Жидкая топливная композиция и способ ее получения

 

Изобретение относится к составам жидких топливных композиций и способам их получения. Топливная композиция состоит из 40-65 мас.% мелкодисперсного твердого топлива, 1-20 мас. % стабилизатора и до 100 мас.% водосодержащей жидкой среды, выбранной из группы активный ил и/или осадок, получаемые при биологической очистке сточных вод, сапропель, птичий помет, навоз свиной или крупного рогатого скота, продукты ассенизационных выгребных ям, гидролизный лигнин. В качестве мелкодисперсного твердого топлива топливная композиция содержит угольную или коксовую мелочь, сажу, мелочь нефтекокса, графит, мелочь древесного угля, мелкие отходы производства и использование углеродных электродов или их смеси, а в качестве водосодержащей жидкой среды содержит воду или осадок и/или активный ил, уплотненные в первичных отстойниках станций по очистке сточных вод с влажностью 95-99%, или стоки животноводческих комплексов, или стоки предприятий пищевой промышленности. Описан способ получения топливной композиции. Данное изобретение значительно снижает стоимость композиции. 2 с. и 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к составам жидких топливных композиций и способам их получения.

Известна жидкая топливная композиция и способ ее получения путем совместного измельчения угля и стоков очистных станций с последующим разделением продуктов измельчения во флотационной камере с выделением целевого продукта в виде хлопьев с последующей сушкой полученного целевого продукта (Заявка Великобритании 2162196, кл. C 10 L 5/46, 1986 г.).

Недостатком такой топливной композиции является многостадийность процесса с необходимостью подсушки полученной жидкой топливной композиции.

Известен способ получения топливной суспензии путем смешивания измельченных твердых частиц угля с термообработанными в автоклаве жидкими стоками. Термообработка осуществляется в течение 5-120 мин при 65-260^oС и давлении 0,135-5 МПа. Недостатком этого способа является его сложность и энергоемкость (патент США 4762527, С 10 L 1/32, 09.08.88).

Наиболее близкой к изобретению является топливная композиция и способ ее получения на основе измельченного угля, включающий вторичное измельчение твердого топлива в водосодержащей среде с получением мелкодисперсного твердого топлива, введение стабилизатора и последующую совместную гомогенизацию. В качестве стабилизатора использованы бентониты аттапульгиты, сепиолиты или монтмориллониты. Композиция содержит 65-75% частиц тонкоизмельченного твердого топлива, 0,5-5,0% стабилизатора и воду (пат. США 4432771, С 10 L 1/32, 21.02.84).

Недостатком известной композиции является использование дорогостоящих компонентов.

Целью изобретения является снижение стоимости жидкой топливной композиции и упрощение технологии ее производства.

Поставленная цель достигается за счет того, что в составе топливной композиции используются отходы и дешевые компоненты, а также мало затратные способы их приготовления.

Во-первых, жидкие топливные композиции состоят на 40-65% из мелкодисперсного твердого топлива, на 1-20% из стабилизатора и остальное до 100% - жидкая среда.

В качестве стабилизатора используют компоненты с влажностью 50-85%, такие как активный ил и/или осадок, получаемые при биологической очистке сточных вод, сапропели, птичий помет, навоз свиной или крупного рогатого скота, продукты ассенизационных выгребных ям, гидролизный лигнин.

Во-вторых, жидкая топливная композиция в качестве мелкодисперсного топлива содержит угольную или коксовую мелочь, сланец, мелочь нефтекокса, графит, мелочь древесного угля, мелкие отходы производства и использованные углеродные электроды или их смеси.

В-третьих, жидкая топливная композиция в качестве жидкой среды содержит воду, или осадок и/или активный ил, уплотненный в первичных отстойниках станций по очистке сточных вод с влажностью 95-99%, или стоки животноводческих комплексов, или стоки предприятий пищевой промышленности.

Способ получения топливной композиции осуществляют следующим образом: Твердое топливо предварительно измельчают до размера частиц не более 3 мм, затем смешивают с водосодержащей жидкой средой, выбранной из группы: вода или осадок и/или активный ил, уплотненные в первичных отстойниках станций по очистке сточных вод с влажностью 95-99%, или стоки животноводческих комплексов, или стоки предприятий пищевой промышленности, подвергают измельчению до среднего размера частиц 10-50 мкм, добавляют стабилизатор с влажностью 50-85%, выбранный из группы активный ил и/или осадок, получаемый при биологической очистке сточных вод, сапропель, птичий помет, навоз свиной и крупного рогатого скота, продукт ассенизационных выгребных ям, гидролизный лигнин и гомогенизируют с получением топливной композиции, содержащей мелкодисперсное твердое топливо 40-65 мас. %, стабилизатор 1-20 мас.% и остальное до 100% жидкую среду.

Диспергирование, смешение и гомогенизацию можно осуществлять в диспергаторе Хотунцева-Пушкина, роторно-пульсационном аппарате, дезинтеграторе, вибромельнице и других диспергирующих устройствах, предназначенных для измельчения и диспергирования суспензий.

Следующие примеры даны для иллюстрации изобретения, которые не следует рассматривать, как ограничивающие рамки данного изобретения.

Пример 1.

Исходная угольная мелочь угля марки Г ш. Инская (W^a=15,2%, A^d=15,5%, V= 40,6%) подвергалась измельчению в молотковой дробилке до класса - 1 мм, затем ее смешали с жидкой фазой - осадком от очистки сточных вод (активный ил+осадок) с влажностью 99% и подвергли измельчению до среднего размера частиц 35 мкм в дезинтеграторе ДЭЗИ-11 при числе оборотов 8000 мин^-1 и частоте удара 10^-3 в течение 10 с.

Полученную измельченную суспензию смешивали со стабилизатором - осадком от очистки сточных вод (зольность ^d=28%, влажность 65%, содержание в органической части белков 36%, жиров 26%, углеводов 18,5) в торовом вибросмесителе с получением однородной стабильной топливной суспензии, содержащей, мас.%: Уголь - 65 Стабилизатор - 18 Жидкая среда - До 100 и имеющую вязкость 0,36 Па•с при 50^oС и стабильность в течение 15 сут.

Пример 2.

Исходный нефтекокс (W^a=1,5%, V=4,5%, A^d=1,5%) с размером частиц до 10 мм подвергли дроблению в дробилке с получением измельченного кокса - 1 мм.

Измельченный кокс смешивали с активным илом очистных сооружений (W^а=95%, A^d= 36,7%), измельчали и гомогенизировали в роторно-пульсационном аппарате в присутствии стабилизатора - навоза (смеси жидких и твердых экскрементов коров и подстильного материала - соломы), имеющего влажность W^а=85,0% и плотность 1,3 г/см³. После измельчения и гомогенизации получили стабильную в течение 15 сут дисперсную систему с вязкостью 0,27 Па•с при 50^oС и содержащую, мас.%: Нефтекокс - 56 Стабилизатор - 20 Жидкая среда - До 100 Пример 3.

Отход углеродных электродов (W^а=0,2%, V^daf=6,3%, А^d=4,9%) предварительно подвергли измельчению до класса - 3 мм в молотковой дробилке. Затем его смешивали и измельчали в линейно-индукционном вращателе (ЛИВ) в смеси со стабилизатором - лигнином (влажность 50%, содержание в мас.% в расчете на сухое вещество лигнина 61, волокна 12,5, минеральных примесей 16,3) и жидкой средой - активным илом, уплотненным в первичных отстойниках станций по очистке сточных вод с влажностью 96,5%.

После измельчения и гомогенизации получили стабильное топливо с вязкостью 0,49 Па•с и содержащее, мас.%: Твердое топливо - 65
Стабилизатор - 1
Жидкая среда - До 100
Пример 4.

Электродный графит измельчали в молотковой дробилке до 3 мм, затем загружали в торовую вибромельницу с водой от очистки сточных вод и гидролизным лигнином Байкальского ЦБК (влажность 62%, содержание в мас.% в расчете на сухое вещество лигнина 40%, волокна 15, минеральные примеси 16,2) и подвергли измельчению и гомогенизации. Полученная стабильная в течение 20 сут дисперсная система имела вязкость 0,47 Па•с и содержала, мас.%:
Твердое топливо (графит) - 40
Стабилизатор - 20
Жидкая среда - До 100.

Формула изобретения

1. Топливная композиция на основе водосодержащей жидкой среды с добавлением стабилизатора и мелкодисперсного твердого топлива, отличающаяся тем, что в качестве стабилизатора содержит компоненты с влажностью до 50-85%, выбранные из группы активный ил и/или осадок, получаемые при биологической очистке сточных вод, сапропель, птичий помет, навоз свиной или крупного рогатого скота, продукты ассенизационных выгребных ям, гидролизный лигнин, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Мелкодисперсное твердое топливо - 40-65
Стабилизатор - 1-20
Жидкая среда - До 100
2. Топливная композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве мелкодисперсного твердого топлива содержит угольную или коксовую мелочь, сажу, мелочь нефтекокса, графит, мелочь древесного угля, мелкие отходы производства и использование углеродных электродов или их смеси.

3. Топливная композиция по п.2, отличающаяся тем, что в качестве водосодержащей жидкой среды содержит воду или осадок и/или активный ил, уплотненные в первичных отстойниках станций по очистке сточных вод с влажностью 95-99%, или стоки животноводческих комплексов, или стоки предприятий пищевой промышленности.

4. Способ получения топливной композиции, включающий предварительное измельчение твердого топлива, вторичное измельчение твердого топлива в водосодержащей жидкой среде с получением мелкодисперсного твердого топлива, введение стабилизатора и последующую гомогенизацию, отличающийся тем, что в качестве стабилизатора используют компоненты с влажностью 50-85%, выбранные из группы активный ил и/или осадок, получаемые при биологической очистке сточных вод, сапропель, птичий помет, навоз свиной или крупного рогатого скота, продукты ассенизационных выгребных ям, гидролизный лигнин, при следующем соотношении компонентов в полученной композиции, мас.%:
Мелкодисперсное твердое топливо - 40-65
Стабилизатор - 1-20
Жидкая среда - До 100
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве жидкой среды используют воду или осадок и/или активный ил, уплотненные в первичных отстойниках станций по очистке сточных вод с влажностью 95-99%, или стоки предприятий пищевой промышленности.