Какова технология обработки для превращения обжигнутого кокса в порошок?

Введение в измельчение кокса после обжига

Калцинированный нефтяной кокс (CPC) представляет собой важный промышленный материал, получаемый путем нагрева сырого нефтяного кокса до высоких температур (1200–1400°C) с целью удаления летучих веществ и формирования кристаллической структуры. Полученный материал требует специализированных технологий измельчения для преобразования в мелкий порошок, используемый в различных областях – в качестве анодов для производства алюминия, графитовых электродов, пигмента диоксида титана и других углеродсодержащих продуктов. Процесс измельчения должен обеспечивать точное распределение размеров частиц при одновременном сохранении чистоты продукта и минимизации загрязнений.

Твердость и абразивные свойства кальцинированного кокса создают значительные трудности для оборудования для его измельчения. Так как показатель твердости по шкале Мооса обычно варьируется от 2,5 до 4,5, а содержание абразивных примесей также разнится, выбор подходящей технологии измельчения крайне важен для обеспечения эффективности работы и качества получаемого продукта. В данной статье рассматривается комплексная технология переработки кальцинированного кокса в порошок, с акцентом на выбор оборудования, оптимизацию процесса и достижения в области технологий.

Calcined coke powder with different particle size distributions

Основные принципы мельничного обработки кальцинированного кокса

Характеристики материалов и требования к шлифованию

Обжигаемый кокс обладает уникальными свойствами, которые напрямую влияют на выбор технологии мельчения. Кристаллическая структура материала, сформированная в процессе обжига, придает ему высокую анизотропию; твердость материала варьируется в зависимости от направления кристаллов. Такая анизотропия оказывает влияние на механику разрушения во время мельчения, что требует использования оборудования, способного создавать различные виды напряжений: сжатие, ударное и сдвиговое.

Основные цели помола обожжённого кокса включают в себя:

Достижение заданного распределения размеров частиц (обычно D50: 10–30 мкм для анодного сорта; 5–15 мкм для специальных приложений)
Минимизация анизотропии формы частиц для повышения плотности упаковки
Поддержание низкого уровня загрязнения (обычно <100 промиллеонов металлических примесей)
Оптимизация потребления энергии при максимизации производительности
Обеспечение стабильного качества продукции за счет контроля производственного процесса

Выбор механизма шлифовки

Выбор механизмов измельчения зависит от требуемых характеристик готового продукта и масштабов производства. При переработке обжигаемого кокса применяются три основных принципа измельчения:

Ударное шлифование при сжатииИспользует постепенное приложение давления между шлифовальными поверхностями, что идеально подходит для получения контролируемого распределения размеров частиц с минимальным образованием мелкодисперсных частиц.

Импактное шлифованиеИспользует столкновения частиц с элементами измельчения на высоких скоростях, что эффективно при необходимости получения средней или крупной степени измельчения.

Абразивное шлифованиеВключает в себя процесс трения частиц друг о друга в ограниченном пространстве, что подходит для использования в ультратонких технологиях шлифования.

Современные системы шлифования часто сочетают в себе несколько механизмов для оптимизации эффективности и качества продукции. Выбор между сухим и влажным способами шлифования также является важным аспектом; при приготовлении кокса преимущество отдается сухому шлифованию из-за гидрофобных свойств материала и необходимости избежания дополнительной сушки.

Технология оборудования для измельчения обжигнутого кокса

Ультратонкие системы шлифовки

Для процессов, требующих использования мелкого и сверхмелкого калцинированного коксового порошка (сизногрядность 325–2500 меш), необходимо применять специализированное оборудование для помола.Мельница SCM Ultrafine MillЭто оборудование представляет собой передовой уровень технологий сверхтонкого помола и специально разработано для обработки таких материалов, как калцинированный кокс. Благодаря возможности загрузки заготовок размером не более 20 мм и получению продукта с тонкостью помола от 325 до 2500 меш (D97 ≤ 5 мкм), это устройство обеспечивает высокую эффективность процесса помола при одновременном снижении энергопотребления.

Технологические преимущества ультратонкого мельница SCM включают в себя:

Высокая эффективность и экономия энергииСопоставимая по производительности с щеточными мельницами в два раза и потребляющая на 30% меньше энергии, серия SCM оснащена интеллектуальными системами управления, которые автоматически контролируют и регулируют процесс, обеспечивая оптимальную степень измельчения продукта.
Классификация с высокой точностьюВертикальный турбинный сортировочный аппарат обеспечивает точное регулирование размера частиц без примеси крупного порошка, что гарантирует исключительно высокое качество продукции.
Прочный дизайнКонструкция ролика из специального материала и шлифовочного кольца значительно увеличивает срок службы по сравнению с традиционными моделями; кроме того, отсутствие подшипников в шлифовочной камере обеспечивает стабильную работу устройства.
Соблюдение экологических нормЭффективность сбора пыли при использовании импульсного принципа превышает международные стандарты, а конструкция звукоизоляционной камеры обеспечивает уровень шума ниже 75 дБ.

Принцип работы заключается в вращении трехуровневого шарика для измельчения, приводимого в движение основным двигателем. Материал под действием центробежной силы распределяется по пути измельчения, затем подвергается сжатию с помощью роликов и постепенно измельчается на нескольких уровнях. В конечном итоге материал собирается с помощью циклонных сборников и системы пульсового удаления пыли.

SCM Ultrafine Mill working principle diagram showing material flow and grinding mechanism

Решения для среднего-тонкого помола

Для приложений, требующих среднего или мелкого помола коксового порошка (сито 30-325 меш), используются соответствующие материалы и технологии.Мельница серии MTW с трапециевидным лоткомОборудование обеспечивает оптимальный баланс между производительностью, энергоэффективностью и качеством продукции. С возможностью работы с загрузками размером до 50 мм и степенью измельчения изделий от 30 до 325 сит (до 0,038 мм), производственная мощность составляет от 3 до 45 тонн в час в зависимости от выбранной модели.

Ключевые технологические особенности серии MTW включают в себя:

Дизайн лопаты с противоизносными элементамиКомбинированные лопасти лопаты снижают затраты на обслуживание, а изогнутая конструкция увеличивает срок службы шлифовальных роликов.
Оптимизированный воздушный каналДизайн изогнутых воздуховодов минимизирует потери энергии воздушного потока, повышая эффективность передачи воздуха. Высокопрочные защитные пластины обеспечивают защиту рабочей поверхности воздуховодов.
Интегрированная передача с коническими зубчатыми колесамиДостижение эффективности передачи данных до 98% при одновременном сокращении занимаемого пространства и уменьшении затрат на монтаж.
Структура волюта, устойчивая к износуДизайн, предотвращающий засорение, повышает эффективность сортировки воздуха и одновременно сокращает затраты на техническое обслуживание на 30%.

Принцип работы заключается в следующем: основной двигатель приводит в движение шлифовальные ролики, заставляя их вращаться вокруг центральной оси; при этом сами ролики также вращаются, создавая центробежную силу. Лопаты загружают материал между шлифовальным кольцом и роликами, образуя слой материала. Эффективное измельчение достигается за счет экструзии, а система сортировки точно контролирует степень тонкости готового продукта.

Оптимизация процессов и технологические аспекты

Подготовка материала перед помолом и контроль потока сырья

Оптимальное измельчение обожженного кокса начинается с правильной подготовки материала. Сырой обожженный кокс обычно требует предварительного измельчения для достижения необходимого размера загрузки в основное измельчающее оборудование. Для этой цели часто используются молотковые мельницы и щековые дробилки, которые уменьшают размер частиц сразу с крупных размеров (обычно 50–100 мм) до нужного размера для работы мельницы (обычно <20 мм для ультратонких мельниц, <50 мм для средне-тонких мельниц).

Ключевые аспекты подготовки перед предварительным измельчением включают:

Контроль влажности (обычно поддерживается на уровне ниже 1% для оптимального сухого помола)
Обнаружение и устранение металлов для предотвращения повреждения оборудования и загрязнения продукции
Стабилизация скорости подачи материала для обеспечения равномерной нагрузки в зоне шлифования
Управление температурой с целью предотвращения термического ухудшения качества продукции

Классификация и контроль качества продукции

Современные системы измельчения кокса, подвергнутого обжигу, используют передовые технологии сортировки для достижения точного контроля размера частиц. Применяются как статические, так и динамические сортировочные устройства; их выбор зависит от конкретных требований к тонкости продукта и масштабов производства. Ключевыми параметрами сортировки являются:

Точность точки среза и острота разделения
Эффективность классификации и взыскание штрафов
Энергопотребление на тонну классифицированного продукта
Требования к техническому обслуживанию и устойчивость к износу

Интеграция систем мониторинга размера частиц в реальном времени с автоматической настройкой классификаторов представляет собой современный уровень технологий измельчения обжигаемого кокса. Современные системы используют лазерные дифракционные анализаторы или онлайн-методы анализа цифровых изображений для предоставления непрерывной информации, необходимой для оптимизации процесса.

High-efficiency classification system for precise particle size control in calcined coke grinding

Критерии отбора	Ультратонкая помолка	Средне-тонкое помол
Целевая точность	Меш 325–2500	30–325 меш
Масштаб производства	0,5–25 тонн в час	3–45 тонн в час
Потребление энергии	Выше цена за тонну, ниже цена за единицу площади поверхности.	Меньшая цена за тонну, более высокая цена за единицу площади поверхности
Капитальные вложения	Более высокая первоначальная стоимость	Более низкие первоначальные затраты
Операционные затраты	Более высокие затраты на износующиеся детали, более низкий уровень классификации	Более низкие затраты на износуемые детали, более высокий уровень эксплуатационной эффективности.

Операционные лучшие практики и техническое обслуживание

Оптимизация производительности шлифовки

Для максимизации производительности и долговечности оборудования для измельчения кокса, полученного путем кальцинирования, необходимо соблюдать установленные оптимальные практики эксплуатации:

Однородное качество кормовОбеспечивайте равномерное распределение размера зерен пищевого материала и его влажности, чтобы гарантировать стабильную работу помещения для меления.
Оптимальные настройки классификатораРегулярно калибрируйте и настраивайте скорость классификатора в зависимости от требований к финeness продукта и условий износа.
Мониторинг износа оборудованияВнедрить систематический контроль и измерение критически восприимчивых к износу компонентов, включая шлифовальные валики, кольца и лопасти сортировочных устройств.
Управление энергосбережениемОтслеживайте уровень потребления энергии (кВт·ч/тонну) в качестве ключевого показателя эффективности процессов для их оптимизации.

Стратегии профилактического технического обслуживания

Эффективные программы технического обслуживания оборудования для измельчения обжигшегося кокса должны включать в себя:

Плановый осмотр и замена изношенных деталей на основе заданных ожиданий срока службы, установленных в соответствующих документациях.
Мониторинг и анализ вибраций для выявления начинающихся механических неисправностей
Обслуживание системы смазки в соответствии с спецификациями производителя
Балансировка классификаторов и проверка их совмещения во время запланированных остановок работы системы
Полное документирование работ по техническому обслуживанию и срока службы компонентов

Будущие тенденции в технологиях измельчения кокса после обжига

Развитие технологий помола обжигнутого кокса по-прежнему сосредотачивается на нескольких ключевых аспектах:

Цифровизация и интеграция Интернета вещей (IoT)Внедрение умных датчиков и алгоритмов анализа данных для прогностического обслуживания и оптимизации процессов
Научные основы передовых материаловРазработка превосходных материалов, устойчивых к износу, соответствующих стандартам долговечности компонентов
Инновации в области энергоэффективностиНовые конструкции шлифовальных камер и системы сортировки, позволяющие снизить энергопотребление на единицу производства.
Проектирование модульной системыГибкая конфигурация оборудования позволяет быстро адаптироваться к изменяющимся требованиям к продукции.
Улучшения в области устойчивостиУлучшена эффективность сбора пыли, снижение уровня шума и общие экологические показатели.

Производители оборудования продолжают инновировать, разрабатывая системы помола следующего поколения, которые объединяют в себе последние достижения техники, при этом сохраняя надежность и производительность, требуемые угольной промышленностью.

Заключение

Технология обработки, позволяющая измельчать обжигаемый кокс в порошок, значительно совершенствовалась; современное оборудование обеспечивает беспрецедентный уровень эффективности, качества продукции и надежности в эксплуатации. Выбор между системами ультратонкого и среднетонкого измельчения зависит от конкретных требований применения.СКМ Ультратонкий Мельничный АппаратиМельница трапециевидной формы серии MTWОни представляют собой оптимальные решения для соответствующих диапазонов точности.

Для успешной реализации проекта необходимо всестороннее понимание характеристик материалов, механизмов шлифования, принципов сортировки и наилучших практик операционного ведения процессов. По мере продвижения технологий отрасль производства калинированного кокса может рассчитывать на дальнейшее повышение энергоэффективности, качества продукции и экологической безопасности, что позволит этому важному промышленному процессу оставаться экономически жизнеспособным и экологически устойчивым.