Способ брикетирования влажных мелких классов угля и шламов

Изобретение относится к технологии брикетирования углеродного топлива, в частности к способу получения топливных брикетов, и может быть использовано в угольной, металлургической, энергетической и других отраслях промышленности. Способ брикетирования влажных мелких классов угля, включающий перемешивание связующего вещества с мелким классом угля, брикетирование шихты и сушку брикетов, отличающийся тем, что в смесь связующего вещества с мелким классом угля дополнительно вводят угольные шламы, а в качестве связующего вещества в зависимости от технологических требований к брикетам используют водный раствор латекса СКМС-30 АРК, водный раствор бустилата, водный раствор клея ПВА, водный раствор клея КМЦ-55 или КМЦ-75, а частичная сушка брикетов производится за счет тепла, выделяемого при брикетировании прессованием. 4 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к технологии брикетирования углеродного топлива, в частности к способу получения топливных брикетов, и может быть использовано в угольной, металлургической, энергетической и других отраслях промышленности.

Известен способ подготовки к брикетированию высоковлажных шламов [1], отличающийся тем, что шламы подвергают первичному обезвоживанию, подсушивают с подогревом в смесителе с сухим порошком до формовочной влажности, порошок получают прокалкой части шламов из смесителя с возвратом ее в голову процесса, сухой порошок объединяют со шламами на ленте питателя до смесителя, дозируя шламы на порошок в виде "слоеного пирога", причем порошок дозируют на ленту питателя горячим непосредственно из прокалочного устройства, слоеную массу на ленте питателя активно вентилируют. Положительный эффект: повышение технологичности за счет совмещения операций сушки и транспортировки шламов, снижение энергоемкости за счет утилизации тепла порошка, засыпаемого на ленту транспортера под слой влажного шлама.

Известны топливный брикет и способ его изготовления [2], отличающиеся тем, что для получения топливных брикетов из угольных шламов и (или) мелких классов угля, включающего перемешивание упомянутых горючих компонентов с кубовым остатком ректификации таллового масла, а затем введение в полученную смесь горючей массы кубовым остатком ректификации таллового масла водорастворимого связующего вещества, последующее формование из полученной массы топливных брикетов и их термообработку (обжиг). Перемешивание, формование и термообработку осуществляют в технологической цепи при непрерывном движении обрабатываемой массы, причем кубовый остаток ректификации таллового масла добавляют в смешиваемую массу в количестве не менее 0,5% от массы горючих компонентов, а водорастворимые связующие вещества добавляют также в смешиваемую массу в количестве не менее 0,5% от массы горючих компонентов, термообработку ведут при 200-800°С в течение не менее 4 мин.

Известен способ получения топливных брикетов [3], отличающийся тем, что при брикетировании угля и отходов древесной промышленности в качестве связующего - лигнина или древесных опилок, которые шихтуют в массовом соотношении уголь:отходы, равном (1,5-4):1, и подвергают шихту механообработке в дезинтеграторе при скорости вращения роторов (16-18)·10³ мин^-1 в течение 3-6 с с последующим брикетированием при комнатной температуре.

Известен способ получения топливных брикетов [4], отличающийся тем, что топливный брикет включает термообработанную формованную смесь угольной мелочи и связующего, содержащего пек из кубового остатка ректификации таллового масла не менее 0,5% от массы угля и производное сульфокислоты (лигносульфонат или натриевую соль метиленнафталинсульфокислоты) не менее 0,5% от массы угля. Способ для получения топливного брикета включает перемешивание каменноугольной мелочи со связующим, содержащим пек из кубового остатка ректификации таллового масла (омыленный или окисленный талловый пек) в количестве не менее 0,5% от массы угля, а затем в полученную смесь вводят водный раствор производной сульфокислоты (лигносульфонат или натриевую соль метиленнафталинсульфокислоты) в количестве не менее 0,5% от массы угля, формуют из смеси топливные брикеты и подвергают их термообработке (при 200-800°С в течение не менее 4 мин).

Известен способ получения топливных брикетов [6], отличающийся тем, что угольный шлам и угольную мелочь смешивают с цементом и известью и затем осуществляют дополнительное перемешивание шихты при одновременном избирательном измельчении ее частиц до образования вторичных ассоциатов крупностью: 6-5 мм - 6-8%, 5-1 мм - 43-45%, 1-0,5 мм - 18-20%, 0,5-0,1 мм - 28-30%, <0,1 мм - 0,7-1,1%, с последующей термической обработкой при температуре 120-150°С. Благодаря этому повышается прочность и влагоустойчивость брикетов, что делает возможным складирование, транспортирование их без упаковки и длительное хранение.

Известен способ получения топливных брикетов [7], отличающийся тем, что способ получения топливных брикетов включает приготовление шихты, состоящей из угля и нефтяного асфальтита, механоактивацию шихты в дезинтеграторе при скорости вращения рабочих органов (16-18)·10³ мин^-1 в течение 3-6 с с последующим брикетированием. Способ позволяет упростить технологию процесса и получить топливные брикеты с высокими показателями качества.

Известен способ получения угольных брикетов [8], отличающийся тем, что способ получения угольных топливных брикетов, включающий смешение шихты угольного шлама и угольной мелочи с 4-5 мас.% сухого лигносульфоната, брикетирование смеси и последующую термообработку брикетов, использует шихту с влажностью 8-14% при содержании угольного шлама фракции минус 0,5 мм 50-90 мас.% и угольной мелочи фракции минус 6 мм 5-46 мас.%, теомообработку брикетов осуществляют в интервале 160-200°С в течение 1-1,5 часа.

Известен способ получения топливных брикетов [9], отличающийся тем, что способ получения топливных брикетов, включающий подготовку шихты путем смешивания угольного шлама и угольной мелочи со связующим материалом из цемента с известью, брикетирование шихты и последующую термическую обработку, отличающийся тем, что осуществляют дополнительное перемешивание шихты при одновременном избирательном измельчении ее частиц до образования вторичных ассоциатов крупностью: 6-5 мм - 6-8%, 5-1 мм - 43-45%, 1-0,5 мм - 18-20%, 0,5-0,1 мм - 28-30%, <0,1 мм - 0,7-1,1%, а термическую обработку проводят при температуре 120-150°С.

Известен способ получения угольных брикетов [10], отличающийся тем, что для повышения прочности брикетов способ включает смешение нагретого битуминозного связующего с 1-5 мас.% воды с образованием эмульсии, подачу эмульсии с температурой 140-250°С в измельченный уголь при перемешивании (при этом происходит вспенивание связующего на угле) и последующее брикетирование смеси, дополнительно в нагретое битуминозное связующее перед смешением с водой вводят 0,1-5 мас.% стабилизатора эмульсии, в качестве которого используют стеарат кальция.

Известен состав брикетированного топлива [11], отличающийся тем, что содержит угольную мелочь и лигносульфонат натрия в качестве связующего при следующем соотношении компонентов, мас.%: лигносульфонат натрия 10-20, угольная мелочь - остальное. Использование изобретения позволяет улучшить процесс сгорания угольной мелочи с учетом экологического аспекта.

Известны углесодержащий брикет и способ его получения [12], отличающиеся тем, что в качестве отхода металлургического производства он содержит маслоокалиносодержащий шлам, и/или колошниковую пыль, и/или железную окалину при следующем соотношении компонентов, мас.%: маслоокалиносодержащий шлам, и/или колошниковая пыль, и/или железная окалина - 10-60, производное сульфокислоты или меласса - 1-15, известь - 0,01-10,0, коксовая или угольная мелочь - до 100, причем известь равномерно распределена в смеси или в виде поверхностного слоя на брикете, с добавкой 5-30 мас.% производного сульфокислоты или мелассы.

Способ получения углеродсодержащих брикетов, включающий смешение коксовой или угольной мелочи с измельченным отходом металлургического производства, производным сульфокислоты и известью, брикетирование смеси и последующую термообработку и охлаждение брикетов, отличающийся тем, что в качестве отхода металлургического производства используют маслоокалиносодержащий шлам, и/или колошниковую пыль, и/или железную окалину при следующем соотношении компонентов, мас.%: маслоокалиносодержащий шлам, и/или колошниковая пыль, и/или железная окалина - 10-60, производное сульфокислоты или меласса - 1-15, известь - 0,01-10,0, коксовая или угольная мелочь - до 100, брикеты прессуют при давлении не менее 5 МПа и подвергают термообработке при 250-700°С в течение не менее 5 минут, причем порошок извести вводят в смесь или наносят на брикет в виде слоя насыщенного водного раствора извести, с добавкой 5-30 мас.% производного сульфокислоты или мелассы.

Охлаждение брикетов производят одновременно с нанесением раствора извести на горячие брикеты за счет испарения влаги из раствора, также охлаждение брикетов может производиться перемешиванием их с маслоокалиносодержащим шламом и/или коксовой мелочью с последующим отделением брикетов.

Известны углесодержащий брикет и способ его получения [13], отличающиеся тем, что для повышения механической прочности и теплотворной способности углеродосодержащий брикет содержит термообработанную смесь, мас.%: измельченные 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°С или при 250-400°С в неокислительной среде, после чего брикеты охлаждают.

Известен способ получения топливных брикетов [14], отличающийся тем, что производство угольных брикетов осуществляют после подготовки сырья прессованием со связующим на валковых прессах. Подготовка сырья включает сушку угля до влажности 2-3%. Целью настоящего изобретения является способ получения топливных брикетов из сырья исходной влажности. Поставленная цель достигается за счет приготовления смесей каменного угля, антрацита, сланца или их шламов с торфом и связующим, формованием смеси методом экструдирования с последующей резкой сформованной массы на брикеты и сушкой брикетов. Формованию по данному способу подвергают смеси указанных компонентов с влажностью 18-30%.

Известны топливный брикет и способы получения брикетов [14], отличающиеся тем, что для повышения водостойкости и термопрочности топливный брикет на основе термообработанной смеси измельченного углеродного топлива и связующего в виде лигносульфоната или мелассы и нефтяной спекающей добавки с температурой размягчения 140-170 или >250°С содержит 1-10% нефтяной спекающей добавки, 1-10% лигносульфоната или мелассы и до 100% углеродного топлива, выбранного из угля, кокса, отходов углеродных электродов или их смеси. Описан также способ получения брикетов, включающий смешивание измельченного углеродного топлива, выбранного из угля, кокса, отходов углеродных электродов или их смеси, 1-10 мас.% порошка нефтяной спекающей добавки с температурой размягчения 140-170 или >250°С. Затем с 1-10 мас.% лигносульфоната или мелассы брикетируют смесь при 30-60 МПа, термообработку брикетов ведут при температуре на 5-10°С выше температуры размягчения нефтяной спекающей добавки с последующим охлаждением брикетов. Описан также способ получения брикетов, включающий нагрев измельченного углеродного топлива, смешение нагретого углеродного топлива со связующим - лигносульфонатом или мелассой 1-10 мас.% и остатком нефтепереработки, брикетирование смеси и последующее охлаждение брикетов, при этом в качестве остатка нефтепереработки используют 1-10 мас.% порошка нефтяной спекающей добавки с температурой размягчения 140-170 или >250°С, нагревают измельченное углеродное топливо до температуры выше на 5-10°С температуры размягчения нефтяной спекающей добавки, брикетируют нагретую смесь при 30-60 МПа. Охлаждают брикеты путем перемешивания их с исходным измельченным углеродным топливом с последующим разделением брикетов и измельченного углеродного топлива.

Известен способ получения топливных брикетов [5], принятый за прототип, отличающийся тем, что способ получения топливных брикетов включает смешение угольной мелочи, которая предварительно подсушена до влажности 1-1,5%, с водным раствором лигносульфоната натрия с концентрацией 53-55 мас.%, в соотношении, мас.%: лигносульфонат натрия 10-20, угольная мелочь - остальное, после смешения полученную смесь брикетируют и проводят сушку полученных топливных брикетов.

Недостатками способа является глубокая сушка шлама и привязка способа к местонахождению целлюлозно-бумажной промышленности, т.к. перевозка ее отходов увеличивает стоимость брикетов.

Задачей изобретения является снижение энергоемкости и стоимости производства брикетов, удаление промежуточных операций брикетирования.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в смесь связующего вещества с мелким классом угля дополнительно вводят угольные шламы, в качестве связующего вещества в зависимости от технологических требований к брикетам используют водный раствор латекса СКМС-30 АРК, водный раствор бустилата, водный раствор клея ПВА, водный раствор клея КМЦ-55 или КМЦ-75, а частичная сушка брикетов производится за счет тепла, выделяемого при брикетировании прессованием.

При подготовке брикетной шихты используют 60% водный раствор латекса СКМС-30 АРК, количество которого в брикетной шихте составляет 3-5% по массе, а его свойства адгезии проявляются после перемешивания с влагой, содержащейся в шихте.

Способ брикетирования влажных мелких классов угля по п.1, отличающийся тем, что

В зависимости от требований в качестве связующего вещества используют водный раствор бустилата, разведенный с водой в соотношении 5:1 в количестве 10-12% от общей массы брикетной шихты, водный раствор клея ПВА, разведенный с водой в соотношении (5-8):1, в количестве 8-10% от общей массы брикетной шихты, а также раствор клея КМЦ-55 или КМЦ-75, разведенный с водой в соотношении 20:1 в количестве 5-8% от общей массы брикетной шихты.

Шихту перемешивают до равномерного распределения связующего вещества по массе и брикетируют.

Реализация способа заключается в следующем.

Во влажный угольный шлам вводится растворенное в воде концентрированное связующее вещество. Шихту перемешивают в мешалке до равномерного распределения связки по всему объему и подают на пресс для обжатия. После брикетирования шихты получаются готовые брикеты, подсушивание которых происходит за счет тепла, выделенного при брикетировании прессованием, что сокращает энергозатраты на просушивание готовых брикетов.

Подготовка связок для разных технологических требований к брикетам заключается в следующем.

В шихту в количестве 3-5% от общей массы добавляют водорастворимый 60% латекс СКМС-30 АРК, свойства адгезии которого проявляются после перемешивания и поглощения влаги, содержащейся в шламе, при прессовании он полимеризуется и склеивает частицы угля и шлама.

Бустилат разводят в воде в соотношении 5:1, в количестве 10-12% от общей массы брикетной шихты, при прессовании он полимеризуется и склеивает частицы угля и шлама.

Клей ПВА разводят в воде в соотношении (5-8):1, в количестве 8-10% от общей массы брикетной шихты, при прессовании он полимеризуется и склеивает частицы угля и шлама.

Клей КМЦ-55 или КМЦ-75 разводят в воде в соотношении 20:1 и добавляют к шихте в количестве 5-8% от общей массы брикетной шихты, при прессовании он склеивает частицы угля и шлама.

В зависимости от технологических требований к брикетам в дальнейшем производят дополнительную сушку брикетов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Патент РФ №92005273. Способ подготовки к брикетированию высоковлажных шламов. / Черников П.И., Родионов В.В, Лурий В.Г., Терентьев Ю.И. МПК С10В 53/08. Заявл. 1994.09.16. Опубл. 1997.08.27. Бюл. №8.

2. Патент РФ №95102216. Топливный брикет и способ его изготовления. / Лурий В.Г., Терентьев Ю.И. МПК С10L 5/16. Заявл. 1995.02.13. Опубл. 1996.07.20. Бюл. №7.

3. Патент РФ №93003418. Способ получения топливных брикетов. / Пушканов В.В., Головин Г.С., Горлов Е.Г. и др. МПК С10L 5/04. Заявл. 1993.01.20. Опубл. 1995.09.27. Бюл. №10.

4. Патент РФ №9778120. Способ получения топливных брикетов. / Лурий В.П. МПК С10L 5/16. Заявл. 1995.02.13. Опубл. 1997.04.27. Бюл. №5.

5. Патент РФ №95102684. Способ получения топливных брикетов. / Михайлов А.И., Порай-Кошиц А.Б., Шариков Ю.В. и др. МПК С10L 5/20. Заявл. 1995.02.21. Опубл. 1996.11.20. Бюл. №12.

6. Патент РФ №2227803. Способ получения топливных брикетов. / Шувалов Ю.В., Нифонтов Ю.А., Экгардт В.И. и др. МПК С10L 5/20. Заявл. 2002.11.04. Опубл. 2004.04.27. Бюл. №5.

7. Патент РФ №93003475. Способ получения топливных брикетов. / Пушканов В.В., Головин Г.С., Горлов Е.Г. и др. МПК С10L 5/20. Заявл. 2002.11.04. Опубл. 2004.04.27. Бюл. №5.

8. Патент РФ №2078794. Способ получения угольных брикетов. / Будаев С.С., Нифонтов Ю.А., Молявко А.Р. и др. МПК С10L 5/20. Заявл. 1994.07.12. Опубл. 1997.05.10. Бюл. №6.

9. Патент РФ №2002129513. Способ получения топливных брикетов. / Шувалов Ю.В., Нифонтов Ю.А., Экгардт В.И. и др. МПК С10L 5/10. Заявл. 2002.11.04. Опубл. 2004.04.27. Бюл. №5.

10. Патент РФ №2066342. Способ получения угольных брикетов. / Литвин Е.М., Слета Т.М., Лысенко А.В. МПК С10L 5/16. Заявл. 1990.01.18. Опубл. 1996.09.10. Бюл. №9.

11. Патент РФ №93027629. Состав брикетированного топлива. / Михайлов А.И., Порай-Кошиц А.Б., Шариков Ю.В. и др. МПК С10L 5/20. Заявл. 1993.05.13. Опубл. 1996.02.27. Бюл. №3.

12. Патент РФ №97107736. Углесодержащий брикет и способ его получения. / Лурий В.Г. МПК С10L 5/48. Заявл. 1997.04.08. Опубл. 1999.02.27. Бюл. №3.

13. Патент РФ №2114902. Углесодержащий брикет и способ его получения. / Лурий В.Г. МПК С10L 5/44. Заявл. 1997.05.08. Опубл. 1998.07.10. Бюл. №7.

14. Патент РФ №93051187. Способ получения топливных брикетов. / Гомзарь И.М., Сергеев Е.В. МПК С10L 5/14. Заявл. 1993.11.02. Опубл. 1996.04.27. Бюл. №5.

15. Патент РФ №2181752. Топливный брикет и способы получения брикетов. / Лурий В.Г. МПК С10L 5/10. Заявл. 2000.12.09. Опубл. 2002.04.27. Бюл. №5.

1. Способ брикетирования влажных мелких классов угля, включающий перемешивание связующего вещества с мелким классом угля, брикетирование шихты и сушку брикетов, отличающийся тем, что в связующее вещество с мелким классом угля дополнительно вводят угольные шламы, в качестве связующего вещества в зависимости от технологических требований к брикетам используют водорастворимый латекс СКМС-30 АРК, водный раствор бустилата, водный раствор клея ПВА, водный раствор клея КМЦ-55 или КМЦ-75, а частичная сушка брикетов производится за счет тепла, выделяемого при брикетировании прессованием.

2. Способ брикетирования влажных мелких классов угля по п.1, отличающийся, тем, что при подготовке брикетной шихты используют 60%-ный водный раствор латекса СКМС-30 АРК, количество которого в брикетной шихте составляет 3-5% по массе, а его свойства адгезии проявляются после перемешивания с влагой, содержащейся в шихте.

3. Способ брикетирования влажных мелких классов угля по п.1, отличающийся тем, что в качестве связующего вещества используют водный раствор бустилата, разведенный с водой в соотношении 5:1, в количестве 10-12% от общей массы брикетной шихты.

4. Способ брикетирования влажных мелких классов угля по п.1, отличающийся тем, что в качестве связующего вещества используют водный раствор клея ПВА, разведенный с водой в соотношении (5-8):1, в количестве 8-10% от общей массы брикетной шихты.

5. Способ брикетирования влажных мелких классов угля по п.1, отличающийся тем, что в качестве связующего вещества используют водный раствор клея КМЦ-55 или КМЦ-75 в соотношении 20:1 в количестве 5-8% от общей массы брикетной шихты.