Spôsob spracovania častíc ropného koksu s vysokým obsahom síry, uhlíkové plnivo na použitie pri výrobe uhlíkových elektród a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu

Číslo patentu: 279871

Dátum: 13.04.1999

Autori: Ball David Ralph, Quandt Herbert Clayton, Orac Thomas Harry

Je ešte 19 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Spôsob spracovania častíc ropného koksu s vysokým obsahom síry pred inkorporovaním tohto koksu do uhlíkovej zmesi na získanie uhlíkového produktu, prípadne tvarovanej elektródy, pri ktorom sa častice ropného koksu uvádzajú do reakcie v neprítomnosti spojiva so zlúčeninou obsahujúcou alkalický kov, ktorý je vybraný zo skupiny zahŕňajúcej sodík a draslík, pri teplote pohybujúcej sa v rozmedzí od 1 200 °C do 1 400 °C, takto získané častice koksu a uvedená zlúčenina sa udržujú na uvedenej teplote počas aspoň 30 sekúnd, a takto spracované častice koksu sa ochladia, prípadne sa zmiešajú tieto ochladené častice koksu s uhlíkatým spojivom a vytvaruje sa uhlíkový výrobok alebo tvarovaná elektróda. Do riešenia patrí aj uhlíkové plnivo na použitie pri výrobe uhlíkových elektród a zariadenie na spracovanie surových častíc ropného koksu.

Text

Pozerať všetko

Vynalez sa týka spôsobu spracovania častíc ropného koksu s vysokým obsahom síry pred inkorporovanim tohto koksu do uhlíkovej zmesi na získanie uhlikového produktu,prípadne tvarovanej elektródy, ďalej uhlikového paliva na použitie pri výrobe uhlíkových elektród a zariadenia na spracovanie surových častíc ropného koksu. Postup slúži na získanie uhlíkových a grafitových výrobkov, najmä elektród pre elektricke pece, pričom tieto elektródy majú lepšiu kvalitu dosahovanú použitím takto spracovaného ropného koksu s vysokým obsahom síry. Predovšetkým sa vynález týka spôsobu spracovania kalcinovaného ropného koksu inhibítorom nadúvania (alebo zväčšovania objemu) pred inkorporovanim týchto častíc koksu do uhlíkovej zmesi. Dôležitým aspektom predmetného vynálezu je uhlikovć plnidlo alebo prísada obsahujúca diskrétne častice kalcinovaného ropného koksu majúceho vysoký obsah síry a obsahujúca inhibitor nadúvania distribuovaný v hmote častíc,pričom tento inhibítor slúži na zníženie alebo na elimináciu nadúvania koksu V priebehu výroby a použitia grafitových alebo uhlíkových výrobkov.Podľa doterajšieho stavu techniky je bežne používať pri výrobe uhlíkových alebo grafitových elektród pre elektrickú pec kalcinovaný ropný koks, (napriklad surový ropný koks spracovaný zahrievanim pri teplote nad 1200 °C) ako plnidlo alebo prísadu a zmiešavať toto plnidlo alebo prísadu s uhlíkatým spojivom, ako je napríklad dechtová smola. Takto získaná zmes sa potom spracováva vytvarovaním na formu elektródy, čo je možné uskutočňovať bud lisovanim alebo vytlačovaním, a potom nasleduje vypaľovanie pri zvýšenej teplote, dostatočnej na karbonizáciu spojiva (napríklad pri teplote približne 800 °C). V pripade, ked sa má vyrobiť grafitizovaná elektróda, vypaľuje sa elektróda ďalej zahrievaním na teplotu aspoň približne 2800 °C.Častice ropného koksu majú sklon k nadúvaniu (alebo zväčšovaniu svojho objemu), to znamená, že expandujú a dokonca majú rovnako tendenciu sa štiepiť pri zahrievaní na teploty nad približne 1500 °C, pokial obsahujú viac ako približne 0,3 hmotnostných síry. Elektródy vyrobené z takéhoto koksu strácajú hustotu a pevnosť a niekedy sa pri zahrievaní na tieto vysoké teploty po dĺžke roůtiepia. Ako už bolo uvedene, zahrievajú sa grañtové elektródy počas výrobného postupu spravidla na teplotu aspoň 2800 °C. V prípade uhlíkových elektród, ktoré pri svojej výrobe nie sú grafitizované, sa v priebehu svojho použitia v kremíkových a fosforových peciach dosahujú teploty približne 2000 °C až 2500 °C.Nadúvanie je spojene s uvoľňovanim síry zjej väzby s uhlikom vnútri častíc koksu. Ak pary obsahujúce síru nemôžu z častíc uniknúť alebo nemôžu uniknúť z elektród dostatočne rýchlo, vytvárajú vnútomý tlak, ktorý potom zvyšuje objem častíc a môže spôsobiť rozštiepenie elektródy.Bežným opatrením proti nadúvaniu je prísada inhibítora nadúvania, ako napríklad oxidu železa alebo inej kovovej zlúčeniny do zmesi koksu a dechtovej smoly pred formovaním elektródy. Ukázalo sa napríklad, že prísada približne 2 hmotnostných oxidu železitého môže účinne znížiť nadúvanie koksu. Niektoré druhy koksu, ktoré majú vyšší sklon k nadúvaniu alebo pri ktorých dochádza k nadúvaniu pri nižšej teplote však nie je možné dostatočne upraviť touto prísadou oxidu železa.Podľa doterajšieho stavu techniky bolo vyvinuté množstvo snáh na nájdenie a vyvinutíe iných lepších metód inhibovania nadúvania, pri ktorých by sa odstránili nedostatky známeho stavu techniky. Tak napriklad V patente Spojených štátov amerických č. 2 81 4076 (autor J. W. Gartland,zo dňa 26. novembra 1957) sa opisuje zlepšený spôsob výroby grañtových výrobkov, ako sú elektródy pre (elektrickú pec), pri ktorom sa ako inhibítory nadúvania používajú zlúčeniny alkalického kovu zo skupiny I periodickćho systému, najmä uhličitanu sodnćho. Podľa tohto postupu je možne uhličitan sodný dodávať do výrobkov impregnáciou týchto výrobkov po vypálení roztokom uhličitanu sodnćho alebo pridávanim inhibítoru nadúvania priamo do zmesi koksu a dechtovej smoly. Aj ked je pridávanie uhličitanu sodného do zmesi koksu a smoly bežnejšie ako dodávanie uhličitanu sodnćho do vypálených výrobkov impregnáciou,získajú sa pri tomto postupe hotové elektródy horšej kvality, to znamená, že majú nižšiu hustotu a nižšiu pevnosť.Iným problémom pridávania inhibítora nadúvania priamo do zmesi koksu a smoly je skutočnosť, že uhličitan sodný reaguje s acidickými prísadami používanými na vytlačovanie výrobkov, ktoré sa používajú ako prídavky do spracovanej zmesi. Bohužiaľ však v tomto prípade táto reakcia často spôsobuje problémy pri vytlačovani vedúce ku zlej štruktúre elektród.Iným prístupom k riešeniu problému nadúvania koksu je postup výroby uhlíkových a grañtových elektród opísaný V patente Spojených štátov amerických č. 3 506 745 (autor L. H. Juel a kol., zo 14. apríla 1970). Podľa tohto vynálezu sa častice ropného koksu s vysokým obsahom síry spracovávajú tak, že pred inkorporovanim do uhlíkovej zmesi sa tieto koksovć častice uvádzajú do styku s inhibítorom nadúvania, potom nasleduje zahrievanie častíc vo v podstate neoxidačnej atmosfére na teploty vyššie ako približne 1400 °C, prípadne na teploty vyššie, pričom pri tejto teplote sa koksovć častice začnú nadúvať v neprítomnosti inhibítora nadúvania, vo výhodnom uskutočnení pri teplotách pohybujúcich sa nad 2000 °C. inhibítory nadúvania sa môžu do týchto produktov inkorporovať naprášením jemného prášku inhibítora na granuly ropného koksu alebo sa môže pripraviť vodná suspenzia obsahujúca inhibítor nadúvania,potom je možné potom túto suspenziu nastriekať na častice koksu pred zahrievaním častíc koksu na teplotu nadúvania. Častice koksu sa potom ochladia približne na teplotu okolia a míešajú sa so spojivom, ktorým je dechtová smola, pričom účelom je vytvorenie bežnej uhlíkovej zmesi. inhibítor nadúvania reaguje so símu a splyňuje sa pri zahrievaní koksu na teplotu nadúvania, prípadne nad touto teplotou. Tento problém spočíva v nutnosti zahrievať častice koksu na teploty, ktoré sú značne vyššie ako teploty bežne používanč pri nonnálnych kalcinačných procesoch. Preto sa taktiež tento postup môže aplikovať jedine v prípadoch, keď sa tieto metódy líšia od bežných kalcinačných procesov, to znamená, že tieto postupy sa uskutočňujú za vyššej spotreby energie, takéto procesy však vyžadujú taktiež drahšie zariadenie.Vynález sa týka spôsobu spracovania častíc ropného koksu s vysokým obsahom síry pred inkorporovanim tohto koksu do uhlíkovej zmesi na získanie uhlikového produktu,prípadne tvarovanej elektródy, pričom podstata tohto postupu spočíva v tom, že sa- tieto častice ropného koksu uvádzajú do reakcie v neprítomnosti spojiva so zlúčeninou obsahujúcou alkalický kov, SK 279871 B 6ktorý je vybraný zo skupiny zahrnujúcej sodík a draslík, pri teplote pohybujúcej sa v rozmedzí od 1200 °C do 1400 °C,- tieto častice koksu a uvedená zlúčenina sa udržujú na uvedenej teplote aspoň počas 30 sekúnd, a- takto spracované častice koksu sa ochladia,- prípadne sa zmiešajú tieto ochladené častice koksu s uhlíkatým spojivom a vytvaruje sa uhlíkový výrobok alebo tvarovaná elektróda.Vo výhodnom uskutočnení tohto postupu sú uvedenými časticami koksu častice surovćho ropného koksu alebo častice kalcinovaného koksu.Uvedené častice koksu sa vo výhodnom uskutočnení zahrievajú podľa postupu vynálezu na predspracovávaciu teplom prinajmenšom 750 °C pred zreagovaním uvedených častíc koksu s uvedenou zlúčeninou alkalického kovu pri uvedenej teplote.Uvedenú zlúčeninu alkalického kovu je možné zmiešavať s časticami koksu pred zreagovaním s uvedenou zlúčeninou alkalického kovu s časticami koksu pri uvedenej teplote.Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia sa na častice koksu pred reakciou uvedenej zlúčeniny alkalického kovu s časticami koksu pri uvedenej teplote nastrekuje vodný roztok obsahujúci zlúčeninu alkalického kovu.Uvedená zlúčenia alkalického kovu je výhodne vo forme suchého granulovaného prášku pričom touto zlúčeninou alkalického kovu je výhodne uhličitan sodný alebo uhličitan draselný. Podľa ešte výhodnejšieho uskutočnenia je uvedenou zlúčeninou alkalického kovu uhličitan sodný a tento uhličitan sodný sa pridáva ku kalcinovaným časticiam koksu pri teplote nad 1200 °C. Rovnako je výhodné pridávať tento uhličitan sodný k časticiam kalcinovaného koksu vo forme granulovaného prášku.Tento prášok uhličitanu sodného sa pridáva k uvedeným kalcinovaným časticiam koksu vo výhodnom uskutočnení pri teplote v rozmedzí nad 1200 °C až 1400 °C.Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia sa prášok uhličitanu sodného pridáva k časticiam kalcinovaného koksu v množstve väčšom ako 0,2 percenta hmotnostného vzhľadom na množstvo častíc kalcinovaného koksu.Podľa jednej z altematívnyeh foriem postupu podľa vynálezu sa výhodne postupuje tak, že sa častice koksu vedú rotačným kalcinačným zariadením s výstupným koncom, pričom sa tieto častice zahrievajú na kalcinačnú teplotu, kalcinovanć častice koksu sa spracovávajú na inhibovanie nadúvania kalcinovaného koksu pridaním uhličitanu sodného vo fonne suchého granulovaného prášku k časticiam kalcinovaného koksu v horúcej zóne napojenej na výstupný koniec tohto kalcinačného mriadenia pri teplote v rozmedzí od 1200 C do 1400 °C, a tieto častice kalcinovaného koksu a uhličitan sodný sa potom udržujú na tejto teplote v horúcej zóne na umožnenie zreagovanía uhličitanu sodného s uhlíkom a preniknutie produktov reakcie do uvedených častíc kalcinovaného koksu a vytvorenie usadenín obsahujúcich sodík v hmote týchto kalcinovaných častíc koksu.Podľa tohto altematívneho uskutočnenia sa výhodne práškovitý uhličitan sodný pridáva ku kalcinovaným časticiarn koksu V množstve pohybujúcom sa v rozmedzí od 0,2 do 2,5 hmotnostných kalcinovanýeh častíc koksu,a podľa ešte výhodnejšieho uskutočnenia sa práškovitý uhličitan sodný pridáva ku kalcinovaným časticiam koksu v množstve pohybujúcom sa v rozmedzí od 0,5 do 2,5 hmotnostného kalcinovaných častíc koksu.Fri uskutočňovani tohto altematívneho postupu sú uvedené kalcinované častice koksu a uhličitan sodný udržované pri uvedenej teplote aspoň počas jednej minúty.Podľa ďalšieho altematívneho uskutočnenia postupu podľa vynálezu sa vhodne postupuje tak, že- ochladenć častice koksu sa zmiešajú s dechtovým spojivom,-táto zmes sa sformuje do produktu požadovaného tvaru, a takto vytvarovaný produkt sa potom vypaľuje na teplotu dostatočnú na skarbonizovanie spojiva, čím sa získa uhlíkový produkt.Podľa tohto uskutočnenia sa takto vypálený produkt zahrieva na dostatočne vysokú teplotu na grañtizáciu tohto produktu.Podľa ďalšieho altematívneho uskutočnenia sa opäť vychádza zo základného uskutočnenia, pri ktorom sa výhodne postupuje nasledujúcim spôsobom- častice ropného koksu sa kalcinujú,- ku kalcinovaným časticiam koksu sa pridá uhličitan sodný vo forme suchého granulovaného prášku pri teplote v rozmedzí od 1200 °C do 1400 °C, - kalcinované častice koksu a uhličitan sodný sa udržujú pri uvedenej teplote aspoň počas 30 sekúnd na zreagovanie uhličitanu sodného s uhlíkom a na preniknutie produktu reakcie do častíc kalcinovaného koksu a vytvorenie usadenín obsahujúcich sodík v hmote týchto kalcinovaných častíc koksu,- takto spracované častice kalcinovaného koksu sa ochladia,- ochladené kalcinované častice koksu sa zmiešajú s dechtovým spojivom,- takto získaná zmes sa sformuje do požadovaného tvaru elektródy,- a táto vytvarovaná elektróda sa vypaľuje na skarbonizovanie spojiva. Vo výhodnom uskutočnení tohto postupu sa výhodne takto vytvarovaná elektróda potom zahrieva na teplotu 2800 °C na grañtizáciu tejto elektródy.Do rozsahu predmemého vynálezu rovnako patrí uhlíkovć plnivo na použitie pri výrobe uhlikových elektród,ktorého podstata spočíva v tom, že obsahuje diskrétne častice ropného koksu bez obsahu spojiva, tieto častice majú vo svojej hmote distribuované činidlo inhibujúce nadúvanie, pričom uvedené činidlo inhibujúce nadúvanie obsahuje usadeniny obsahujúce sodík alebo draslík distribuované v hmote týchto častíc, a priemerné nmožstvo inhibítora v časticiach ropného koksu je väčšie ako 0,15 percent hmotnostných a uvedené činidlo inhibujúce nadúvanie zreagovalo s týmito časticami ropného koksu pri teplote v rozmedzí od 1200 °C do 1400 °C.Vo výhodnom uskutočnení tohto uhlíkového plniva podľa vynálezu sú uvedeným inhibičným činidlom usadeniny obsahujúce sodík.Podľa ďalšieho výhodnćho uskutočnenia sú uvedeným inhibičným činidlom usadeniny obsahujúce draslík.Vo výhodnom uskutočnení tohto uhlíkového plniva je obsah síry väčší ako 0,7 percenta hmotnostného.Do rozsahu predmetného vynálezu rovnako patri zariadenie na spracovávanie surových častíc ropného koksu podľa niektorého z predchádzajúcich variantov, pričom podstata tohto zariadenia spočíva v tom, že je tvorené kombináciou- pretiahnutej valcovej kalcinačnej pece s vstupným koncom a výstupným koncom,- vstupnej komory a výstupnej komory, pričom kalcinačná pec má svoj vstupný koniec pripojený otočné vnútri výstupnej komory,- pretiahnutého valcového chladiča, ktorý má vstupný koniec a Výstupný koniec,- prostriedkov deñnujúcich retenčnú komoru spojenú s výstupnou komorou na zhromažďovanie častíc kalcinovaného koksu pri ich výstupe z výstupného konca kalcinačnej pece, SK 27987 l B 6- prostriedkov deñnujúcich teplú zónu, ktoré sú spojené s retenčnou komorou a so vstupným koncom chladiča,- násypky a rúrkové nadstavec na zavádzanie suchého granulovaného inhibítora nadúvania do retenčnej komory v kontakte s kalcinovanými časticami koksu, a- výstupnej komory na odvádzanie koksu a na zhromažďovanie ochladených kalcinovaných častíc koksu na výstupnom konci chladiča, pričom chladič má svoj vstupný koniec pripojený otočne v retenčnej nádobe ajeho Výstupný koniec je pripojený otočne vo výstupnej komore na odvádzanie koksu.Vo výhodnom uskutočnení tohto zariadenia je uvedenou retenčnou komorou umiestnený slinkový box, ktorý je situovaný pod odvádzacou komorou, pričom má Výstupný otvor a teplá zóna je zaradená v priestore vstupného konca chladiča.Uvedená teplá zóna je vo výhodnom uskutočnení tvorená žiaruvzdomým kruhovým prstencom umiestneným v priestore vstupného konca chladiča a v odstupe vopred stanovenej vzdialenosti od výstupného konca slinkového boxu.Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia má retenčná komora umiestnenú teplú zónu v zvláštnej reakčnej nádobe umiestnenej pod odvádzacou komorou.Podľa vynálezu sa teda uskutočňuje spracovanie ropného koksu s vysokým obsahom síry inhibitorom nadúvania pred inkorporovaním tohto koksu do uhlikovej zmesi. Všeobecne je možne uviesť, že tento postup zahmuje uvádzanie častíc ropného koksu s vysokým obsahom síry do kontaktu so zlúčeninou obsahujúcou alkalický kov alebo taktiež kov alkalickej zeminy zo súboru zahrnujúceho sodík,draslík, Vápnik a horčík za zvýšenej teploty, pričom tieto teploty sa pohybujú na úrovni, pri ktorej zlúčenina alkalického kovu alebo kovu alkalickej zeminy začína reagovať s uhlíkom, ale pod úrovňou, pri ktorej by sa častice koksu začínali nadúvať v neprítomnosti inhibičnej zlúčeniny, na čo nasleduje udržovanie častíc koksu na tejto zvýšenej teplote po dostatočný čas na umožnenie prebehnutia reakcie a na preniknutie reakčných produktov do častíc a na vytvorenie usadeného alkalického kovu alebo kovu alkalickej zeminy v hmote častíc a ochladenie takto upravovaných častíc koksu.Postup podľa vynálezu sa výhodne uskutočňuje pri teplote približne 1200 C až 1400 °C. Podľa vynálezu bolo však zistené, že i teploty 750 °C sú dostatočne na navodenie želanej reakcie medzi inhibitorom nadúvania a časticami koksu a že aj tak nízke teploty sa môžu použiť na predbežné spracovanie týchto častíc koksu.Ako inhibítory nadúvania sa pri postupe podľa vynálezu používajú soli alkalických kovov, pričom je rovnako možné použiť aj kovy alkalických zemín, a výhodne sa používa uhličitan sodný. Inhibítor sa môže miešať s časticami ropného koksu pred zahrievanim alebo po zahrievaní v priebehu bežného kalcinačného procesu a môže sa inkorporovať s časticami koksu vo forme suchého, granulovaného prášku alebo vo forme roztoku obsahujúceho inhibítor nadúvania, ktorý sa nastrieka na častice ropného koksu. Tento inhibitor nadúvania sa používa v nmožstve väčšom ako približne 0,2 hmotnostné, vztiahnuté na hmotnosť ropného koksu.Vo výhodnom uskutočnení postupu podľa vynálezu sa kalcinujú častice ropného koksu s vysokým obsahom síry,do kalcinovaných častíc ropného koksu sa pridá uhličitan sodný pri teplote nad 1200 °C, ale nižšej, ako je teplota, pri ktorej sa častice ropného koksu začínajú nadúvať v neprítomnosti uhličitanu sodného, častice kalcinovaného koksu a uhličitan sodný sa udržujú na zvýšenej teplote po dostatočný čas na umožnenie reakcie medzi uhličitanom sodným akoksom a na umožnenie preniknutia vzniknutého sodíka dovnútra častíc a uloženie sodíka v hmote týchto častíc,potom sa takto upravené častice koksu ochladia, Podľa iného uskutočnenia postupu podľa vynálezu sa pripraví uhlíkové plnidlo alebo primes na použitie na výrobu uhlíkových alebo grafitových elektród alebo výrobkov,pričom diskrétne častice ropného koksu s vysokým obsahom síry obsahujú v hmote častíc rozptýlený inhibítor nadúvania. Inhibitorom nadúvania je vo vode nerozpusmá zlúčenina alkalického kovu alebo môže prípadne isť aj o kov alkalickej zeminy, vybratej zo súboru zahmujúceho sodík,draslík, Vápnik a horčík, pričom priemerné množstvo kovu v časticiach je väčšie ako približne 0,15 hmotnostného.Ropný koks sa vyrába koksovaním ťažkých ropných zvyškov, pričom tento proces je z doterajšieho stavu techniky v tomto odbore dobre známy. Surový ropný koks, to znamená koks, ktorý nebol kalcinovaný, obsahuje spravidla 6 až 14 lunotnostných výhrevných podielov. Tieto výhrevné podiely sa spravidla odstraňujú zahrievanim surového ropného koksu V kalcinačnom zariadení na teplotu v rozmedzí od približne 1200 až do približne 1400 °C. Pripadne sa môžu použiť kalcinačnć teploty až 1500 °C. Obsah výhrevných materiálov v ropnom kokse po kalcinácii je spravidla menší ako približne l hmotnostné. Pred kalcináciou sa častice ropného koksu spravidla zmenšujú na rozmer 101,6 milimetra alebo ešte na rozmer ešte menší.Na účely predmetného vynálezu je východiskovým koksom bud surový ropný koks alebo ropný koks kalcinovaný o sebe známymi spôsobmi. V oboch prípadoch je ropným koksom, na ktorý je postup podľa obsahu vynálezu obzvlášť zameraný, takzvaný ropný koks s vysokým obsahom síry, ktorý obsahuje spravidla viac ako približne 0,7 hmotnostných síry. Tieto druhy ropného koksu s vysokým obsahom síry sa nemôžu spravidla zodpovedajúcim spôsobom spracovávať na inhibovanie nadúvania žiadnymi až dosiaľ známymi postupmi podľa doterajšieho stavu techniky v tomto odbore. Napriek tomu, že sú tieto druhy ropného koksu lacnejšie, je ich použitie na výrobu uhlíkových alebo gratitových výrobkov bud obmedzené alebo vyžaduje modifikované, omnoho nákladnej šie výrobné technológie.Síra sa uvoľňuje zo svojej chemickej väzby s uhlíkom v okamihu, ked sa ropný koks zahrieva na teploty vyššie ako približne 1500 °C a vo väčšine prípadov na aspoň 1600 °C,čo je vyššia teplota ako bežne používaná kalcinačná teplota. Ak sa tomuto unikaniu síry nebráni alebo ak síra nie je chemicky viazaná vnútri štruktúry koksu, dochádza k rýchlemu unikaniu pár obsahujúcich siru, čo vedie k rozpínaniu častíc koksu a niekedy aj k ich rozštiepeniu alebo k rozštiepeniu výrobkov z nich vyrobených. Tento jav sa tu označuje ako nadúvanie.Podľa vynálezu bolo zistené, že toto nadúvanie tvarových uhhlcových alebo grafitových výrobkov sa môže podstatne znížiť alebo eliminovať spracovaním častíc ropného koksu zlúčeninou alkalického kovu alebo rovnako aj kovu alkalickej zlúčeniny, a najmä spracovaním sodnou alebo draselnou soľou, ako je napríklad uhličitan sodný alebo draselný, pri teplotách, ktorć ležia pod teplotou, pri ktorej koks začína napúčať pred inkorporovaním častíc koksu do uhlikovej zmesi. Z literatúry podľa doterajšieho stavu techniky, pozri napriklad Effect of Sodium Carbonate Upon Gasiñcation of Carbon and Production of Producer Gas (Vplyv uhličitanu sodného na splynovanie uhlíka a na výrobu plynu), D. A. Fox a kol., Industrial and Engineering Chemistry, Vol. 23,No. 3, Marec 7937, vyplýva, že zlúčeniny alkalického kovu(napríklad uhličitan sodný) sa môžu účinne redukovať uhlíkom vo vysokoteplotnom reaktore za vzniku pár alkalického kovu a oxidu uhoľnatého. Podľa vynálezu bolo s prekvape SK 279871 B 6ním zistené, že V prípade, keď sa zlúčenina alkalického kovu alebo kovu alkalickej zeminy nechá v styku s časticami ropného koksu po dostatočne dlhý čas, napríklad počas približne jednej alebo niekoľkých minút, za udržovania teploty nad teplotou, pri ktorej prebieha redukčná reakcia, napriklad za teploty približne 750 C v prípade uhličitanu sodnćho, potom takto pripravený alkalícký kov alebo kov alkalickej zeminy penetruje do častíc ropného koksu a vytvára usadeninu alkalického kovu alebo kovu alkalickej zeminy v celej hmote častice koksu, a nie iba v ich póroch. Čas zdržania 30 sekúnd sa pri laboratómych skúškach ukázal ako účinný na potlačenie nadúvania. Pri pokusech V prevádzkovom meradle sa čas zdržania na reakčnej teplote udržuje dlhšie ako l minútu.Z doterajšieho stavu techniky je už nejaký čas známa tá skutočnosť, že uhličitan sodný, použitý zvyčajným spôsobom ako inhibítor nadúvania a pridaný do zmesi ropného koksu a dechtovej smoly, vedie k získaniu produktu, ktorý má nižšiu hustotu a nižšiu pevnosť v porovnaní a tým istým produktom spracovaným o sebe známym inhibítorom nadúvania, napríklad oxidom železa. Podľa predmetného vynálezu bolo zistené, že ak sa pridá uhličitan sodný ako inhibítor nadúvania spôsobom podľa vynálezu, nedochádza ani ku strate hustoty ani ku strate pevnosti produktu, pričom sa získa rovnaký produkt ako V prípade, keď sa používa oxidu železa ako ínhibítora nadúvania.Keďže je inhibičné činidlo uložené vnútri častice, nie je v styku s dechtovou smolou v priebehu spracovania uhlíkovej zmesi a nepôsobí nepriaznivo na pomocné látky na vytlačovanie, ako sú mastné kyseliny.Zlúčenina alkalického kovu alebo kovu alkalickej zeminy sa má sice uvádzať do styku s časticami ropného koksu bud pred zahrievaním alebo po zahrievaní častíc koksu na požadovanú teplom na uskutočnenie reakcie, ale veľmi výhodné je pridávať ínhibičnú zlúčeninu do častíc koksu vo forme suchého, granulovaného prášku po zahriati častíc ropného koksu na kalcinačnú teplotu, ktorá sa pohybuje približne v rozmedzí od 1200 °C až do približne 1400 °C. Pri uskutočňovaní postupu podľa vynálezu sa suchý, granulovaný prášok inhibičnej zlúčeniny pridáva do kalcinovaného koksu vo forme častíc na výstupnom konci kalcinačného zariadenia. Je taktiež možne pridávať inhibičnú zlúčeninu do surového koksu vo forme suchého prášku alebo v altemativnom uskutočnení je možné nastriekať na častice koksu roztok alebo suspenziu obsahujúcu inhibítor pred procesom kalcinácie.Zlúčenina alkalickćho kovu alebo kovu alkalickej zeminy, napríklad uhličitan sodný, sa zmieša s časticarni ropnćho koksu vo väčšom množstve ako približne 0,2 hmotnostného. Výhodne sa ínhibičná zlúčenina používa V množstve pohybujúcom sa v rozmedzí od približne 0,5 hmotnostného do 2,5 hmotnostného, vzťahujúc sa na hmotnosť koksu.Prehľad obrázkov na výkresochPostup spracovania častíc ropného koksu s vysokým obsahom síry podľa predmetného vynálezu a zariadenia na uskutočňovanie tohto postupu, ako aj štruktúra uhlíkovćho spojiva a častíc ropného koksu, budú bližšie vysvetlené s pomocou priložených obrázkov.Obr. 1 je schematický nárys kalcinačného zariadenia upraveného na uskutočňovanie postupu podľa vynálezu.Obr. 2 je zväčšený rez modifikovanej časti zariadenia podľa obr. l.Obr. 3 predstavuje rez zariadením zobrazeným na obr. 2 pozdĺž čiary 3 - 3. Obr. 4 je schematický pohľad na kalcinačné zariadenie iného uskutočnenia podľa vynálezu.Obr. 5 je zväčšený bokorys kalcinačným zariadením znázorneným na obr. 4.Obr. 6 je graf, znázorňujúci rýchlosti nadúvania ropného koksu, spracovaného bežným inhibítorom, a toho istého koksu spracovaného postupom podľa vynálezu.Obr. 7, 8, 9 sú grafy, znázorňujúce rýchlosti nadúvania niekoľkých rôznych typov ropných koksov spôsobom podľa vynálezu.Obr. 10 a predstavuje mikrosnimku zo skenovacieho elektrónovćho mikroskopu (SEM) pri 200 - násobnom zväčšení, pričom na tomto obrázku je znázomená oblasť v blízkosti hrany, prípravenej brúsenim koksovej častice s veľkosťou 12,7 milimetra, spracovanej postupom podľa vynálezu.Obr. 10 b predstavuje mikrosnimku tej istej oblasti ako na obr. 10 a, ukazuje však röntgenovú elementámu mapu sodíka, získanú energetickou disperznou röntgenovou analýzou (EDX), pričom aj tento znížený bol získaný pri 200-násobnom zväčšení.Obr. 10 c predstavuje mikrosnimku EDX spektra tej istej oblasti obr. 10 a a 10 b.Obr. 11 a predstavuje mikrosnimku zo skenovacieho elektrónového mikroskopu (SEM) pri 45 - násobnom zväčšení a ukazuje inú oblasť bližšie k stredu tej istej roviny ako na obr. 10 a a 10 b.Obr. 11 b predstavuje mikrosnimku tej istej oblastí ako na obr. 11 a, ale ukazuje röntgenovú elementámu mapu sodíka, získanú EDX analýzou taktiež pri 45 - násobnom zväčšení.Obr. 11 c predstavuje snímku EDX spektra tej istej oblastizobr. ll aa 11 b.Obr. 12 a predstavuje mikrosnimku zo skenovacieho elektrónového mikroskopu (SEM) pri 50 - násobnom zväčšení, pričom na tejto snímke je znázomená tretia oblasť tej istej roviny, znázomenej na obr. 10 a a 10 b.Obr. 12 b predstavuje mikrosnimku tej istej oblasti znázomenej na obr. 12 a, ale znázorňujúcu sodíkovú elementámu mapu, získanú analýzou EDX pri rovnakom 50 - násobnom zväčšení.Obr. 12 c je fotografia EDX spektra tej istej oblasti,znázomenej na obr. 12 a a 12 b.Obr. 13 a predstavuje mikrosnimku so skenovacieho elektrónového mikroskopu (SEM) pri 200 - násobnom zväčšení a znázorňuje štvrtú oblasť tej istej roviny, znázomenej na obr. 10 a a 10 b.Obr. 13 b predstavuje mikrosnimku tej istej oblasti znázomenej na obr. 13 a, ale ukazujúci sodíkovú elementárnu mapu, získanú EDX analýzou pri tom istom 200 - násobnom zväčšení.Obr. 13 c predstavuje EDX spektrálnu snímku tej istej oblasti, ako je znázomená na obr. 12 a a 12 b.Obr. 14 a predstavuje mikrosnimku zo skenovacieho elektrónového mikroskopu (SEM) pri IS-násobnom zväčšení a ukazuje tak vnútomú rovinu, pripravenú brúsenim častice s veľkosťou 6,35 milimetra spracovanú postupom podľa vynálezu, ako aj pôvodný povrch pórov obnažených brúsením.Obr. 14 b predstavuje mikrosnimku tej istej oblasti znázomenej na obr. 14 a, ale znázorňujúcu sodíkovú elementámu mapu, získanú EDX analýzou pri tom istom IS-násobnom zväčšení.Obr. 14 c je EDX snímka spektra tej istej oblasti, ako je znázomené na obr. 14 a a 14 b.

MPK / Značky

MPK: C04B 35/52, C10L 9/02

Značky: ropného, spôsob, výrobe, spôsobu, koksu, částic, zariadenie, obsahom, plnivo, spracovania, použitie, vykonávanie, tohto, elektrod, uhlíkových, uhlíkové, vysokým, síry

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/27-279871-sposob-spracovania-castic-ropneho-koksu-s-vysokym-obsahom-siry-uhlikove-plnivo-na-pouzitie-pri-vyrobe-uhlikovych-elektrod-a-zariadenie-na-vykonavanie-tohto-sposobu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob spracovania častíc ropného koksu s vysokým obsahom síry, uhlíkové plnivo na použitie pri výrobe uhlíkových elektród a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu</a>

Podobne patenty