жидкое топливо
Классы МПК: | C10L1/32 в виде угольно-нефтяных суспензий или водных эмульсий |
Автор(ы): | Павлов Вячеслав Владимирович (RU), Пятайкин Евгений Михайлович (RU), Гальченко Анатолий Иванович (RU), Ефремов Александр Иванович (RU), Махалов Виталий Борисович (RU), Яблочкин Николай Васильевич (RU), Джухаев Александр Петрович (RU), Козырев Николай Анатольевич (RU), Томских Сергей Геннадьевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОМАШ" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2005-06-06 публикация патента:
20.08.2008 |
Изобретение относится к жидкому топливу на основе фусов коксования каменных углей, которое характеризуется тем, что в состав его дополнительно входят полимеры, кислая смолка, смола, масла биохимустановок, а также прочие отходы коксохимического производства в смеси с водой при следующем соотношении компонентов, мас.%: фусы 25-40; полимеры 21-38; кислая смолка 10-18; смола 3-12; масла биохимустановок 4-8; прочие отходы коксохимического производства в смеси с водой 5-16. Представленное топливо не расслаивается при длительном хранении, а также транспортировке, при этом отсутствуют дополнительные затраты на разбавители и дополнительный помол. Также данное топливо обладает низкой себестоимостью, повышенной калорийностью и имеет в своем составе отходы производства, что позволяет их эффективно утилизировать. 2 табл.
Формула изобретения
Жидкое топливо на основе фусов коксования каменных углей, отличающееся тем, что в состав его дополнительно входят полимеры, кислая смолка, смола, масла биохимустановок, а также прочие отходы коксохимического производства в смеси с водой при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фусы | 25-40 |
Полимеры | 21-38 |
Кислая смолка | 10-18 |
Смола | 3-12 |
Масла биохимустановок | 4-8 |
Прочие отходы коксохимического производства в смеси с водой | 5-16 |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к жидкому топливу из коксохимических отходов.
Известен способ получения жидкого топлива на основе фусов коксования каменных углей путем измельчения и перемешивания их в присутствии разбавителя, отличающийся тем, что процесс ведут в присутствии нейтрализованной кислой смолки от производства коксохимического сульфата аммония, измельчение фусов ведут по крупности частиц не более 30 мкм, в качестве разбавителя используют антраценовое масло или кубовые остатки от производства этилбензола [1].
Существенным недостатком данного способа является способность расслаиваться на жидкую и твердую фазы, вследствие чего топливо не может подвергаться длительному хранению и транспортировке, кроме того, при производстве необходимы дополнительные затраты на разбавители и дополнительный помол.
Известен также состав топлива [2], выбранный в качестве прототипа, на основе фусов, отличающийся тем, что, с целью получения высококачественного топлива, в его состав введены сточные воды нефтеперерабатывающего производства и тяжелое жидкое топливо, например смола, что оно состоит из 49-61 вес.% фусов, 10-15 вес.% сточных вод и 41-24 вес.% тяжелого жидкого топлива.
Существенными недостатками данного способа являются:
- низкая калорийность топлива из-за повышенного количества воды и высокой зольности топлива;
- невозможность длительного хранения топлива вследствие расслоения топлива (топливо не расслаивается на жидкую и твердую фазы всего лишь в течении 3 часов) не позволяет использовать его в качестве топлива при выплавке стали, а следовательно, и успешно утилизировать его;
- повышенное содержание тяжелого жидкого топлива - смолы существенно увеличивает себестоимость полученного топлива.
Желаемыми техническими результатами изобретения являются: возможность длительного хранения и транспортировки топлива без расслаивания, отсутствие дополнительных затрат на разбавители и дополнительный помол, снижение себестоимости топлива, повышение его калорийности, эффективная утилизация отходов производства.
Для этого предлагается жидкое топливо на основе фусов коксования каменных углей, отличающееся тем, что в состав его дополнительно входят полимеры, кислая смолка, смола, масла биохимустановок, а также прочие отходы коксохимического производства в смеси с водой при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фусы | 25-40 |
Полимеры | 21-38 |
Кислая смолка | 10-18 |
Смола | 3-12 |
Масла биохимустановок | 4-8 |
Прочие отходы коксохимического производства в смеси с водой | 5-16 |
Заявляемые пределы подобраны экспериментальным путем.
Фусы, представляющие собой тяжелые остатки каменноугольной смолы, содержащие 40-50% угольной и коксовой пыли, выносимой газом из коксовых печей, вводятся в состав топлива как основная неутилизируемая часть коксохимических отходов, причем при использовании менее 25% утилизация основных отходов коксохимического производства в полном объеме невозможна, а при увеличении более 40% невозможно получение топлива с требуемой его теплотой сгорания.
Полимеры - отходы установки регенерации поглотительного масла представляющие собой смесь углеводородов, получаемых при регенерации поглотительного масла, при 80-100°С - жидкий продукт, серы - 3,0-6,0%; нафталина - 5,0- 7,5%; нерастворимые в толуоле - 6,6-9,1%; влажность - 1-15%; зольность - 0,1-3,0%, вводятся в состав топлива как разбавитель, причем при использовании менее 21% невозможно получение топлива с требуемой его теплотой сгорания, а при увеличении более 38% невозможно получение топлива, способного не расслаиваться длительное время.
Масла биохимустановок - водная эмульсия каменноугольных масел с присутствием шламов, нафталина и каменноугольной смолы вводится в состав топлива как необходимая добавка для исключения сброса данного продукта в окружающую среду, причем при использовании менее 4% невозможно эффективно утилизировать данный продукт, а при увеличении более 8% невозможно получение топлива требуемых характеристик.
Смола - сложная смесь ароматических соединений: фенолов, нафталина, антрацена, карбазола, фенантрена, флуарена, пиридина и др. вводится в состав топлива как связующее, причем при использовании менее 3% невозможно получение топлива требуемой вязкости, а при увеличении более 12% эффективность его использования резко снижается.
Кислая смолка - остатки конденсации легкой смолы из коксового газа и продукты полимеризации непредельных соединений, присутствующих в коксовом газе, под действием серной кислоты в процессе очистки газа от аммиака также вводится в состав топлива как связующее, причем при использовании менее 10% невозможно получение топлива требуемой вязкости, а при увеличении более 18% возникает способность топлива к расслаиванию.
Прочие отходы коксохимического производства в смеси с водой - неопределенные химические соединения в смеси с водой вводится в состав топлива как разбавитель, причем при использовании менее 5% эффект утилизации коксохимических отходов заметно снижается, а при увеличении более 16% способность топлива к расслаиванию резко возрастает.
Продукты отвала с маслами биохимустановок использовались для энергетических целей - в качестве топлива для мартеновских печей и ГРЭС. Отбор осуществляли по следующей схеме. Частично обезвоженный продукт, проходящий под сито 5 мм, представляющий собой смолистый продукт, перекачивали насосом. Далее в разогретом до 60-80°С состоянии жидкость фильтровали через сито 0,5 мм. Фракцию 5-0,5 мм принимали как «фусы», отфильтрованную под сито 0,5 мм жидкость принимали как «смола».
Далее фусы, смолу, прочие отходы коксохимического производства в смеси с водой смешивали с полимерами, кислой смолкой, маслами биохимустановок собирали в цистерны и использовали в качестве топлива при выплавке стали в 420 тонных мартеновских печах и при топке котлов на ГРЭС.
В таблице 1 представлены составы жидкого топлива, использовавшиеся при выплавке стали и топке котлов.
Таблица 1 | |||||||
Компоненты | Состав жидкого топлива, % | ||||||
№1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | |
Фусы | 25 | 33 | 40 | 27 | 31 | 38 | 32 |
Полимеры | 37 | 35 | 23 | 38 | 25 | 21 | 30 |
Кислая смолка | 9 | 11 | 14 | 10 | 16 | 18 | 16 |
Смола | 9 | 6 | 12 | 10 | 9 | 3 | 10 |
Масла биохимустановок | 4 | 6 | 6 | 8 | 4 | 7 | 5 |
Прочие отходы коксохимического производства в смеси с водой | 16 | 9 | 5 | 7 | 15 | 13 | 7 |
В таблице 2 представлены показатели жидкого топлива из представленных составов в таблице 1.
Таблица 2 | ||||
№ состава жидкого топлива | Показатели | |||
Время хранения, час | Калорийность, ккал/кг | Снижение себестоимости в мартеновских печах, % | Снижение себестоимости на ГРЭС, % | |
1 | 73 | 7500 | 6,0 | 8,1 |
2 | 78 | 7450 | 5,9 | 8,0 |
3 | 79 | 7200 | 5,5 | 7,6 |
4 | 72 | 7300 | 5,4 | 7,6 |
5 | 76 | 7250 | 5,7 | 7,8 |
6 | 72 | 7200 | 5,6 | 7,7 |
7 | 74 | 7400 | 5,8 | 7,8 |
Предлагаемое жидкое топливо позволило значительно уменьшить дополнительные затраты на разбавители и дополнительный помол, а также получить возможность подвергать данный вид топлива хранению не менее трех суток и транспортировке в связи с отсутствием способности к расслаиванию. Использование топлива при выплавке стали в мартеновских печах взамен мазута позволило снизить себестоимость на энергетические затраты на 5,7%, при использовании на ГРЭС на 7,8%, а также эффективно утилизировать отходы производства.
Источники информации
1. А.с. 514887, МПК7 С10L 1/32.
2. А.с. 345186, МПК7 С10L 1/00.
Класс C10L1/32 в виде угольно-нефтяных суспензий или водных эмульсий