Способ получения топливных брикетов



 


Владельцы патента RU 2529204:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) (RU)

Изобретение относится к способу получения топливных брикетов, включающему смешивание измельченного твердого топлива со связующим, брикетирование смеси под давлением, где в качестве измельченного твердого топлива используют коксовую пыль с размерами частиц менее 1 мм, а в качестве связующего используют фусы коксования в количестве 8,0-10% к массе коксовой пыли, смесь коксовой пыли и связующего нагревают до 100°C, прессуют ступенчато: сначала устанавливают нагрузку 5-6 атм с выдержкой 3-5 мин и далее до 15 атм с выдержкой при максимальной нагрузке 3-5 мин, готовый топливный брикет прокаливают при температуре 250-300°C без доступа воздуха в течение 10-12 мин. Техническим результатом является получение бездымных топливных брикетов повышенной прочности, улучшение экологической обстановки в углеперерабатывающих регионах, снижение себестоимости топливных брикетов. Полученные брикеты могут быть использованы в качестве топлива для сжигания в бытовых и промышленных топках, а также для коксования в коксохимической и металлургической промышленности. 2 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к технологии брикетирования горючих компонентов, например угольных шламов, мелких классов угля, коксовой пыли и т.д. Полученные брикеты могут быть использованы в качестве топлива для сжигания в бытовых и промышленных топках, а также для коксования в коксохимической и металлургической промышленности.

Проблема утилизации коксовой пыли на коксохимических предприятиях является весьма актуальной. Объемы образования коксовой пыли весьма велики, в среднем на одном коксохимическом предприятии в год образуется около 18-20 тыс.т коксовой пыли. Применения коксовая пыль практически не находит из-за тонкодисперсного состояния и высокой зольности, сложности с разгрузкой и транспортировкой.

Изобретение способствует решению экологических проблем, связанных с образованием и утилизацией отходов коксохимических производств (коксовой пыли, фусов коксования).

Известны способы получения топливных брикетов из каменных углей и антрацитов, включающие обезвоживание и сушку исходного угля до влажности 2-3%, смешиваниея его с жидкими или твердыми связующими (нефте-битумы, каменноугольный пек, сульфат-спиртовая барда, твердые глины, цемент), прессование смеси давлением 20-50 МПа, и последующее охлаждение (см. Плишевич Л.Т. Технология брикетирования полезных ископаемых, М.: Недра, 1989, с.86, 92, 98, 101, 106).

Упомянутым способам присущи следующие недостатки:

Во-первых, необходимость использования предлагаемых связующих значительно усложняет и удорожает процесс брикетирования каменных углей, т.к. предусматривает операции по глубокому обезвоживанию и термической сушке исходного угля до минимальных значений по влажности, т.е. до 2-3%.

Во-вторых, существующие технологии брикетирования каменных углей и антрацитов не предназначены для использования в качестве исходного сырья коксовой пыли (класс крупности 0-1,0 мм) и тонкодисперсных угольных шламов (класс крупности 0-1,0 мм), образующихся при добыче и переработке каменных углей. Угольные шламы и коксовую пыль сбрасывают в отстойники и отвалы углеперерабатывающих предприятий, что ухудшает экологическое состояние окружающей среды в угледобывающих регионах.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности (прототипом) является способ получения топливных брикетов, включающий смешивание измельченного твердого топлива на основе коксовой мелочи с размерами частиц 0,05-16,0 мм в количестве 50-80 мас.% со связующим на основе модифицированного лигносульфоната в количестве 8-9% от массы измельченного твердого топлива, брикетирование смеси под давлением 25 МПа и последующую термообработку брикетов (Патент РФ №2298028, МПК C10L 5/10, C10L 5/28, опубл. 27.04.2007 г., бюл. №12).

Известный способ получения топливных брикетов имеет следующие недостатки:

1. Высокое давление прессования (25 МПа), что экономически и энергетически невыгодно и технически труднодостижимо.

2. Коксовая мелочь сама но себе является товарным продуктом. Коксовая мелочь служит топливом для различных промышленных производств, используется для агломерации железных, никелевых руд, в производстве электродов.

Предлагается брикетирование коксовой пыли, которая является высококалорийным отходом коксохимических предприятий.

Техническим результатом заявляемого изобретения является получение бездымных топливных брикетов повышенной прочности, улучшение экологической обстановки в углеперерабатывающих регионах, снижение себестоимости топливных брикетов.

Технический результат достигается тем, что в способе получения топливных брикетов, включающем смешивание измельченного твердого топлива со связующим, брикетирование смеси под давлением, согласно изобретению в качестве измельченного твердого топлива используют коксовую пыль с размерами частиц менее 1 мм, в качестве связующего используют фусы коксования в количестве 8,0-10% к массе коксовой пыли, смесь коксовой пыли и связующего нагревают до 100°C, прессуют ступенчато: сначала устанавливают нагрузку 5-6 атм с выдержкой 3-5 мин и далее до 15 атм с выдержкой при максимальной нагрузке 3-5 мин, готовый топливный брикет прокаливают при температуре 250-300°C без доступа воздуха в течение 10-12 мин.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

Коксовую пыль смешивают со связующим компонентом (фусами коксования), фусы коксования добавляют в количестве 8-10% к массе коксовой пыли. Смесь коксовой пыли и связующего компонента подвергают термической обработке: разогревают ее в металлической емкости до температуры 100°C, затем тщательно перемешивают до тех пор, пока связующий компонент не распределится равномерно по всему объему коксовой пыли. Связующий компонент нагревается и разжижается, тем самым обеспечивая более равномерное распределение по всему объему.

Затем смесь коксовой пыли и связующего компонента вводят в пресс-форму, которая имеет комнатную температуру. Смесь прессуют в штемпельном прессе ступенчато: сначала устанавливают нагрузку 5-6 атм. с выдержкой 3-5 мин и далее до 15 атм с выдержкой при максимальной нагрузке 3-5 мин. При ступенчатом прессовании достигается оптимальное взаимодействие компонентов в смеси, с образованием структуры топливного брикета.

Готовый топливный брикет помещают в муфельную печь и прокаливают при температуре 250-300°C без доступа воздуха в течение 10-12 мин, что обеспечивает выход летучих веществ связующего компонента. Такая методика брикетирования необходима для изготовления бездымных топливных брикетов.

Выбор в качестве связующего фусов коксования обусловлен их доступностью. Фусы коксования - это отходы углехимического производства при коксовании. Они представлены на 50% смолами тяжелых фракций и твердых углеродистых включений. Фусы коксования и коксовая пыль, являясь отходами коксохимических предприятий, могут быть использованы непосредственно на этих же предприятиях. Расход связующего (фусов коксования) определяют потребностью для формирования прочного топливного брикета.

На выходе получают топливные брикеты со следующими техническими характеристиками (таблица 1).

Таблица 1
Сравнительная техническая характеристика полученных топливных брикетов и прессованной коксовой пыли без добавления связующего
Наименование образца Физические испытания Топливные характеристики
сжатие, кг/см2 истирание, % содержание кусков размером >25 мм Сбрасывание, % содержание кусков размером >25 мм Ad, % мас. (зольность) Q s r , ккал/кг (теплота сгорания) S t d , % мас. (сернистость)
Прессованная коксовая пыль 50-60 42-54 55-62 10,0-12,0 8900-9250 0,04-0,05
Топливные брикеты 60-90 90-99 90-99 10,0-12,0 9000-9500 0,025-0,05

Пример конкретного применения способа.

Берут 92 г коксовой пыли и смешивают с 8 г фусов коксования до визуального перемешивания.

Полученную смесь нагревают в металлической емкости до температуры 100°C, тщательно перемешивают, затем загружают в пресс-форму, которая имеет комнатную температуру.

Полученную смесь прессуют в штемпельном прессе ступенчато: сначала устанавливают нагрузку 5 атм с выдержкой 3 мин и далее до 15 атм с выдержкой при максимальной нагрузке 5 мин.

Готовый топливный брикет помещают в муфельную печь и прокаливают при температуре 250°C без доступа воздуха в течение 10 мин.

На выходе получают бездымные топливные брикеты, приемлемые для коксования и прямого сжигания, технические характеристики которых представлены в таблице 2.

Таблица 2
Технические характеристики полученных топливных брикетов
Физические испытания Топливные характеристики
сжатие, кг/см2 истирание, % содержание кусков размером >25 мм сбрасывание, % содержание кусков размером >25 мм Ad, % мас. (зольность) Q s r , ккал/кг (теплота сгорания) S t d , % мас. (сернистость)
70 99 99 12,0 9500 0,05

Пример 2.

Берут 92 г коксовой пыли и смешивают с 8 г фусов коксования до визуального перемешивания.

Полученную смесь нагревают в металлической емкости до температуры 100°C, тщательно перемешивают, затем загружают в пресс-форму, которая имеет комнатную температуру.

Полученную смесь прессуют в штемпельном прессе с нагрузкой 5 атм 5 мин.

На выходе не получают топливный брикет, так как снижение давления прессования менее 15 атм приводит к уменьшению прочности топливного брикета.

Пример 3.

Берут 85 г коксовой пыли и смешивают с 15 г фусов коксования до визуального перемешивания.

Полученную смесь нагревают в металлической емкости до температуры 100°C, тщательно перемешивают, затем загружают в пресс-форму, которая имеет комнатную температуру.

Полученную смесь прессуют в штемпельном прессе с нагрузкой 25 атм 5 мин.

На выходе не получают топливный брикет, так как:

1. Согласно математической зависимости, рассчитанной доктором Л.Т.Елишевичем, вовлечение более 10% связующего реагента в систему является экономически и технологически неоправданным.

2. Применение резкого повышения давления до 25 атм приводит к получению непрочного топливного брикета из-за неоднородного распределения связующего по массе концентрата.

Предложенный способ позволяет получать бездымные топливные брикеты, повысить прочность топливных брикетов и снизить их себестоимость. В предложенном способе для получения топливных брикетов используются коксовая пыль и фусы коксования, являющиеся отходами коксохимических предприятий, утилизация этих отходов позволит улучшить экологическую обстановку в углеперерабатывающих регионах.

Способ получения топливных брикетов, включающий смешивание измельченного твердого топлива со связующим, брикетирование смеси под давлением, отличающийся тем, что в качестве измельченного твердого топлива используют коксовую пыль с размерами частиц менее 1 мм, в качестве связующего используют фусы коксования в количестве 8,0-10% к массе коксовой пыли, смесь коксовой пыли и связующего нагревают до 100°C, прессуют ступенчато: сначала устанавливают нагрузку 5-6 атм с выдержкой 3-5 мин и далее до 15 атм с выдержкой при максимальной нагрузке 3-5 мин, готовый топливный брикет прокаливают при температуре 250-300°C без доступа воздуха в течение 10-12 мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в коксохимической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности, а также в цветной металлургии. Способ получения формованного кокса из углеродсодержащего материала включает стадии нагрева нефтяного полукокса, формования под давлением с получением сырых формовок и их последующее коксование.

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 производству формованного топлива, а именно высокоуглеродосодержащих топливных брикетов, которые могут быть использованы для плавки чугуна в вагранках, при получении карбида кальция, карбида кремния, минеральных волокон и других материалов.

Изобретение относится к области производства твердого углеродсодержащего топлива и может быть использовано на предприятиях по производству коммунально-бытового топлива.
Изобретение относится к получению технологического топлива для использования в шахтной и обжиговых процессах. .
Изобретение относится к технологии производства брикетированного топлива и может быть использовано для коммунально-бытовых нужд, в металлургической и химической промышленности.
Изобретение относится к технологии брикетирования коксовой мелочи, коксовой пыли и шлама, в частности к получению коксовых брикетов. .

Изобретение относится к устройству для брикетирования отходов жизнедеятельности животных и птицы, содержащему загрузочный бункер, установленный в полом корпусе конический шнек, расположенный в нижней части корпуса скребковый транспортер, со стороны вершины конического шнека на выходе из корпуса установлена подпружиненная пластина в виде лыжи, при этом оно дополнительно содержит смеситель, состоящий из корпуса, патрубков ввода заполнителя и наполнителя, причем вдоль вертикальной оси корпуса смесителя размещен ротор с лопастями, расположенными под углом друг к другу, нижняя часть смесителя через шибер и трубопровод соединена с нижней частью устройства для смешивания материала со связующим, состоящего из корпуса и патрубка ввода связующего, внутри корпуса, на его противоположных сторонах размещены два шнека в виде спирали с противоположной навивкой, вращающихся с помощью электродвигателей, с внешней стороны корпуса устройства для смешивания по его периметру расположен змеевик с теплоносителем.

Настоящее изобретение относится к брикету, способу изготовления такого брикета и к применению такого брикета в горелках для выработки тепла. Брикет состоит из спрессованного лигноцеллюлозного тела, содержащего: (а) от 60 до 90 вес.% обрезков травяных стеблей и (b) от 10 до 40 вес.% трепаного лигноцеллюлозного связующего со степенью трепания от 38 до 75°RS (градусы Шоппера-Риглера), предпочтительно от 45 до 70°RS (указанные проценты выражены в сухом весе относительно сухого веса суммы (а) и (b)) и из жидкого при комнатной температуре топлива, имеющего температуру вспышки от 30 до 150°С, пропитывающего спрессованное лигноцеллюлозное тело, причем указанный брикет имеет по существу цилиндрическую форму и имеет центральный дымоотвод со звездообразным поперечным сечением.

Изобретение относится к способу изготовления топливных брикетов, включающему измельчение горючих твердых компонентов, их смешение со связующим, прессование и сушку брикетов, отличающемуся тем, что в качестве горючих твердых компонентов используют утилизируемые артиллерийские пороха баллиститного типа или безвозвратные отходы порохового производства, измельченные на модернизированной дисковой мельнице до размеров частиц 0,5-1,0 мм, и отсевы активированного древесного угля, измельченные на двухвалковой дробилке до размеров частиц менее 4,0 мм, и смешивают их в 8,0-10,0% водном растворе связующего полиакриламида или натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в смесителе непрерывного или периодического действия с горизонтальными мешалками, затем прессуют в топливные брикеты на валковом прессе-грануляторе, сформированные брикеты подвергают сушке воздухом на трехсекционной ленточной сушилке при температуре 100…105ºС в течение 3 ч, затем охлаждают и провяливают в течение суток.

Изобретение относится к брикетированному твердому топливу, которое включает отсевы активного древесного угля и технологические отходы баллиститных порохов, не содержащие в своем составе солей тяжелых металлов и других экологически опасных компонентов, измельченные до дисперсности 0,5-1,0 мм, а в качестве связующего - полиакриламид, при следующем соотношении компонентов, мас.%: отсевы активного древесного угля - 75…86, технологические отходы баллиститных порохов - 10…20, полиакриламид - 4…5.

Изобретение относится к брикетированному твердому топливу, которое включает отсевы активного древесного угля и измельченные до дисперсности 0,5-1,0 мм, баллиститные пороха с истекшими гарантийными сроками хранения, а в качестве связующего - полиакриламид, при следующем соотношении компонентов, мас.%: отсевы активного древесного угля - 75…86, баллиститные пороха с истекшими гарантийными сроками хранения - 10…20, полиакриламид - 4…5.

Изобретение относится к способу получения топливных брикетов из биомассы, включающему термическую обработку биомассы при температуре 200-500°C без доступа воздуха, подготовку связующего вещества, получаемого растворением декстрина в пиролизном конденсате в соотношении 1:(5÷20), смешивание связующего с измельченным до 2 мм углеродистым остатком, формирование из полученной смеси топливного брикета и его сушку при комнатной температуре в течение 2-5 суток.

Изобретение относится к области разработки эффективного брикетированного твердого топлива для бытовых отопительных печей, каминов, подогревательных устройств теплового водоснабжения, автономных электрогазогенераторов.
Изобретение относится к производству брикетов, применяемых в качестве восстановителя для металлургических процессов, а также в качестве бездымного топлива для бытовых и промышленных печей.
Изобретение относится к способу получения угольных брикетов из угольного шлама и угольной мелочи со связующим - водным раствором полиэлектролита - флокулянта на основе полиакриламида (ПАА).

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 спрессованной основе для применения в энергоустановках совместного сжигания и обогреве дома, содержащей первые частицы, представляющие собой материал биомассы, выбранный из группы, включающей посадочный материал соевых бобов, шалфей, посадочный материал кукурузы и посадочный материал подсолнечника, и вторые частицы, представляющие собой частицы угля, где спрессованная основа, содержащая первые и вторые частицы, а также связующее, которое представляет собой водоросли или воск, является устойчивой к фрагментации.
Наверх