способ получения торфоугольных брикетов

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОРФОУГОЛЬНЫХ БРИКЕТОВ, включающий смешение угольной мелочи, торфа и добавки и формирование брикетов, отличающийся тем, что угольную мелочь предварительно обрабатывают водным раствором добавки, в качестве которой используют лигносульфонат из расчета 4 - 16% по сухому веществу от массы угольной мелочи и влажности смеси 16 - 21%, а соотношение угольной мелочи и торфа составляет от 2 : 1 до 1 : 2 по сухому веществу, причем используют торф при естественной влажности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к торфяной промышленности и может быть использовано при производстве топливных брикетов.

Известен способ получения топливных брикетов из угольной пыли и торфяной сушенки, включающий смешение компонентов и прессование [1]. Недостатком данного способа является высокая энергоемкость и металлоемкость процесса и невозможность использования влажного торфа, что приводит к удорожанию готовой продукции.

Известен также способ получения торфоуглелигнинных брикетов, включающий смешение высушенного торфа, отходов целлюлозно-бумажной промышленности - гидролизного лигнина и угольной мелочи с последующим прессованием смеси [2] . Недостатком данного способа являются высокая энергоемкость и металлоемкость процесса прессования, необходимость предварительной сушки торфа до влажности 15-16% , применение лигнина, который, имея влажность 60-72%, также нуждается в предварительной сушке, узкий диапазон соотношений угля к торфу, малое количество угольной крошки по отношению к торфу (до 30%), низкая механическая прочность и высокая водопоглотительная способность получаемой продукции.

Технический эффект предлагаемого способа, в котором для приготовления брикетов применяется торфяная сушенка влажностью 15-16%, лигнин и угольная мелочь, заключается в снижении энергоемкости процесса за счет использования вместо торфяной сушенки торфа естественной влажности в вязкопластичном состоянии. Лигнин служит в качестве гидрофобной и пластифицирующей добавки. В предлагаемом способе обработка угольной мелочи водным раствором лигносульфонатов способствует повышению ее гидрофильности и обеспечивает высокую адгезионную способность при взаимодействии частиц торфа и угля, что обеспечивает высокую прочность и водостойкость получаемой продукции. Прочность для торфоугольных брикетов является определяющим показателем, так как ее снижение вызывает большие потери при хранении и транспортировке, а также засоренность мелкой фракцией, что ухудшает товарный вид продукции, являющейся товаром народного потребления, и затрудняет ее использование в качестве коммунальбытового топлива из-за плохого удержания на колосниковых решетках в топке.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем: приготавливают водный раствор ЛС. Количество воды и ЛС выбирается из расчета увлажнения угольной мелочи до 16-21% и количества ЛС 4-16%, от массы угольной мелочи. Раствором обрабатывается угольная мелочь, после чего приготовляется смесь в соотношении угля к торфу от 2:1 до 1:2, причем торф берется при естественной влажности 80-87%. Из смеси методом экструзионного формования изготавливаются брикеты, которые подсушиваются до равновесной влажности.

Выбор соотношения в смеси угля и торфа от 2:1 до 1:2 обеспечивает максимальную прочность готовых брикетов и пластичность смеси, которая обеспечивает качественное формование. Увеличение соотношения свыше 2:1 приводит к резкому снижению прочности продукции ввиду малой пластичности смеси и ершении при формовании. При соотношении менее 1:2 также происходит снижение прочности готовых брикетов, так как увеличение доли торфа приводит к значительной усадке при сушке и возникновению усадочных напряжений, которые приводят к возникновению значительного числа микро- и макродефектов. Влажность угольной мелочи в пределах 16-21% обеспечивает равномерное распределение добавки по всему объему угля и обеспечивает последующее качественное перемешивание угля с торфом; кроме того, получаемая смесь имеет вязкопластичную консистенцию. Снижение влажности смеси менее 16% затрудняет равномерное распределение ЛС и ухудшает пластичность смеси, так как часть влаги из торфа соpбируется на частицах угля. Увеличение влажности смеси выше 21% приводит к чрезмерной ее пластичности и большой усадке при высыхании, что приводит к деформации свежеформованных образцов и низкой прочности готовой продукции после высыхания брикетов, что ухудшает товарный вид продукции.

Количество ЛС в пределах 4-16% обеспечивает равномерное распределение добавки по всему объему угольной мелочи и покрытие частиц угля адсорбционной пленкой ЛС, которая придает им хорошие адгезионные свойства по отношению к частицам торфа, что способствует повышению прочности получаемой продукции. При концентрации ЛС ниже 4% не обеспечивается полное покрытие частиц угля молекулами добавки, что приводит к возникновению локальных дефектов при сушке брикетов и снижению прочности продукции. Более высокая концентрация ЛС, чем 16%, приводит к слипаемости частиц угля и невозможности их равномерного распределения при смешивании с торфом и как следствие снижению прочности брикетов, а при значительном превышении указанной величины и водостойкости.

Использование торфа в вязкопластичном состоянии позволяет использовать для приготовления брикетов торф непосредственно из залежи без дополнительной подсушки. Кроме того, при использовании такого торфа обеспечивается хорошая пластичность и формуемость торфоугольной смеси. Влажность торфа ниже 80% не обеспечивает необходимой пластичности смеси, а при влажности выше 87% смесь обладает текучестью, что не позволяет качественно формовать продукцию.

В таблице представлены результаты испытаний различных составов смесей и контрольных образцов, а также физико-механические показатели готовой продукции.

П р и м е р 1. Приготовление брикетов при соотношении 10% ЛС от массы угля при влажности смеси 18% и соотношении угля к торфу 2:1. 51 г угля смешиваем с 18 г водного раствора ЛС, затем полученную смесь добавляем в 150 г торфа влажностью 83% и перемешиваем. Из полученной массы формуют куски размером 15 мм. После сушки до равновесной влажности прочность брикетов составляет 10,4 МПа, водопоглощение за 5 мин - 10,0.

П р и м е р 2. Приготовление брикетов при соотношении 16% ЛС от массы угля при влажности смеси 21% и соотношении угля к торфу 1:1. 39,5 г угля смешивают с 12,6 г водного 47,8%-ного раствора ЛС, затем полученную смесь добавляют в 250 г торфа влажностью 80% и перемешивают. Из полученной массы формируют куски диаметром 15 мм. После сушки до равновесной влажности прочность брикетов составляют 13,3 МПа, а водопоглощение за 5 мин - 21,4%.

П р и м е р 3. Приготовление брикетов при соотношении 15% ЛС от массы угля, влажности смеси 18% и соотношении угля к торфу 1:1. Берут 49,4 г угля и смешивают с 15,7 г водного 47,8%-ного раствора ЛС, затем полученную смесь добавляют в 277 г торфа влажностью 83% и перемешивают. Из полученной массы формируют куски диаметром 15 мм. После сушки до равновесной влажности прочность брикетов составляет 13,3 МПа и водопоглощение за 5 мин - 22,1%.

Из данных, представленных в таблице, видно, что предлагаемый способ позволяет повысить прочность брикетов в 3-4 раза и снизить их водопоглотительную способность в 4,5-7,6 раза.

Указанные брикеты могут быть использованы в качестве местного коммунально-бытового и энергетического топлива, а также как сырье для дальнейшей переработки, например для получения кокса, углеродных сорбентов.