Способ получения топливных угольных брикетов

Изобретение описывает способ получения топливных угольных брикетов, включающий в себя технологические стадии: отсев угольной шихты от крупной фракции; ее смешение со связующим; брикетирование; сушку и затаривание полученных брикетов, отличающийся тем, что в качестве связующего используется комплексное связующее, содержащее водный раствор полиэлектролита на основе ПАА с повышенной молекулярной массой (более 15 млн а.е.м.), неионогенное водорастворимое ПАВ - пропиленгликоль и гуминовый препарат «Биогум». Технический результат заключается в получении прочных и высококалорийных брикетов при уменьшенном времени сушки. 1 табл., 7 пр.

 

Настоящее изобретение относится к способу переработки тонкодисперсного угольного сырья в брикетное топливо коммунально-бытового назначения, включающий в себя предварительные стадии отсева угольного шлама или угольной мелочи от крупной фракции, стадии их смешения с гидрофильным композиционным связующим, состоящем из водного раствора полиэлектролита на основе полиакриламида (ПАА) с добавками пропиленгликоля (ПГ) - неионогенного поверхностно-активного вещества (ПАВ) и суспензии гуминового препарата «Биогум», а также ряда последовательных технологических стадий прессования, сушки и затаривания готовых брикетов в удобную тару.

Известен способ получения брикетов на основе комбинированного связующего, содержащего воду, хлебные остатки пищи, макину, полову [4].

Недостатком данного технического решения является использование для получения топливных брикетов пищевых продуктов и сложность приготовления рабочих растворов связующих.

Известен способ производства угольных брикетов по стандартной технологической схеме [5] на основе смеси измельченного твердого топлива с комбинированным связующим, состоящим из воды, торфа, цемента, глины.

Недостатком данного технического решения является то, что данные брикеты при повышенной механической прочности обладают низкой зажигательной способностью и высокой зольностью [4].

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ получения топливных угольных брикетов, включающий в себя стадии: отсев, смешение угольного шлама и угольной мелочи со связующим - водным раствором полиэлектролита - флокулянта на основе ПАА с добавкой ПАВ (смеси переменного состава, состоящей из простых полиэфиров на основе полипропиленгликолей переменного состава, содержащей ди-, три- и полипропиленгликоли, являющиеся отходом стадии ректификации в производстве пропиленгликоля), прессование, сушку и затаривание готовых брикетов в полимерные мешки [2].

Недостатком данного технического решения является:

- использование в качестве ПАВ смеси переменного состава полигликолей, состав которой нестабилен, зависит от технологии получения основного продукта - пропиленгликоля, имеет малый материальный ресурс (дефицитный продукт);

- применение ПАА со средней молекулярной массой (10 млн а.е.м.), что снижает механическую прочность полученных брикетов;

- повышенное энергопотребление на тепловую сушку готовых влажных брикетов.

Задачей, на решение которой направленно заявляемое изобретение, является создание эффективной энерго- и ресурсосберегающей технологии получения угольных топливных брикетов при одновременной ликвидации недостатков технического решения, предложенного в прототипе.

Данная задача решается за счет производства по стандартной технологии брикета с использованием комплексного связующего, состоящего из вспомогательного технического материала - полиэлектролита на основе ПАА с повышенной молекулярной массой (более 15 млн. а.е.м.), из ПГ (доступного химического продукта с высоким материальным ресурсом), который выполняет одновременно две технологические функции: 1 - адсорбируется на поверхности угольных частиц, снижая поверхностную энергию и увеличивая силы адгезии между ними; 2 - является модификатором для макромолекул ПАА (проводит их химическую сшивку с одновременным увеличением молекулярной массы в 1,5-2 раза), что также повышается силы адгезии; из добавки микробиологического препарата «Биогум», содержащего в своем составе гуминовые кислоты и живые микроорганизмы, адаптированные к углю, которые способны проводить холодную микробиологическую сушку влажных угольных брикетов.

Основными причинами, тормозящими в настоящее время развитие брикетирования каменных и старых бурых углей, следует считать отсутствие необходимого ресурса доступных, экологически безопасных, технологичных и экономных связующих. По этой причине многие годы повсеместно и постоянно ведутся поиски различных доступных вариантов индивидуальных или комбинированных связующих с высоким материальным ресурсом для получения качественных топливных брикетов [2-5].

В предлагаемом способе получения топливных брикетов с заявленным связующим использовалась смесь угольного шлама и угольной мелочи (при соотношении 1:1) из месторождения угля марки Д, добытого на территории Караканского месторождения 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%.

Эксперимент проводят по стандартной технологической схеме [5] (отсев исходного сырья - смешение со связующим - прессование - сушка - упаковка), получая из углеродного материала - отходов угледобывающего предприятия качественный топливный брикет с уменьшенным удельным расходом тепловой энергии на сушку сырых брикетов и повышенной экономической эффективностью предприятий топливно-энергетического комплекса при одновременном рациональном использовании вторичных угольных ресурсов.

Предложенный способ предполагает на стадии брикетирования использовать комплексное связующее, в состав которого входят 3 компонента:

- синтетический полиэлектролит на основе ПАА с высокой молекулярной массой (более 15 млн а.е.м) [7], 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 - пропиленгликоль [6], добавка которого позволяет увеличивать молекулярную массу ПАА [8] и снижать давления прессования с получением прочных топливных брикетов;

- водная суспензия гуминового препарата «Биогум», выпускаемая на предприятиях по ГОСТ [1], содержащей гуминовые кислоты (44% от массы сухого вещества), микроэлементы и живые штаммы микроорганизмов, адаптированные к углю;

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

После получения влажных брикетов методом прессования они подвергаются сушке в токе теплого воздуха (35-40°С), время которой зависит от типа угля, размеров и геометрической формы брикетов.

Пример 1 (по прототипу [2]). Для изготовления брикетов массой 50 г из смеси угольного шлама и угольного отсева (1:1) угольная шихта смешивалась с водным раствором ПАА с добавкой ПАВ (кубовые остатки ректификации пропиленгликоля), брикетировалась на лабораторном штемпельном прессе под давлением 20 кг/см и высушивалась в токе теплого воздуха при температуре 30-40°С до постоянной массы в течение 120 мин. Данные экспериментов и характеристика брикетов представлены в таблице, согласно которой в качестве определяющих показателей эффективности процесса брикетирования и качества брикетов выбраны их прочность, теплота сгорания и время сушки.

Примеры 2-7 (по предлагаемому способу). Для изготовления брикетов массой 50 г шихта, приготовленная из угольного шлама и угольного отсева (1:1), как по примеру 1, смешивалась с водным раствором ПАА, содержащим различное его количество (расход ПАА составлял 0,2-0,3%), примеси ПГ (0,4-0,6%) и водную суспензию препарата «Биогум» (8-10%). Прессование проводилось на лабораторном штемпельном прессе под давлением 20 кг/см и просушивались в токе теплого воздуха с температурой 30-40°С до постоянной массы. Результаты испытаний и характеристики брикетов представлены в таблице, где в качестве определяющих показателей брикетов выбраны те же параметры, что и для прототипа по примеру 1: теплота сгорания, механическая прочность и время сушки.

На основании сравнительных данных, представленных в таблице, следует, что при использовании связующего по примеру 1 (по прототипу), содержащего ПАА и отходы производства ПГ, и при использовании комплексного связующего по примерам 2-7 (по предлагаемому способу), содержащего водный раствор ПАА с примесью ПГ и препарата «Биогум», более прочные и более калорийные брикеты при уменьшенном времени сушки получены по предлагаемому способу при выбранном расходе компонентов связующего: ПАА с молекулярной массой более 15 млн а.е.м. (0,3%); расход ПГ в количестве 0,4-0,6%, примесь препарата «Биогум» (в количестве 10%). В качестве дополнительного достоинства заявленного способа производства угольных брикетов следует считать наличие микробиологического препарата «Биогум», содержащего живые биологические штаммы, способные к биологической сушке готовых сырых брикетов и позволяющие снижать в 2 раза за счет биохимических процессов время этой технологической стадии.

Литература

1. ГОСТ Р 50335-92. Удобрение органо-минеральное «Биогум». Технические условия. - М.: Издательство стандартов. - 1993. - 6 с.

2. Патент №2473671 Российская Федерация / Способ получения угольных брикетов // Шевченко Т.В., Ульрих Е.В., Файрушин Ш.А., приоритет от 19.04.11 (прототип).

3. Патент №2157401 Российская Федерация / Состав для брикетирования топлива // Кнатько В.М., Кнатько М.В., Казаров Г.С., приоритет от 27.07.99.

4. Авторское свидетельство СССР №1765171. Состав для получения брикетированного топлива / Э.А. Гогинян, Р.С. Фармазян, А.А. Налбандян, опубл. 22.01.90.

5. Елишевич А.Т. Брикетирование со связующим / А.Т. Елишевич. - М.: Недра. - 1992. - 216 с.

6. 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.

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

8. Ульрих Е.В. Сравнительные свойства немодифицированных и модифицированных анионных флокулянтов / Е.В. Ульрих, Т.В. Шевченко, М.А. Яковченко // Химическая промышленность сегодня. - 2007. - №6. - С. 16-22.

Способ получения топливных угольных брикетов, включающий в себя технологические стадии: отсев угольной шихты от крупной фракции; ее смешение со связующим; брикетирование; сушку и затаривание полученных брикетов, отличающийся тем, что в качестве связующего используется комплексное связующее, содержащее водный раствор полиэлектролита на основе ПАА с повышенной молекулярной массой (более 15 млн а.е.м.), неионогенное водорастворимое ПАВ - пропиленгликоль и гуминовый препарат «Биогум».



 

Похожие патенты:

Изобретение описывает способ получения угольных топливных брикетов из окисленного угля, включающий в себя отсев угольной шихты от крупной мелочи, ее смешение со связующим – водным раствором полиакриламида с примесью поверхностно-активного вещества пропиленгликоля и гуминового препарата «Биогум», брикетирование, сушку и затаривание полученных брикетов.

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.

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.

Изобретение описывает способ получения угольных топливных брикетов из окисленного угля, включающий в себя отсев угольной шихты от крупной мелочи, ее смешение со связующим – водным раствором полиакриламида с примесью поверхностно-активного вещества пропиленгликоля и гуминового препарата «Биогум», брикетирование, сушку и затаривание полученных брикетов.

Изобретение раскрывает способ получения топливных брикетов, включающий смешение углеродсодержащих материалов и их формование, при этом смешивают отходы деревообработки, продукты пылеулавливания процессов деревообработки и сланцепереработки.

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.

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 области материаловедения и может быть использовано при изготовлении конструкционных, электротехнических, электронных материалов, а также восстановителей металлов.

Изобретение описывает способ получения топливных угольных брикетов, включающий в себя технологические стадии: отсев угольной шихты от крупной фракции; ее смешение со связующим; брикетирование; сушку и затаривание полученных брикетов, отличающийся тем, что в качестве связующего используется комплексное связующее, содержащее водный раствор полиэлектролита на основе ПАА с повышенной молекулярной массой, неионогенное водорастворимое ПАВ - пропиленгликоль и гуминовый препарат «Биогум». Технический результат заключается в получении прочных и высококалорийных брикетов при уменьшенном времени сушки. 1 табл., 7 пр.

Наверх