Способ получения углеродсодержащих брикетов из неспекающихся видов угля



Владельцы патента RU 2767863:

Алексеенко Эдуард Владимирович (RU)

Изобретение относится к области переработки пылевидного угля. Способ получения углеродсодержащих брикетов из неспекающихся видов угля включает измельчение неспекающегося угля, смешение его со связующим, брикетирование и последующую карбонизацию полученных брикетов при температуре 520-900°С, при этом в качестве связующего используют отруби, которые смешивают с углем и водой при следующем соотношении компонентов, мас. %: отруби 4-30, вода 10-30, уголь остальное, приготовленную смесь прессуют в брикеты при температуре 60-160°С и давлении 10-300 МПа, сушат при температуре 20-110°С, после чего карбонизируют. Технический результат – получение углеродсодержащих брикетов из неспекающихся видов угля. 1 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к области переработки пылевидного угля, а именно к получению брикетов из углеродсодержащих материалов с последующим их нагревом, и может быть использовано в металлургической, энергетической и других отраслях промышленности.

Известен способ получения коксовых брикетов «KOKSBRIK» [RU 2083642 С1, МПК6 C10L 5/20, C10L 5/28, опубл. 10.07.1997], в котором осуществляют смешение коксовой мелочи с 3-10 мас. % связующего на основе производного сульфокислоты, брикетирование смеси и последующую термообработку при 200-700°С в течение 10-120 минут. Для смешения используют коксовую мелочь с размером частиц в следующем соотношении: 6-2,5 мм - 15-25 мас. %, 2,5-1 мм - 15-35 мас. %, менее 1 мм - до 100 мас. %. Брикетирование ведут при давлении 5-90 МПа. В качестве связующего используют лигносульфонат или натриевую соль металеннафталинсульфокислоты, которые могут быть модифицированы 10-30 мас. % кубовыми остатками ректификации таллового масла.

Недостатком данного способа является использование в качестве связующего вещества серосодержащих соединений, являющихся нежелательной примесью для сталелитейного производства и имеющих высокую стоимость.

Известен способ переработки угля с добавлением биомассы и контролем летучих веществ [RU 2013111466 А, МПК С10В 47/00 (2006.01), опубл. 27.10.2014], в котором реализуют нагревание угля в отсутствие кислорода с удалением из него летучих веществ. Осуществляют смешивание материала биомассы с полукоксом и последующее брикетирование смеси полукокса и биомассы.

Недостатком такого способа является повышенное содержание летучих веществ в получаемом углеродсодержащем брикете.

Известен способ брикетирования слабоспекающихся или совсем неспекающихся углей [Тайц Е.М., Равич Б.М., Андреева И.А. Кокс и железококс на основе брикетирования. - М.: Металлургия, 1965. - С. 10-12], выбранный в качестве прототипа, который включает измельчение неспекающегося угля, смешение со связующим и брикетирование на прессе. Полученные брикеты карбонизируют при температурах 450-1200°С. В качестве связующего используют получаемую при коксовании смолу или каменноугольный пек.

Недостатком способа является ограниченность сырьевой базы слабоспекающихся углей, имеющих высокий выход смолы или каменноугольного пека.

Техническим результатом изобретения является расширение арсенала средств получения углерод содержащих брикетов.

Предложенный способ получения углеродсодержащих брикетов из неспекающихся видов угля, также как в прототипе, включает измельчение неспекающегося угля, смешение его со связующим, брикетирование и последующую карбонизацию полученных брикетов при температуре 520-900°С.

Согласно изобретению в качестве связующего используют отруби. Уголь смешивают с отрубями и водой при следующем соотношении компонентов, мас. %:

отруби 4-30
вода 10-30
уголь остальное

Приготовленную смесь прессуют при температуре 60-160°С и давлении 10-300 МПа. Полученные брикеты сушат при температуре 20-110°С, после чего карбонизируют.

Увеличение доли отрубей свыше 30 мас. % нецелесообразно, так как в таком случае повышаются затраты на изготовление брикета, существенно снижается его масса в процессе карбонизации.

Верхний предел температуры прессования, равный 160 С, обусловлен температурой начала термического разложения угля [Федосеев С.Д., Чернышев А.Б. Полукоксование и газификация твердого топлива. - М.: Гостоптехиздат, 1960. - С. 18].

Полученные предложенным способом углеродсодержащие брикеты обладают высокой механической прочностью после испытания сбрасыванием: 85,3-99,0%.

В таблице 1 представлены примеры получения углеродсодержащих брикетов из неспекающихся видов угля при различных параметрах получения и их характеристики.

Пример 1. В качестве исходного материала использовали каменный уголь марки Д (Беловский район, Кузбасс) фракцией 0-15 мм. Уголь измельчали до фракции размером менее 2,5 мм. В качестве связующего использовали пшеничные отруби в естественном виде, которые смешивали с углем и водой при следующем соотношении компонентов, мас. %:

отруби 8
вода 17
уголь 75

Приготовленную смесь прессовали при температуре 140°С и давлении 50 МПа в брикет цилиндрической формы с диаметром 50 мм и высотой 50 мм. Полученные брикеты сушили при температуре 40°С, после чего карбонизировали при скорости нагрева 3°С в минуту в инертной среде азота до температуры 650°С. В процессе карбонизации происходила термическая деструкция брикетов, в результате чего часть содержащихся в нем органических соединений переходила в газ или жидкую фракцию (смола и пирогенетическая вода), при этом повышалось удельное содержание углерода в брикете.

Охлаждение углеродсодержащих брикетов осуществляли естественным образом до комнатной температуры.

После карбонизации полученные углеродсодержащие брикеты имели следующие характеристики: содержание твердого углерода - 86,4%, влажность на рабочую массу (ГОСТ Р 52911-2020) - 2,1%, зольность на сухую массу (ГОСТ Р 55661-2013) - 4,5%, содержание летучих на сухую обеззоленную массу (ГОСТ Р 55660-2013) - 7,0%, прочность на сбрасывание согласно (ГОСТ 21289) - 85,3%.

Другие примеры 2-5 изготовления углеродсодержащих брикетов из неспекающихся видов угля при различных параметрах получения и их механические характеристики представлены в Таблице 1.

Способ получения углеродсодержащих брикетов из неспекающихся видов угля, включающий измельчение неспекающегося угля, смешение его со связующим, брикетирование и последующую карбонизацию полученных брикетов при температуре 520-900°С, отличающийся тем, что в качестве связующего используют отруби, которые смешивают с углем и водой при следующем соотношении компонентов, мас. %:

отруби 4-30
вода 10-30
уголь остальное

приготовленную смесь прессуют в брикеты при температуре 60-160°С и давлении 10-300 МПа, полученные брикеты сушат при температуре 20-110°С, после чего карбонизируют.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области газообразных углеводородных топлив. Описывается транспортабельная горючая газообразная суспензия, включающая негорючий газообразный носитель и частицы твердого топлива, суспендированные в газообразном носителе, причем частицы твердого топлива состоят из частиц образованного из угля твердого углеродсодержащего материала, имеющих размер частиц менее 40 мкм.

Изобретение относится к твердому топливу из биомассы. Описан способ получения твёрдого топлива из биомассы, в котором взаимное связывание или адгезия между частицами измельчённой в порошок биомассы сохраняется после погружения в воду, включающий в себя: стадию формования для осуществления формования частиц измельчённой в порошок биомассы на основе древесины, имеющих размер частиц от 100 до 3000 мкм, в ненагретые блоки биомассы и стадию нагревания для осуществления нагревания ненагретых блоков биомассы для получения нагретого твёрдого продукта, причём указанный нагретый твёрдый продукт используют в качестве твёрдого топлива из биомассы; при этом указанный способ не включает в себя стадию парового взрыва биомассы, температура нагревания на стадии нагревания составляет от 150 до 400°C и твёрдое топливо из биомассы характеризуется топливным отношением (связанный углерод/летучее вещество) от 0,15 до 1,50, высшей теплотой сгорания на сухую массу топлива от 4500 до 7000 (ккал/кг на сухую массу), мольным отношением кислорода O к углероду C (O/C) от 0,1 до 0,7 и мольным отношением водорода H к углероду C (H/C) от 0,70 до 1,40, а также не содержит связующего.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и ресурсосбережению. Предложен способ получения твердого биотоплива из растительного сырья с использованием термоустановки, в котором с целью повышения эффективности прилипания листьев к мелкой древесине поддерживают их в массовом соотношении 1:2 и выдерживают в термоустановке температуру в пределах 80-100°С.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и ресурсосбережению. Предложен способ получения твердого биотоплива из растительного сырья с использованием термоустановки, в котором с целью повышения эффективности прилипания листьев к мелкой древесине поддерживают их в массовом соотношении 1:2 и выдерживают в термоустановке температуру в пределах 80-100°С.

Настоящее изобретение относится к способу производства топливных брикетов, включающему измельчение, сушку, дозирование, подачу, смешивание со связующим веществом с увлажнением, прессование, брикетирование изготовленных изделий на основе смеси соломенной резки с древесными опилками, при этом в качестве связующего вещества используют соломенную муку с фракцией до 1 мм и используют соломенную резку с размером частиц длиной до 150 мм, а древесные опилки - размером до 50 мм; при следующем соотношении компонентов, мас.%: соломенная резка 40-43%; древесные опилки 40-43%; соломенная мука 10-15%; вода остальное, при этом прессование осуществляют при давлении не более 50 кПа.

Предложен способ получения композиции модифицированной биомассы с высокой теплотворной способностью, включающий стадии: обеспечения биомассы, содержащей целлюлозу, лигнин и гемицеллюлозы; воздействия на биомассу стадии экстракции горячей водой при заданной температуре выше 100 °C; продолжения экстракции горячей водой для удаления из биомассы по меньшей мере 50 % по массе гемицеллюлоз и менее 10 % по массе лигнина с получением экстрагированной биомассы; извлечения экстрагированной биомассы и воздействия на теплую экстрагированную биомассу сушки путем прессования с получением биомассы с содержанием сухого вещества более 50 % по массе, где биомасса содержит древесину.

Предложен способ изготовления средства для розжига, согласно которому производят распил древесины на чураки; производят окорку чураков, лущение чураков на шпон, резку шпона на древесную шерсть, выполняют закручивание волокон горючего древесного материала; наносят на волокна парафин; делят закрученные волокна на части подходящей длины, где выполняют закручивание волокон горючего древесного материала на промасленный фитиль, который изготавливают из ряда взаимосвязанных волокон пеньковой веревки, далее волокна заправляются в барабанное веретено, в котором путем закручивания формируются в канат, формируют из каната бобину, окунают бобину в емкость с разогретым подсолнечном маслом, высушивают бобину и дают подсолнечному маслу стечь, после чего покрывают бобину снаружи парафином, при этом при производстве средства для розжига используют компоненты в следующей пропорции: древесина - 45-55 мас.%, масло подсолнечное - 20-30 мас.%, фитиль - 0,5-3 мас.%, парафин - остальное.

Изобретение относится к способу получения топливного брикета из биомассы растительного происхождения, содержащему этапы, на которых: i) обеспечивают биомассу растительного происхождения; ii) проводят пиролиз биомассы растительного происхождения с получением карбонизованной биомассы и пиролизной жидкости; iii) разделяют пиролизную жидкость на водосодержащую фракцию и смолистую фракцию, причем смолистая фракция является несмешиваемой с водосодержащей фракцией; iv) формируют шихту смешением карбонизованной биомассы с водосодержащей фракцией и смолистой фракцией пиролизной жидкости; v) формуют шихту в брикет; vi) проводят отжиг брикета шихты, причем на этапе iv) формирование шихты включает: смешивание карбонизованной биомассы с водосодержащей фракцией пиролизной жидкости с получением первой смеси; смешивание первой смеси со смолистой фракцией пиролизной жидкости с получением шихты.

Изобретение раскрывает углеродсодержащий материал для получения топливного брикета, содержащий карбонизованную биомассу растительного происхождения и связующее, которое включает: i) водосодержащую фракцию пиролизной жидкости, полученную разделением пиролизной жидкости отстаиванием, причем пиролизная жидкость образована при пиролизе биомассы растительного происхождения, и ii) смолистую фракцию пиролизной жидкости, полученную разделением пиролизной жидкости отстаиванием, причем пиролизная жидкость образована при пиролизе биомассы растительного происхождения, причем смолистая фракция является несмешиваемой с водосодержащей фракцией, причем количество водосодержащей фракции по отношению к количеству смолистой фракции составляет от 4,16:1 до 6,25:1 по массе.

Установка для переработки растительного сырья в угольные брикеты. Изобретение относится к области переработки отходов лесной отрасли и может быть использовано при производстве экологически чистых угольных брикетов для использования в бытовых и промышленных нуждах.

Изобретение описывает способ рафинирования брикетов, прессованных из биомассы, включающий следующие этапы: предоставление брикетов, прессованных из биомассы и выполнение тепловой обработки брикетов при нагревании до температуры между 210°С и 390°С в течение времени от 1 до 30 мин. Изобретение описывает также устройство, с помощью которого происходит рафинирование прессованных из биомассы брикетов.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2021-06-29 2022-09-02T16:43:21
Наверх