Способ получения топливных брикетов

 

Использование: при переработке угля в угольной, горнорудной, химической отраслях народного хозяйства, а также для получения коммунально-бытового топлива. Сущность изобретения: топливные брикеты получают раздельным измельчением бурого угля и лигноцеллюлозных отходов (гидролизного лигнина или древесных опилок) в дезинтеграторе при скорости вращения ротора (16-18) · 10³ мин ^-1 в течение 3-6 с, смешением их в массовом соотношении (1,5 - 4) : 1 соответственно и последующим брикетированием при комнатной температуре. 1 з. п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к переработке угля, конкрето к способу получения топливных брикетов, и может быть использовано в угольной, горнорудной, химической и других отраслях народного хозяйства, а также для получения коммунально-бытового топлива.

Известен способ получения топливных брикетов из бурого угля, который перед брикетированием подвергают обработке в фрикционной мельнице при скорости вращения 20-40 об/мин в течение менее 30 с, с получением частиц угля размером менее 0,3 мм с последующим экструдированием полученной угольной массы и ее сушки [1] Недостатком этого способа является способ получения топливных брикетов, включающий смещение измельченного бурого угля с измельченными лигноцеллюлозными отходами (пневая древесина) в массовом соотношении (1,5-4):1, сушку полученной смеси и ее последующее брикетирование без нагрева при 100 МПа [2] Недостатком этого способа является невысокая прочность брикетов.

Цель изобретения повышение прочности брикетов.

Это достигается способом получения топливных брикетов, включающим смешение измельченного бурого угля с измельченными лигноцеллюлозными отходами в массовом соотношении (1,5-4):1 и последующее брикетирование смеси при комнатной температуре, причем осуществляют раздельное измельчение бурого угля и лигноцеллюлозных отходов в дезинтеграторе при скорости вращения роторов (16-18)^.10³ мин^-1 в течение 3-6 с. В качестве лигноцеллюлозных отходов используют гидролизный лигнин или древесные опилки.

Отличием от прототипа является раздельное измельчение бурого угля и лигноцеллюлозных отходов в дезинтеграторе при скорости вращения роторов (16-18)˙10⁴ мин^-1 в течение 3-6 с.

При обработке в дезинтеграторе происходит обезвоживание и измельчение угля до крупности менее 0,2 мм и изменение спектрохимических характеристик, что свидетельствует о преобразовании его химической структуры.

Гидролизный лигнин при механообработке обезвоживается и измельчается до крупности 0-1 мм, и как показали петрографические исследования, при этом осуществляется освобождение клеток ксилинита от полуразложившихся клеток, образовавшихся их листовых паренхиленых тканей.

За время нахождения опилок в дезинтеграторе происходит их обезвоживание и разрушение на отдельные волокна длинною до 3 мм.

Указанные изменения в исходных материалах способствуют формированию более прочного каркаса брикета.

Способ осуществляют следующим образом.

П р и м е р ы 1-5. Автоклавированный бурый уголь Бородинского месторождения фракционного состава 0-10 мм и гидролизный лигнин (ГЛ), отвечающий требованиям ТУ 64-11-05-87 с влажностью после сушки 18% характеристика которых приведена в табл.1, подвергают раздельно механообработке в дезинтеграторе типа ДЕЗ -14МЛ-2ВТ при частоте вращения рабочих органов 10˙10³ мин^-1 в течение 3 с, а затем шихтуют в различных пропорциях (уголь:гидролизный лигнин (опилки) 1,5-4,0:1) в шнековом смесителе в течение 3 мин и брикетируют навески по 40 г на 50-тонном гидравлическом прессе в пресс-форме диаметром 50 мм с упором при давлении 100 МПа и комнатной температуре. Полученные брикеты испытывают на сжатие, изгиб и истирание в барабане. Экспериментальные брикеты представляют из себя диски диаметром 50 мм и толщиной 12-15 мм.

Испытания брикетов на сжатие производят на прессе путем раздавливания на всю плоскость цилиндрического брикета по ГОСТ 21289-75. Прочность на истирание устанавливают в стандартном барабане (ГОСТ 21289-75).

Условия проведения процесса прессования и данные по качеству брикетов приведены в табл.2.

П р и м е р 6 (известный способ). Автоклавированный бурый уголь Бородинского месторождения и гидролизный лигнин (характеристики даны в табл.1) шихтуют в различных пропорциях и брикетируют при давлении 100 МПа и комнатной температуре.

Условия проведения процесса прессования и данные по качеству брикетов приведены в табл.2.

П р и м е р ы 7-11. Автоклавированный бурый уголь Бородинского месторождения и гидролизный лигнин с влажностью после сушки 18% (характеристики даны в табл. 1), подвергают раздельно механообработке в дезинтеграторе при частоте вращения рабочих органов 18˙10³ мин^-1 в течение 6 с, а затем шихтуют в различных пропорциях и брикетируют аналогично примером 1-5 при давлении 100 МПа и комнатной температуре. Условия проведения процесса прессования и данные по качеству брикетов приведены в табл.2.

П р и м е р ы 12-16. Автоклавированный бурый уголь Бородинского месторождения и гидролизный лигнин с влажностью после сушки 18% (характеристики даны в табл. 1) подвергают раздельно механообработке в дезинтеграторе при частоте вращения рабочих органов 15˙10³ мин^-1 в течение 2 с, а затем шихтуют в различных пропорциях и брикетируют при давлении 100 МПа и комнатной температуре аналогично примерам 1-5. Условия проведения процесса прессования и данные по качеству брикетов приведены в табл.2.

П р и м е р ы 17-21. Автоклавированный бурый угол Бородинского месторождения и гидролизный лигнин с влажностью после сушки 18% (характеристики даны в табл. 1) подвергают раздельно механообработке в дезинтеграторе при частоте вращения рабочих органов 20˙10³ мин^-1 в течение 9 с, а затем шихтуют в различных пропорциях и брикетируют при давлении 100 МПа и комнатной температуре аналогично примерам 1-5. Условия проведения процесса прессования и данные по качеству брикетов приведены в табл.2.

П р и м е р 22 (сравнительный). Автоклавированный бурый уголь Бородинского месторождения и древесные опилки с влажностью после сушки 18% (характеристики приведены в табл. 1) шихтуют в массовом соотношении 1,5:1 брикетируют при давлении 100 МПа и температуре 20^оС. Условия проведения процесса прессования и данные по качеству брикетов приведены в табл.2.

П р и м е р ы 23-25. Автоклавированный уголь Бородинского месторождения и древесные опилки с влажностью после сушки 18% (характеристики приведены в табл. 1) подвергают раздельно механообработке в дезинтеграторе при частоте вращения рабочих органов: 16˙10³ мин^-1 в течение 3 с (пример 23); 17˙10³ мин^-1 в течение 5 с (пример 24); 18˙10³ мин^-1 в течение 6 с (пример 25), а затем шихтуют в массовом соотношении 1,5:1 и брикетируют при давлении 100 МПа и температуре 20^оС аналогично примерам 1-5. Условия проведения процесса прессования и данные по качеству брикетов приведены в табл.2.

Как следует из приведенных результатов табл.2, механически прочные брикеты прочность на истирание до 98,1% сопротивление сжатию до 39,8 МПа, прочность на изгиб до 3,12 МПа, получают при предлагаемых условиях, а именно: раздельной механообработке компонентов шихты в дезинтеграторе при скорости вращения роторов (16-18)˙10³ мин^-1 в течение 3-6 с, их шихтовке в массовом соотношении уголь:гидролизный лигнин или древесные опилки (1,5-4):1 и брикетировании шихты при комнатной температуре.

При выходе за пределы заявленных параметров технический результат не достигается, а именно: при снижении скорости вращения роторов ниже 16˙10³ мин^-1 и времени механообработки менее 3 с, прочность брикетов снижается, а увеличение этих показателей выше верхнего предела нецелесообразно, так как ведет к повышению энергозатрат. Изменение массового соотношения компонентов шихты с выходом за заявленные пределы, как видно из результатов табл.2, также ведет к ухудшению качества топливных брикетов.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить механическую прочность топливных брикетов, и получить качественные топливные брикеты с меньшим содержанием менее калорийного компонента, расширить ассортимент утилизируемых отходов древесной промышленности.

Теплотворность брикетов (Q_S^daf) из шихты уголь-гидролизный лигнин составляет 6460-6850 ккал/кг, из шихты уголь-опилки 6186 ккал/кг.

Данные брикеты могут использоваться в качестве коммунально-бытового топлива, а после термической обработки в качестве активного угля для очистки сточных вод или восстановителя в металлургическом производстве.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОПЛИВНЫХ БРИКЕТОВ, включающий смешение измельченного бурого угля с измельченными лигноцеллюлозными отходами в массовом соотношении 1,5 - 4 : 1 и последующее брикетирование смеси при комнатной температуре, отличающийся тем, что раздельное измельчение бурого угля и лигноцеллюлозных отходов ведут в дезинтеграторе при скорости вращения ротора (16 - 18) · 10³ мин^-1 в течение 3 - 6 с.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве лигноцеллюлозных отходов используют гидролизный лигнин или древесные опилки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3