Способ получения угольных брикетов

 

Изобретение относится к технологии брикетирования угля, а также других углеродистых материалов, и может быть использовано при получении брикетов для коксования и топливных брикетов с целью снижения расхода связующего для получения угольных брикетов. Для достижения указанной цели предложенный способ включает нагрев битуминозного связующего до 160 - 250^oС, вспенивают нагретое связующее введением 1 - 5 мас.% воды, смешивают вспененное связующее с измельченным углем и затем брикетируют смесь: в качестве связующего используют тяжелые нефтяные остатки. 2 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к технологии брикетировния угля, и других углеродистых материалов и может быть использовано при получении брикетов для коксования и топливных брикетов. Целью изобретения является снижение расхода связующего. П р и м е р. В качестве исходного каменноугольного сырья используют шихты: Состав (угли) I II Г17-19%/ Ж-22%/ СС-80% К-12% б К2-17% К2-20% Крупность (класс 0/3 мм)/ 80 100 Влажнлсть/ 5 5 Зольность/ 8/4 9/5 Выход летучих/ 27/7 21/0 В качестве связующих используют: Тяжелые нефтяные остатки мягкий пек Температура размягчения/ ^оС 45 38 Плотность при 20^оС/ г/см³ 1,021 1,217 Вязкость при 100^оС/ пуаз 25 2 Выход летучих/ 88 75 Содержание серы/ 2,8 0,5 Зольность/ 0,1 0,1 Влажность отсутствует отсутствует Температура самовоспламенения/ ^оС >280 570 970 г шихты 1 или 2 загружают в смеситель и начинают перемешивание и нагрев шихты. Разогревают шихту до 60^оС, после чего нагрев отключают. Одновременно 30 г (3 мас.) нефтяных остатков (связующего) нагревают до 180^оС, затем добавляют в нагретое связующее 0,9 мл (3 мас.) холодной воды и перемешивают в течение 1-2 сек, в результате связующее вспенивается. По достижении максимального объема пены (кратность 6) вспененное связующее добавляют к перемешиваемому, нагретому до 60^оС углю, после чего перемешивают его еще 3 мин. Подготовленную таким образом смесь прессуют на гидравлическом прессе под давлением 20 МПа. Полученные брикеты (цилиндрические, масса 100 г, площадь поперечного сечения 19,6 см², подвергают испытанию на сжатие и сбрасывание. Полученные брикеты имели: Кажущийся удельный вес, г/см³ 1,19-1,20 Влажность, 3,0-3,5 Влагопоглощение, 2,2-2,5 Теплотворная способность
(на горячую массу), ккал/кг 7560-7870
Прочность брикетов на сжатие 4,9-7,8
Прочность брикетов на
сбрасывание,остаток
1-25 мм, 77,3-84,1. В таблице приведены данные по прочности брикетов по известному способу (опыты 1) и по предложенному способу для предложенных пределов вводимой воды в связующее и нагрева связующего (опыты 5-16), а также при отклонении от предложенных пределы (опыты 2, 3, 5). Из приведенных в таблице данных следует, что для достижения достаточного уровня прочности в известном способе необходимо использовать в 1,3-3 раза больше связующего, чем в предложенном способе. Высокий расход связующего приводит к повышенным эксплуатационным расходам на брикетирование, так как они в основном определяются затратами на связующее и его подготовку. Присутствие в шихте значительного количества (6-7%) связующего, т. е. компонента с высоким выходом летучих (60-80%), снижает выход кокса из брикетов, что ухудшает экономические показатели процесса коксования с использованием брикетированного угля. Битуминозное связующее в процессе получения брикетов играет роль клеющего вещества, причем необходимое количество связующего (расход) и прочность брикетов зависит от толщины клеевого слоя и равномерности распределения связующего по поверхности угольных частиц. Прочность склеивания увеличивается с уменьшением толщины клеевого соединения, поэтому на поверхности угольных частиц следует создавать слой связующего наименьшей толщины. Условием образования таких слоев в предложенном способе является нагрев связующего (не менее 160^оС) и введение в связующее воды в количестве 1-5%
Введение воды в нагретое связующее вызывает его интенсивное вспенивание. Вспененное связующее представляет собой дисперсную систему, состоящую из ячеек, заполненных водяным паром и разделенных тонкими пленками связующего. Толщина таких пленок составляет 10-200 нм. Угольные частицы, смешиваясь со вспененным связующим, равномерно покрываются тонкой пленкой связующего, достаточной для склеивания угольных частиц при последующем наложении давления прессования. Нагревание связующего ниже 160^оС не обеспечивает полного вспенивания связующего из-за резкого его охлаждения вследствие испарения воды. Охлаждение связующего приводит к увеличению вязкости и поверхностного натяжения, что уменьшает пенообразующую способность связующего и снижает прочность брикетов (см. таблица, опыт 4). По этой же причине нецелесообразно увеличение количества вводимой в связующее воды свыше 5% (опыт 3). Введение в связующее воды менее 1% не обеспечивает достаточной кратности пены, в результате чего пленка связующего распределяется по поверхности угольных частиц с меньшей равномерностью, что приводит к уменьшению прочности брикетов (опыт 2). Нагревание связующего выше 250^оС нецелесообразно из-за ухудшения санитарных условий для обслуживающего персонала, возрастания пожарной опасности вследствие роста количества испаряющего связующего и увеличения энергозатрат.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГОЛЬНЫХ БРИКЕТОВ, включающий нагрев битуминозного связующего до 250^oС, вспенивание его, смешение с измельченным углем и последующее брикетирование смеси, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода связующего, вспенивают нагретое битуминозное связующее введением 1 - 5 мас.% воды. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что битуминозное связующее нагревают до 160 - 250^oС. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве связующего используют тяжелые нефтяные остатки.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 15.12.2006

Извещение опубликовано: 10.01.2008        БИ: 01/2008

---