PL217074B1 - Sposób otrzymywania stałej mieszanki paliwowej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania stałej mieszanki paliwowej dla zwiększenia odzysku i zakresu spalania odpadów, a tym samym zmniejszenia zanieczyszczenia środowiska naturalnego.

W szeregu przemysłów występują drobnoziarniste produkty i odpady, które ze względu na ich stan uziarnienia stanowią poważny problem techniczny i ekologiczny. Szczególnie ostro te problemy występują w kopalniach węgla, gdzie mamy do czynienia z mułami węglowymi, odpadami flotacyjnymi i ścierami węglowymi, z jednej strony zanieczyszczającymi środowisko, poprzez ich składowanie i pylenie, a z drugiej stanowiące źródło kalorii w przypadku ich spalania. Wymienione uboczne produkty i odpady, w stanie naturalnym, częściowo są spalane w energetyce w kotłach pyłowych. Tym niemniej stanowią źródło zanieczyszczeń środowiska i miejsc ich stosowania, przez co coraz częściej są eliminowane jako paliwa.

Dla uzyskania trwałego scalenia ubocznych produktów wzbogacania węgla i ich mieszanin z innymi odpadami, biomasą i paliwami alternatywnymi stosowane jest najczęściej wapno palone, wapno hydratyzowane, gips, cement i wapno z elektrofiltrów z cementowni oraz mieszaniny wapna z katalizatorami procesu karbonizacji, także ługi posulfitowe i skrobia.

Dotychczas popioły z palenisk fluidalnych i popioły lotne z suchego i półsuchego odsiarczania spalin, stosowane są jako jeden ze składników do produkcji cementu, spoiw drogowych, materiałów budowlanych, stabilizacji gruntów, utwardzonej podsadzki lub wapniowania gleb oraz do wiązania siarki w złożu fluidalnym.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL 189 425 sposób obróbki mułowych odpadów poflotacyjnych z procesów wzbogacania miałów węgli kamiennych. Sposób ten polega na intensywnym wymieszaniu węglowych odpadów mułowych z dodatkiem pyłu odpadowego oraz w miarę potrzeby z dodatkiem wody. Jako pył odpadowy stosuje się popiół z kotła fluidalnego w stosunku wagowym do odpadów mułowych od 1:2 do 2:1. Zgodnie z treścią omawianego patentu produkty obróbki odpadów poflotacyjnych przeznaczone są do podsadzki hydraulicznej i instalacji podsadzkowej kopalni.

Znana jest z polskiego zgłoszenia opisu patentowego nr P. 325 660 mieszanka do produkcji brykietów z węgla kamiennego. Mieszanka ta składa się z 70-90% węgla, 5-25% odpadowego surowca energetycznego oraz 1-15% dodatku chłonno-wiążąco-stabilizującego w postaci surowca pucolanowego i/lub popiołu lotnego, i/lub gipsu, i/lub cementu, i/lub wapna.

Znany jest z polskiego zgłoszenia opisu patentowego nr P. 333 964 sposób wytwarzania brykietów węglowych, zwłaszcza z wodnego mułu o zawartości do 10% wody. Charakteryzuje się on tym, że do wodnego mułu węglowego o zawartości do 10% wody dodaje się od 2 do 3% wagowych trocin lub drobne kawałki słomy, od 2 do 4% wagowych cementu lub popiołu lotnego od 8 do 10% wagowych, od 2 do 4% wagowych wapna, od 1 do 2% wagowych szkła wodnego i 5 do 10% wagowych amylazy w temperaturze od 2 do 60°C.

W sposobie otrzymywania stałej mieszanki paliwowej polegającym na scalaniu odpadów węglowych w postaci mułu i/lub innego rozdrobnionego odpadu z przeróbki mechanicznej węgla, i/lub pyłów koksu, i/lub koksu naftowego, i/lub ścierów, i/lub drobnoziarnistych frakcji węgla brunatnego ze spoiwem, według wynalazku, jako spoiwo stosuje się popiół denny i/lub lotny z palenisk fluidalnych, i/lub popiół lotny wydzielony z instalacji suchego, i/lub półsuchego odsiarczania spalin w ilości 3-32% wagowych, które miesza się z 97-68% wagowych odpadów węglowych w postaci mułu i/lub koksu, i/lub koksu naftowego, i/lub ścierów, i/lub drobnoziarnistych frakcji węgla brunatnego. Otrzymaną mieszaninę poddaje się procesowi aglomerowania lub wylewa się i po stwardnieniu rozdrabnia się. Scalanie mieszanki paliwowej odbywa się w mieszalnikach, granulatorach lub brykieciarkach. Otrzymaną po scaleniu mieszankę korzystnie poddaje się sezonowaniu.

Popioły lotne i denne z procesów fluidalnego spalania paliw oraz popioły lotne wydzielane z instalacji suchego lub półsuchego odsiarczania spalin charakteryzują się chemiczną aktywnością, gdyż zawierają tlenek i/lub wodorotlenek, i/lub siarczan wapnia o właściwościach hydraulicznych. Scalenie drobnoziarnistych produktów, na przykład węgla, koksu naftowego, odpadów węglowych, bez dodatku wapna oraz ich mieszanin z zastosowaniem wymienionych popiołów gwarantuje uzyskanie trwałego aglomeratu, jak granulatu lub brykietu, lub rozdrobnionego materiału.

Sposób według wynalazku jest prostszy i tańszy w realizacji, ponieważ nie wymaga dodawania wody do popiołu i jego mielenia. Ponadto, mieszanka paliwowa nadaje się do spalania we wszystkich rodzajach palenisk kotłów przemysłowych oraz do ich bezpiecznego dla środowiska składowania.

PL 217 074 B1

Przedmiot wynalazku jest dokładniej przedstawiony w poniższych przykładach wykonania.

P r z y k ł a d 1

Muł węglowy z mechanicznej przeróbki węgla w ilości 85% wagowych, o zawodnieniu 49%, zadano w dwóch porcjach po 7,5% wagowych popiołem dennym o zawartości aktywnych związków wapnia 24% CaO powstałym ze spalania węgla z dodatkiem związków wapnia w palenisku fluidalnym. Pierwsza porcja miała na celu odwodnienie mułu węglowego w celu zmiany konsystencji z półciekłej w plastyczną, do którego następnie dodano drugą porcję spoiwa popiołowego. Proces mieszania mułu z pierwszą i druga porcją popiołu prowadzono w mieszalniku turbulencyjnym, w wyniku czego powstał materiał o uziarnieniu 2 do 16 mm, odporny na wymogi transportu i składowania oraz przydatny do bezpośredniego zasilania palenisk.

P r z y k ł a d 2

Mieszaninę mułu węglowego z mechanicznej przeróbki węgla z pyłem koksu naftowego w proporcji po 45% wagowych o wilgotności 28% zadano 10% wagowych popiołu dennego powstałego ze spalania węgla z dodatkiem związków wapnia w palenisku fluidalnym w mieszalniku planetarnym. W wyniku intensywnego mieszania nadawy w czasie 90 do 120 sekund powstał scalony materiał o uziarnieniu 1 do 20 mm, który po stwardnieniu rozdrobniono na kęsy. Wytrzymałość mechaniczna aglomeratu wzrastała ze wzrostem czasu ich sezonowania.

P r z y k ł a d 3

Muł węglowy z mechanicznej przeróbki węgla w ilości 70% części wagowych o zawartości 43% wag. popiołu i zawartości wody 20%, po rozluźnieniu jego struktury, poddano granulowaniu w granulatorze talerzowym, do którego dozowano 30% części wagowych popiołu dennego powstałego ze spalania węgla z dodatkiem związków wapnia w palenisku fluidalnym i zraszano wodą. W wyniku obrotów talerza nastąpiło tworzenie regularnego granulatu o średnicy granul 3 do 14 mm. Otrzymany granulat charakteryzuje się wysoką wytrzymałością mechaniczną oraz dużą odpornością na erozję wietrzną i wodną, co gwarantuje ich bezpieczne składowanie w środowisku.

P r z y k ł a d 4

Muł węglowy uzyskiwany z mechanicznej przeróbki węgla na filtrach taśmowych zawierający 38% wody jest trudnym do transportu i zagospodarowania w energetyce. Poprzez dodatek 10% wagowych popiołu dennego powstałego ze spalania węgla z dodatkiem związków wapnia w palenisku fluidalnym do omawianego mułu w ilości 90% wagowych i ich wymieszaniu, muł z konsystencji mazistej stał się gęsto plastyczny, do którego następnie dodano 5% wagowych popiołu dennego. Po 2 minutach mieszania uzyskano mieszankę przydatną do transportu, składowania i bezpośredniego zasilania palenisk.

Claims (3)

1. Sposób otrzymywania stałej mieszanki paliwowej polegający na scalaniu odpadów węglowych w postaci mułu i/lub innego rozdrobnionego odpadu z przeróbki mechanicznej węgla, i/lub pyłów koksu, i/lub koksu naftowego, i/lub ścierów, i/lub drobnoziarnistych frakcji węgla brunatnego ze spoiwem, znamienny tym, że jako spoiwo stosuje się popiół denny i/lub lotny z palenisk fluidalnych, i/lub popiół lotny wydzielony z instalacji suchego, i/lub półsuchego odsiarczania spalin w ilości 3-32% wagowych, które miesza się z 97-68% wagowych odpadów węglowych w postaci mułu i/lub innego rozdrobnionego odpadu z przeróbki mechanicznej węgla, i/lub pyłów koksu, i/lub koksu naftowego, i/lub ścierów, i/lub drobnoziarnistych frakcji węgla brunatnego, po czym otrzymaną mieszaninę poddaje się zdanemu procesowi aglomerowania lub wylewa się i po stwardnieniu rozdrabnia się.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że scalanie mieszanki paliwowej odbywa się w mieszalnikach, granulatorach lub brykieciarkach.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że scalony materiał poddaje się sezonowaniu.