RU112196U1

RU112196U1 - FLAMMABLE FUEL BRIQUETTE

Info

Publication number: RU112196U1
Application number: RU2010119907/05U
Authority: RU
Inventors: Вадим Борисович Кусков; Яна Вадимовна Кускова; Надежда Валерьевна Николаева; Дмитрий Викторович Сухомлинов
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2012-01-10

Abstract

Легковоспламеняющийся топливный брикет, состоящий из основного слоя, содержащего углесодержащий компонент и связующее, и зажигательного слоя, содержащего гексаметилентетраамин, отличающийся тем, что в качестве углесодержащего компонента используют угольные шламы в количестве 30-60%, в качестве связующего используют бумажные отходы в количестве 40-70%, зажигательный слой содержит гексаметилентетраамина 75-90 мас.% и нитрата калия или дополнительно нитрата натрия 10-25%, при этом брикет выполнен с отверстием, площадь поперечного сечения которого составляет от 25 до 40% от площади поперечного сечения брикета. Flammable fuel briquette, consisting of a main layer containing a carbon-containing component and a binder, and an incendiary layer containing hexamethylenetetraamine, characterized in that coal sludge is used as a carbon-containing component in an amount of 30-60%, paper waste in an amount of 40- 70%, the incendiary layer contains hexamethylenetetraamine 75-90 wt.% And potassium nitrate or additionally sodium nitrate 10-25%, while the briquette is made with a hole, the cross-sectional area of which is from 25 to 40% of the cross-sectional area of the briquette.

Description

Изобретение относится к способу получения топливных брикетов из угольных и бумажных отходов, предназначенных для каминов, различных бытовых печей, для приготовления пищи, обогрева жилых и хозяйственных помещений, для отопления железнодорожных вагонов, бытовок и т.п.The invention relates to a method for producing fuel briquettes from coal and paper waste, intended for fireplaces, various domestic stoves, for cooking, heating residential and utility rooms, for heating railway cars, change houses, etc.

Известен «Тепловыделяющий элемент» (патент №2375415, опубл. 10.12.2009) для получения тепловой энергии методом сжигания опилок, характеризующемуся тем, что измельченная древесная масса наносится ровным слоем на основу - бумажную ленту, а полученный «сэндвич» сворачивается в многослойный рулон с центральным каналом вдоль осевой линии.The well-known "fuel element" (patent No. 2375415, publ. 10.12.2009) to produce thermal energy by burning sawdust, characterized in that the crushed wood pulp is applied in an even layer to the base - a paper tape, and the resulting "sandwich" is folded into a multilayer roll with the central channel along the center line.

Основные недостатки этого изобретения в необходимости использовать новую упаковочную бумагу, необходимости увлажнять опилки, а значит, потом, тратить тепловую энергию на испарение этой влаги.The main disadvantages of this invention are the need to use new packaging paper, the need to moisten the sawdust, and therefore, then, spend thermal energy on the evaporation of this moisture.

Известен «Топливный брикет» (патент №2268914). Брикет содержит 47,5-52,5% штыба, 28,5-31,5% отсева угля и 19-21% древесных опилок.Known "Fuel briquette" (patent No. 2268914). The briquette contains 47.5-52.5% of the pulp, 28.5-31.5% of the screenings of coal and 19-21% of sawdust.

Основные недостатки такого брикета в невозможности его воспламенения от низкоэнергетических источников тепла, невысокой полноте сгорания.The main disadvantages of such a briquette are the impossibility of igniting it from low-energy heat sources, and low completeness of combustion.

Известен «Влагоустойчивый топливный брикет и способ его получения» (патент №2345124, опубл. 27.01.2009). Брикет на основе коксовой, антрацитовой мелочи и связующего - мелассы содержит дополнительно термоантрацит при соотношении компонентов в мас.%: 20-25 антрацита, 25-30 термоантрацита, 5-16 мелассы, остальное - коксовая мелочь.The well-known "Moisture-resistant fuel briquette and method for its preparation" (patent No. 2345124, publ. 27.01.2009). The briquette based on coke, anthracite fines and binder - molasses additionally contains thermoanthracite with a ratio of components in wt.%: 20-25 anthracite, 25-30 thermoanthracite, 5-16 molasses, the rest is coke fines.

Основные недостатки такого брикета в сложности его формования, невозможности воспламенения от низкоэнергетических источников тепла, недостаточно высокой полноте сгорания и как следствие в увеличении выбросов в атмосферу вредных веществ.The main disadvantages of such a briquette are the complexity of its molding, the inability to ignite from low-energy heat sources, insufficiently high combustion and, as a result, the increase in emissions of harmful substances into the atmosphere.

Известен «Легковоспламеняющийся топливный брикет» (Патент №2208044, опубл. 10.07.2003), принятый за прототип. Основной слой этого брикета состоит из каменного угля, а зажигательный слой содержит гексаметилентетраамин в количестве 25-50%, нитрат калия 5-20%, каменный уголь до 100%; в качестве связующего используют термопластичный 3,4-полиизопрен или эпоксидную смолу, модифицированную введением низкомолекулярного жидкого бутадиенового каучука с карбоксильными группами в соотношении смола - каучук 1 моль на 0,08-0,1.The well-known "Flammable fuel briquette" (Patent No. 2208044, publ. 10.07.2003), adopted as a prototype. The main layer of this briquette consists of coal, and the incendiary layer contains hexamethylene tetraamine in an amount of 25-50%, potassium nitrate 5-20%, coal up to 100%; as a binder, a thermoplastic 3,4-polyisoprene or epoxy resin modified by introducing low molecular weight liquid butadiene rubber with carboxyl groups in the ratio of resin - rubber 1 mol per 0.08-0.1 is used.

Основные недостатки брикета в сравнительно высокой стоимости из-за использования большого количества сравнительно дорогостоящих компонентов, трудности формования двухслойной конструкции.The main disadvantages of the briquette are its relatively high cost due to the use of a large number of relatively expensive components, and the difficulty of forming a two-layer structure.

Техническим результатом изобретения является упрощение изготовления и состава топливного брикета при сохранении возможности воспламенения от низкоэнергетических источников тепла и снижении вредных выбросов в атмосферу.The technical result of the invention is to simplify the manufacture and composition of the fuel briquette while maintaining the possibility of ignition from low-energy heat sources and reducing harmful emissions into the atmosphere.

Технический результат достигается тем, что в легковоспламеняющемся топливном брикете, состоящем из основного слоя, содержащего углесодержащий компонент и связующее, и зажигательного слоя, содержащего гексаметилентетраамин, в качестве углесодержащего компонента используют угольные шламы в количестве 30-60%, в качестве связующего используют бумажные отходы в количестве 40-70%, зажигательный слой содержит гексаметилентетраамина 75-90 масс % и нитрата калия или дополнительно нитрата натрия 10-25%, при этом брикет выполнен с отверстием, площадь поперечного сечения которого составляет от 25 до 40% от площади поперечного сечения брикета.The technical result is achieved by the fact that in a flammable fuel briquette consisting of a base layer containing a carbon-containing component and a binder, and an incendiary layer containing hexamethylenetetraamine, 30-60% coal sludge is used as a carbon-containing component, paper waste is used as a binder 40-70%, the incendiary layer contains hexamethylenetetraamine 75-90 mass% and potassium nitrate or additional sodium nitrate 10-25%, while the briquette is made with a hole, the area of pop the cross section of which is from 25 to 40% of the cross-sectional area of the briquette.

Сущность технического решения поясняется чертежом (фиг.1) на котором изображен внешний вид брикета. (1) - основной слой брикета, (2) - зажигательный слой, (3) - продольное отверстие.The essence of the technical solution is illustrated by the drawing (figure 1) which shows the appearance of the briquette. (1) - the main layer of the briquette, (2) - incendiary layer, (3) - a longitudinal hole.

Использование в качестве углесодержащего компонента угольных шламов в количестве 30-60%, и использование в качестве связующего бумажных отходов в количестве 40-70% дает возможность получить простой в изготовлении и по составу топливный брикет и одновременно утилизировать угольные и бумажные отходы. Угольные шламы обеспечивают теплотворную способность топливного брикета. Бумажные отходы одновременно являются и связующим, и горючим компонентом.The use of coal sludge as an coal-containing component in an amount of 30-60%, and the use of paper waste in an amount of 40-70% as a binder, makes it possible to obtain a fuel briquette that is easy to manufacture and in composition and at the same time to utilize coal and paper waste. Coal slurries provide the calorific value of the fuel briquette. Paper waste is both a binder and a combustible component.

Наличие в основном слое бумажных отходов позволяет ему легко воспламеняться от зажигательного слоя, надежно и устойчиво гореть. При содержании угольных шламов выше 60% и при содержании бумажных отходов в основном слое менее 40% снижается прочность брикета. При содержании угольных шламов ниже 30% и бумажных отходов более 70% в основном слое существенно понижается теплотворная способность топливного брикета.The presence in the main layer of paper waste allows it to easily ignite from the incendiary layer, to burn reliably and steadily. When the content of coal sludge is above 60% and when the content of paper waste in the main layer is less than 40%, the strength of the briquette decreases. When the content of coal sludge is below 30% and paper waste more than 70% in the main layer, the calorific value of the fuel briquette is significantly reduced.

Наличие в зажигательном слое брикета гексаметилентетраамина и нитрата калия или дополнительно нитрата натрия позволяет этому слою легко воспламенятся от низкоэнергетических источников тепла (например, спички).The presence of hexamethylenetetraamine briquette and potassium nitrate or additional sodium nitrate in the incendiary layer allows this layer to easily ignite from low-energy heat sources (for example, matches).

При содержании в зажигательном слое гексаметилентетраамина менее 75% и при содержании нитрата калия или дополнительно нитрата натрия более 25% происходит слишком интенсивное горение зажигательного слоя, при этом зажигательный слой не успевает воспламенить основной слой. При содержании гексаметилентетраамина выше 90% и при содержании нитрата калия или натрия менее 10% зажигательный слой плохо воспламеняется от низкоэнергетических источников тепла.When the content of hexamethylenetetraamine in the incendiary layer is less than 75% and when the content of potassium nitrate or additional sodium nitrate is more than 25%, the incendiary layer burns too intensely, while the incendiary layer does not have time to ignite the main layer. When the content of hexamethylenetetraamine is higher than 90% and when the content of potassium or sodium nitrate is less than 10%, the incendiary layer ignites poorly from low-energy heat sources.

Наличие центрального отверстия увеличивает полноту сгорания топливного брикета и снижает выбросы вредных веществ в атмосферу. Кроме того, такой топливный брикет изготовлен на экструдере, что также упрощает и удешевляет процесс изготовления брикета. Наличие центрального отверстия обусловлено технологией изготовления топливного брикета - получение нескольких отверстий или не центральное расположение отверстия на экструдере крайне затруднено.The presence of a central hole increases the completeness of combustion of the fuel briquette and reduces emissions of harmful substances into the atmosphere. In addition, such a fuel briquette is made on an extruder, which also simplifies and cheapens the process of manufacturing a briquette. The presence of a central hole is due to the technology of manufacturing a fuel briquette - obtaining multiple holes or a non-central location of the hole on the extruder is extremely difficult.

Наличие отверстия площадью поперечного сечения менее 25% площади поперечного сечения брикета уменьшает полноту сгорания брикета из-за недостаточного притока воздуха. Наличие отверстия площадью поперечного сечения более 40% не увеличивает полноту сгорания, чрезмерно увеличивает объем брикета (без увеличения калорийности), понижает прочность брикета.The presence of holes with a cross-sectional area of less than 25% of the cross-sectional area of the briquette reduces the completeness of combustion of the briquette due to insufficient air flow. The presence of a hole with a cross-sectional area of more than 40% does not increase the completeness of combustion, excessively increases the volume of the briquette (without increasing calories), and reduces the strength of the briquette.

Пример. Изготовлены брикеты из шламов (-0,5 мм) длиннопламенного угля с зольностью 12,4%, влажность - 45,2%, влажность бумаги 4,4%. При изготовление брикета происходит перемешивание влажных угольных шламов с сухими бумажными отходами при этом шламы частично обезвоживаются, а бумага наоборот увлажняется. Необходимая влажность бумажно-угольной шихты регулируется изменением содержания в ней шламов, также при необходимости шламы обезвоживаются предварительно.Example. Briquettes were made from sludge (-0.5 mm) of long-flame coal with an ash content of 12.4%, humidity - 45.2%, paper moisture content 4.4%. When producing a briquette, wet coal sludge is mixed with dry paper waste, while the sludge is partially dehydrated, and on the contrary, the paper is moistened. The necessary moisture content of the paper-coal mixture is regulated by changing the content of sludge in it, and if necessary, the sludge is dehydrated beforehand.

Брикет сформирован в виде цилиндра диаметром 40 мм, диаметр внутреннего отверстия 12 мм, длина брикетов от 180 до 220 мм. Брикет сформирован экструдером, имеющим зоны перемешивания и прессования. В конце зоны перемешивания во внешнюю поверхность брикета «вдавливался» зажигательный слой за счет дополнительного шнека подпресовщика. В зоне прессования брикет упрочняется и выходит из экструдера, имеющим прочность, достаточную для его транспортировки на сушку. Брикеты после сушки легко воспламенялись, устойчиво горели и фактически не выделяли дым.The briquette is formed in the form of a cylinder with a diameter of 40 mm, the diameter of the inner hole is 12 mm, the length of the briquettes is from 180 to 220 mm. The briquette is formed by an extruder having mixing and pressing zones. At the end of the mixing zone, the incendiary layer was “pressed” into the outer surface of the briquette due to the additional screw of the sub-coiler. In the pressing zone, the briquette is hardened and leaves the extruder having a strength sufficient for its transportation to drying. After drying, the briquettes easily ignited, burned steadily and did not actually emit smoke.

Claims

Highly flammable fuel briquette, consisting of a base layer containing a carbon-containing component and a binder, and an incendiary layer containing hexamethylenetetraamine, characterized in that 30-60% of coal sludge is used as a carbon-containing component, 40- waste paper is used as a binder 70%, the incendiary layer contains hexamethylenetetraamine 75-90 wt.% And potassium nitrate or additional sodium nitrate 10-25%, while the briquette is made with a hole, the cross-sectional area of which from 25 to 40% of the cross sectional area of the preform.