Способ брикетирования буроугольного сырья

Авторы патента:

Александрова Татьяна Николаевна (RU)

C10L5/16 - битуминозных, например дегтя, пека

Владельцы патента RU 2455345:

Учреждение Российской академии наук Институт горного дела Дальневосточного отделения РАН (ИГД ДВО РАН) (RU)

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Способ брикетирования буроугольного сырья, включающий отсеивание буроугольной мелочи крупностью менее 3 мм, высушивание отсеянной буроугольной мелочи до влажности не более 20% и подготовку смеси связующего при соотношении, мас.%: расплавленного битума 50 с предварительно высушенным и механоактивированным лигнином 50, полученную шихту при соотношении, мас.%: буроугольная мелочь 90 и смесь связующего 10, нагревают до температуры 90°C с последующим брикетированием при давлении 50 МПа. Технический результат - получение топливных брикетов. 1 табл., 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Существует способ использования мелкого угля в плавильно-газификационном аппарате, при котором загружаемый мелкий уголь и угольную пыль подвергают сушке, после чего в горячем состоянии смешивают с битумом и затем подвергают холодному брикетированию [1].

Способ не предусматривает устранение эффекта несмачиваемости угольного вещества масляной фазой битума, что ведет к ухудшению прочностных характеристик брикета.

Известен способ брикетирования битуминозных и полубитуминозных углей без использования связующего, при котором частично сушат порошковый материал и подают его в брикетировочное устройство в условиях, когда конденсируемый газ вводят в брикетировочное устройство при подаче или в условиях, при которых водяной пар высвобождается из порошкового материала во время подачи. Формируют брикеты в брикетировочном участке брикетировочного устройства [2].

Недостатками данного способа является недостаточная влагостойкость получаемых брикетов и их склонность к окислению из-за отсутствия гидрофобного окисленного связующего.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения топливных брикетов на основе высушенной смеси измельченных твердых топлив и связующего на основе отходов нефтеперерабатывающего производства и различных наполнителей, в том числе лигнина.

Недостаток данного способа - достаточно высокая температура сушки брикетов, способствующая разрушению и окислению компонентов брикета [3].

Технический результат - повышение эффективности подготовки буроугольного сырья к энергетическому использованию вследствие улучшения прочностных характеристик топливного брикета за счет снижения гидрофобности угля.

В способе брикетирования буроугольного сырья, включающем предварительную подготовку буроугольной мелочи и последующее брикетирование буроугольной мелочи после введения связующего, приготовление шихты для брикетирования реализуют отсеиванием буроугольной мелочи крупностью менее 3 мм, высушиванием отсеянной буроугольной мелочи до влажности не более 20% и подготовкой смеси связующего при соотношении, мас.%: расплавленного битума 50 с предварительно высушенным и механоактивированным лигнином 50, полученную шихту при соотношении, мас.%: буроугольная мелочь 90 и смесь связующего 10, нагревают до температуры 90°C с последующим брикетированием при давлении 50 МПа.

Совокупность новых существенных признаков позволяет решить техническую задачу - улучшить прочностные характеристики топливного брикета вследствие снижения гидрофобности угля за счет введения лигнина.

Пример выполнения способа

Реализация способа показана на чертежах.

На фиг.1 изображена принципиальная технологическая схема брикетирования буроугольного сырья; на фиг.2 - пористая микроструктура лигнина.

Способ реализуется посредством технологического оборудования, включающего сушильный барабан 1, щековую дробилку 2, грохот 3, устройство подачи буроугольного сырья 4, емкость с битумом 5, теплообменник 6, лопастной смеситель 7, устройство подачи лигнина 8, сушильный барабан 9, планетарную мельницу 10, лопастной смеситель 11, теплообменник 12, брикетировочное устройство 13, фасовочную линию 14, накопительную емкость 15.

Исходные характеристики лигнина и битума, а также процесс подготовки смеси связующего приведены ниже.

Технические характеристики компонента связующего - лигнина, существенные для технологической переработки, определенные экспериментально, приведены в таблице.

Результаты технического анализа лигнина
W^r, %	A^r, %	S_общ, %	N, %	Q_s ^a, МДж/кг
58,7	0,7	1,1	0,57	16,6
Где W^r - влажность на рабочее состояние топлива, A^r - зольность на рабочее состояние топлива, S_общ, N - содержание серы и азота, Q_s ^a - высшая теплота сгорания лигнина.

Компонент связующего - битум нефтяной марки БНД 90/130 обладает следующими техническими характеристиками: температура размягчения по кольцу и шару - 45°C, температура вспышки - 230°C. Нефтяные битумы представляют собой дисперсные системы, в которых дисперсионной средой являются масла и смолы, а дисперсной фазой - асфальтены. Нефтяной битум является окисленным продуктом, что снижает опасность самовозгорания брикетов вследствие окисления кислородом воздуха.

Для приготовления шихты из буроугольного сырья, вводимого с помощью устройства подачи буроугольного сырья 4, осуществлялось предварительное отсеивание буроугольной мелочи на грохоте 3 и ее дробление в щековой дробилке 2 до класса менее 3 мм. Отсеянная буроугольная мелочь высушивалась в сушильном барабане 1 до влажности не более 20%. В лопастном смесителе 7 осуществлялась подготовка смеси связующего при соотношении, мас.%: расплавленного в теплообменнике 6 битума (емкость с битумом 5) 50% с лигнином, предварительно высушенным в сушильном барабане 9 и механоактивированным в планетарной мельнице 10, вводимым посредством устройства подачи лигнина 8-50%. Получаемая в лопастном смесителе 11 шихта при соотношении, мас.%: буроугольная мелочь 90 и смесь связующего 10, нагревалась до температуры 90°C с помощью теплообменника 12 с последующим брикетированием в брикетировочном устройстве 13 при давлении 50 МПа. Фасовка готовой продукции происходила на фасовочной линии 14, готовая продукция направлялась в накопительную емкость 15.

Вследствие применения отходов гидролизного производства (лигнина) и вовлечения в переработку некондиционной буроугольной мелочи при реализации способа брикетирования буроугольного сырья повышается эффективность и экологичность природопользования. Отходы гидролизного производства являются потенциальным источником поступления серной кислоты в окружающую среду. В определенных условиях они склонны к самовозгоранию и необходимо проводить мероприятия по вовлечению лигнина в переработку.

Источники информации

1. Пат. 2188239 Российская Федерация, МПК⁷ C21B 13/00. Способ использования мелкого угля в плавильно-газификационном аппарате. / Шрей Гюнтер, Захеди Парвиз; заявитель и патентообладатель Фоест-Альпине Индустрианлагенбау ГМБХ. - №2000102645/02; заявл. 03.07.1998; опубл. 27.08.2002, электронный ресурс -, - 2 с. и 19 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

2. Пат. 2332443, Российская Федерация, МПК⁶ C10L 5/08. Способ брикетирования (варианты). / Кларк Кит Норман, Калб Джордж Вилльям, Комарек Ричард, Микинз Росс Лоренс, Пирсон Артур Клайв, заявитель и патентообладатель Коммонвелт Сайентифик Энд Индастриал Рисерч Организейшен, Тра-Дет Инк., К.Р.Комарек Инк, Дзе Гриффин Коуд Майнинг Компани ПТИ Лимитед. - №2005128305; заявл. 11.02.2004; опубл. 27.08.2008, электронный ресурс - http://www.fips.ru - 4 н. и 48 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

3. Пат. 2130047 Российская Федерация, МПК⁶, C10L 5/02, C10L 5/44, C10L 5/12, C10L 5/14. Топливный брикет и способ его получения. / Лурий В.Г., заявитель и патентообладатель Лурий Валерий Григорьевич. - №98106931/04, заявл. 06.04.1998; опубл. 10.05.1999, электронный ресурс - http://www.fips.ru - 2 с. и 3 з.п. ф-лы.

Способ брикетирования буроугольного сырья, включающий предварительную подготовку буроугольной мелочи и последующее брикетирование буроугольной мелочи после введения связующего, отличающийся тем, что приготовление шихты для брикетирования реализуют отсеиванием буроугольной мелочи крупностью менее 3 мм, высушиванием отсеянной буроугольной мелочи до влажности не более 20% и подготовкой смеси связующего при соотношении, мас.%: расплавленного битума - 50 с предварительно высушенным и механоактивированным лигнином - 50, полученную шихту при соотношении, мас.%: буроугольная мелочь - 90 и смесь связующего - 10, нагревают до температуры 90°C с последующим брикетированием при давлении 50 МПа.

Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к получению связующего для брикетирования бурых углей. .

Связующая композиция для брикетирования бурых углей // 2420548

Способ подготовки к коксованию частично брикетированной шихты // 2348680

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.

Способ получения угольных топливных брикетов // 2322480

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.

Способ получения топливных брикетов // 2316581

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.

Состав для брикетированного топлива // 2237082

Изобретение относится к составам брикетированного топлива и может быть использовано в топливной промышленности и для коммунально-бытовых нужд. .

Топливный брикет и способ его получения // 2205205

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.

Способ получения торфяных топливных брикетов и состав для брикетирования // 2174535

Изобретение относится к технологии получения торфяных топливных брикетов для коммунально-бытовых нужд. .

Влагоустойчивый топливный брикет и способ его получения // 2149889

Топливный брикет и способ его получения // 2147029

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

Способ получения формованных изделий // 2456332

Изобретение относится к способу получения формованных изделий, в частности брикетов, из смеси с размером зерна от мелкого до среднего с применением связующего

Способ получения топливных брикетов // 2486232

Изобретение относится к способу получения топливных брикетов, включающий смешение углеродного наполнителя с измельченным углем, добавление связующего вещества и брикетирование смеси под давлением, при этом осуществляют сухое смешение углеродного наполнителя, представляющего собой отходы производства алюминия, анодной массы и электродов в количестве 25,01-85,00 мас.% с измельченным бурым углем до получения 100% сухой массы с последующим добавлением к сухой массе связующего вещества

Способ получения топливных окатышей // 2497935

Изобретение относится к способу получения топливных окатышей, включающий смешивание наполнителя, содержащего отходы обработки древесного сырья, горючего компонента в виде отходов нефтепродуктов и связующего, где в качестве горючего компонента используют также масложировые отходы пищевой промышленности, горючий компонент служит одновременно связующим, в смешиваемую массу добавляют порошкообразный загуститель из горючего материала, при этом вначале производят в течение 1,5-2 минут смешивание загустителя и горючего связующего в соотношении 0,2-1,0:1 для загущения последнего, затем в загущенную массу постепенно вводят наполнитель, составляющий в целом 0,5-1,0:1 к горючему связующему и снова перемешивают в течение 35-40 мин до образования окатышей устойчивой формы, затем снова добавляют загуститель в количестве 10-20% его первоначальной массы для предотвращения слипания окатышей и перемешивают еще 2-4 мин до получения готового продукта в виде округлых окатышей. Получаемые топливные окатыши находят применение как топливо в быту, в котельных коммунально-бытового назначения, в качестве растопочного средства для розжига. Заявляемый способ получения является более простым, менее затратным и более экологичным. 14 з.п. ф-лы.

Способ переработки обезвоженных илов очистных сооружений в топливные брикеты в форме цилиндров // 2505587

Изобретение относится к технологии производства формованного твердого топлива на основе обезвоженных илов очистных сооружений осадков городских сточных вод (ОСВ) и может быть использовано для коммунально-бытовых нужд, а также в промышленности в котлах твердотопливных котельных, при этом частично решается проблема снижения загрязнения окружающей среды отходами. Способ переработки обезвоженных илов очистных сооружений в топливные брикеты в форме цилиндров включает дозирование и перемешивание в смесителе твердых компонентов, илов очистных сооружений, формование смеси и последующую сушку формованного топлива в виде брикетов, отличается тем, что после смешивания в смесителе подготовленную массу подают в специальный роторно-пульсационпый аппарат, где смесь под давлением 15÷20 МПа подвергают механоактивации, гомогенизации и реструктуризации, далее выдерживают в течение 2÷3-х часов, после чего обогащают иефтешламом и подают в формовочный экструдер, при этом для смешения используют илы очистных сооружений с содержанием воды 55÷25 мас.%. Сушат брикеты при 70÷80°С в течение 30÷50 минут или при комнатной температуре 2÷3 суток до влажности 17÷22%, при этом формованное топливо содержит, мас.%: измельченные твердые компоненты, содержащие древесные, растительные отходы, торф, угольную мелочь - 40÷70%; нефтешлам - 5÷6%; илы очистных сооружений - остальное. Технический результат - формованное топливо обладает высокой механической прочностью, позволяющей снизить затраты на его хранение, погрузку, разгрузку и транспортировку. 1 ил., 1 табл.