PL164130B1 - Sposób wytwarzania brykietów paliwowych PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania brykietów paliwowych, zwlaszcza do wytwarzania ciepla na cele grzewcze, w którym miesza sie nie spiekajacy sie drobnoziarnisty nosnik wegla, zwlaszcza koks naftowy, i zawierajacy pak srodek wiazacy te mieszanine wyjsciowa brykie- tuje sie w ksztaltki wstepne a nastepnie z tych ksztaltek wstepnych poprzez umacniajaca obróbke cieplna tworzy sie brykiety paliwowe, znamienny tym, ze jako zawierajacy pak srodek wiazacy stosuje sie mieszanine srodków wiazacych z paku i spiekajacego sie wegla, która ma temperature od ponad 100 do 200°C, przy czym z mieszanina srodków wiazacych miesza sie w temperaturze mieszania, która lezy w tym samym zakresie temperatur, nie spiekajacy sie nosnik wegla i wychodzac z tej temperatury mieszania brykietuje sie ksztaltki wstepne, po czym poddaje sie te ksztaltki wstepne umacniajacej obróbce cieplnej. RZECZPO SPOLITA POLSKA Urzad Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania brykietów paliwowych, zwłaszcza do wytwarzania ciepła do celów grzewczych, w których miesza się nie spiekający się, drobnoziarnisty nośnik węgla, zwłaszcza koks naftowy, i zawierający pak środek wiążący i tę mieszaninę wyjściową brykietuje się we wstępne kształtki po czym z tych kształtek wstępnych poprzez umacniającą obróbkę cieplną tworzy się brykiety paliwowe.

Przy wytwarzaniu takich brykietów paliwowych stosuje się na ogół koks o ziarnistości, odpowiadającej ziarnom piasku, przeważnie koks naftowy, o wielkości ziarna w zakresie od 0,05 do 2 mm, a mianowicie o różnych skupiskach ziaren w tym zakresie. Nośnik węgla o ziarnistości zbliżonej do piasku może składać się również z nie spiekającego się węgla lub może go zawierać. Przed brykietami paliwowymi o określonym przeznaczeniu stawiane są ze względów fizycznych specjalne wymagania. Muszą one posiadać wystarczającą wytrzymałość podczas transportu i podczas spalania, nie mogą się one ani zbyt silnie spalać, ani też jedynie żarzyć. Jest to regulowane poprzez ciśnienie prasowania podczas brykietowania.

W znanym sposobie, wytwarzania brykietów przedstawionym w niemieckim opisie DE-OS 37 27 464, stosuje się pozbawione w wystarczającym stopniu spiekającego się węgla kształtki wstępne oraz przeprowadza się brykietowanie przy użyciu środka wiążącego. Jeżeli obecny jest drobnoziarnisty, spiekający się węgiel, wówczas jego ilość jest tak mała, że praktycznie nie wpływa ona na brykietowanie przy użyciu środka wiążącego. Obróbka cieplna następuje w ogrzanym rurowym piecu obrotowym, którego dolna część jest do tego stopnia wypełniona koksem o ziarnistości zbliżonej do piasku, że obróbka cieplna zachodzi w złożu koksu. Okazało się to skuteczne. Wytwarzane w ten sposób brykiety paliwowe spełniają w szczególności wszystkie wymagania odnośnie spalania. Odnośnie jednak zmian własności podczas przechowywania przed spalaniem wytwarzane zgodnie z tym znanym sposobem brykiety paliwowe można jeszcze ulepszyć. Ich wytrzymałość mechaniczna obniża się wraz z upływem czasu składowania, zwłaszcza w niekorzystnych warunkach. Wytłumaczono to w ten sposób, że powietrze wdyfundowuje do brykietów paliwowych, a także, zwłaszcza przy przechowywaniu na wolnej przestrzeni, wnika w nie woda, co pogarsza siły wiązania szkieletu z koksu naftowego.

Celem wynalazku było zaproponowanie sposobu wytwarzania brykietów paliwowych, który prowadziłby do uzyskiwania brykietów paliwowych, które nie tylko spełniałyby wszystkie wymagania odnośnie spalania, lecz również wyróżniałyby się poza tym znakomitym zachowaniem podczas dłuższego przechowywania, zwłaszcza podczas transportu i przechowywania na wolnej przestrzeni swojej wytrzymałości.

W sposobie według wynalazku jako zawierający pak środek wiążący stosuje się mieszaninę z paku i spiekającego się węgla, która ma temperaturę od ponad ΐ0θ do 200°C, żeby z mieszaniną środków wiążących mieszany był nie podlegający spiekaniu nośnik węgla w temperaturze mieszania, leżącej w tym samym zakresie temperatur, i wychodząc z temperatury mieszania brykietuje się kształtki wstępne, po czym kształtki wstępne poddaje się umacniającej obróbce cieplnej. Zrozumiałe jest, że brykietowanie następuje w temperaturze brykietowania, niższej w stosunku do temperatury mieszaniny. Jest ona przykładowo o około 50°C niższa w stosunku do temperatury mieszaniny. Umacniająca obróbka cieplna może mieć temperaturę końcową ponad 400°C lub nawet ponad 450°C. Brykietowanie według wynalazku, przy użyciu którego wytwarzane są kształtki wstępne, jest brykietowaniem przy użyciu środków wiążących, jak to jest stosowane zazwyczaj przy brykietowaniu węgla kamiennego. W tym zakresie może być stosowana technologia znanego brykietowania przy użyciu środków wiążących. W ogólności pracuje się przy wykorzystaniu zwykłych pras do brykietowania i zwykłych ciśnień prasowania.

Nieoczekiwanie wytwarzane przy zastosowaniu podanej mieszaniny środków wiążących i utrzymywaniu zadanych parametrów brykiety paliwowe spełniają również wszelkie wymagania odnośnie zachowania własności w trakcie przechowywania. Ma to miejsce zwłaszcza wówczas, gdy stosuje się mieszaninę środków wiążących, która jest wykonana jako stop pak/węgiel. O stopie pak/węgiel mówi się w sensie wynalazku wówczas, gdy pak i podatny na spiekanie węgiel są w sobie wzajemnie rozpuszczalne i w ten sposób następuje scalenie obu składników w jeden nowy środek wiążący. Jest to łatwe do osiągnięcia zwłaszcza, gdy stosuje się wystarczająco drobnoziarnisty węgiel. W brykietach paliwowych stop pak/węgiel jest niewrażliwy na wdyfundowujące powietrze i wilgoć. Jest on bardzo reaktywny. Jego reaktywność jest porównywalna z brykietowaną substancją.

Korzystnie w ramach wynalazku istnieje wiele możliwości dalszego udoskonalenia. I tak szczególnie dobre wyniki uzyskuje się, jeżeli nie spiekający się nośnik węgla, a zatem w

16130 szczególności koks o ziarnistości zbliżonej do piasku, i mieszanina środków wiążących mają podczas mieszania tę samą temperaturę i jeżeli stosuje się zazwyczaj temperaturę około 160°C.

Podczas gdy w opisanym na wstępie sposobie (DE-OS 37 27 464) trzeba podczas obróbki cieplnej pracować przy użyciu obrotowego pieca rurowego, to zgodnie z wynalazkiem obróbka cieplna może również następować w inny sposób, np. na ruszcie ruchomym, który przechodzi przez odpowiedni piec lub odpowiednią komorę i jest załadowany jednowarstwowo lub wielowarstwowo kształtkami wstępnymi.

Korzystnym jest również gdy kształtki wstępne poddaje się w rurowym piecu obrotowym umacniającej obróbce cieplnej. Szczególnie efektywną obróbkę cieplną i wysokie stateczne wartości wytrzymałości uzyskuje się wówczas, gdy rurowy piec obrotowy posiada złoże mineralne z drobnoziarnistych substancji mineralnych.

Korzystnym jest gdy wytwarza się kształtki, których ciężar właściwy w wyniku ustawienia proporcji mieszaniny i zagęszczenia jest większy niż ciężar nasypowy drobnoziarnistych substancji mineralnych, i gdy te kształtki wstępne są w celu przeprowadzenia obróbki cieplnej wprowadzane do nagrzanego rurowego pieca obrotowego. Obróbka cieplna kształtek zachodzi wtedy w złożu, ponieważ piec jest w odpowiednim stopniu napełniony drobnoziarnistymi substancjami mineralnymi. Drobnoziarnisty materiał mineralny ma przeważnie temperaturę około 500 do 530°C, przynajmniej w obszarze wylotu rurowego pieca obrotowego. Rurowy piec obrotowy jest przy tym w takim stopniu napełniony drobnoziarnistymi substancjami mineralnymi, że objętość substancji mineralnych jest większa niż odpowiadająca podwójnej objętości porów w luźnym nasypie kształtek wstępnych. W pozostałym zakresie można zgodnie z wynalazkiem oprzeć się na opublikowanej w DE-OS 37 27 464 technologii.

Drobnoziarnistą substancję mineralną może stanowić piasek, spieniony perlit lub wermikulit, ale również drobnoziarnisty koks naftowy, jeżeli atmosfera pieca zapobiegajego spalaniu. W każdym przypadku należy starać się o to, aby na początku obróbki cieplnej panowała temperatura, która szybko usunie składniki z kształtek wstępnych. Obecny gaz chroni przed utlenianiem.

W sensie optymalizacji wynalazek zaleca posługiwać się mieszaniną środków wiążących, która, w odniesieniu do mieszaniny wyjściowej, z której brykietowane są kształtki wstępne, utworzona jest przynajmniej z 7% wagowych paku w postaci paku na bazie węgla lub oleju ziemnego, w szczególności paku elektrodowego, i z przynajmniej 12% wagowych drobnoziarnistego, podatnego na spiekanie węgla. Przeważnie stosowana jest mieszanina środków wiążących, która zawiera 7 do 12% wagowych paku i 12 do 14% wagowych drobnoziarnistego, podatnego na spiekanie węgla. Zazwyczaj stosuje się koks naftowy lub inny nie spiekający się nośnik węgla o wielkości ziarna poniżej 2 mm przy zawartości minimum 60% frakcji o wielkości ziarna poniżej 0,5 mm.

Wytworzone sposobem według wynalazku brykiety paliwowe wyróżniają się zachowaniem własności podczas przechowywania i swoim zachowaniem podczas spalania w piecu. W ramach wynalazku zawiera się możliwość dodania do mieszaniny wyjściowej drobnoziarnistego wapnia jako inhibitora spalania. W tym celu wynalazek proponuje, aby stosować mieszaninę, która zawiera koks naftowy, 3 do 6% wagowych wapnia i mieszaninę środków wiążących. Przeważnie stosuje się przy tym koks naftowy o wielkości ziarna poniżej 2 mm, przy zawartości minimum 60% frakcji o wielkości ziarna poniżej 0,5 mm, i wapń o wielkości ziarna mniejszej niż 0,5 mm. Wytwarzane zgodnie z wynalazkiem brykiety paliwowe mogą być również stosowane w żeliwiakach przy wytwarzaniu odlewów żeliwnych jako nośnik węgla.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania brykietów paliwowych, zwłaszcza do wytwarzania ciepła na cele grzewcze, w którym miesza się nie spiekający się drobnoziarnisty nośnik węgla, zwłaszcza koks naftowy, i zawierający pak środek wiążący tę mieszaninę wyjściową brykietuje się w kształtki wstępne a następnie z tych kształtek wstępnych poprzez umacniającą obróbkę cieplną tworzy się brykiety paliwowe, znamienny tym, że jako zawierający pak środek wiążący stosuje się mieszaninę środków wiążących z paku i spiekającego się węgla, która ma temperaturę od ponad 100 do 200°C, przy czym z mieszaniną środków wiążących miesza się w temperaturze mieszania, która leży w tym samym zakresie temperatur, nie spiekający się nośnik węgla i wychodząc z tej temperatury mieszania brykietuje się kształtki wstępne, po czym poddaje się te kształtki wstępne umacniającej obróbce cieplnej.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się mieszaninę środków wiążących, która jest wykonana jako stop pak/węgiel.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że nie spiekający się nośnik węgla i mieszanina środków wiążących mają podczas mieszania tę samą temperaturę.
4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że proces przeprowadza się w temperaturze około 160°C.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kształtki wstępne poddaje się umacniającej obróbce cieplnej w rurowym piecu obrotowym i złożu mineralnym z drobnoziarnistych substancji mineralnych.
6. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że wytwarza się kształtki wstępne, których ciężar właściwy w wyniku ustawienia proporcji mieszaniny i zagęszczeniajest większy niż ciężar nasypowy drobnoziarnistych substancji mineralnych, i że te kształtki wstępne w celu przeprowadzenia obróbki cieplnej wprowadza się do rurowego pieca obrotowego, który jest w takim stopniu napełniony drobnoziarnistymi substancjami mineralnymi, że obróbka cieplna następuje w złożu.
7. 7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że rurowy piec obrotowy jest w takim stopniu napełniony drobnoziarnistymi substancjami mineralnymi, że objętość substancji mineralnych jest większa niż odpowiadająca podwójnej objętości porów w luźnym nasypie kształtek wstępnych.
8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się mieszaninę środków wiążących, która w odniesieniu do mieszaniny wyjściowej, z której brykietuje się kształtki wstępne, utworzona jest przynajmniej z 7% wagowych paku w postaci paku na bazie węgla lub oleju ziemnego, zwłaszcza paku elektrodowego, i przynajmniej z 12% wagowych drobnoziarnistego, podatnego na spiekanie węgla.
9. 9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że stosuje się mieszaninę wyjściową, która zawiera koks naftowy, 3 do 6% wagowych wapnia i mieszaninę środków wiążących.
10. 10. Sposób według zastrz. 9,znamienny tym, że stosuje się koks naftowy o wielkości ziarna poniżej 2 mm przy zawartości minimum 60% frakcji o wielkości ziarna poniżej 0,5 mm, i wapień o wielkości ziarna mniejszej niż 0,5 - mm.