способ получения топливных брикетов

Формула изобретения

Способ получения топливных брикетов, включающий смешение измельченного до менее 3 мм угля с измельченным органическим веществом, содержащим отходы переработки древесины, и водой, брикетирование смеси и сушку до плотности брикетов 0,5 0,9 г/см³, отличающийся тем, что используют уголь с зольностью до 22 38% органические вещества с частицами объемом менее 0,01 см³ 80 100% и брикетируют смесь при 1 20 МПа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству топливных брикетов для бытовых и промышленных целей.

Известен способ для получения топлива из мусора, в котором мусор измельчают и просеивают для удаления фракций очень мелких частиц и фракций частиц с завышенными размерами, затем направляют в классификатор и пропускают неоднократно через уплотняющее устройство для получения гранул, обладающих теплотворной способностью, составляющей половину теплотворной способности каменного угля (патент Великобритании N 2076013, М.кл. С 10 L 5/46, 1981г.) Недостатком топлива, полученного из мусора, является невозможность его легкого возгорания.

Известен топливный продукт, в котором измельченный уголь с размером частиц менее 3 мм в дозированном количестве смешивают с твердым органическим веществом, содержащем измельченные отходы и продукты деревопереработки (кора, бумажные отходы), и водой, брикетируют смесь и сушат до плотности брикетов 0,5-0,9 г/см³ (патент США N 449462, М.кл. С 10 L 5/14, 1985г.). При зажигании топливного продукта по прототипу требуется предварительный его нагрев, который обеспечивается сжиганием дров, угля или другого топлива.

Целью изобретения является способ получения топливных брикетов, обладающих автономным горением и легкой возгораемостью.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения топливных брикетов, включающем смешение измельченного до менее 3 мм угля с измельченным веществом, содержащим отходы переработки древесины, и водой, брикетирование смеси и сушку до плотности брикетов 0,5-0,9 г/см³, используют уголь с зольностью до 22-38% органические вещества с частицами объемом менее 0,01 см³ в количестве 80-100% и брикетируют смесь при давлении 1-20 МПа.

Измельчение угля проводят до размера частиц менее 3 мм. Используют каменный уголь различных марок, бурый уголь, антрацит и их сочетания, а также их отходы обогащения и переработки с зольностью до 22-38% В качестве измельченного органического вещества используют в предлагаемом способе отходы переработки древесины, торф, отходы целлюлозно-бумажной промышленности и т.п. в том числе содержащие различное количество воды. Объем частиц органических веществ не должен превышать 0,5-1,0 см³.

Требуемая плотность топливных брикетов (0,5-0,9 см³), при которой обеспечивается автономное горение и легкая возгораемость, достигается в результате перемешивания влажных компонентов до гомогенизации, формованием или брикетированием при давлениях 1-20 МПа и последующей сушкой брикетов при 120

150^oC.

Пример 1. Уголь марки "Г" с зольностью 25% влажностью 8% измельчают до размера частиц 0-3 мм, берут 56% по объему. В качестве органических веществ взяты: торф-топливный для пылевидного сжигания (ГОСТ 11804-76) 8,4% опилки лиственных деревьев 5,6% фракция менее 10 мм с частицами менее 0,01 см³ 100% битум нефтяной, строительный, марки БН 90/10 ГОСТ 6617-76 - 15% воды 15% по объему. Брикетируют при 80^oC на лабораторном гидравлическом прессе при давлении 10 МПа, после сушки в течение 1,5 ч при 120^oC получают брикеты с плотностью 0,66 г/см³, с теплотой сгорания -К 5300 ккал/кг, влажностью 7% бросовой прочностью 82% Брикет возгорается от спички, горит автономно.

Пример 2. К 40% каменноугольного шлама с размерами частиц 0-3 мм марки "Ж" зольностью 22% влажностью 21 и 17% бурого угля с таким же размером частиц, зольностью 38% влажностью 30% добавляют смолу полукоксования 8% кору хвойных деревьев 10% опилок хвойных деревьев 15% стружку хвойных деревьев 4% содержание частиц менее 0,01 см³ для отходов деревопереработки 80% фракция менее 10 мм, и воды 6% Смешивают и перемешивают в течение 15 мин. Брикетируют при 25^oC на лабораторном гидравлическом прессе при давлении 20 МПа, после сушки в течение 2 ч при 130^oC получают брикетыс кажущейся плотностью 0,72 г/см³ с теплотой сгорания 4800 ккал/кг, влажностью 6% бросовой прочностью 90% Брикет возгорается от спички, горит автономно.

Пример 3. К 56% по объему бурового угля с частицами 0-3 мм, зольностью 35% влажностью 40% добавляют: битум нефтяной, дорожный, вязкий марки БНД-40/60 (ГОСТ 22245-76) 10% опилки хвойные с содержанием частиц менее 0,01 см³ 95% фракция менее 10 мм, 20% воды 4% Брикетируют при 90^oC с помощью шнекового процесса пир давлении 1 МПа, после сушки в течении 2,5 ч при 120^oC получают брикеты с плотностью 0,5 г/см³ с теплотой сгорания 4100 ккал/кг, влажностью 8% бросовой прочностью 40% Брикет возгорается от спички, горит автономно.

Пример 4. Каменный уголь, измельченный до размера частиц менее 3 мм берут в количестве 90% по объему и смешивают с бумажными отходами 3% и корой 3% добавляют воды в пропорции 1:2, формуют и уменьшают влажность вакуумированием до 50% сушат и получают бруски топливного продукта с кажущейся плотностью 0,8 г/см³. Брикет от спички и таблетки уротропина не возгорается.

Испытания по возгораемости брикетов проводились в условиях их воспламенения от пламени спички, горящего уротропина (см. примеры).

Образец, выполненный по прототипу (пример 4),от спички и уротропина не загорается. Заявленный брикет (см. примеры 1-3) от спички и уротропина во всех случаях загорался. Горел автономно, до выгорания горючей органической части.

При плотности топлива ниже 0,5 г/см³ сохраняются все его новые свойства, но наблюдается снижение объемной теплоты сгорания.

При плотности выше 0,9 г/см³ брикет утрачивает новые потребительские свойства, от спички не загорается, автономное горение затруднено и уголь в брикете при этом полностью не выгорает.

Для получения новых потребительских свойств заявленных топливных брикетов необходимо соблюдать требования по их кажущейся плотности и дисперсному составу применяемых компонентов.

Дисперсный состав компонентов влияет на потребительские свойства брикетов. Размер частиц угля должен находится в пределах 0-3 мм. Присутствие крупных частиц угля (более 3 мм) не позволяет получить легковозгорающиеся брикеты, автономное горение таких брикетов невозможно. Применение мелкодисперсных углей улучшает возгораемость и автономное горение брикетов.

Размер частиц опилок и других органических веществ должен быть менее 10 мм при содержании частиц менее 0,01 см³ 40-100% Наличие крупных частиц опилок и других органических веществ снижает возгораемость брикетов.

Зольность угля в указанных пределах (22 38%) способствует автономному горению брикетов, что является их новым качеством, и расширяет сырьевую базу (низкокачественные углы, различные продукты переработки и обогащения углей) для осуществления предлагаемого способа.

Влажность топливных брикетов после сушки не должна превышать 10%При влажности брикетов выше 12% возгораемость от спички и уротропина затруднена. Снижение влажности способствует легкой возгораемости брикетов.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения способа заключается в расширении функциональных возможностей топливных брикетов, например для разжигания известных брикетов, угля, использования в качестве печного и каминного топлива, вместо угля и дров для обогрева ж/д вагонов, для обогрева парников во время сильных заморозков.

Кроме того, угольное топливо, полученное предлагаемым способом, уменьшит количество брошенных и складированных отходов, улучшит экологическую ситуацию промышленных и угледобывающих районов.