Способ получения угольных брикетов

Изобретение относится к способу получения угольных брикетов из угольного шлама и угольной мелочи со связующим - водным раствором полиэлектролита - флокулянта на основе полиакриламида (ПАА). В качестве интенсифицирующей добавки для повышения адгезии при сдавливании шихты во время прессования в исходный раствор ПАА добавляются водорастворимые поверхностно-активные вещества (ПАВ) из класса простых полиэфиров на основе пропиленгликоля. Угольные брикеты используют для коммунально-бытового и технологического назначения. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к технологии переработки тонкодисперсного угольного сырья в облагороженное топливо коммунально-бытового и технологического назначения.

Описывается способ получения топливных угольных брикетов, включающий в себя стадии: отсев, смешение угольного шлама и угольной мелочи со связующим - водным раствором полиэлектролита - флокулянта на основе полиакриламида (ПАА) с добавкой ПАВ, прессование, сушку и затаривание готовых брикетов в полимерные мешки.

Описание изобретения

Изобретение относится к способу получения угольных брикетов из угольного шлама и угольной мелочи со связующим - водным раствором полиэлектролита - флокулянта на основе полиакриламида (ПАА), который в настоящее время широко используется в процессах осаждения шламов из шламовых вод и обогащения угля, т.е. является доступным материалом [7]. В качестве интенсифицирующей добавки для повышения адгезии при сдавливании шихты во время прессования в исходный раствор ПАА добавляются водорастворимые поверхностно-активные вещества (ПАВ) из класса простых полиэфиров на основе пропиленгликоля.

Изобретение позволяет по стандартной технологической схеме: отсев исходного сырья - смешение со связующим - прессование - сушка - упаковка получить из углеродного материала - отходов угледобывающего предприятия топливный брикет с высокими потребительскими свойствами, повысить экономическую эффективность работы предприятий топливно-энергетического комплекса при рациональном использовании его угольных ресурсов, в том числе вторичных. Предложенный способ предлагает на стадии брикетирования использовать связующее, в состав которого входит 3 компонента:

- синтетический полиэлектролит на основе ПАА с высокой молекулярной массой (до 10 млн а.е.м), хорошо растворимый в воде, который при малом его расходе за счет высокой адгезии макромолекул к частицам угля позволяет формовать прочные угольные брикеты из угольных шламов, кеков, отсевов;

- неионогенное водорастворимое ПАВ - смесь полиэфиров на основе полипропиленгликолей переменного состава, содержащей ди-, три- и полипропиленгликоли, являющиеся отходом - кубовыми остатками ректификации в производстве пропиленгликоля, добавка которого позволяет при значительном снижении давления прессования получать прочные топливные брикеты;

- вода, которая является универсальным и безопасным растворителем ПАА и ПАВ, способствует повышению смачивания поверхности угольных частиц.

После получения влажных брикетов методом прессования они подвергаются сушке в токе теплого воздуха, время которой зависит от типа угля, размеров и геометрической формы брикетов.

Отличительными признаками изобретения являются:

- получение топливных брикетов, технология которого состоит из подготовки исходной угольной шихты необходимого состава, подготовки связующего, состоящего из водного раствора полиэлектролита на основе ПАА с примесью ПАВ, представляющих собой смесь простых полиэфиров на основе пропиленгликоля переменного состава, содержащей ди-, три- и полипропиленгликоли, брикетирования преимущественно на прессах валкового типа с последующей сушкой в токе теплого воздуха с температурой 40-50 градусов и затаривание в упаковку;

- необходимое количество ПАА составляет 0,2% от массы угольной шихты,

- необходимое количество ПАВ составляет 0,5% от массы угольной шихты.

Технический результат - нетрадиционное использование известного вспомогательного технического материала - флокулянта в качестве связующего для получения качественных топливных брикетов, связующее свойство которого повышается за счет отхода химического производства - кубовых остатков производства пропиленгликоля, представляющего собой смесь простых полиэфиров на основе пропиленгликоля переменного состава, содержащей ди-, три- и полипропиленгликоли.

Основными причинами, тормозящими в настоящее время развитие брикетирования каменных и старых бурых углей, является отсутствие доступных, экологически безопасных, технологичных и экономных связующих. По этой причине многие годы повсеместно и постоянно ведутся поиски различных вариантов индивидуальных или комбинированных связующих для получения топливных брикетов, в результате которых расширяется их ассортимент [5].

Известно, что разработка нового способа получения угольных топливных брикетов со связующим предполагает и подбор новых видов связующих, в идеальном случае одновременно удовлетворяющих всем необходимым требованиям - доступность, низкая стоимость, способность повышать теплоту сгорания полученного окускованного топлива, способность придавать брикету высокую механическую прочность и др., является сложной технической задачей [1-3, 6].

Среди способов получения брикетов из измельченного угольного материала с использованием водорастворимых связующих известен способ на основе комбинированного связующего, содержащего воду, крахмал или пшеничную муку, или декстрин [1]. Недостатком этого способа является использование для получения топливных брикетов пищевых продуктов и сложность приготовления рабочих растворов связующих.

Известен способ производства угольных брикетов углей на основе смеси измельченного твердого топлива с комбинированным связующим, состоящим из воды, цемента, глины, мелассы. Данные брикеты при повышенной механической прочности обладают низкой зажигательной способностью, высокой зольностью [1].

Известен способ производства угольных брикетов углей с использованием связующего, содержащего торф, известь, алюмосиликат (глина), портландцемент и воду. Данные брикеты также при повышенной механической прочности обладают низкой зажигательной способностью и высокой зольностью [2].

Наиболее близким к изобретению является способ производства угольных топливных брикетов из угольной мелочи с использованием водных растворов связующих на основе суспензии, содержащей мякину или полову - хлебные остатки пищи и кормов, в состав которых входят природные полимеры - растительные белки и полисахариды [3]. Основным недостатком данного изобретения является использование малотоннажных нетрадиционных связующих, практически недоступных для многотоннажного производства брикетов, которые при неправильном хранении подвергаются брожению и гниению.

Предложенный в заявленном изобретении полимер на основе полиакриламида по своим химическим свойствам согласно официальным научным данным является в настоящее время химическим аналогом белка [6]. Поэтому в качестве связующего предлагается синтетический белковоподобный компонент, выпускаемый промышленностью в больших количествах, который не подвергается биологическому разрушению при хранении, растворим в воде, экологически чистый, способный при малых концентрациях в воде давать высоковязкие растворы, обладающие повышенными вяжущими свойствами по отношению к частицам угля и минеральных примесей.

Цель изобретения - создание эффективной энерго- и ресурсосберегающей технологии получения угольных топливных брикетов. Поставленная цель изобретения достигается путем нетрадиционного использования известного в угледобывающей промышленности вспомогательного технического материала - флокулянта в качестве связующего для получения качественных топливных брикетов. Его вяжущее свойство повышается за счет отхода крупнотоннажного производства - кубовых остатков производства пропиленгликоля, что способствует расширению существующего ассортимента связующих веществ, позволяющего создать топливный угольный брикет с необходимыми потребительскими свойствами.

Кубовые остатки производства пропиленгликоля (ПГ) имеют (согласно ТУ) следующую характеристику [6]:

1. Внешний вид - жидкость коричневого цвета;

2. Состав %: дипропиленгликоль - (35-40); трипропиленгликоль (55-60);

полигликоли - остальное.

3. Обладают свойствами ПАВ, используются для снижения поверхностного натяжения воды.

В данном способе получения топливных брикетов с заявленным связующим использовалась смесь угольного шлама и угольной мелочи (при соотношении 1:1) из месторождения угля, добытого на территории Кузнецкого угольного бассейна, со следующим характеристиками:

- гранулометрический состав (содержание частиц разного размера): (0-1 мм) - 80%; (1-4 мм) - 20%.

- средняя зольность - 20%;

- теплота сгорания средней пробы - 5000 ккал/кг;

- влажность средней пробы - 10%.

Пример 1 (прототип [3]). Для изготовления брикетов из смеси угольного шлама и угольного отсева (1:1) угольная шихта смешивалась с водной суспензией мякины (остатки кормов с концентрацией 10%) в количественном соотношении угольная мелочь: суспензия как 7:3, брикетировалась на лабораторном штемпельном прессе под давлением 20 кг/см2 и высушивалась в токе теплого воздуха. Данные экспериментов и характеристики брикетов представлены в табл.1, где в качестве определяющих показателей брикетов выбраны прочность и теплота сгорания.

Примеры 2-7. Для изготовления брикетов шихта, приготовленная из угольного шлама и угольного отсева (1:1) по примеру 1, смешивалась с водным раствором ПАА (концентрация раствора 0,1-0,2%), содержащего различное количество ПАА и кубовых остатков производства ПГ, прессовалась на лабораторном штемпельном прессе под давлением 20 кг/см2 и просушивались в токе теплого воздуха. Данные экспериментов и характеристики брикетов представлены в табл.1, где в качестве определяющих показателей брикетов выбраны прочность и теплота сгорания.

Таблица 1
№ примера Расход
связующего, %
Расход
ПАВ, %
Теплота
сгорания, ккал/кг
Механическая
прочность, кг/см2
1. Прототип [3] 30 - 5400 30
0.1 - 5550 35
2-4. По заявленному изобретению 0.2 - 5560 36
0.3 - 5560 37
5. По заявленному изобретению 0.3 0.2 5580 40
6. По заявленному изобретению 0.3 0.4 5810 60
7. По заявленному изобретению 0.3 0.6 5900 63

Из табл.1 следует, что при разных связующих, используемых для эксперимента (пример 1 - отходы кормов - суспензия мякины, примеры 2-7-водный раствор ПАА с примесью ПАВ), более прочные и более калорийные брикеты получены по предлагаемому способу при расходе связующего 0,2-0,3% с примесью ПАВ в количестве 0,4-0,6%. Для длительного хранения необходима упаковка полученных брикетов. В качестве дополнительного достоинства заявленного способа производства следует считать малый расход ПАА и ПАВ, биологическую стойкость растворов по отношению к процессам закисания и брожения, их доступность.

Источники информации

1. Патент РФ №2187542, МКЛ3 C10L 5/10; C10L 5/12; C10L 5/44. Топливный брикет (варианты) / В.В.Тумаркин, опубл. 20.08.2002.

2. Патент РФ №2157401, МКЛ3 C10L 5/02, C10L 5/12, C10F 7/06, C10L 5/48. Состав для брикетированного топлива / В.М.Кнатько, М.В.Кнатько, Г.С.Казаров, опубл. 10.10.2000.

3. А.с. №1765171, МКЛ3 C10L 5/00; Состав для получения брикетированного топлива / Э.А.Гогинян, Р.С.Фармазян, А.А.Налбандян. Г.М.Геворкян, опубл. 30.09.1992, Бюл. №36.

4. Елишевич А.Т. Брикетирование полезных ископаемых / А.Т.Елишевич // М.: Недра. - 1989. - 300 с.

5. Дымент О.Н. Гликоли и другие производные окисей этилена и пропилена / О.Н.Дымент. К.С.Казанский, A.M.Мирошников // М.: Химия. - 1976. - 376 с.

6. Запольский А.К. Коагулянты и флокулянты в процессе очистки воды / А.К.Запольский, А.А.Баран // Л.: Химия. - 1987. - 180 с.

7. Абзаева К.А. Биологически активные производные полиакриловой кислоты / К.А.Абзаева, М.Г.Воронков, В.А.Лопырев // Высокомолекулярные соединения. - 1997. - Т.39. - №11. - С.1883-1904.

1. Способ получения угольных брикетов, включающий в себя технологические стадии: отсев угольной шихты от крупной мелочи, ее смешение со связующим - водным раствором флокулянта с примесью ПАВ, брикетирование, сушку, затаривание полученных брикетов, отличающийся тем, что:
в качестве основного компонента связующего предложен водный раствор флокулянта на основе ПАА с его расходом на изготовление брикета 0,3% от массы угольной шихты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве дополнительного компонента в водный раствор ПАА введена добавка неионогенного ПАВ-смеси простых полиэфиров на основе полипропиленгликолей переменного состава, содержащей ди-, три- и полипропиленгликоли, являющиеся отходом стадии ректификации в производстве пропиленгликоля.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход ПАВ составляет 0,4-0,6% от массы угля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологиям окисления и может быть использовано в системах сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива, применяемых в промышленности (обжиг, плавка, пирометаллургия и т.п.), коммунальном хозяйстве (сжигание отходов, бойлерные и т.п.), энергетике (различные виды двигателей внутреннего сгорания, теплоэнергетические установки и т.п.) для получения работы и/или получения энергии.
Изобретение относится к топливно-энергетической сфере для улучшения свойств лигнина, используемого в качестве горючего. .

Изобретение относится к области коксохимического и доменного производства. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях для повышения эффективности сжигания низкореакционного твердого топлива.
Изобретение относится к получению смесевых твердых топлив как источников энергии твердотопливных ракетных двигателей и газогенераторов различного назначения. .

Изобретение относится к области разработки металлизированных смесевых твердых топлив. .

Изобретение относится к присадкам для серосодержащих топлив и может быть использовано в теплоэнергетике для десульфуризации жидких и твердых топлив, преимущественно твердых зольных, в процессе сжигания.
Изобретение относится к угольной промышленности и может использоваться для предварительной обработки угля перед сжиганием с целью уменьшения выбросов серы и серосодержащих соединений в окружающую среду.
Изобретение относится к способу снижения непрозрачности факела, выбрасываемого в атмосферу крупномасштабными установками по сжиганию, используемыми в промышленности и коммунальном хозяйстве для получения энергии и сжигания отходов.
Изобретение относится к безопасным металлсодержащим присадкам, улучшающим сгорание, для использования в коммунальных и промышленных печах. .

Изобретение относится к органическому связующему для топливных угольных брикетов и отличается тем, что для повышения теплотворной способности и механической прочности топливных брикетов, получаемых из мелких фракций угля и угольных шламов, используют смолистые отходы - смола производства каптакса.

Изобретение относится к топливному брикету, который содержит коксовую и антрацитовую мелочь, мелассу в качестве связующего и дополнительное связующее - техническое растительное масло.

Изобретение относится к органическому связующему для топливных угольных брикетов, включающему смесь смолистых отходов, состоящую из равных количеств смолы производства каптакса и кубовых остатков процесса ректификации производства диафена «ФП».
Изобретение относится к связующему для топливных угольных брикетов, включающему смолистые отходы - кубовые остатки производства диафена «ФП», относящиеся к универсальным ПАВ.

Изобретение относится к способу получения топливных брикетов из низкосортного топлива для использования в малой энергетике и для коммунально-бытовых нужд при производстве топлива для сжигания.
Изобретение относится к технологии получения твердого органического топлива, в частности топливных брикетов, и может использоваться для обогрева бытовых помещений, в полевых условиях, на транспорте и в промышленности.

Изобретение относится к брикетированию горючих органических веществ и может быть использовано для производства бытовых топливных брикетов, которые можно использовать в самых разных условиях.

Изобретение относится к брикетированию горючих органических веществ и может быть использовано для производства бытовых топливных брикетов, которые можно использовать для каминов, походных печек, для приготовления пищи, обогрева жилых и хозяйственных помещений, для отопления железнодорожных вагонов и т.д.

Изобретение относится к топливному элементу, выполненному из углеродосодержащего материала и связующего. .
Изобретение относится к способу изготовления на основе мелкофракционных углеродсодержащих материалов брикетного твердого топлива, используемого для сжигания в топках малых котельных жилищно-коммунального хозяйства и промышленных предприятий, железнодорожных вагонов, бытовых печах населения и других энергетических установках малой мощности, а также в качестве каминного топлива.

Изобретение относится к органическому связующему для топливных угольных брикетов и отличается тем, что для повышения теплотворной способности и механической прочности топливных брикетов, получаемых из мелких фракций угля и угольных шламов, используют смолистые отходы - смола производства каптакса.

Изобретение относится к способу получения угольных брикетов из угольного шлама и угольной мелочи со связующим - водным раствором полиэлектролита - флокулянта на основе полиакриламида

Наверх