Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ciśnienie koksowania - opis zjawiska i prognozowanie jego wielkości w aspekcie uplastyczniania się węgla

Mertas B., Ściążko M., Sobolewski A.

Karbo

|

2014

|

Nr 3

80--87

PL

Jednym z ważniejszych zjawisk zachodzących w trakcie procesu koksowania jest uplastycznianie się węgla. Następstwem tego zjawiska jest spiekanie i tworzenie się produktu końcowego - koksu. Nierozwiązalnie z tym procesem łączy się zjawisko generowania ciśnienia wewnątrz złoża uplastyczniających się ziaren węglowych. Ciśnienie to wpływa na poprawę właściwości mechanicznych tworzącego się koksu. Zjawisko to jednak stwarza równocześnie niebezpieczeństwo deformacji, a nawet zniszczenia ściany komory baterii koksowniczej. W artykule uporządkowano terminologię związaną z ciśnieniem powstającym w trakcie procesu koksowania. Zaprezentowano również czynniki wpływające istotnie na generowanie ciśnienia koksowania w aspekcie nowej laboratoryjnej metody oznaczania ciśnienia rozprężania.

EN

One of the most important phenomena occurring during the coking process is coal plasticizing. Consequence of this phenomenon is caking and formation of the final product - coke. It is inextricably connected with the phenomenon of pressure generation inside bed of plasticizing coal grains. The generated pressure improves the mechanical properties of the produced coke. This phenomenon, however, creates at the same, time a danger of deformation and even destruction of the chamber wall of coke oven battery. The presents an orderly manner article order terminology related to pressure developing during coking process. There are also presented factors significantly affecting the coking pressure generation in terms of a new laboratory method for determination of expansion pressure.

2

Zjawisko ciśnienia rozprężania - podstawy i metodologia pomiaru w aspekcie bezpiecznej eksploatacji baterii pieców koksowniczych

Mertas B., Ściążko M., Sobolewski A., Strugała A.

Karbo

|

2011

|

Nr 3

146--154

PL

Jednym z ważniejszych zjawisk zachodzących w piecach baterii koksowniczych, wewnątrz których przebiega proces koksowania węgli, jest ciśnienie powstające wewnątrz złoża uplastycznionych ziaren węglowych, oddziaływujące na ściany w postaci ciśnienia rozprężania. Pozytywnym skutkiem tego zjawiska jest poprawa właściwości mechanicznych produkowanego koksu, jednak zjawisko to stwarza równocześnie niebezpieczeństwo deformacji, a nawet zniszczenia ściany komory. W artykule przedstawiono aktualny stan wiedzy na temat zjawiska ciśnienia rozprężania, metod jego wyznaczania i szacowania, co pozwoliło na stworzenie podstaw do opracowania nowatorskiej konstrukcji urządzenia oraz metodyki laboratoryjnego wyznaczania wielkości ciśnienia rozprężania.

EN

One of the most important phenomenon occurring in coke ovens during coking process is pressure generated inside coal bed acting into oven walls in the form of coking pressure. Improved coke quality is a positive effect of high coking pressure and from the other point of view one should take into account possibility of oven wall damage or even destruction. In the article there is shown present knowledge on this effect, its generation and transfer onto oven walls, methods for measurement and forecasting what led to development of innovative testing device construction and test method for expansion pressure measurement.

3

Analiza możliwości wykorzystania laboratoryjnego pomiaru ciśnienia koksowania do prognozowania jakości koksu

Burmistrz P., Bytnar K., Rozwadowski A., Rozwadowska T.

Karbo

|

2010

|

Nr 3

110-117

PL

Przedstawiono wyniki badań wykonanych w celu oceny możliwości wykorzystania wyników laboratoryjnego pomiaru maksymalnego ciśnienia koksowania jako syntetycznego wskaźnika charakteryzującego potencjał koksotwórczy wsadu węglowego. Przeprowadzona analiza statystyczna wyników tych badań potwierdziła występowanie istotnej korelacji pomiędzy wskaźnikiem ciśnienia koksowania a standardowo wyznaczanymi parametrami charakteryzującymi właściwości koksotwórcze węgla, tj.: maksymalną plastycznością Fmax, dylatacją b, dylatacją całkowitą (a+b) oraz zakresem plastyczności (tIII-tI), temperaturą kontrakcji tII i wartością stosunku . Dodatkową zaletą tego wskaźnika jest to, że pomiar może być wykonany na próbkach węgla posiadającego identyczne uziarnienie i podobny stopień zagęszczenia jakim charakteryzują się przemysłowe mieszanki węglowe, a więc uwzględnia on częściowo warunki w jakich przebiega proces pirolizy w komorze koksowniczej. W związku z tym wskaźnik ten może być rozpatrywany jako potencjalne narzędzie (zmienna niezależna) służące do ilościowego prognozowania jakości koksu np. wskaźników CRI i CSR oznaczanych w teście Nippon Steel Co.

EN

The article presents the results of the research carried out in order to estimate the possibility to use the results of the laboratory measurement of the maximum coking pressure as a synthetic indicator characterizing the coke-generating potential of coal charge. The statistical analysis of the results of the research confirmed the existence of significant correlation between the coking pressure index and the conventionally defined parameters characterizing the coke-generating properties of coal, i.e.: the maximum plasticity Fmax, dilatation b, total dilatation (a+b) and the range of plasticity (tIII-tI), the temperature of contraction tII and the value of the quotient . The index is also valuable for the fact that the measurement can be taken on coke samples exhibiting identical granulation and a similar degree of density which characterizes industrial coke blends, thus it partly recognizes the conditions in which the process of pyrolysis takes place in the coking chamber. Therefore, this index can be considered as a potential tool (the independent variable) for quantitative forecasting of the quality of coke, e.g. the indicators CRI and CSR determined in the Nippon Steel Co. test.

4

Badania ciśnienia generowanego przez warstwę plastyczną węgli koksowych różniących się uziarnieniem oraz mieszanek tych węgli z dodatkami schudzającymi

Rozwadowski A.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2008

|

T. 24, z. 2/1

107-121

PL

W artykule zostały zaprezentowane wyniki badań wpływu uziarnienia węgli i zawartości w mieszance węglowej składników inertnych (schudzających) na ciśnienie generowane podczas pirolizy przez warstwę plastyczną. Do badań użyto trzech węgli koksowych wyraźnie zróżnicowanych pod względem stopnia metamorfizmu oraz dodatków schudzających w postaci: antracytu, węgla brunatnego oraz pyłu koksowego z instalacji suchego chłodzenia koksu. Badania wykazały, że poziom ciśnienia generowanego podczas pirolizy przez złoże uplastycznionych ziaren węglowych zależy od właściwości reologicznych substancji węglowej, z której są one zbudowane. Wysoki poziom ciśnienia mogą generować zarówno ziarna grube, drobne jak i pośrednie, pod warunkiem, że podczas pirolizy będą tworzyć odpowiednio płynną masę plastyczną. Badania potwierdziły również, że skutecznym sposobem regulowania ciśnienia wytwarzanego przez złoże uplastycznionych ziaren węglowych (warstwę plastyczną) jest dodatek do mieszanki węglowej składników schudzających, które nie uplastyczniają się podczas pirolizy. Z przeprowadzonych badań wynika, że wielkość dodatku wprowadzanego do mieszanki w celu obniżenia ciśnienia generowanego przez warstwę plastyczną zależy w znacznym stopniu od plastyczności węgli koksowych, która sprzyja wysokiemu ciśnieniu oraz od zdolności schudzających składników inertnych. Skuteczność schudzania jest indywidualną cechą każdego składnika i wynika m.in. z różnic w zdolnościach adsorpcyjnych tych składników wobec uplastycznionej termicznie substancji węgli koksowych.

EN

The article presents the results of a research into the influence of the granulation of coals and the inert (leaning) components content in a coal blend on the pressure generated during pyrolysis by the plastic layer. Three bituminous coals were used for the research. They were clearly differentiated in terms of the degree of metamorphism and leaning additions in the form of: anthracite, brown coal and coke dust from the installation of dry coke cooling. The research revealed that the level of the pressure generated during pyrolysis by the deposit of plasticized coal grains depends on the reological properties of coal substance they are built from. High level of pressure may be generated by coarse, fine as well as in-between grains provided that during pyrolysis they will create appropriately fluid plastic substance. The research also confirmed that an effective way of regulating the pressure created by the deposit of plasticized coal grains (the plastic layer) is adding to a coal blend leaning components, which do not get plasticized during pyrolysis. The research conducted indicates that the amount of addition put in a blend in order to reduce the pressure generated by the plastic layer to a large extent depends on the plasticity of bituminous coaIs, which facilitates high pressure and on the leaning capacities of inert components. Leaning ability is an individual characteristic of each component and results from - among others - the differences in the adsorption capacities of these components towards the thermally plasticized substance of bituminous coals.

5

Ciśnienie koksowania mieszanek węglowych przygotowanych z komponentów wyraźnie różniących się właściwościami reologicznymi masy plastycznej podczas pirolizy

Rozwadowski A.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2007

|

T. 23, z. 2

49-63

PL

W artykule zostały zaprezentowane wyniki badań ciśnienia generowanego przez próbki wybranych węgli koksowych i sporządzonych z tych węgli mieszanek podczas karbonizacji prowadzonej w warunkach stałej objętości oraz ograniczonej ekspansji. Do badań użyto aparatury, której konstrukcja umożliwia symulowanie zjawisk zachodzących w komorze koksowniczej mających wpływ na poziom ciśnienia powstającego w warstwie plastycznej w dwóch charakterystycznych etapach koksowania. W początkowym stadium koksowania, gdy warstwy plastyczne podążają w kierunku środka komory, a między nimi znajduje się nieuplastyczniony jeszcze węgiel wsadowy (karbonizacja w warunkach ograniczonej ekspansji) oraz w momencie połączenia się warstw plastycznych w osi komory (karbonizacja w stałej objętości). W czasie badań stwierdzono, że duża płynność masy plastycznej węgli tworzących mieszankę wsadową oraz zbliżony temperaturowy zakres plastyczności sprzyjają powstawaniu wysokiego ciśnienia w warstwie plastycznej podczas koksowania. Jednocześnie w tych warunkach z dużą intensywnością może przebiegać migracja uplastycznionej substancji węglowej poza obszar warstwy plastycznej oraz kompresja nieuplastycznionej części wsadu, a więc zjawiska, które obniżają ciśnienie w warstwie plastycznej. Wprowadzając do składu mieszanki węgiel, generujący wyższe od pozostałych komponentów ciśnienie podczas karbonizacji i uplastyczniający się w tym samym zakresie temperatur co inne składniki mieszanki, należy liczyć się ze wzrostem ciśnienia generowanego przez taki wsad. Natomiast skuteczne obniżenie ciśnienia koksowania można osiągnąć wprowadzając do wsadu węgiel uplastyczniający się w wyraźnie niższych od pozostałych węgli temperaturach, nawet gdy sam charakteryzuje się wysokim ciśnieniem koksowania.

EN

The article presents the results of a research into the pressure generated by samples of selected bituminous coals and blends made from these coals during carbonization carried out under the conditions of constant volume and limited expansion. The structure of the apparatus used in research enables the simulation of the effects occurring in the coking chamber affecting the level of pressure generated in the plastic layer in two characteristic coking stages. In the early phase of coking, when plastic layers head for the middle part of the chamber and there is unplasticized coal charge between them (carbonization under the conditions of limited expansion) and at the moment of plastic layers combining in the chamber’s axis (carbonization in constant volume). During research it was found that considerable fluidity of the plastic coal mass forming the charge blend and similar temperature range of plasticity facilitate the generation of high pressure in the plastic layer during coking. Simultaneously, under these conditions high intensity may characterize the migration of the plasticized coal substance outside the area of the plastic layer as well as the compression of the unplasticized part of the charge, that is the effects which relatively lower the pressure in the plastic layer. Adding to the composition of the blend coal generating higher pressure during carbonization than other components and plasticizing within the same temperature range as other ingredients of the blend, we have to take into account the rise of the pressure generated by such a charge. Whereas effective reduction of the coking pressure may be attained by adding to the charge coal plasticizing in significantly lower temperatures than other coals even if it is characterized by high coking pressure.

6

Badania ciśnienia koksowania wybranych węgli

Rozwadowski A., Strugała A.

Karbo

|

2005

|

Nr 1

24-30

PL

Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych ciśnienia koksowania dla trzech klas ziarnowych (0,5- 0,6 mm, l ,0-1,2 mm oraz 2,5-3,15 mm) wybranych węgli koksowych. Badania ciśnienia przeprowadzono w warunkach pirolizy przebiegającej w stałej objętości próbki węgla, w okresie jego termicznego uplastycznienia. Wyniki badań prowadzonych w takich warunkach charaktery żują zdolność badanego węgla do generowania ciśnienia przez złoże jego ziaren w okresie ich termicznego uplastycznienia. W oparciu o uzyskane wyniki badań dla każdej z analizowanych klas ziarnowych opracowano wzory regresyjne opisujące zależność maksymalnego generowanego przez nie ciśnienia koksowania od zawartości części lotnych w węglu orazjego wskaźnika maksymalnej plastyczności (Fmax). Analiza tych wzorów prowadzi do wniosku, iż dla każdej z analizowanych klas ziarnowych różne są czynniki determinujące ich zdolność do generowania ciśnienia koksowania. Można to także wiązać z różnymi zjawiskami odpowiedzialnymi za proces generowania tego ciśnienia w przypadku poszczególnych klas ziarnowych.

EN

The paper presents results of coking pressure examinations for three grain size fractions (0,5 ÷ 0,6 mm, 1,0 ÷ 1,2 mm and 2,5 ÷ 3,15 mm) which were carried out for selected coals on a laboratory scale. These examinations were conducted under conditions of a constant volume of coal sample inthe temperature range of coal plasticity. The results of the examinations conducted under such conditions enable a definition of the capacity of coal to generate coking pressure by its bed of plasticized coal grains. On the basis of the obtained results, regression formulae describing the relationship between coking pressure and both, volatile matter content and Fmax - index were developed for each of the grain size fractions. From an analysis of these formulae, it can be concluded that, for each of the examined grain size fractions, the capacity of coal to generate pressure is determined by different factors. This is a result of different phenomena responsible for generating coking pressure in the case of particular grain size fractions. However, it should be pointed out that high values of coking pressure generated during carbonisation under conditions of a constant volume needn't mean that similar high pressure will occur in a coking chamber. There, the carbonisation process takes place under conditions of a limited expansion of a plastic layer, i.e. the bed of plasticized coal grains.