Углекоксовый топливный брикет



Углекоксовый топливный брикет
Углекоксовый топливный брикет
Углекоксовый топливный брикет

 


Владельцы патента RU 2592846:

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

Изобретение описывает топливный брикет, который включает коксовую пыль с размерами частиц менее 1 мм, связующее фусы коксования в количестве 8,0-10% к массе коксовой пыли и при этом дополнительно содержит угольную пыль с размерами частиц менее 1 мм, причем смесь угольной и коксовой пыли предварительно обогащают методом масляной агломерации, брикет имеет следующее соотношение компонентов, мас. %: связующее (фусы коксования) - 8-10%, концентрат из коксовой и угольной пыли - 90-92%. Техническим результатом является получение топливных брикетов повышенной прочности с низкой зольностью и сернистостью. 3 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к области технологии производства твердого формованного углеродсодержащего топлива, к разработке состава брикетов из мелкодисперсных частиц коксовой и угольной пыли, которые могут быть использованы в товарном виде как горючее вещество. 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 тонкодисперсных отходов, в частности 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. Угольная пыль состоит из частиц размером до 300 мкм с преобладанием мелких фракций. Больше всего в угольной пыли частиц размером от 20 до 50 мкм. Пылинки имеют неправильную форму, которая зависит главным образом от рода топлива. Угольная пыль сыпуча и легко растекается под влиянием легких толчков. Угольная пыль образуется при добыче и транспортировке угля.

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

Известен состав топливных брикетов, включающий в качестве углеродсодержащего компонента канско-ачинский уголь, полукокс канско-ачинского угля, шаргуньский, липто-биолитовый угли, металлургический кокс; в качестве связующего - лигносульфонат, мелассу, поливиниловый спирт; для повышения влагостойкости введен портландцемент (Воробьев В.Н., Лещенко П.C., Климова Л.К. и др. Экологически чистые связующие для получения бытового топлива из углей мелких классов // Химия твердого топлива, 1997, № 2).

Недостатком данной композиции является высокое водопоглощение - 10,5-12,7%. Добавка цемента снижает калорийность брикетов, повышая их зольность. Цемент является достаточно дорогостоящим компонентом, так как представляет собой продукт заводского изготовления.

Известен способ производства влагостойких брикетов, в составе которых использована угольная мелочь и в качестве связующего - продукт микробиологической переработки углеродсодержащего материала. Влагостойкость и дополнительная механическая прочность брикетов обеспечиваются пропиткой их в расплаве парафина (Авт. свид. № 1810381. Бюл. изобр., 1993, № 15).

Недостатком изобретения является применение в качестве связующего недостаточно доступного сырья, в качестве гидрофобного покрытия - продукта заводского изготовления, а также сложность и большая энергоемкость технологического процесса получения брикетов с низким влагопоглощением.

Известен состав топливного брикета (Патент РФ №2132360, МПК6 C10L 5/44, опубл. 27.06.1999 г.), который содержит в своем составе следующие компоненты: углеводород, шламы (осадки мазута), отработанные масла и их осадки, осадки нефти и дисперсные углеводородные отходы - торфяную и угольную крошку, древесную муку, опилки.

Недостатком состава является использование дисперсного алюмосиликата извести и воды, которые являются балластом при горении, их содержание в сумме составляет не менее 25 мас. %. Это снижает теплотворную способность брикетированного топлива на ~25% и увеличивает массу зольного остатка. Кроме того, состав содержит пироксид Na, который при контакте с органическими веществами быстро разлагается и через определенный срок превращается в NaOH, повышает содержание воды.

Известен коксовый брикет (Патент РФ №2266314, кл. C10L 5/12, C10L 5/28, C10L 5/02, C10L 5/40. Опубл. 20.12.2005, бюл. №35), содержащий некондицинный кокс, связующее в виде цемента, отличающийся тем, что в качестве некондиционного кокса содержит коксовую мелочь фракции 0-10 мм и/или коксовый орех фракции 10-25 мм определенных сортов при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Коксовая мелочь и/или коксовый орех 60-95
Связующее 5-40

Существенными недостатками данного брикета являются:

- высокая стоимость шихтовых материалов и, как следствие, увеличение себестоимости чугуна;

- низкое содержание полезных компонентов ввиду высокого содержания связующего в брикете;

- высокий расход связующего.

Известен способ получения топливных брикетов, включающий смешивание коксовой пыли с размерами частиц менее 1 мм со связующим (фусами коксования в количестве 8,0-10% к массе коксовой пыли), брикетирование смеси под давлением (Патент РФ №2529204, кл. C10L 5/28, C10L 5/00, C10L 5/04, C10L 5/10, C10L 5/14. Опубл. 20.09.2014).

Недостатком данного брикета является высокая теплота сгорания, что ограничивает применение данных брикетов (например, возможно прогорание колосниковых решеток топочных устройств).

Техническим результатом заявляемого изобретения является получение топливных брикетов повышенной прочности с низкой зольностью и сернистостью, приготовленных из концентрата коксовой и угольной пыли, что позволит улучшить экологическую обстановку в углеперерабатывающих регионах, снизить себестоимость топливных брикетов.

Технический результат достигается тем, что топливный брикет, включающий коксовую пыль с размерами частиц менее 1 мм, связующее фусы коксования в количестве 8,0-10% к массе коксовой пыли, согласно изобретению дополнительно содержит угольную пыль с размерами частиц менее 1 мм, причем смесь угольной и коксовой пыли предварительно обогащают методом масляной агломерации, брикет имеет следующее соотношение компонентов, мас. %:

связующее (фусы коксования) 8-10
коксовая пыль 45-46
угольная пыль 45-46

Для приготовления топливного брикета коксовую пыль с исходной зольностью 12-16,8 мас. %, сернистостью 0,2-0,3 мас. % и угольную пыль с исходной зольностью 18-30 мас. %, сернистостью 0,4-0,5 мас. %, с размерами частиц менее 1 мм смешивают в соотношении 1:1. Такая смесь коксовой и угольной пыли позволяет достичь приемлемой теплоты сгорания готовых топливных брикетов, т.к. коксовая пыль - высококалорийный отход и добавление угольной пыли, являющейся отощающей добавкой, снижает теплоту сгорания топливных брикетов, что позволит использовать их в бытовых топках без изменения их конструкции.

Полученную смесь коксовой и угольной пыли обогащают методом масляной агломерации. На выходе с установки для обогащения получают концентрат из коксовой и угольной пыли со следующими характеристиками (таблица 1).

Полученный концентрат коксовой и угольной пыли смешивают с нагретыми до 50-60°C фусами коксования в массовом соотношении 9:1-9,2:0,8, перемешивают вручную или с помощью смесительной машины, до тех пор, пока связующий компонент не распределится равномерно по всему объему концентрата из коксовой и угольной пыли, затем загружают в пресс-форму, прессуют ступенчато.

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.

Получают топливные брикеты со следующими техническими характеристиками (таблица 2).

Пример 1

Для получения топливного брикета берут 50 г коксовой пыли, 50 г угольной пыли, смешивают, полученную смесь обогащают на установке методом масляной агломерации для получения глубоко обогащенных концентратов.

Берут 92 г полученного концентрата и 8 г фусов коксования, нагретых до 50-60°C, смешивают до визуального перемешивания.

Полученную смесь тщательно перемешивают, затем загружают в пресс-форму, которая имеет комнатную температуру, прессуют в штемпельном прессе ступенчато.

На выходе получают топливные брикеты, приемлемые для коксования и прямого сжигания, технические характеристики которых представлены в таблице 3.

Пример 2

Для получения топливного брикета берут 50 г коксовой пыли, 50 г угольной пыли, смешивают, полученную смесь обогащают на установке методом масляной агломерации для получения глубоко обогащенных концентратов.

Берут 96 г полученного концентрата и 4 г фусов коксования, нагретых до 50-60°C, смешивают до визуального перемешивания.

Полученную смесь тщательно перемешивают, затем загружают в пресс-форму, которая имеет комнатную температуру, прессуют в штемпельном прессе ступенчато.

Полученную смесь тщательно перемешивают, затем загружают в пресс-форму, которая имеет комнатную температуру, прессуют в штемпельном прессе ступенчато.

На выходе не получают топливный брикет, так как снижение количества связующего приводит к уменьшению прочности топливного брикета.

Пример 3

Для получения топливного брикета берут 50 г коксовой пыли, 50 г угольной пыли, смешивают, полученную смесь обогащают на установке методом масляной агломерации для получения глубоко обогащенных концентратов.

Берут 85 г полученного концентрата и 15 г фусов коксования, нагретых до 50-60°C, смешивают до визуального перемешивания.

Полученную смесь тщательно перемешивают, затем загружают в пресс-форму, которая имеет комнатную температуру, прессуют в штемпельном прессе ступенчато.

На выходе не получают топливный брикет, так как:

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

2. При увеличении количества связующего (фусов коксования) происходит ухудшение прочностных характеристик ввиду деструктуризации брикета.

Таким образом, рекомендуемый состав позволяет формировать прочные брикеты с низкой себестоимостью, низкой зольностью и сернистостью из мелкодисперсных отходов (коксовой пыли и угольной пыли), а также попутно утилизировать еще один отход - фусы коксования. Полученные топливные брикеты могут использоваться в качестве горючего вещества для бытовых и производственных целей, утилизация производственных отходов позволит улучшить экологическую обстановку в углеперерабатывающих регионах.

Топливный брикет, включающий коксовую пыль с размерами частиц менее 1 мм, связующее фусы коксования в количестве 8,0-10% к массе коксовой пыли, отличающийся тем, что дополнительно содержит угольную пыль с размерами частиц менее 1 мм, причем смесь угольной и коксовой пыли предварительно обогащают методом масляной агломерации, брикет имеет следующее соотношение компонентов, мас. %:
связующее (фусы коксования) - 8-10%,
концентрат из коксовой и угольной пыли - 90-92%.



 

Похожие патенты:

Изобретение описывает способ изготовления прессованных изделий, содержащих частицы угля, в котором частицы угля смешивают с содержащей воду системой связующего, и получаемую при этом смесь перерабатывают путем прессования для получения прессованных изделий, характеризующийся тем, что перед смешиванием с системой связующего, содержащей воду, частичное количество частиц угля подвергают стадии пропитки, на которой частицы пропитывают веществом, при этом указанное вещество вводят в виде жидкости или при помощи жидкости для пропитывания, где указанное вещество выбирают из группы, включающей не растворимые в воде и/или водоотталкивающие вещества, водную суспензию коллоидов твердого материала, причем твердый материал имеет водоотталкивающие свойства и нижняя граница количества указанного вещества, добавляемого на стадии пропитки, составляет 0,3 вес.% по отношению к весу частиц угля материала, подлежащего переработке в прессованные изделия.

Изобретение описывает состав для производства твердотопливных изделий, включающий углеродсодержащие отходы, связующее, при этом в качестве углеродсодержащих отходов он содержит лигноцеллюлозные отходы, состоящие из древесных биомасс, опилок, измельченной древесной коры, травяных биомасс, плодовых биомасс, отходов целлюлозно-бумажного производства, отходы гидролизного производства и/или торфа, древесного угля или их смесь, а в качестве связующего - наноорганоминеральную или наноорганическую композицию.

Изобретение описывает топливные брикеты, содержащие горючее связующее, загуститель - угольную пыль и наполнитель, при этом в качестве горючего связующего они содержат смесь нефтешлама и каменноугольного масла в соотношении 1:(0,6-0,8), в качестве наполнителя - лузгу семян масличных культур и дополнительно содержат отвердитель - гидрофуз и отход процесса дезодорации растительных масел в соотношении 1: (0,1-0,5) при следующем массовом соотношении компонентов: горючее связующее 40-50 загуститель 30-40 отвердитель 2-4 наполнитель до 100 Техническим результатом является получение топливных брикетов высокого качества, расширяющих ассортимент их состава, а также утилизация отходов нефтепереработки, производства растительных масел и угля.

Изобретение относится к шихте, содержащей каменный уголь и связующие добавки, при этом в каменный уголь входят недогоревшая золошлаковая смесь от сжигания угля в котельных, тепловых электрических станциях, бытовых печах, отходы обогащения угля и в качестве активаторов используют: каменноугольную смолу, смолистые отходы коксохимической и химической промышленности, отработанные машинные масла, в качестве высококалорийной добавки - алюминиевый порошок 1-3% об., а в качестве связующего - известняк 13-18% об.
Изобретение относится к составу для получения топливного брикета, который содержит термообработанную угольную мелочь и остатки нефтепереработки в качестве связующего вещества, при этом он содержит термообработанную угольную мелочь до влажности не более 4-5%, термообработанный до влажности не более 4-5 % сульфатный гидролизный лигнин, который нейтрализован раствором в соотношении Т:Ж как 1:5 гашеной извести в количестве 1,34 кг на тонну сульфатного гидролизного лигнина и подвергнут механической активации, при следующем соотношении компонентов, масс.%: термообработанная угольная мелочь - 74-75%, сульфатный гидролизный лигнин - 11-15%, остатки нефтепереработки - 15-10%.

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, пресс-форму предварительно нагревают до температуры 40-50ºС, а брикетирование смеси под давлением производят ступенчато, для чего сначала устанавливают нагрузку 5-6 атм, с выдержкой 3-5 мин и далее до 15 атм с выдержкой при максимальной нагрузке 3-5 мин.

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.

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 описывает способ изготовления прессованных изделий, содержащих частицы угля, в котором частицы угля смешивают с содержащей воду системой связующего, и получаемую при этом смесь перерабатывают путем прессования для получения прессованных изделий, характеризующийся тем, что перед смешиванием с системой связующего, содержащей воду, частичное количество частиц угля подвергают стадии пропитки, на которой частицы пропитывают веществом, при этом указанное вещество вводят в виде жидкости или при помощи жидкости для пропитывания, где указанное вещество выбирают из группы, включающей не растворимые в воде и/или водоотталкивающие вещества, водную суспензию коллоидов твердого материала, причем твердый материал имеет водоотталкивающие свойства и нижняя граница количества указанного вещества, добавляемого на стадии пропитки, составляет 0,3 вес.% по отношению к весу частиц угля материала, подлежащего переработке в прессованные изделия.

Изобретение описывает топливный брикет, включающий углеродсодержащий компонент и связующее, при этом в качестве углеродсодержащего компонента используется коксовая пыль с размерами частиц менее 1 мм, а в качестве связующего - смесь фусов коксования с карбамидом при следующем соотношении компонентов, мас.%: связующее (смесь фусов коксования и карбамида в соотношении 1:1) 8-10, коксовая пыль - остальное.

Изобретение относится к способу получения топливных брикетов, включающему смешивание измельченного твердого топлива с фенольно-щелочной смолой в количестве 1,7-1,8 % от массы коксовой мелочи и эфирным отвердителем в количестве 22-28% от массы смолы, прессование полученной смеси и формование топливных брикетов, при этом коксовую мелочь с размерами частиц 0,6-3 мм и влажностью до 3% с фенольно-щелочной смолой и эфирным отвердителем смешивают в вихревом смесителе, а прессование полученной смеси производят методом жесткой шнековой экструзии при давлении 7-8 мПа, затем формуют брус, который после ломают на мерные куски длиной 100-150 мм.

Изобретение относится к шихте, содержащей каменный уголь и связующие добавки, при этом в каменный уголь входят недогоревшая золошлаковая смесь от сжигания угля в котельных, тепловых электрических станциях, бытовых печах, отходы обогащения угля и в качестве активаторов используют: каменноугольную смолу, смолистые отходы коксохимической и химической промышленности, отработанные машинные масла, в качестве высококалорийной добавки - алюминиевый порошок 1-3% об., а в качестве связующего - известняк 13-18% об.

Изобретение относится к способу получения пеллет и брикетов на основе торфа, включающему механохимическую обработку водоторфяной дисперсии, используемой в качестве связующего, при этом механохимическую обработку водоторфяной дисперсии осуществляют механическим и/или ультразвуковым воздействием при повышенной температуре в присутствии химических реагентов.
Изобретение относится к составу для получения топливного брикета, который содержит термообработанную угольную мелочь и остатки нефтепереработки в качестве связующего вещества, при этом он содержит термообработанную угольную мелочь до влажности не более 4-5%, термообработанный до влажности не более 4-5 % сульфатный гидролизный лигнин, который нейтрализован раствором в соотношении Т:Ж как 1:5 гашеной извести в количестве 1,34 кг на тонну сульфатного гидролизного лигнина и подвергнут механической активации, при следующем соотношении компонентов, масс.%: термообработанная угольная мелочь - 74-75%, сульфатный гидролизный лигнин - 11-15%, остатки нефтепереработки - 15-10%.

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, пресс-форму предварительно нагревают до температуры 40-50ºС, а брикетирование смеси под давлением производят ступенчато, для чего сначала устанавливают нагрузку 5-6 атм, с выдержкой 3-5 мин и далее до 15 атм с выдержкой при максимальной нагрузке 3-5 мин.

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.

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.
Изобретение относится к применению брикета экструзионного (БРЭКСы) коксового, полученного методом жесткой вакуумной экструзии, включающего коксовую мелочь, минеральное связующее и, по необходимости, буроугольный полукокс, в качестве восстановителя в металлургических печах.
Изобретение относится к способу получения твердого композитного топлива из торфа, который включает термическую обработку торфа при температуре 200-500°C без доступа воздуха, смешивание связующего с измельченным углеродистым остатком, формирование из полученной смеси брикета и его сушку, при этом полученный при термической обработке пиролизный конденсат посредством фильтрования разделяют на пиролизную смолу и подсмольную воду, связующее вещество получают растворением декстрина в подсмольной воде в соотношении 1:(5-25), а сформированный из углеродистого остатка и связующего брикет сушат при температуре 20-105°C и дают остыть до комнатной температуры, затем на поверхность брикета наносят отфильтрованную пиролизную смолу, получая композитное топливо, которое сушат при температуре 20-105°C и выдерживают при комнатной температуре в течение 7-14 суток.
Наверх