PL200375B1 - Sposób kompaktowania drobnoziarnistych materiałów węglowych - Google Patents

Abstract

Sposób kompaktowania drobnoziarnistych materiałów węglowych polegający na wymieszaniu materiału węglowego pochodzącego z pozyskiwania i przetwarzania węgli kamiennych z plastyfikatorem i środkiem wiążącym oraz suszeniu i sezonowaniu, znamienny tym, że materiał węglowy pochodzący z pozyskiwania i przetwarzania węgli kamiennych lub mieszaninę tych materiałów węglowych o uziarnieniu ponad 90% poniżej 1 mm i zawartoś ci części palnych powyż ej 60% miesza się z odwodnionym mechanicznie osadem nadmiarowym z biologicznej lub biochemicznej oczyszczalni ścieków w stosunku wagowym w przedziale od 1:4 do 4:1 a otrzymaną mieszaninę poddaje się kompaktowaniu, suszeniu i/lub sezonowaniu znanymi sposobami.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób kompaktowania drobnoziarnistych materiałów węglowych z wykorzystaniem mechanicznie odwodnionych osadów ściekowych.

W procesach pozyskiwania, wzbogacania i przetwarzania węgla kamiennego powstaje znaczna ilość pylistych i drobnoziarnistych odpadów. Należą do nich różnego rodzaju szlamy z odwodnienia wyrobisk, miny z procesów wzbogacania, pyły z odpylania instalacji przetwarzania i ciągów transportowych, pyły z instalacji suchego chłodzenia koksu itp. Materiały te stanowić mogą pełnowartościowe paliwo, jednak ze względu na duże rozdrobnienie ich wykorzystanie jest bardzo trudne wymaga bowiem stosowania specjalnie przystosowanych urządzeń. Poważne trudności sprawia również transport i składowanie tych materiałów. Znane sposoby utylizacji drobnoziarnistych materiałów węglowych polegają na dozowaniu ich w niewielkiej ilości do produktów handlowych co jednak pogarsza jakość tych produktów. Znane są również z literatury opisu (zgłoszenia) patentowego inne sposoby zagospodarowania tych materiałów polegające na wstępnym ich przygotowaniu do procesu spalania.

W opisie zgłoszenia patentowego nr P 333 568 muły węglowe granuluje się z popiołami lotnymi z kotłów fluidalnych a uzyskany granulat spala w tym urządzeniu. Inny sposób utylizacji polega na wymieszaniu pyłu z suchego gaszenia koksu z mułami poflotacyjnymi a mieszankę poddaje się brykietowaniu z wykorzystaniem lepiszcz syntetycznych.

Znane są również metody utylizacji nadmiarowych osadów czynnych z oczyszczalni ścieków na drodze ich spalania. Dotyczy to szczególnie osadów nie nadających się do wykorzystania rolniczego oraz takich, które ze względu na dodatkową zawartość zanieczyszczeń nie mogą być składowane. Spalanie osadów wymaga stosowania specjalnych do tego celu konstruowanych urządzeń lub też, przy ich spalaniu w standardowych urządzeniach energetycznych, stosowania specjalnych zabiegów pozwalających na ich dozowanie i sterowanie procesem spalania. Rozwiązania takie znane są z polskiego opisu patentowego nr 160 434 gdzie zaolejone osady ściekowe pochodzące z zakładu rafineryjno-petrochemicznego wprowadza się przy pomocy specjalnego układu dozowania w strefę płomienia paleniska rusztowego lub do paleniska fluidalnego po odpowiedniej ich preparacji (polski opis patentowy nr 172 263). Innym sposobem utylizacji zanieczyszczonych osadów pochodzących z oczyszczalni ścieków zakładu koksowniczego jest wprowadzanie ich do węgla wsadowego kierowanego do koksowania (zgłoszenie patentowe P 325 100).

Wymienione sposoby ukierunkowane są na unieszkodliwianie osadów ściekowych, mają ograniczone możliwości stosowania oraz nie pozwalają na pełne wykorzystanie ich własności energetycznych.

Celem wynalazku jest uzyskanie pełnowartościowego paliwa z odpadowych węglowych materiałów drobnoziarnistych z jednoczesnym zagospodarowaniem osadów ściekowych szczególnie nie nadających się do rolniczego wykorzystania.

Istota wynalazku polega na tym, że materiał węglowy pochodzący z pozyskiwania i przetwarzania węgli kamiennych lub mieszaninę tych materiałów węglowych o uziarnieniu ponad 90% poniżej 1 mm i zawartości części palnych powyżej 60% miesza się z odwodnionym mechanicznie osadem nadmiarowym z biologicznej lub biochemicznej oczyszczalni ścieków w stosunku wagowym w przedziale od 1:4 do 4:1. Otrzymaną mieszaninę poddaje się kompaktowaniu, suszeniu i/lub sezonowaniu znanymi sposobami.

W wyniku prowadzonych prac nad preparacją osadów ściekowych okazało się, że zawarte w nich składniki organiczne w połączeniu ze stosowanymi dla ich wydzielenia preparatami koagulującymi mają bardzo dobre własności lepiszczowe. Własności te wykorzystano do kompaktowania pylistych materiałów węglowych pochodzących z pozyskiwania i przetwarzania węgli kamiennych. Odpowiednia obróbka osadów ściekowych i odpadowych materiałów węglowych o drobnoziarnistej strukturze prowadzi do uzyskania granul większej wielkości charakteryzujących się wysoką wytrzymałością mechaniczną i podwyższonymi walorami energetycznymi.

Sposób według wynalazku obrazują przykłady wykonania:

P r z y k ł a d 1

Z flotokoncentratu węgla spiekającego po zmieszaniu z odwodnionym mechanicznie osadem ściekowym w stosunku wagowym 1:1 po zgranulowaniu na grudkowniku talerzowym otrzymano granulat o wielkości ziarna od 5 do 25 mm i wytrzymałości mechanicznej ponad 90%.

Granulat ten stosowano z powodzeniem jako paliwo w kotłach z rusztem mechanicznym.

P r z y k ł a d 2

Muły węgla energetycznego o zawartości popiołu 22% po zmieszaniu z mechanicznie odwodnionym osadem ściekowym w stosunku wagowym 3:2 formowano w brykiety o wymiarze 30 x 40 x 20 mm,

PL 200 375 B1 które podsuszano na wolnym powietrzu. Uzyskany produkt o wytrzymałości mechanicznej powyżej 80%, stosowano jako paliwo w piecu z rusztem stałym. Brykiety charakteryzowały się dobrą stałopalnością oraz bardzo dobrą termowytrzymałością.

P r z y k ł a d 3

Pył koksowy z suchego gaszenia koksu po zmieszaniu z odwodnionym mechanicznie osadem pochodzącym z przemysłowo-komunalnej oczyszczalni ścieków w stosunku wagowym 4:1 poddano granulacji na grudkowniku bębnowym uzyskując granulat o wielkości ziaren od 1 do 3 mm oraz od 5 do 15 mm i wytrzymałości mechanicznej powyżej 90%. Granulat o uziarnieniu od 1 do 3 mm z powodzeniem testowano jako dodatek schudzający w mieszankach węglowych do koksowania, natomiast granulat o uziarnieniu od 5 do 15 mm stosowano jako paliwo w kotłach z rusztem stałym uzyskując bardzo dobre efekty stałopalności.

Przykłady powyższe wskazują, że sposób według wynalazku umożliwia pełną waloryzację drobnoziarnistych odpadowych materiałów węglowych i jednoczesne zagospodarowanie osadów ściekowych. W wyniku stosowania wynalazku uzyskuje się pełnowartościowe paliwo o dobrych własnościach użytkowych.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób kompaktowania drobnoziarnistych materiałów węglowych polegający na wymieszaniu materiału węglowego pochodzącego z pozyskiwania i przetwarzania węgli kamiennych z plastyfikatorem i środkiem wiążącym oraz suszeniu i sezonowaniu, znamienny tym, że materiał węglowy pochodzący z pozyskiwania i przetwarzania węgli kamiennych lub mieszaninę tych materiałów węglowych o uziarnieniu ponad 90% poniżej 1 mm i zawartości części palnych powyżej 60% miesza się z odwodnionym mechanicznie osadem nadmiarowym z biologicznej lub biochemicznej oczyszczalni ścieków w stosunku wagowym w przedziale od 1:4 do 4:1 a otrzymaną mieszaninę poddaje się kompaktowaniu, suszeniu i/lub sezonowaniu znanymi sposobami.