Связующая композиция для изготовления топливных брикетов


 


Владельцы патента RU 2425074:

Институт проблем нефти и газа СО РАН (RU)

Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к получению связующего для брикетирования бурых углей. Композиция на основе гудрона, используемая для брикетирования мелких фракций бурого угля, отличается тем, что она содержит механоактивированный сапропель. Технический результат - получение брикетов с высокими значениями технических характеристик. 3 табл.

 

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано для брикетирования мелкодисперсных фракций бурого угля с использованием в качестве связующего гудрона, модифицированного активированным озерным сапропелем.

Известен способ получения топливных брикетов, включающий приготовление смеси измельченного угля с нефтяным асфальтитом (8-10 мас.%), механическую обработку в роторном дезинтеграторе при скорости вращения рабочих органов (16-18)·10-3 мин-1 в течение 3-6 секунд и последующее брикетирование смеси при нагреве (Патент РФ №2064006 «Способ получения топливных брикетов». Авт. В.В.Пушканов, Г.С.Головин, Е.Г.Горлов, Я.М.Каган, А.Р.Молявко, А.А.Чижевский) [1].

Недостатком известного способа являются сложность технологии подготовки исходного сырья - обезвоживание угля по методу Флейснера, использование высоких температур при прессовании, низкие значения прочности при сжатии получаемых брикетов.

Наиболее близким к предлагаемому по технологической сущности является способ брикетирования угля, включающий измельчение угля, смешение со связующим, в качестве которого используют модифицированный высушенным озерным сапропелем гудрон, прессование и термообработку (Патент РФ №2326159 «Сапропелесодержащее связующее для брикетирования бурого угля». Авт. Л.А.Петрова, О.Н.Буренина, В.Г.Латышев, С.Н.Попов, Л.Я.Морова) [2].

Недостатком этого способа является незначительная прочность получаемых брикетов.

Целью изобретения является получение топливных брикетов с повышенными значениями прочности при сжатии.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве связующего предлагается использовать гудрон, модифицированный добавкой механоактивированного озерного сапропеля.

Гудрон - тяжелый нефтяной остаток после отгона бензинодизельмасляных дистиллятов, представляющий собой черную смолистую массу. Основные составные части гудрона - масла, не отогнавшиеся при перегонке нефти, нефтяные смолы, твердые асфальтообразные вещества (асфальтены, карбены, карбоиды), смолистые вещества кислотного характера.

Гудрон получен путем отгонки 40% масел от мазута при Т=350-370°С, давлении Р=0,6-0,8 атм, в течение 4-5 часов и имеет следующие свойства и состав (табл.1).

Таблица 1
Физико-химические свойства гудрона
Параметры Значение
Плотность при 20°С, кг/м 941,1
Вязкость условная при 80°С, усл. градус 23,3
Массовая доля смол силикагелевых, % 18,4
Массовая доля асфальтенов, % 6.2
Масла, % 75,44
Массовая доля парафина, % 0,88
Коксуемость, мас.% 10,82
Температура вспышки в открытом тигле, °С 227,5
Температура застывания, °С 2
Зольность, % 0,15
Элементный состав, массовая доля
- С 85,0
- Н 13,6
- N 0,5
- Sобщ 0,74
- О 0,16

Избыточное содержание в гудроне остаточных масел (до 75,44%) отрицательно сказывается на его адгезионных свойствах и снижает значения прочности при сжатии топливных брикетов.

С целью ускорения процессов окисления и улучшения адгезионной способности системы «уголь-связующее» предлагается введение в гудрон в качестве структурно-активной добавки активированного озерного сапропеля.

Сапропели - донные отложения озер, сложные органоминеральные комплексы веществ, формирующиеся в результате биологических, микробиологических и механических процессов из остатков растительных и животных организмов и привносимых в водоемы органических и минеральных примесей [3]. Предпосылкой использования дисперсного органоминерального материала в качестве модифицирующей добавки при наполнении связующего вещества, помимо обширной сырьевой базы и дешевизны, явились его уникальные свойства, вызванные его повышенной геометрической удельной поверхностью, высокой сорбционной способностью масел гудрона и каталитической способностью [4, 5].

Сапропель перед смешением с нефтяным связующим высушивался при 110°С для удаления части остаточной воды и подвергался механической активации на планетарной мельнице АГО-2 с частотой вращения водила 630 об/мин и барабана 1290 об/мин в течение двух минут для диспергирования и повышения адсорбционной способности.

Изучение текстурных характеристик сапропелей показывает, что активированный сапропель характеризуется меньшим размером частиц, повышенной удельной геометрической поверхностью, а также увеличенным количеством пор, о чем можно судить по увеличению удельного объема пор по сравнению с неактивированным сапропелем (табл.2).

Таблица 2
Текстурные характеристики сапропелей
Показатели Неактивированный сапропель Активированный сапропель
Удельный объем пор, см3 0,002 0,012
Удельная геометрическая поверхность, м2 1,257 7,256

Исследования дисперсности наполнителей показывают, что если размер индивидуальных частиц сапропелей до активации составляет >180 мкм, то после обработки в планетарной мельнице он снижается на два порядка.

Таким образом, исследования показали, что механоактивация приводит к усилению адсорбционных свойств и увеличению дисперсности сапропелей.

Состав для брикетированного топлива готовят следующим образом.

Высушенную при 110°С и фракционированную угольную мелочь (размер частиц 0-2,5 мм) и модифицированный механоактивированным сапропелем гудрон смешивают в заявляемых отношениях при температуре 90°С. Затем полученную смесь прессуют при давлении 150 МПа, готовый брикет подвергают термообработке при 230°С в течение 180 мин. Исследуемые образцы - таблетки диаметром 25,0 мм и высотой 10,0 мм испытывали на прочность при сжатии, зольность, выход летучих веществ, общее содержание серы на сухое состояние топлива, общее содержание водорода на воздушно-сухое состояние топлива, водопоглощение, высшую теплоту сгорания на сухое беззольное состояние топлива, низшую теплоту сгорания на рабочее состояние топлива.

В табл.3 представлены технические характеристики буроугольных брикетов известных составов №1, 2 [6], предлагаемого состава №4 и прототипа №3.

Как следует из сопоставительного анализа технических характеристик брикетированного топлива, прочность при сжатии брикетов предложенного состава выше более чем в два раза, зольность и содержание серы ниже в 1,3 раза по сравнению с брикетами известных составов и прототипа.

Остальные показатели находятся на уровне показателей известных составов и прототипа.

Таблица 3
Состав σсж, МПа Ad, % Vdaf, % Sdt, % Ha, % Дым-ть, % W, % Wa, % Qdafs, ккал/кг Qri, ккал/кг
1 Уголь + битум 11,83 15,60 46,60 0,39 3,91 113 1,86 5,20 6964 5339
2 Уголь + гудрон 6,12 16,00 45,80 0,33 3,81 108 2,10 5,67 6673 4761
3 Уголь + гудрон + сапропель (прототип) 12,13 18,40 49,00 0,53 3,56 110 2,15 5,93 6840 5030
4 Уголь + гудрон + активированный сапропель 25,12 14,2 48 0,42 3,59 125 1,96 4,8 6824 5033
σсж - предел прочности при сжатии, МПа; Ad - зольность на сухое состояние топлива, %; Vdaf - выход летучих веществ, %; Sdt - общее содержание серы на сухое состояние топлива, %; На - общее содержание водорода на воздушно-сухое состояние топлива, %; W - водопоглощение, %; Wa - массовая доля влаги на воздушно-сухое состояние топлива, %; Qdafs - высшая теплота сгорания на сухое беззольное состояние топлива, ккал/кг; Qri - низшая теплота сгорания на рабочее состояние топлива, ккал/кг.

Источники информации

1. Патент РФ №2064006 «Способ получения топливных брикетов». Авт. В.В.Пушканов, Г.С.Головин, Е.Г.Горлов, Я.М.Каган, А.Р.Молявко, А.А.Чижевский.

2. Патент РФ №2326159 «Сапропелесодержащее связующее для брикетирования бурого угля». Авт. Л.А.Петрова, О.Н.Буренина, В.Г.Латышев, С.Н.Попов, Л.Я.Морова (прототип).

3. Кирейчева Л.В., Хохлова О.Б. Сапропели: состав, свойства, применение. - М.: Рома, 1998. - 124 с.

4. Мярикянов М.И., Степанов Г.Н., Егорова М.С. Сапропели озер Большая Чабыда, Краденое и пути их использования в сельском хозяйстве. - Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1991. - 88 с.

5. Методические указания по использованию сапропелей озер Центральной Якутии в сельском хозяйстве. - Якутск: ЯФ СО РАН, 1985, - 24 с.

6. Николаева Л.А., Буренина О.Н., Латышев В.Г. Рациональное использование отходов угледобычи Кангаласского угольного разреза PC (Я). - Вестник Международной Академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности, Т.13, №3, СПб - Чита, 2008. С.14-16.

Композиция на основе гудрона, используемая для брикетирования мелких фракций бурого угля, отличающаяся тем, что она содержит механоактивированный сапропель.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к получению связующего для брикетирования бурых углей. .
Изобретение относится к способу подготовки к коксованию шихты, включающему приготовление связующего смешением каменноугольной смолы высокотемпературного коксования угольных шихт коксования, сырого антрацена и термообработанной буроугольной смолы скоростного пиролиза бурых углей, обработку шихты связующим в количестве 3-10 мас.% для частичного брикетирования шихты и введение в частично брикетированную шихту термообработанных гуминовых кислот, выделенных из бурых углей в количестве 2-4% от массы коксуемых углей шихты и связующего.

Изобретение относится к углеперерабатывающей промышленности, а именно к технологии брикетирования бурого угля и торфа с целью получения окускованного твердого топлива, которое может быть использовано для коммунально-бытовых нужд, а также в промышленности.

Изобретение относится к углеперерабатывающей промышленности, а именно к технологии брикетирования бурого угля с целью получения окускованного твердого топлива, которое может быть использовано для коммунально-бытовых нужд, а также в промышленности.

Изобретение относится к составам брикетированного топлива и может быть использовано в топливной промышленности и для коммунально-бытовых нужд. .
Изобретение относится к производству твердого топлива в виде брикетов и может быть использовано в качестве заменителя природного твердого топлива для коммунально-бытовых нужд и в промышленности.

Изобретение относится к технологии получения торфяных топливных брикетов для коммунально-бытовых нужд. .
Изобретение относится к технологии твердого формованного топлива и может быть использовано для коммунально-бытовых нужд, а также в промышленности. .

Изобретение относится к технологии получения брикетированного топлива из углеводородных шламов и дисперсных углеродных отходов. .

Изобретение относится к способу получения композиции модифицированного асфальтового связующего, который включает: перемешивание асфальтового связующего, ненасыщенного полимера и пентасульфида фосфора до получения модифицированной асфальтовой композиции, в котором количество полимера составляет от около 0,5 до около 10 массовых частей на 100 массовых частей асфальтового связующего, количество пентасульфида фосфора составляет от около 0,001 до около 10 массовых частей на 100 массовых частей асфальтового связующего, при подборе вышеуказанных количеств, обеспечивающих упругое восстановление композиции модифицированного асфальтового связующего больше чем 72,5% при 25°С, при этом ненасыщенный полимер и пентасульфид фосфора добавляют непосредственно к асфальтовому связующему без предварительного смешения ненасыщенного полимера и пентасульфида фосфора.

Изобретение относится к вяжущим материалам для производства асфальтобетонных смесей различного типа, широко применяемых для дорожного строительства. .
Изобретение относится к асфальтобетонной смеси для применения в составе дорожного покрытия. .
Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к получению связующего для брикетирования бурых углей. .

Изобретение относится к композициям высокомолекулярных соединений, а именно битуминозных материалов, применяемых в резинотехнической промышленности в качестве мягчителя (пластификатора) для резиновых смесей.

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано для получения вяжущего материала для цветных пластобетонов. .

Изобретение относится к способу приготовления битумной основы, имеющей определенные признаки продутого битума, с помощью органической добавки вместо продувки с применением газа, такого как воздух или озон.

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и может быть использовано для устройства слоев покрытий дорожных одежд во всех климатических зонах. .
Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано при производстве рулонного кровельного материала. .

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано в качестве мастики для ремонта дорожных и аэродромных покрытий
Наверх