21
55,4S
57,97
60,64
оЗ,99
54,33
57,36
60,08
63,48
Доля серы, приходящаяся на твердый остаток, нотрерывно уменьшается с ростом температуры. (Соответственно этому увеличивается доля •серы, переходящей в га;*. Интересно отметить, что наши данные находятся я полном соответствии с выводами Э. С. Крым <и Г. И. Баски ной F5! о не-за'впси'мости выхода сероводорода от условий последующего пиролиза (лвда-зляюшее количеств"!)серы в газе ¡приходится на долю сероводорода). Однако этого нельзя сказать про остальные летучие продукты. С углублением процессов последующего пиролиза (перегрев свода) заметно увеличивается доля серы, переходящей в эти ¡продукты.
Что касается влияния .собственпо температуры нагрева, то доля серы, переходящей в смолу, максимальна при температуре 600 —700* и с дальне Синим повышением, температуры начинает снижаться.
Доля серы, переходящей в воду, непрерывно повышается с ростом температуры опыта. То же явление наблюдается и для газового бензина.
1. Изучено распределение серы в процессе пиролиза Кизеловского угля и еернистость полученных продуктов в зависимости от температурь! опыта и условии вторичного 'пиролиза.
2. Показано, что с ростом температуры увеличивается доля .летучей серы и -изменяется ее распределение по летучим продуктам.
3. Установлено', что условия вторичного пиролиза не влияют на выход серо-воцорода, но за'метно с к изымаются на еернистости и изменении доли серы ^ смоле, газовом бензине и воде.
4. Сконструирована укрупненная лабораторная установка, отличающаяся устройством «печи (разделенный обогрев стенок камеры, пода и свода) и системой электрофильтров д.л я фракционной конденсации смолы.
1. ТО р г. н с к и й А. 3. Сера каменных углей. Углетехнзда.т, 19-18.
2. Тис сон Д., Сб. Химия твердого топлива под редакцией Н. М. Караваева. Пад-г.о ин. лит. ч_ 1. 70, 1951.
3. Двужильная И. М. и др., Ускоренные лнтоды анализа'угля. Углетеч-
нздыт. 1 95Л.
4. В о-л ы-н-ск-и й Н. II. и Ч V д а к о в а. И. К. Труды института нефти. Шд. ЛИ СССР, 8. 88. 1956.
5. К.рым" Э. С. и Веснина Г. И.. Труды УХИНн, Металлурппднт. вьш. а. 182, 1951.
Выводы:
ЛИТЕРАТУРА
ИСПРАВЛЕНИЯ И ОТМЕЧЕННЫЕ
ОПЕЧАТКИ
Стр.* Строка Напечатано Следует читать
7 11 сн. эле к т рон оа к ц еп т о р н ы е электронедонорные
21 11 сн. кислые фенолы кислые нитрофенолы, фенолы
22 15 сн. сульфодилизин сульфодимезин
33 22 св. а з оп рои з во ди мых аз о герои з в одн ы х
33 7 сн. акильных алк ильных
37 3 св. л-ацетамннобензальде- п-ацетаминобензальдегида
38 23 гину
сн. сукциноксидизы сукциноксидазы
39 21 св. интенсивные интенсивно
48 16 св. метаборнокислотного мета борнокислого
49 12 сн. аиилинуксуоная анилин'-[-уксусная кислота
79 6 сн. хнояноный яновый
93 2 сн. до трех почти до трех часов почти
103 4 сн. с формальдегидом: с ф орм а ль д е г и до м,
101 9 си. С\гльфат Сульфит
118 11 сн. ПН АН
126 15 сн. 20 — 30 20 — 23
127 1 св. углем угля
127 6 1(5 св. приведенных проведенных
129 сн. п ри те мп е р ат у р а х при различных температу-
132 рах
12 сн. разделенный раздельный
164 4 9 сн. Л е тучи е г о р ю чи е Летучие на горючую массу
169 сн. давления и максимум» давления» и максимум
169 10 сн. исходящую нисходящую
ИЗВ. ТЛИ. ТОМ 102.
