Влагоустойчивый топливный брикет и способ его получения

 

Влагоустойчивый топливный брикет включает углеродсодержащий компонент, связующее и кубовые остатки нефтепереработки. Он содержит в качестве связующего полисахарид при следующем соотношении компонентов, мас.%: полисахарид 4-10; кубовые остатки нефтепереработки 0,26-0,78; углеродсодержащий компонент - остальное. Описывается также способ его получения. Технический результат - получение топливного брикета с низким значением водопоглощения, хорошей термостойкостью и высокими показателями механической прочности. 2 c.п. ф-лы, 2 табл.

Группа изобретений относится к композиции (влагоустойчивый топливный брикет) и способу ее получения и может быть использована в топливной промышленности для получения брикетов из отходов угледобывающей отрасли (промышленное и бытовое топливо).

Известен состав топливных брикетов, включающий в качестве углеродсодержащего компонента канско-ачинский уголь, полукокс канско-ачинского угля, шаргуньский, липто-биолитовый угли, металлургический кокс; в качестве связующего - лигносульфонат, мелассу, поливиниловый спирт; для повышения влагостойкости введен портландцемент [Воробьев В.Н., Лещенко П.С., Климова Л.К. и др. Экологически чистые связующие для получения бытового топлива из углей мелких классов//Химия твердого топлива, 1997, N 2].

Недостатком является высокое водопоглощение - 10,5-12,7%. Добавка цемента снижает калорийность брикетов, повышая их зольность. Цемент является достаточно дорогостоящим компонентом, так как представляет собой продукт заводского изготовления.

Известен топливный брикет, который включает термообработанную формовочную смесь угольной мелочи и связующее, содержащее производное сульфокислоты (не менее 0,5% от массы угля) и талловый пек, являющийся остатком ректификации таллового масла, в количестве не менее 0,5% от массы угля [Патент РФ N 2078120. Топливный брикет и способ его получения. Лурий В.Г. Бюл. изобр., 1997, N 12].

Недостатком изобретения является наличие в брикете экологически неблагоприятного компонента - таллового пека, что обусловливает термообработку брикетов.

Известен способ производства влагостойких брикетов, в составе которых использована угольная мелочь и в качестве связующего - продукт микробиологической переработки углеродсодержащего материала. Влагостойкость и дополнительная механическая прочность брикетов обеспечиваются пропиткой их в расплаве парафина [Авт. свид. N 1810381. Способ производства влагоустойчивых топливных брикетов. Иванов И.П., Демидов Ю.В., Друждж П.В. и др. Бюл. изобр. , 1993, N 15].

Недостатком изобретения является применение в качестве связующего недостаточно доступного сырья, в качестве гидрофобного покрытия - продукта заводского изготовления, а также сложность и большая энергоемкость технологического процесса получения брикетов с низким влагопоглощением.

Известна композиция, в которой в качестве углеродсодержащего компонента используют бурый уголь, а в качестве связующего - гидролизный лигнин. Для обеспечения влагостойкости на брикеты наносят защитное покрытие углеводородсодержащим компонентом - ГАЧем [Саранчук В.И., Пащенко В.Л., Галушко Л.А и др. Влияние состава бурогоугольно-лигниновых брикетов на их водопоглощение//Химия твердого топлива, 1995, N 1].

Недостатком данной композиции является высокое водопоглощение брикетов; не указана термоустойчивость топливного брикета.

Известен способ изготовления твердого углеродсодержащего топлива, заключающийся в приготовлении бумажной массы, смешивании ее с угольной мелочью, прессовании брикетов и сушке при температуре окружающей среды в течение не менее 24-48 ч. Далее для придания брикетам влагоустойчивости их помещают на сетке и окунают в разогретый до 60-70^oC гидрофобизатор [Заявка N 930012909/04. Способ получения топливных брикетов "Сашко". Ефименко А.А., Ефименко С.В., Яровой Н.К. и др. Бюл. изобр., 1996, N 6].

Недостатком данного способа является необходимость дополнительных технологических операций: размачивание бумаги, окунание готовых брикетов в подогретый гидрофобизатор. При таком способе достигается поверхностная гидрофобизация, и при нарушении целостности гидрофобного покрытия влагоустойчивость брикетов резко снижается.

Известен способ производства влагостойких топливных брикетов смешиванием измельченного твердого горючего материала с продуктами микробиологической переработки углеродсодержащего материала, прессованием смеси при давлении 120-180 МПа и пропиткой готовых брикетов в расплаве парафина при температуре 80-105^oC [Авт. свид. N 1810381. Способ производства влагоустойчивых топливных брикетов. Иванов И.П., Демидов Ю.В., Друждж П.В. и др. Бюл. изобр., 1993, N 15].

Недостатком способа является применение энергоемких технологических операций, использование малодоступного связующего и в качестве гидрофобизатора - продукта целевого назначения.

Известен способ, по которому уголь подсушивают при температуре 105^oC, часть угля (тонкую фракцию) смешивают с гидрофобизатором, затем с остальной частью угля (крупной фракцией) и со связующим, подогревают всю шихту до 90-100^oC и прессуют брикеты [Авт. свид. СССР N 1293203. Способ брикетирования угля. Елишевич А.Т., Курманкулов Ш.Ж., Белецкий B.C. и др. Бюл. изобр. , 1987, N 8].

Недостатком данного способа является сложная технология, включающая операции по разделению углей на фракции, и наличие технологических трудностей при смешивании тонкой фракции 0-0,5 мм с реагентом-гидрофобизатором путем напыления пульверизатором при одновременном перемешивании угля.

Наиболее близкой по составу является композиция того же назначения, включающая углеродсодержащий компонент (антрацитовый штыб, каменноугольную мелочь и т.д.), в качестве связующих - сульфитно-дрожжевую бражку и нефтебитум, последний одновременно играет и роль гидрофобизатора, при следующем соотношении компонентов, мас.%: сульфитно-дрожжевая бражка - 2,4-6,4 нефтебитум - 1,2-4,2 антрацитовый штыб или угольная мелочь - остальное Недостатком прототипа является недостаточно высокая влагоустойчивость и термостойкость [Авт. свид. N 1452841 A1. Способ брикетирования угля. Елишевич А.Т., Курманкулов Ш.Ж., Белецкий B.C. и др. Бюл. изобр., 1989, N 3].

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному способу в группе изобретений по совокупности признаков является способ получения влагоустойчивых брикетов, по которому смешивают связующее с углем, прессуют брикеты при давлении 100 МПа и создают на их поверхности пленкообразующее покрытие обработкой брикета в расплаве гидрофобизатора при температуре 150-170^oC [Саранчук В. И., Пащенко Л.В., Глушко А.И. и др. Влияние состава бурогоугольно-лигниновых брикетов на их водопоглощение//Химия твердого топлива, 1995, N 1].

Недостатком данного способа является высокая энергоемкость, связанная с получением расплава гидрофобизатора. При таком способе достигается поверхностная гидрофобизация и нарушение целостности пленочного покрытия влечет за собой значительное снижение влагоустойчивости топливного брикета. Высокое давление прессования приводит к завышению энергозатрат.

Единый технический результат для композиции и способа - повышение влагоустойчивости и термостойкости топливного брикета.

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту композиции достигается тем, что композиция включает углеродсодержащий компонент, связующее и кубовые остатки нефтепереработки. При этом в качестве связующего она содержит полисахарид при следующем соотношении компонентов, мас.%: полисахарид - 4-10 кубовые остатки нефтепереработки - 0,26-0,78 углеродсодержащий компонент - остальное В качестве углеродсодержащего компонента могут быть использованы, например, антрацитовый штыб, каменноугольная мелочь, угольный шлам или их смесь.

В качестве полисахарида могут быть использованы, например, отходы винодельческого, сахарного, целлюлозно-бумажного, крахмального производства.

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту "способ" достигается путем нагревания углеродсодержащего компонента и связующего, их смешивания и прессования, включая стадию гидрофобизации. При этом нагревают углеродсодержащий компонент, связующее и кубовые остатки нефтепереработки до температуры 51-70^oC с последующей объемной гидрофобизацией при смешивании кубовых остатков нефтепереработки и связующего в соотношении 1,0:(12,8-15,4) и смешивании полученной смеси с углеродсодержащим компонентом, причем прессование проводят при давлении 25-45 МПа.

Связующим-полисахаридом может служить как продукт целевого назначения с общей формулой (C_nH_2mO_m), являющийся высокополимерным углеводом, так и отход сахарного, винодельческого, крахмального, целлюлозно-бумажного производства.

Представители целевых продуктов, такие как крахмал, декстран, целлюлоза, декстрин, сахар и др., в процентном отношении по химическому составу сходны между собой, но отличаются размером макромолекул и строением. Так, крахмал и целлюлоза построены из звеньев - C₆H₁₀O₅-, являющихся остатками шестичленных цикличных форм молекул глюкозы, потерявших молекулу воды, поэтому состав и крахмала, и целлюлозы выражается общей формулой (C₆H₁₀O₅)_x. Различие же в свойствах этих полисахаридов обусловлено пространственной изомерией образующих их моносахаридных молекул: крахмал построен из звеньев α-формы, а целлюлоза - β-формы глюкозы.

Декстрин содержит около 60-70% чистого декстрина, 2-9% сахара, 13-20% нерастворимых веществ и 6-14% воды.

Крахмал содержит 97-99% чистого крахмала, 0,28-0,40% минеральных веществ, 0,28-0,78% белков.

Целлюлоза имеет следующие показатели: 95-98% α-целлюлозы, 0,15-0,25% лигнина, 1,8-4,0% пентазанов, 0,07-0,14% смолы, 0,06-0,13% золы.

Связующие из класса полисахаридов - аморфные вещества, не способные кристаллизоваться. Растворимые полисахариды легко набухают в воде и образуют в ней вязкие коллоидные растворы.

Отходы сахарного и винодельческого производства - так называемая меласса или патока, - относятся к группе дисахаридов. В их составе содержится до 45-50% свекловичного или тростникового сахара C₁₂H₂₂O₁₁.

Меласса сахарно-свекловичного производства содержит до 20% воды, 45-50% сахара, 20-25% органических веществ и 10% минеральных несахарных веществ.

Патока винодельческих заводов кроме декстрозы и левулезы содержит до 50% тростникового сахара.

Растворы полисахаридов характеризуются значительной вязкостью, удельный вес изменяется от 1,32 до 1,52 г/см³.

В качестве кубовых остатков нефтепереработки могут быть использованы кубовые остатки первичной переработки нефти и кубовые остатки вторичной переработки нефти.

Кубовые остатки первичной переработки нефти представляют собой высоковязкие, часто застывающие продукты темного цвета с удельным весом 0,88-1,0 г/см³; кипят при температуре выше 350^oC; вязкость условная, ВУ (^oC) - 25 (80^o), зольность - 0,2%, содержание серы - 1,0%, температура застывания равна +42^oC. Элементарный состав: 83,5-88,5% С, 10,5-12,5% Н.

Кубовые остатки вторичной переработки нефти - твердые продукты с удельным весом 0,88-0,915 г/см³, температура плавления равна 50-70^oC, температура вспышки равна 136-137^oC, температура кипения 300-500^oC.

В состав кубовых остатков входят главным образом насыщенные углеводороды состава C₁₉H₄₀ - C₃₅H₇₂ с молекулярным весом 300-500 и температурой плавления 50-70^oC и состава C₃₇H₇₆ - C₅₃H₁₀₈ с молекулярным весом 500-700, температурой плавления 65-90^oC. В составе присутствуют также масла в количестве от 2 до 30%.

Влагоустойчивый топливный брикет содержит также антрацитовый штыб, каменноугольную мелочь, угольный шлам или их смесь.

Антрацитовый штыб - отсевы антрацита и отходы углеобогатительных фабрик, зернистая фракция (0-6 мм). Антрацит - наиболее углефицированная разновидность ископаемого угля. Порода серовато-черного или черно-серого цвета с ярким металловидным блеском. Излом всегда раковистый.

Характеристика антрацитового угля и антрацитового штыба из него: содержание углерода в органическом веществе, % - 89-98
плотность, г/см³ - 1,42-1,80
выход летучих, % - 1,5-9,0
высшая удельная теплота сгорания, МДж/кг - 33,5-35,2
Каменноугольная мелочь - отсевы каменного угля и отходы углеобогатительных фабрик. Каменный уголь - плотная порода, преимущественно полосчатая, реже однородная, черного или серо-черного цвета с блестящей, полуматовой или матовой поверхностью.

Характеристика каменного угля и каменноугольной мелочи из него:
содержание углерода в органическом веществе, % - 74-92
плотность, г/см³ - 1,2-1,8
выход летучих, % - 8-50
высшая удельная теплота сгорания, МДж/кг - 30,5-36,8
Угольный шлам - мелкий класс каменного, антрацитового углей, размер частиц угля не превышает 10-40 мк, отходы углеобогатительных фабрик.

Влагоустойчивый топливный брикет готовят следующим образом. Нагревают до температуры 51-70^oC связующее - полисахарид в количестве 4-10 мас.%, кубовые остатки нефтепереработки в количестве 0,26-0,78 мас.% и углеродсодержащий компонент - остальное. Смешивают связующее - полисахарид и кубовые остатки нефтепереработки в соотношении 1,0:(12,8-15,4), полученную смесь смешивают с углеродсодержащим компонентом - антрацитовым штыбом, каменноугольной мелочью, угольным шламом или их смесью и перемешивают до равномерного распределения компонентов. При этом достигают объемной гидрофобизации брикета. Брикет прессуют при давлении 25-45 МПа. Отпрессованные брикеты доупрочняют при охлаждении в естественных условиях или ускоряют доупрочнение принудительной сушкой при температуре 105-110^oC в течение 30-45 мин.

Полученные брикеты влагоустойчивы и не разрушаются под воздействием атмосферных осадков, обладают высокой термостойкостью.

Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку группа разнообъектных изобретений образует единый изобретательский замысел, причем один из заявленных объектов группы - способ получения влагоустойчивого топливного брикета - предназначен для изготовления другого заявленного объекта - влагоустойчивого топливного брикета.

Отличием предлагаемого изобретения от прототипа является следующее. В заявке предложен влагоустойчивый топливный брикет (композиция), содержащий в качестве связующего - полисахарид, при следующем соотношении компонентов, мас.%: полисахарид 4-10, кубовые остатки нефтепереработки 0,26-0,78, углеродсодержащий компонент - остальное. Указанный брикет получают способом, при котором нагревают углеродсодержащий компонент, связующее и кубовые остатки нефтепереработки до температуры 51-70^oC; объемной гидрофобизации достигают смешиванием кубовых остатков нефтепереработки и связующего - полисахарида в соотношении 1,0:(12,8-15,4) и последующим смешиванием полученной смеси с углеродсодержащим компонентом. Затем брикет прессуют при давлении 25-45 МПа.

Таким образом, каждый из объектов группы изобретений соответствует условию новизны.

Доказательством соответствия рассматриваемого изобретения условию изобретательского уровня может служить следующее.

Кубовые остатки нефтепереработки, являющиеся анионактивным гидрофобизатором, адсорбируясь на поверхности угольных частиц на активных центрах, в порах и капиллярах, вытесняют воду, модифицируют поверхность угольных частиц. Вода избавляется от контактов с углеродной поверхностью и поэтому сравнительно легко покидает угольные капилляры. Удаление воды облегчается с приложением усилия прессования.

Вокруг угольных частиц с модифицированной поверхностью благодаря действию водородных связей и электростатических сил формируется тонкая адсорбционная клеевая прослойка введенного связующего - полисахарида, активированного кубовыми остатками нефтепереработки - анионактивным гидрофобизатором. Взаимодействие угольных частиц происходит через эти адсорбционные клеевые слои высокой степени упорядоченности.

Анионактивный гидрофобизатор хорошо сочетается со связующим, образуя гомогенный полимерный раствор. Наличие анионактивного гидрофобизатора повышает поверхностную активность связующего, усиливая его клеящую способность. Кроме того, кубовые остатки нефтепереработки создают структурирующий эффект, проявляющийся в усилении когезионного взаимодействия в связующем - полисахариде, что в конечном итоге обеспечивает высокую прочность брикета. Вязкость адсорбционного слоя связующего при наличии анионактивного гидрофобизатора повышается, что обусловливает высокую липкость связующего, и это способствует улучшению прочностных и других показателей физико-механических свойств брикета.

Проникновение макромолекул кубовых остатков нефтепереработки в адсорбционные слои (клеевые прослойки) связующего - полисахарида приводит к гидрофобным взаимодействиям, вследствие которых "блокируются" гидрофильные центры системы "модифицированная твердая поверхность - связующее". В результате сродство к воде у такой системы понижается.

Помимо вытесняющего действия, анионактивный гидрофобизатор, в качестве которого использованы кубовые остатки нефтепереработки, проявляет одновременно и солюбилизирующее действие, которое приводит к снижению вредного влияния воды, проникающей в связующее диффузионным путем. Прочность связи достигает максимума в случае, когда клеевые прослойки в местах контакта становятся равными толщине адсорбционного слоя. Прилагаемое усилие прессования способствует сближению угольных частиц до соприкосновения адсорбционных слоев связующего. Уплотнение смеси при прессовании с давлением 25-45 МПа способствует обеспечению водоустойчивого, прочного адгезионного соединения.

Все эти факторы: модифицирование поверхности сорбента (углеродсодержащего компонента), активизация связующего, блокирование гидрофильных центров системы "твердое тело - связующее", обеспечивающее объемную гидрофобизацию, структурирование связующего, солюбилизация и иммобилизация воды и усиление адгезионных связей при прессовании - обеспечивают получение влагоустойчивых, термостойких и прочных брикетов.

Предлагаемый способ основывается на проведении гидрофобизации углеродсодержащего компонента и связующего в объеме брикета. Основной причиной повышения влагоустойчивости брикета является то, что при выбранном количественном соотношении компонентов и при выбранной последовательности действий в способе достигается наибольший эффект гидрофобизации топливного брикета.

Анионактивный гидрофобизатор при смешивании со связующим равномерно распределяется в нем, в результате получается гомогенный полимерный раствор. При смешивании такого раствора с углеродсодержащим компонентом происходит равномерное обволакивание угольных частиц смесью, в которой связующее является одновременно носителем гидрофобного компонента.

Гидрофобизатор оказывает структурирующее воздействие на связующее и способствует формированию адсорбционного слоя адгезива; возникающая структура обладает повышенной тиксотропностью, высокими упругими и эластичными свойствами. Такой способ введения гидрофобизатора обеспечивает модифицирование поверхности адсорбента (углеродсодержащего компонента) в сторону повышения ее активности, способствует солюбилизации несвязанной воды, создает объемную гидрофобизацию брикета.

Механическое усилие, создаваемое при прессовании с давлением 25-45 МПа, способствует утоньшению и уплотнению адсорбционных слоев, определяющих взаимодействие частиц, и формированию плотной структуры системы полидисперсного зернового состава.

Адсорбционно-когезионное взаимодействие между сорбентом и связующим, модифицированными анионактивным гидрофобизатором (кубовыми остатками нефтепереработки), усиленное давлением прессования, способствует формированию прочного конгломерата, который при горении работает как одно целое. При высоких температурах выплавления связующего не происходит.

Предлагаемый способ обеспечивает влагоустойчивость, термостойкость и необходимую и достаточную механическую прочность топливного брикета.

Таким образом, каждый из объектов заявляемой группы изобретений соответствует условию изобретательского уровня.

Обоснованием выбранных пределов количественных признаков топливного брикета является следующее.

Введение связующего - полисахарида в количестве менее 4 мас.% не обеспечивает полного обволакивания угольных частиц и создания непрерывного адсорбционного слоя для контактирования взаимодействующих частиц. В результате влагоустойчивость, термостойкость, механическая прочность и другие показатели физико-механических свойств брикета не обеспечиваются.

Содержание связующего свыше 10 мас.% приводит к формированию объемного адсорбционного слоя, что придает структурному каркасу повышенную пластичность: взаимодействие угольных частиц происходит через полислои, и прочность брикета определяется в этом случае в основном прочностью когезионных связей связующего. Такая прочность недостаточна для обеспечения влагоустойчивости, термической стойкости и механической прочности брикета.

Содержание кубовых остатков нефтепереработки ниже 0,26 мас.% является недостаточным для модифицирования поверхности угольных частиц и проявления структурирующего влияния на связующее, что в итоге отрицательно сказывается на физико-механических свойствах брикета.

При содержании кубовых остатков нефтепереработки свыше 0,78 мас.% преобладает пластифицирующий эффект в системе "угольная частица - связующее". Избыток кубовых остатков нефтепереработки снижает прочность структурных связей, придает "рыхлость" структуре брикета, что приводит к потере его влагоустойчивости.

Возможность осуществления изобретения по составу брикета подтверждается следующими сведениями. При изготовлении влагоустойчивого топливного брикета используют антрацитовый штыб с размером зерен 0-6 мм в количестве 93,5 мас. %. В качестве связующего применяют мелассу в количестве 6 мас.%, являющуюся отходом сахарного производства. В качестве кубовых остатков нефтепереработки применяют кубовые остатки термокрекинга парафинов нормального строения в количестве 0,5 мас.%.

Соотношение компонентов устанавливается предварительно в лаборатории.

Антрацитовый штыб с исходной влажностью 6 мас.% нагревают до температуры 60^oC, дозируют и направляют в смеситель.

Предварительно приготавливают смесь мелассы с кубовыми остатками термокрекинга парафинов нормального строения. В мелассу, подогретую до жидкотекучего состояния (температура 60^oC), вводят кубовые остатки термокрекинга парафинов нормального строения, подогретые до той же температуры, перемешивают в пропеллерной или другого типа нескоростной мешалке до получения однородной массы. Подготовленная таким образом смесь мелассы с кубовыми остатками при температуре 60^oC смешивается с антрацитовым штыбом.

Перемешивание производится в шнековом смесителе непрерывного действия до равномерного распределения компонентов. Шихту из смесителя подают на вальцевый пресс, создающий давление прессования 35 МПа. Формование брикетов производят из шихты, имеющей температуру 60^oC.

Доупрочнение брикетов происходит по мере охлаждения до температуры окружающего воздуха или ускоряют доупрочнение принудительной сушкой при температуре 105-110^oC в течение 30-45 мин.

Для проведения испытаний предлагаемых влагоустойчивых топливных брикетов и сравнения с прототипом были изготовлены лабораторные образцы брикетов, результаты испытания которых приведены в табл. 1, сравнение с прототипом - в табл. 2.

Как следует из приведенных данных, топливные брикеты по заявляемому составу имеют низкие значения по водопоглощению, очень хорошую термостойкость и высокие показатели механической прочности. Водопоглощение у прототипа выше, чем у заявленного объекта, а термостойкость, прочность на сбрасывание и прочность на сжатие ниже. Заявленный топливный брикет в процессе горения не рассыпается, сохраняет форму и при горении выдерживает механическую нагрузку, которая может возникнуть при слоевой засыпке брикетного топлива в топочном пространстве и шуровке. Запаха и дыма при горении нет.

Предлагаемый состав топливного брикета обеспечивает получение на основе антрацитовых и каменноугольных отходов ЦОФ бездымного угольного топлива, конкурентоспособного на мировом рынке.

В заявленном способе предполагается использование предлагаемого состава топливного брикета.

Предлагаемый способ включает подогрев углеродсодержащего компонента, связующего - полисахарида и кубовых остатков нефтепереработки до 51-70^oC. Кубовые остатки нефтепереработки и связующее - полисахарид смешивают в соотношении 1,0: (12,8-15,4). Полученная смесь двух компонентов смешивается с углеродсодержащим компонентом. При этом достигается объемная гидрофобизация брикета. Полученную шихту, имеющую температуру 51-70^oC, прессуют при давлении 25-45 МПа. Отпрессованные брикеты упрочняют охлаждением в естественных условиях или ускоряют доупрочнение принудительной сушкой при температуре 105-110^oC в течение 30-45 мин.

Обоснованием выбранных пределов количественных признаков способа получения топливного брикета является следующее.

Подогрев компонентов до температуры ниже температуры 51^oC недостаточен для обеспечения жидкотекучего состояния смеси связующего - полисахарида с кубовыми остатки нефтепереработки и равномерного распределения этой смеси при смешивании с углеродсодержащим компонентом.

Подогрев компонентов до температуры выше 70^oC нерационален из-за перерасхода энергии, а также возможных деструктивных изменений связующего и кубовых остатков нефтепереработки, негативно влияющих на их свойства.

Выбор пределов соотношения между кубовыми остатками нефтепереработки и связующим - полисахаридом 1,0:(12,8-15,4) обусловлен тем, что сужение пределов приведет к снижению подвижности (растекаемости) смеси этих двух компонентов, что затруднит равномерное распределение смеси при смешивании с углеродсодержащим компонентом, а расширение пределов не обеспечивает необходимых свойств смеси этих двух компонентов при введении их в углеродсодержащий компонент: не достигается объемная гидрофобизация брикета из-за недостаточной концентрации гидрофобизатора (кубовых остатков нефтепереработки).

Давление прессования ниже 25 МПа не обеспечивает достаточной механической прочности брикета.

Давление прессования выше 45 МПа нерационально из-за перерасхода энергии. Необходимая механическая прочность брикета достигается в интервале давления прессования 25-45 МПа.

Возможность осуществления изобретения по объекту - способ, подтверждается следующими сведениями. Антрацитовый штыб крупностью 0-6 мм и влажностью 6 мас.% подогревают до температуры 55^oC. Связующее - мелассу, являющуюся отходом сахарного производства, подогревают до температуры 55^oC для придания ей жидкотекучего состояния. До температуры 55^oC подогревают кубовые остатки термокрекинга парафинов нормального строения. Подогретые мелассу и кубовые остатки термокрекинга парафинов нормального строения дозируют в соотношении 1: 13 и смешивают до равномерного распределения компонентов. Полученную смесь в количестве 6 мас.% смешивают с антрацитовым штыбом, взятым в количестве 94 мас. %, перемешивают до равномерного распределения компонентов (3-5 мин.) в лабораторной мешалке. При этом достигается объемная гидрофобизация брикета. Шихту прессуют в подогретой форме на прессе, давление прессования 35 МПа. Отпрессованные брикеты доупрочняют при охлаждении в естественных условиях или ускоряют доупрочнение принудительной сушкой при температуре 105-110^oC в течение 30-45 мин.

Доказательством соответствия заявляемого изобретения условию "промышленная применимость" может служить следующее.

При использовании заявленной группы изобретений выполнена следующая совокупность условий:
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в виде влагоустойчивого и термостойкого брикета, получаемого предлагаемым способом в качестве промышленного и бытового топлива;
- для заявленной группы изобретений в том виде, как она охарактеризована в независимых пунктах изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность их осуществления с помощью вышеописанных в заявке средств и методов (см. раздел "Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения").

Заявляемое изобретение при его осуществлении обеспечивает достижение предусматриваемого в заявке единого технического результата, заключающегося в создании влагоустойчивого и термостойкого брикета предлагаемым способом.

Следовательно, заявленная группа изобретений соответствует условию "промышленная применимость".

Формула изобретения

1. Влагоустойчивый топливный брикет, включающий углеродсодержащий компонент, связующее и кубовые остатки нефтепереработки, отличающийся тем, что он содержит в качестве связующего полисахарид при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полисахарид - 4 - 10
Кубовые остатки нефтепереработки - 0,26 - 0,78
Углеродсодержащий компонент - Остальное
2. Способ получения влагоустойчивого топливного брикета путем нагревания углеродсодержащего компонента и связующего, их смешивания и прессования, включающий стадию гидрофобизации, отличающийся тем, что нагревание углеродсодержащего компонента, связующего и кубовых остатков нефтепереработки проводят при температуре 51 - 70^oC с последующей объемной гидрофобизацией при смешивании кубовых остатков нефтепереработки и связующего в соотношении 1,0 : (12,8 - 15,4) и смешивании полученной смеси с углеродсодержащим компонентом, причем прессование проводят при давлении 25 - 45 МПа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2