Топливный брикет на основе углеродного остатка пиролиза автошин



Топливный брикет на основе углеродного остатка пиролиза автошин
Топливный брикет на основе углеродного остатка пиролиза автошин
Топливный брикет на основе углеродного остатка пиролиза автошин

Владельцы патента RU 2608733:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) (RU)

Изобретение описывает топливный брикет на основе углеродного остатка пиролиза автошин, включающий твердый остаток пиролиза автошин, предварительно обогащенный методом масляной агломерации, при этом в качестве реагента обогащения используется отработанное машинное масло в количестве 4,0-6,0% к массе воды, используемой для обогащения, а в качестве связующего - карбамид в количестве 8,0-10% к массе обогащенного концентрата при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углеродные гранулы 90-92 карбамид 8,0-10

Техническим результатом является получение формованного топлива с низкой зольностью и сернистостью, приготовленного из концентрата твердого углеродного остатка пиролиза автошин, что позволит более полно утилизировать отработанные автошины и улучшить экологическую обстановку в регионах. 3 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к технологии формования горючих компонентов, например, угольных шламов, мелких классов угля, коксовой пыли, твердого остатка пиролиза автошин и т.д. Полученное формованное топливо может быть использовано в качестве топлива для сжигания в бытовых и промышленных топках.

Объемы образования и накопления отработанных автошин в мире достигают огромных размеров. Одним из наиболее экологически безопасных способов переработки изношенных автошин является пиролиз, в процессе которого получаются полупродукты: газ, жидкотопливная фракция, углеродсодержащий остаток и металлокорд. Получаемый твердый углеродсодержащий остаток - низкокачественный углерод, практически не может найти своего применения напрямую и складируется на промплощадке предприятия. Выход этого остатка после пиролиза составляет 80-85% от исходной массы автошин. Твердый остаток чаще всего имеет неприемлемую для прямого использования зольность (Vdaf=12-15 мас. %) из-за присадок в резине, может быть весьма токсичен из-за нарушений технологического режима. Проблема утилизации твердого остатка пиролиза автошин является весьма актуальной.

Изобретение способствует решению экологических проблем, связанных с образованием и утилизацией отходов (твердого остатка пиролиза автошин).

Известен способ окускования шламов и мелких классов каменных углей, включающий перемешивание угля, шлама со связующим веществом, которым служит гумат натрия, прессование смеси в брикеты при влажности смеси до 25% последующую сушку и отверждение брикетов (Лурий В.Г., Михеев О.В., Никишичев Б.Г. Новый способ окускования шламов и мелких классов каменных углей. ИАЦ горных наук. Москва: 1993).

Однако данный способ недостаточно эффективен и характеризуется сравнительно невысокой прочностью и низкой влагостойкостью брикетов, значительными капитальными, энергетическими, материальными и трудовыми затратами, и не обеспечивает экологической безопасности производства и санитарного уровня гигиены труда.

Известны способы брикетирования каменных углей и антрацитов, включающие обезвоживание и сушку исходного угля до влажности 2-3%, смешивания его с жидкими или твердыми связующими (нефтебитумы, каменноугольный пек, сульфат-спиртовая барда, твердые глины, цемент), прессование смеси давлением 20-50 МПа и последующее охлаждение (см. Елишевич А.Т. «Технология брикетирования полезных ископаемых», М.: «Недра», 1989, с. 86, 92, 98, 101, 106).

Упомянутым способам присущи следующие недостатки:

Во-первых, необходимость использования предлагаемых связующих значительно усложняет и удорожает процесс брикетирования каменных углей, т.к. предусматривает операции по глубокому обезвоживанию и термической сушке исходного угля до минимальных значений по влажности, т.е. до 2-3%.

Во-вторых, существующие технологии брикетирования каменных углей и антрацитов не предназначены для использования в качестве исходного сырья твердого остатка пиролиза автошин (класс крупности 0-10,0 мм) и тонкодисперсных угольных шламов (класс крупности 0-1,0 мм), образующихся при добыче и переработке каменных углей.

Известен состав твердотопливной гранулированной композиции (Патент РФ №2484124, МПК C10L 5/00 C10L 5/40, опубл. 10.06.2013 г.), где в качестве углеродсодержащего компонента используют дисперсный, активированный продукт низкотемпературного пиролиза отходов резинотехнических изделий - пирокарбон, при следующем соотношении компонентов, % мас.:

пирокарбон 50-70
древесные опилки 20-30
азотсодержащие вещества 5-10
водный раствор пластифицирующей добавки 5-10

Основные недостатки данной композиции - трудность смешения компонентов, сложный состав.

Известен способ получения топливных брикетов, включающий смешивание коксовой пыли, предварительно обогащенной методом масляной агломерации до зольности 5,0-5,5% мас. и сернистости 0,05% мас. со связующим, в качестве которого используют карбамид в количестве 4,0-6,0% к массе исходного концентрата, дальнейшее брикетирование смеси (Патент РФ №2468071, МПК C10L 5/04 C10L 5/12, опубл. 27.11.2012 г.).

В составе указанного топливного брикета в качестве углеродсодержащего компонента используется коксовая пыль, являющаяся отходом коксохимического производства, которое не имеет широкого распространения.

Предлагаемое изобретение предполагает окусковывание твердого углеродного остатка, получаемого при пиролизе отработанных автошин, являющихся отходом, распространенным повсеместно.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является состав формованного топлива и способ переработки твердого остатка пиролиза автошин, включающий обогащение твердого углеродного остатка пиролиза автошин методом масляной агломерации, при этом в качестве реагента для обогащения используется жидкая фракция пиролиза в количестве 4,0-6,0% к массе воды, используемой для обогащения, полученный концентрат гранулируют (Патент РФ №2557652, МПК C10L 5/04, опубл. 27.07.2015 г.).

Недостатки данного изобретения - токсичность используемой при обогащении жидкой фракции пиролиза, низкая прочность гранул.

Техническим результатом заявляемого изобретения является получение формованного топлива с низкой зольностью и сернистостью, приготовленного из концентрата твердого углеродного остатка пиролиза автошин, что позволит более полно утилизировать отработанные автошины и улучшить экологическую обстановку в регионах.

Технический результат достигается тем, что топливный брикет на основе углеродного остатка пиролиза автошин, включающий твердый остаток пиролиза автошин, предварительно обогащенный методом масляной агломерации, согласно изобретению, в качестве реагента обогащения содержит отработанное машинное масло в количестве 4,0-6,0% к массе воды, используемой для обогащения, в качестве связующего - карбамид в количестве 8,0-10% к массе обогащенного концентрата при следующем соотношении компонентов, % мас.:

углеродные гранулы 90-92
карбамид 8,0-10

Для приготовления топливного брикета твердый остаток пиролиза автошин с исходной зольностью 11,0-12,5%, сернистостью 3,2% мас. измельчают до крупности частиц 0,1 мм, обогащают на установке методом масляной агломерации для получения глубоко обогащенных концентратов.

Твердый остаток пиролиза автошин тонкодисперсный, крупностью менее 1 мм. По количеству зольности твердый углеродный остаток пиролиза автошин относится к среднезольным отходам, что препятствует его использованию.

Так как твердый остаток пиролиза автошин тонко дисперсный (<1 мм), то оптимальный метод его обогащения - масляная агломерация. К основным достоинствам метода масляной агломерации относят высокую селективность при разделении частиц менее 100 мкм (что и характерно для коксовой пыли), широкий диапазон зольности обогащаемого угля, возможность вести процесс при плотности пульпы до 600 г/л, дополнительное обезвоживание концентрата вытеснением воды маслом при образовании углемасляных гранул.

В емкость наливают техническую или питьевую воду, загружают измельченный твердый остаток пиролиза автошин. До визуального перемешивания в течение 1-2 мин проводят интенсивное смешивание твердого остатка пиролиза автошин и воды при помощи лопастной мешалки, соединенной с двигателем. Перемешивание более 3 мин нецелесообразно. Во избежание образования «воронки», снижающей интенсивность перемешивания, в емкость устанавливают специальные преградители. Затем добавляют отработанное машинное масло в количестве 4,0-6,0% к массе воды, используемой для обогащения, и перемешивают еще в течение 5-8 мин. Перемешивание менее 5 мин не приводит к образованию масляных агломератов, так как углеводородный реагент не успевает полностью смочить поверхность пылевых частиц. Увеличение времени перемешивания свыше 8 мин нецелесообразно, так как расходуется дополнительная энергия.

В результате турбулизации пульпы (смеси воды, твердого остатка пиролиза автошин и реагента) происходит селективное образование масляных агрегатов, которые уплотняются, структурно преобразуясь в прочные гранулы сферической формы, при этом топливо избавляется от балласта - минеральных примесей. Зольность полученных концентратов не превышает 5,5-6,5% мас., сернистость - 0,25% мас., что говорит о приемлемости полученных концентратов для применения в энергетике; высокий выход продукта (до 84% мас.) и более низкая зольность и сернистость концентратов обусловлены полнотой разделения органической и минеральной частей твердого остатка пиролиза автошин в процессе обогащения методом масляной агломерации.

На выходе с установки получают концентрат со следующими характеристиками (таблица 1).

Полученный концентрат и разогретый до 100-133°С карбамид в количестве 8,0-10,0% к массе исходного концентрата смешивают в пресс-форме, перемешивают вручную или с помощью смесительной машины до тех пор, пока связующий компонент не распределится равномерно по всему объему концентрата, затем загружают в пресс-форму, прессуют ступенчато.

Выбор в качестве связующего карбамида обусловлен его доступностью и невысокой стоимостью. Карбамид легко доступен вследствие больших его производств в промышленности и низкой стоимости на рынке. Расход связующего (карбамида) определяют потребностью для формирования прочного топливного брикета.

Расход связующего определяют потребностью для формирования прочного топливного брикета.

На выходе получают твердое топливо со следующими техническими характеристиками (таблица 2).

Пример 1

Для получения топливного брикета в емкость наливают техническую или питьевую воду объемом 850 мл, загружают твердый остаток пиролиза автошин массой 200 г. Полученную смесь обогащают на установке методом масляной агломерации для получения глубоко обогащенных концентратов. В качестве углеводородного реагента при обогащении используют отработанное машинное масло в количестве 34 мл.

Берут 92 г полученного концентрата и 8 г карбамида, нагретого до 100°С, смешивают до визуального перемешивания.

Полученную смесь тщательно перемешивают, затем загружают в пресс-форму, прессуют в штемпельном прессе ступенчато.

На выходе получают формованное топливо, приемлемое для прямого сжигания, технические характеристики которого представлены в таблице 3.

Пример 2

Для получения топливного брикета в емкость наливают техническую или питьевую воду объемом 850 мл, загружают твердый остаток пиролиза автошин массой 200 г. Полученную смесь обогащают на установке методом масляной агломерации для получения глубоко обогащенных концентратов. В качестве углеводородного реагента при обогащении используют отработанное машинное масло в количестве 34 мл.

Берут 85 г полученного концентрата и 15 г карбамида, нагретого до 150°С, смешивают до визуального перемешивания.

Полученную смесь тщательно перемешивают, затем загружают в пресс-форму, прессуют в штемпельном прессе ступенчато. На выходе не получают твердое топливо, так как:

1. Разогрев карбамида до 150°С приводит к его разложению.

2. Согласно математической зависимости, рассчитанной доктором А.Т. Елишевичем, вовлечение более 10% связующего реагента в систему является экономически и технологически неоправданным.

3. При увеличении количества связующего (карбамида) происходит ухудшение прочностных характеристик ввиду деструктуризации брикета.

Пример 3

Для получения топливного брикета в емкость наливают техническую или питьевую воду объемом 850 мл, загружают твердый остаток пиролиза автошин массой 200 г. Полученную смесь обогащают на установке методом масляной агломерации для получения глубоко обогащенных концентратов. В качестве углеводородного реагента при обогащении используют отработанное машинное масло в количестве 8,5 мл.

На выходе с установки не получают концентрат, количество углеводородного реагента (отработанного машинного масла) недостаточно для получения концентрата.

Рекомендуемый состав позволяют получать топливные брикеты с низкой себестоимостью, низкой зольностью и сернистостью из мелкодисперсного отхода (твердого остатка пиролиза автошин). Утилизация твердого остатка пиролиза автошин позволит улучшить экологическую обстановку, расширить сырьевую базу для энергетики за счет использования альтернативных видов топлив.

Топливный брикет на основе углеродного остатка пиролиза автошин, включающий твердый остаток пиролиза автошин, предварительно обогащенный методом масляной агломерации, отличающийся тем, что содержит в качестве реагента обогащения отработанное машинное масло в количестве 4,0-6,0% к массе воды, используемой для обогащения, в качестве связующего - карбамид в количестве 8,0-10% к массе обогащенного концентрата при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углеродные гранулы 90-92
карбамид 8,0-10



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к шихте, содержащей каменный уголь и связующие добавки, при этом в каменный уголь входят недогоревшая золошлаковая смесь от сжигания угля в котельных, тепловых электрических станциях, бытовых печах, отходы обогащения угля и в качестве активаторов используют: каменноугольную смолу, смолистые отходы коксохимической и химической промышленности, отработанные машинные масла, в качестве высококалорийной добавки - алюминиевый порошок 1-3% об., а в качестве связующего - известняк 13-18% об.
Изобретение относится к способу получения оксидно-топливных брикетов, включающему приготовление смеси для брикетирования, содержащей мелочь угля, колошниковую пыль и/или железную окалину, известь, производное сульфокислоты или мелассу, уплотнение смеси в виброформах и сушку брикетов, отличающийся тем, что на стадии приготовления смеси для брикетирования берут, мас.%: мелочь угля - 45-64, колошниковую пыль и/или железную окалину - 5-10, известь - 5-6, производное сульфокислоты или мелассу - 5-6, добавляют шлак ферромарганцевого производства и/или мелочь марганцевой руды, содержащую оксиды марганца, мас.% - 30-60, для повышения содержания марганца в получаемом чугуне; поваренную соль, мас.% - 20-30, а после просушивания полученных брикетов их помещают в воду для полного растворения соли и повторяют процесс просушки для образования в брикете пор.
Изобретение относится к способу получения оксидно-топливных брикетов, который включает приготовление смеси для брикетирования в составе, мас.%: мелочь угля - 45-64, колошниковая пыль, железная окалина - 25-50, известь - 5-6, производное сульфокислоты или меласса - 5-6, уплотнение смеси в виброформах и сушку брикетов, отличается тем, что на стадии приготовления смеси для брикетирования в нее добавляют, мас.%: поваренную соль - 20-30, а после просушивания полученных брикетов их помещают в воду для растворения соли и повторяют процесс просушки.
Изобретение относится к технологии брикетирования горючих компонентов - угольных шламов, мелких классов угля, коксовой пыли. .
Изобретение относится к области технологии подготовки и производства брикетов, применяемых в качестве восстановителя для металлургических процессов, а также в качестве бездымного топлива для бытовых и промышленных печей.

Изобретение относится к твердым топливным брикетам, которые могут быть использованы в качестве добавки к шихте в доменном производстве чугуна, в конвертерном и мартеновском процессах.
Изобретение относится к переработке измельченных твердых углеродсодержащих материалов в бытовое топливо методом брикетирования с применением неорганических пластифицирующих и модифицирующих добавок, может быть использовано в быту и в промышленности.
Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составу топливного брикета для выплавки чугуна и стали. .
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления металлургических брикетов, являющихся эффективным заменителем кокса в доменном процессе получения чугуна.
Изобретение относится к технологии брикетирования углеродного топлива и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности. .

Настоящее изобретение относится к способу и устройству непрямой термической сушки дисперсного материала, способу и устройству для получения очищенного угля. В способе и устройстве непрямой термической сушки дисперсного материала применяют две сушилки для непрямой термической сушки.

Изобретение раскрывает способ получения топливных брикетов, включающий смешение углеродсодержащих материалов и их формование, при этом смешивают отходы деревообработки, продукты пылеулавливания процессов деревообработки и сланцепереработки.

Изобретение описывает способ изготовления прессованных изделий, содержащих частицы угля, в котором частицы угля смешивают с содержащей воду системой связующего, и получаемую при этом смесь перерабатывают путем прессования для получения прессованных изделий, характеризующийся тем, что перед смешиванием с системой связующего, содержащей воду, частичное количество частиц угля подвергают стадии пропитки, на которой частицы пропитывают веществом, при этом указанное вещество вводят в виде жидкости или при помощи жидкости для пропитывания, где указанное вещество выбирают из группы, включающей не растворимые в воде и/или водоотталкивающие вещества, водную суспензию коллоидов твердого материала, причем твердый материал имеет водоотталкивающие свойства и нижняя граница количества указанного вещества, добавляемого на стадии пропитки, составляет 0,3 вес.% по отношению к весу частиц угля материала, подлежащего переработке в прессованные изделия.
Изобретение относится к способу получения твердого композитного топлива из торфа, который включает термическую обработку торфа при температуре 200-500°C без доступа воздуха, смешивание связующего с измельченным углеродистым остатком, формирование из полученной смеси брикета и его сушку, при этом полученный при термической обработке пиролизный конденсат посредством фильтрования разделяют на пиролизную смолу и подсмольную воду, связующее вещество получают растворением декстрина в подсмольной воде в соотношении 1:(5-25), а сформированный из углеродистого остатка и связующего брикет сушат при температуре 20-105°C и дают остыть до комнатной температуры, затем на поверхность брикета наносят отфильтрованную пиролизную смолу, получая композитное топливо, которое сушат при температуре 20-105°C и выдерживают при комнатной температуре в течение 7-14 суток.

Изобретение описывает топливный брикет, включающий углеродсодержащий компонент и связующее, при этом в качестве углеродсодержащего компонента используется коксовая пыль с размерами частиц менее 1 мм, а в качестве связующего - смесь фусов коксования с карбамидом при следующем соотношении компонентов, мас.%: связующее (смесь фусов коксования и карбамида в соотношении 1:1) 8-10, коксовая пыль - остальное.

Изобретение относится к способу переработки твердого остатка пиролиза автошин, который включает обогащение твердого топлива методом масляной агломерации, при этом в качестве твердого топлива используют твердый углеродный остаток пиролиза автошин с исходной зольностью 11,40-11,66%, сернистостью 1,2 мас.

Изобретение относится к способу получения топливных брикетов, включающему смешивание измельченного твердого топлива со связующим, брикетирование смеси под давлением, где в качестве измельченного твердого топлива используют коксовую пыль с размерами частиц менее 1 мм, а в качестве связующего используют фусы коксования в количестве 8,0-10% к массе коксовой пыли, смесь коксовой пыли и связующего нагревают до 100°C, прессуют ступенчато: сначала устанавливают нагрузку 5-6 атм с выдержкой 3-5 мин и далее до 15 атм с выдержкой при максимальной нагрузке 3-5 мин, готовый топливный брикет прокаливают при температуре 250-300°C без доступа воздуха в течение 10-12 мин.

Изобретение относится к спрессованной основе для применения в энергоустановках совместного сжигания и обогреве дома, содержащей первые частицы, представляющие собой материал биомассы, выбранный из группы, включающей посадочный материал соевых бобов, шалфей, посадочный материал кукурузы и посадочный материал подсолнечника, и вторые частицы, представляющие собой частицы угля, где спрессованная основа, содержащая первые и вторые частицы, а также связующее, которое представляет собой водоросли или воск, является устойчивой к фрагментации.

Изобретение относится к способу получения топлива из прессованной биомассы, при котором влажную биомассу перед процессом прессования в форме подвергают процессу сушки, перед процессом сушки процессу механического обезвоживания для уменьшения содержания влаги и перед механическим процессом обезвоживания процессу измельчения, при этом в процессе измельчения посредством размалывания, доведения до пюреобразного состояния, протирания через сито, приготовления мезги или аналогично механического измельчения биомассу подвергают тонкому измельчению так, что в значительной степени разрушаются клеточные структуры и образуется биомасса с консистенцией от кашеобразной до жидкой.
Изобретение относится к технологии брикетирования горючих компонентов - угольных шламов, мелких классов угля, коксовой пыли. .

Изобретение раскрывает способ производства высушенного горючего материала, включающий в себя: этап смешивания со смешиванием множества частиц, изготовленных из горючего материала, содержащего влагу, и дегидрирующей жидкости, изготовленной из эмульсии, содержащей синтетическую смолу, для формирования смеси, в которой поверхности частиц вступают в контакт с дегидрирующей жидкостью; а также этап сушки с формированием покрытия из синтетической смолы, изготовленного из дегидрирующей жидкости, высушенной на поверхностях частиц, с испарением влаги из частиц, чтобы сформировать покрытые частицы, включающие в себя частицы, имеющие пониженный процент влагосодержания, и покрытие из синтетической смолы, которое покрывает поверхность частиц, причем синтетическая смола, содержащаяся в дегидрирующей жидкости, представляет собой акриловую смолу, уретановую смолу или поливинилацетатную смолу, при этом получают высушенный горючий материал, образованный из покрытых частиц.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2015-11-10 2017-01-30T10:09:04
Наверх