Углеродосодержащий брикет и способ его получения

 

Изобретение относится к технологии производства углеродосодержащих брикетов, которые могут быть использованы в качестве топлива в бытовых и промышленных топках, в барбекью, в качестве сорбента и восстановителя в химической, пищевой и металлургической отраслях промышленности. Для повышения механической прочности и теплотворной способности углеродосодержащий брикет содержит термообработанную смесь, мас.%: измель- ченные отходы переработки косточковых плодов - 40-75, угольная или коксовая мелочь 15-40 и углеводородосодержащее связующее, выбранное из группы: производное сульфокислоты, меласса, крахмал, талловый пек или их смеси, - до 100, получение углеродосодержащих брикетов предусматривает смешение измельченных отходов переработки косточковых плодов с угольной или коксовой мелочью и углеводородосодержащим связующим в указанном соотношении, брикетирование смеси с последующей термообработкой брикетов, которую осуществляют до 170^oС или при 250-400^oC в неокислительной среде, после чего брикеты охлаждают. 2 с.п.ф-лы.

Изобретение относится к технологии производства углеродосодержащих брикетов, которые могут быть использованы в качестве топлива в бытовых и котельных топках, в барбекью, в качестве сорбента и восстановителя в химической, пищевой и металлургической отраслях промышленности.

Известен углеродосодержащий топливный брикет на основе сформованной смеси коксовой и/или угольной мелочи, древесных отходов, отходов очистки растительных масел, смолы (пека), мелассы; способ его получения включает смешение указанных компонентов и последующее брикетирование смеси [1].

Недостатком данных брикетов и способа их получения является то, что брикеты имеют недостаточную механическую прочность.

Известен также состав брикетируемого топлива, содержащий 80-90 мас.% угольной мелочи и 10-20 мас.% связующего на основе водной суспензии отходов муки и кондитерских изделий с концентрацией 5-15%; способ получения брикетов включает смешение указанных компонентов до получения гомогенной массы, формование брикетов при 0,03-0,05 МПа, сушку брикетов на воздухе или в сушилке при 100-150^oC [2] . Брикеты, полученные по этому способу, имеют пористость 55-60%, плотность 0,70-0,85 г/см³ и крошимость 1,5-2,0%, зольность 7,5-9,0%.

Недостатком данных брикетов и способа их получения является то, что они имеют недостаточную механическую прочность и низкую плотность, что затрудняет их хранение и транспорт.

Наиболее близким является углеродосодержащий брикет на основе термообработанной смеси, содержащей, мас.% : измельченные отходы переработки косточковых плодов - оливов (смесь косточек, мякоти, масла и семена) - 80-95, нетоксичное связующее 5-20 (декстрин, амилаза и др. на основе углеводов с добавкой воды и лимонной кислоты); способ получения брикетов включает смешение указанных компонентов, формование брикетов и последующую термообработку для отверждения и сушки, например, до 190^oC [3]. Полученные брикеты обладают приятным запахом и предназначены для использования в барбекью, могут заменять древесноугольные брикеты, но более экономичные и дешевые.

Недостатком данных брикетов и способа их получения является недостаточная прочность на сжатие (порядка 3-6 МПа), недостаточная теплотворная способность (порядка 2000-2800 ккал/кг) и узкая сырьевая база.

Изобретение решает задачи повышения механической прочности и теплотворной способности брикетов, а также расширения сырьевой базы их производства.

Сущность изобретения заключается в том, что углеродосодержащий брикет содержит термообработанную смесь содержащую, мас.%: Отходы переработки косточковых плодов - 40-75 Угольная или коксовая мелочь - 15-40 Связующее, выбранное из группы: производное сульфокислоты, меласса, крахмал, зерновая мука, талловый пек или их смеси - До 100.

Способ получения углеродсодержащих брикетов включает смешение, вышеуказанных компонентов, прессование брикетов из смеси, последующую термообработку брикетов при температуре до 170^oC или при 250-400^oC в неокислительной среде, затем брикеты охлаждают.

По предлагаемому способу из бункеров, в которых содержатся отходы переработки косточковых плодов, угольная или коксовая мелочь и связующее из группы: производное сульфокислоты, меласса, крахмал, зерновая мука, талловый пек или их смеси, их подают в смеситель. После перемешивания смесь подают на вальцевый пресс, где формуют при давлении 5-50 МПа брикеты. Брикеты после вальцевого пресса подают в камеру, где происходит их термообработка при температуре до 170^oC или при 250-400^oC, и во втором случае в камере термообработки создают неокислительную среду за счет ограничения доступа в камеру кислорода и затем брикеты охлаждают.

Пример 1. Используют следующие компоненты: отходы переработки маслин, содержащих 88 мас. % дробленых до крупности 0-4 мм косточек, 10 мас.% жома мякоти плодов и 2 мас.% масла; коксовая мелочь крупностью 0-10 мм, с влажностью 8,5%, с зольностью 10%, с теплотворной способностью 7800 ккал/кг, меласса Новокубанского сахарного завода и окисленный талловый пек.

Отходы переработки маслин, коксовая мелочь и измельченный до минус 6 мм талловый пек загружают в бункера, под которыми установлены питатели-дозаторы, при этом бункер с талловым пеком имеет внутри рыхлитель. Мелассу заливают в емкость, к которой подсоединен насос- дозатор. С помощью питателей-дозаторов и насоса-дозатора указанные компоненты подают в смеситель в следующем соотношении, мас.%: Отходы переработки маслин - 75 Коксовая мелочь - 15 Талловый пек - 5 Меласса - 5 После перемешивании в смесителе смесь подают в вальцевый пресс, где прессуют в брикеты при давлении 30 МПа, затем брикеты подают в ленточную камеру термообработки, где брикеты в течение 40 мин нагреваются до 170^oC, после чего брикеты подают на охлаждающие лотки для охлаждения. Полученные брикеты имеют форму круглой линзы диаметром 50 мм, толщиной 34 мм. Прочность брикетов на сжатие составила 9 МПа, теплотворная способность брикетов составила 4000 ккал/кг, брикеты сгорали в топке без разрушения. Эти характеристики указывают на высокую механическую прочность и теплотворную способность брикетов.

Пример 2. Получение углеродосодержащих брикетов по примеру 1, но вместо мелассы используют лигносульфонат на магниевом основании и термообработку брикетов производят в реторте для пиролиза без доступа кислорода при температуре 400^oC в течение 2 ч. Полученные брикеты имеют прочность на сжатие 9,8 МПа, теплотворную способность 7500 ккал/кг, остальные показатели аналогичны примеру 1.

Пример 3. Используют следующие компоненты: угольную мелочь в виде антрацитового штыба минус 6 мм с ОФ "Замчаловская" ОАО "Гуковуголь" с зольностью 6%, теплотворной способностью 7900 ккал/кг, влажностью 8%; отходы переработки персиков, которые содержат 3 мас.% кожицы плодов и 97 мас.% дробленых до минус 4 мм косточек с ядрами; меласса с Новокубанского сахарного завода и ржаная мука, на 50% разведенная водой. Эти компоненты подают в смеситель в следующем соотношении, мас.%: Отходы переработки персиков - 40
Угольная мелочь - 40
Меласса - 10
Ржаная мука с водой - 10
Компоненты перемешивают в течение 5 мин и смесь подают в вальцевый пресс, где смесь прессуют в брикеты при давлении 25 МПа, затем брикеты подают в камеру термообработки, где они нагреваются при температуре 160^oC в течение 60 мин, затем брикеты охлаждают на охлаждающих лотках. Полученные брикеты имеют форму круглой линзы диаметром 50 мм, толщиной 36 мм.

Прочность брикетов на сжатие составляет 89 МПа, теплотворная способность 4800 ккал/кг, брикеты сгорают в топке без разрушения. Эти характеристики указывают на высокую механическую прочность и теплотворную способность брикетов.

Пример 4. Получение углеродсодержащих брикетов по примеру 3, но вместо мелассы и ржаной муки используют картофельный крахмал, на 50% разведенный водой и термообработку брикетов производят в реторте для пиролиза без доступа кислорода при 300^oC в течение 4 ч. Полученные брикеты имеют прочность на сжатие 10,5 МПа, теплотворную способность 7600 ккал/кг, остальные показатели аналогичны примеру 3.

Пример 5. Используют коксовую мелочь минус 10 мм с влажностью 8,5%, с зольностью 10%, теплотворной способностью 7800 ккал/кг; отходы переработки фиников в виде дробленых до минус 4 мм косточек-семян, мелассу Новокубанского сахарного завода. Указанные компоненты подают в смеситель в следующем соотношении, мас.% :
Отходы переработки фиников - 50
Коксовая мелочь - 40
Меласса - 10.

После перемешивания смесь подают в вальцевый пресс, где ее прессуют в брикеты при давлении 28 МПа, затем брикеты подают в реторту для пиролиза, где производят их термообработку без доступа кислорода при 250^oC в течение 6 ч, после чего брикеты подают на охлаждающие лотки, где брикеты охлаждаются.

Полученные брикеты имеют форму круглой линзы диаметром 50 мм, толщиной 34 мм. Прочность брикетов на сжатие 9,6 МПа, теплотворная способность 7600 ккал/кг, брикеты сгорают без разрушения.

Таким образом, по изобретению получают углеродсодержащие брикеты, имеющие высокую механическую прочность, высокую теплотворную способность и широкую сырьевую базу для их производства.

Формула изобретения

1. Углеродосодержащий брикет на основе термообработанной смеси измельченных отходов переработки косточковых плодов и углеводородосодержащего связующего, отличающийся тем, что смесь дополнительно содержит угольную или коксовую мелочь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Отходы переработки косточковых плодов - 40 - 75
Угольная или коксовая мелочь - 15 - 40
Связующее, выбранное из группы: производное сульфокислоты, меласса, крахмал, зерновая мука, талловый пек или их смеси - До 100
2. Способ получения углеродосодержащих брикетов, включающий смешение измельченных отходов переработки косточковых плодов с углеводородосодержащим связующим, брикетирование смеси, последующую термообработку и охлаждение брикетов, отличающийся тем, что в смесь дополнительно вводят угольную или коксовую мелочь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Отходы переработки косточковых плодов - 40 - 75
Угольная или коксовая мелочь - 15 - 40
Связующее, выбранное из группы: производное сульфокислоты, меласса, крахмал, зерновая мука, талловый пек или их смеси - До 100
и термообработку брикетов осуществляют до 170^oC или при 250 - 400^oC в неокислительной среде.