RU2425074C2 - Binding composition for making fuel briquettes - Google Patents

Binding composition for making fuel briquettes Download PDF

Info

Publication number
RU2425074C2
RU2425074C2 RU2009126329/04A RU2009126329A RU2425074C2 RU 2425074 C2 RU2425074 C2 RU 2425074C2 RU 2009126329/04 A RU2009126329/04 A RU 2009126329/04A RU 2009126329 A RU2009126329 A RU 2009126329A RU 2425074 C2 RU2425074 C2 RU 2425074C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coal
sapropel
tar
fuel
briquettes
Prior art date
Application number
RU2009126329/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009126329A (en
Inventor
Лира Александровна Николаева (RU)
Лира Александровна Николаева
Ольга Николаевна Буренина (RU)
Ольга Николаевна Буренина
Савва Николаевич Попов (RU)
Савва Николаевич Попов
Original Assignee
Институт проблем нефти и газа СО РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт проблем нефти и газа СО РАН filed Critical Институт проблем нефти и газа СО РАН
Priority to RU2009126329/04A priority Critical patent/RU2425074C2/en
Publication of RU2009126329A publication Critical patent/RU2009126329A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2425074C2 publication Critical patent/RU2425074C2/en

Links

Landscapes

  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to coal industry, particularly producing binder for briquetting brown coal. The tar-based composition used to briquette fine fractions of brown coal is characterised by that it contains mechanically activated sapropel.
EFFECT: obtaining briquettes with good technical characteristics.
3 tbl

Description

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано для брикетирования мелкодисперсных фракций бурого угля с использованием в качестве связующего гудрона, модифицированного активированным озерным сапропелем.The invention relates to the coal industry and can be used for briquetting finely divided brown coal fractions using tar modified with activated lake sapropel as a binder.

Известен способ получения топливных брикетов, включающий приготовление смеси измельченного угля с нефтяным асфальтитом (8-10 мас.%), механическую обработку в роторном дезинтеграторе при скорости вращения рабочих органов (16-18)·10-3 мин-1 в течение 3-6 секунд и последующее брикетирование смеси при нагреве (Патент РФ №2064006 «Способ получения топливных брикетов». Авт. В.В.Пушканов, Г.С.Головин, Е.Г.Горлов, Я.М.Каган, А.Р.Молявко, А.А.Чижевский) [1].A known method of producing fuel briquettes, including the preparation of a mixture of crushed coal with petroleum asphaltite (8-10 wt.%), Machining in a rotary disintegrator at a speed of rotation of the working bodies (16-18) · 10 -3 min -1 for 3-6 seconds and subsequent briquetting of the mixture when heated (RF Patent No. 2064006 “Method for producing fuel briquettes.” Auth. V.V. Pushkanov, G.S. Golovin, E.G. Gorlov, Ya.M. Kagan, A.R. Molyavko , A.A. Chizhevsky) [1].

Недостатком известного способа являются сложность технологии подготовки исходного сырья - обезвоживание угля по методу Флейснера, использование высоких температур при прессовании, низкие значения прочности при сжатии получаемых брикетов.The disadvantage of this method is the complexity of the technology for preparing the feedstock - coal dehydration according to the Fleisner method, the use of high temperatures during pressing, low compressive strength of the resulting briquettes.

Наиболее близким к предлагаемому по технологической сущности является способ брикетирования угля, включающий измельчение угля, смешение со связующим, в качестве которого используют модифицированный высушенным озерным сапропелем гудрон, прессование и термообработку (Патент РФ №2326159 «Сапропелесодержащее связующее для брикетирования бурого угля». Авт. Л.А.Петрова, О.Н.Буренина, В.Г.Латышев, С.Н.Попов, Л.Я.Морова) [2].Closest to the proposed technological essence is a method of briquetting coal, including grinding coal, mixing with a binder, which is used as a modified tar dried lake sapropel, pressing and heat treatment (RF Patent No. 2232159 “Saproles containing binder for brown coal briquetting.” Aut. L . A. Petrova, O. N. Burenina, V. G. Latyshev, S. N. Popov, L. Ya. Morova) [2].

Недостатком этого способа является незначительная прочность получаемых брикетов.The disadvantage of this method is the low strength of the resulting briquettes.

Целью изобретения является получение топливных брикетов с повышенными значениями прочности при сжатии.The aim of the invention is to obtain fuel briquettes with increased values of compressive strength.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве связующего предлагается использовать гудрон, модифицированный добавкой механоактивированного озерного сапропеля.This goal is achieved in that it is proposed to use a tar modified with the addition of mechanically activated lake sapropel as a binder.

Гудрон - тяжелый нефтяной остаток после отгона бензинодизельмасляных дистиллятов, представляющий собой черную смолистую массу. Основные составные части гудрона - масла, не отогнавшиеся при перегонке нефти, нефтяные смолы, твердые асфальтообразные вещества (асфальтены, карбены, карбоиды), смолистые вещества кислотного характера.Tar is a heavy oil residue after distillation of gasoline-diesel-oil distillates, which is a black resinous mass. The main components of the tar are oils that were not distilled during the distillation of oil, oil resins, solid asphalt-like substances (asphaltenes, carbenes, carboids), resinous substances of an acid nature.

Гудрон получен путем отгонки 40% масел от мазута при Т=350-370°С, давлении Р=0,6-0,8 атм, в течение 4-5 часов и имеет следующие свойства и состав (табл.1).Tar obtained by distillation of 40% oils from fuel oil at T = 350-370 ° C, pressure P = 0.6-0.8 atm, for 4-5 hours and has the following properties and composition (Table 1).

Таблица 1Table 1 Физико-химические свойства гудронаPhysico-chemical properties of tar ПараметрыOptions ЗначениеValue Плотность при 20°С, кг/мDensity at 20 ° С, kg / m 941,1941.1 Вязкость условная при 80°С, усл. градусConventional viscosity at 80 ° С, conv. degree 23,323.3 Массовая доля смол силикагелевых, %Mass fraction of silica gel resins,% 18,418,4 Массовая доля асфальтенов, %Mass fraction of asphaltenes,% 6.26.2 Масла, %Oils,% 75,4475.44 Массовая доля парафина, %Mass fraction of paraffin,% 0,880.88 Коксуемость, мас.%Coking ability, wt.% 10,8210.82 Температура вспышки в открытом тигле, °СFlash point in open crucible, ° С 227,5227.5 Температура застывания, °СPour point, ° C 22 Зольность, %Ash content,% 0,150.15 Элементный состав, массовая доляElemental composition, mass fraction - С- FROM 85,085.0 - Н- N 13,613.6 - N- N 0,50.5 - Sобщ - S total 0,740.74 - О- ABOUT 0,160.16

Избыточное содержание в гудроне остаточных масел (до 75,44%) отрицательно сказывается на его адгезионных свойствах и снижает значения прочности при сжатии топливных брикетов.Excessive residual oil content in the tar (up to 75.44%) adversely affects its adhesive properties and reduces the compressive strength of fuel briquettes.

С целью ускорения процессов окисления и улучшения адгезионной способности системы «уголь-связующее» предлагается введение в гудрон в качестве структурно-активной добавки активированного озерного сапропеля.In order to accelerate the oxidation processes and improve the adhesion ability of the coal-binder system, the introduction of activated lake sapropel into the tar is proposed as a structurally active additive.

Сапропели - донные отложения озер, сложные органоминеральные комплексы веществ, формирующиеся в результате биологических, микробиологических и механических процессов из остатков растительных и животных организмов и привносимых в водоемы органических и минеральных примесей [3]. Предпосылкой использования дисперсного органоминерального материала в качестве модифицирующей добавки при наполнении связующего вещества, помимо обширной сырьевой базы и дешевизны, явились его уникальные свойства, вызванные его повышенной геометрической удельной поверхностью, высокой сорбционной способностью масел гудрона и каталитической способностью [4, 5].Sapropels are bottom sediments of lakes, complex organomineral complexes of substances formed as a result of biological, microbiological and mechanical processes from the remains of plant and animal organisms and organic and mineral impurities introduced into water bodies [3]. A prerequisite for using dispersed organomineral material as a modifying additive when filling a binder, in addition to its extensive raw material base and cheapness, was its unique properties caused by its increased geometric specific surface, high sorption ability of tar oils and catalytic ability [4, 5].

Сапропель перед смешением с нефтяным связующим высушивался при 110°С для удаления части остаточной воды и подвергался механической активации на планетарной мельнице АГО-2 с частотой вращения водила 630 об/мин и барабана 1290 об/мин в течение двух минут для диспергирования и повышения адсорбционной способности.Before mixing with the oil binder, sapropel was dried at 110 ° C to remove part of the residual water and subjected to mechanical activation at the AGO-2 planetary mill with a carrier speed of 630 rpm and a drum of 1290 rpm for two minutes to disperse and increase the adsorption capacity .

Изучение текстурных характеристик сапропелей показывает, что активированный сапропель характеризуется меньшим размером частиц, повышенной удельной геометрической поверхностью, а также увеличенным количеством пор, о чем можно судить по увеличению удельного объема пор по сравнению с неактивированным сапропелем (табл.2).A study of the texture characteristics of sapropels shows that activated sapropel is characterized by a smaller particle size, increased specific geometric surface, and also an increased number of pores, as can be judged by the increase in specific pore volume compared to non-activated sapropel (Table 2).

Таблица 2table 2 Текстурные характеристики сапропелейTextural characteristics of sapropels ПоказателиIndicators Неактивированный сапропельInactive sapropel Активированный сапропельActivated sapropel Удельный объем пор, см3The specific pore volume, cm 3 / g 0,0020.002 0,0120.012 Удельная геометрическая поверхность, м2Specific geometric surface, m 2 / g 1,2571,257 7,2567,256

Исследования дисперсности наполнителей показывают, что если размер индивидуальных частиц сапропелей до активации составляет >180 мкм, то после обработки в планетарной мельнице он снижается на два порядка.Studies of the dispersion of fillers show that if the size of individual sapropel particles before activation is> 180 μm, then after processing in a planetary mill it decreases by two orders of magnitude.

Таким образом, исследования показали, что механоактивация приводит к усилению адсорбционных свойств и увеличению дисперсности сапропелей.Thus, studies have shown that mechanical activation leads to increased adsorption properties and an increase in the dispersion of sapropels.

Состав для брикетированного топлива готовят следующим образом. The composition for the briquetted fuel is prepared as follows.

Высушенную при 110°С и фракционированную угольную мелочь (размер частиц 0-2,5 мм) и модифицированный механоактивированным сапропелем гудрон смешивают в заявляемых отношениях при температуре 90°С. Затем полученную смесь прессуют при давлении 150 МПа, готовый брикет подвергают термообработке при 230°С в течение 180 мин. Исследуемые образцы - таблетки диаметром 25,0 мм и высотой 10,0 мм испытывали на прочность при сжатии, зольность, выход летучих веществ, общее содержание серы на сухое состояние топлива, общее содержание водорода на воздушно-сухое состояние топлива, водопоглощение, высшую теплоту сгорания на сухое беззольное состояние топлива, низшую теплоту сгорания на рабочее состояние топлива.Dried at 110 ° C and fractionated coal fines (particle size 0-2.5 mm) and modified with mechanically activated sapropel tar mixed in the claimed relationship at a temperature of 90 ° C. Then the resulting mixture is pressed at a pressure of 150 MPa, the finished briquette is subjected to heat treatment at 230 ° C for 180 minutes. The test samples — tablets with a diameter of 25.0 mm and a height of 10.0 mm — were tested for compressive strength, ash, volatiles yield, total sulfur content for dry fuel, total hydrogen content for air-dry fuel, water absorption, higher calorific value dry ashless state of fuel, lower heat of combustion on the working state of fuel.

В табл.3 представлены технические характеристики буроугольных брикетов известных составов №1, 2 [6], предлагаемого состава №4 и прототипа №3.Table 3 presents the technical characteristics of brown coal briquettes of known compositions No. 1, 2 [6], the proposed composition No. 4 and prototype No. 3.

Как следует из сопоставительного анализа технических характеристик брикетированного топлива, прочность при сжатии брикетов предложенного состава выше более чем в два раза, зольность и содержание серы ниже в 1,3 раза по сравнению с брикетами известных составов и прототипа.As follows from a comparative analysis of the technical characteristics of the briquetted fuel, the compressive strength of the briquettes of the proposed composition is more than two times higher, the ash content and sulfur content are 1.3 times lower compared to briquettes of known compositions and prototype.

Остальные показатели находятся на уровне показателей известных составов и прототипа.The remaining indicators are at the level of the known compositions and prototype.

Таблица 3Table 3 No. СоставStructure σсж, МПаσ squ , MPa Ad, %A d ,% Vdaf, %V daf ,% Sdt, %S d t ,% Ha, %H a ,% Дым-ть, %Smoke% W, %W% Wa, %W a ,% Qdafs, ккал/кгQ daf s , kcal / kg Qri, ккал/кгQ r i , kcal / kg 1one Уголь + битумCoal + Bitumen 11,8311.83 15,6015.60 46,6046.60 0,390.39 3,913.91 113113 1,861.86 5,205.20 69646964 53395339 22 Уголь + гудронCoal + Tar 6,126.12 16,0016.00 45,8045.80 0,330.33 3,813.81 108108 2,102.10 5,675.67 66736673 47614761 33 Уголь + гудрон + сапропель (прототип)Coal + tar + sapropel (prototype) 12,1312,13 18,4018.40 49,0049.00 0,530.53 3,563.56 110110 2,152.15 5,935.93 68406840 50305030 4four Уголь + гудрон + активированный сапропельCoal + Tar + Activated Sapropel 25,1225.12 14,214.2 4848 0,420.42 3,593,59 125125 1,961.96 4,84.8 68246824 50335033 σсж - предел прочности при сжатии, МПа; Ad - зольность на сухое состояние топлива, %; Vdaf - выход летучих веществ, %; Sdt - общее содержание серы на сухое состояние топлива, %; На - общее содержание водорода на воздушно-сухое состояние топлива, %; W - водопоглощение, %; Wa - массовая доля влаги на воздушно-сухое состояние топлива, %; Qdafs - высшая теплота сгорания на сухое беззольное состояние топлива, ккал/кг; Qri - низшая теплота сгорания на рабочее состояние топлива, ккал/кг.σ compression channel - the compressive strength, MPa; A d - ash content on a dry fuel condition,%; V daf — yield of volatiles,%; S d t - total sulfur content in the dry state of the fuel,%; N a - the total hydrogen content in the air-dry state of the fuel,%; W - water absorption,%; W a - mass fraction of moisture in the air-dry state of the fuel,%; Q daf s - the highest calorific value for the dry ashless state of fuel, kcal / kg; Q r i is the net calorific value per fuel operating condition, kcal / kg.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2064006 «Способ получения топливных брикетов». Авт. В.В.Пушканов, Г.С.Головин, Е.Г.Горлов, Я.М.Каган, А.Р.Молявко, А.А.Чижевский.1. RF patent No. 2064006 "Method for producing fuel briquettes." Auth. V.V. Pushkanov, G.S. Golovin, E.G. Gorlov, Y.M. Kagan, A.R. Molyavko, A.A. Chizhevsky.

2. Патент РФ №2326159 «Сапропелесодержащее связующее для брикетирования бурого угля». Авт. Л.А.Петрова, О.Н.Буренина, В.Г.Латышев, С.Н.Попов, Л.Я.Морова (прототип).2. RF patent №2326159 "Sapropel-containing binder for brown coal briquetting". Auth. L.A. Petrova, O.N.Burenina, V.G. Latyshev, S.N. Popov, L.Ya. Morova (prototype).

3. Кирейчева Л.В., Хохлова О.Б. Сапропели: состав, свойства, применение. - М.: Рома, 1998. - 124 с.3. Kireicheva L.V., Khokhlova O. B. Sapropels: composition, properties, application. - M.: Roma, 1998 .-- 124 p.

4. Мярикянов М.И., Степанов Г.Н., Егорова М.С. Сапропели озер Большая Чабыда, Краденое и пути их использования в сельском хозяйстве. - Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1991. - 88 с.4. Myarikyanov M.I., Stepanov G.N., Egorova M.S. Sapropeli of Lakes Bolshaya Chabyda, Kradenoe and ways of their use in agriculture. - Yakutsk: NSC SB RAS, 1991. - 88 p.

5. Методические указания по использованию сапропелей озер Центральной Якутии в сельском хозяйстве. - Якутск: ЯФ СО РАН, 1985, - 24 с.5. Guidelines for the use of sapropels of lakes in Central Yakutia in agriculture. - Yakutsk: NF SB RAS, 1985, - 24 p.

6. Николаева Л.А., Буренина О.Н., Латышев В.Г. Рациональное использование отходов угледобычи Кангаласского угольного разреза PC (Я). - Вестник Международной Академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности, Т.13, №3, СПб - Чита, 2008. С.14-16.6. Nikolaeva L.A., Burenina O.N., Latyshev V.G. Rational use of coal waste Kangalassky coal mine PC (I). - Bulletin of the International Academy of Ecology and Life Safety, T.13, No. 3, St. Petersburg - Chita, 2008. P.14-16.

Claims (1)

Композиция на основе гудрона, используемая для брикетирования мелких фракций бурого угля, отличающаяся тем, что она содержит механоактивированный сапропель. Tar composition used for briquetting small brown coal fractions, characterized in that it contains mechanically activated sapropel.
RU2009126329/04A 2009-07-08 2009-07-08 Binding composition for making fuel briquettes RU2425074C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009126329/04A RU2425074C2 (en) 2009-07-08 2009-07-08 Binding composition for making fuel briquettes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009126329/04A RU2425074C2 (en) 2009-07-08 2009-07-08 Binding composition for making fuel briquettes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009126329A RU2009126329A (en) 2011-01-20
RU2425074C2 true RU2425074C2 (en) 2011-07-27

Family

ID=44753724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009126329/04A RU2425074C2 (en) 2009-07-08 2009-07-08 Binding composition for making fuel briquettes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2425074C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2515840C1 (en) * 2012-12-25 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук Asphalt-concrete mix

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2515840C1 (en) * 2012-12-25 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук Asphalt-concrete mix

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009126329A (en) 2011-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hu et al. The densification of bio-char: Effect of pyrolysis temperature on the qualities of pellets
Carrier et al. Production of char from vacuum pyrolysis of South-African sugar cane bagasse and its characterization as activated carbon and biochar
Cuhadaroglu et al. Production and characterization of activated carbon from a bituminous coal by chemical activation
Khitrin et al. Lignin utilization options and methods
Han et al. An Experimental Study on Binderless Briquetting of Low‐Rank Coals
RU2733946C1 (en) Fuel briquette
RU2425074C2 (en) Binding composition for making fuel briquettes
Zhang et al. Structure characteristics and adhesive property of humic substances extracted with different methods
RU2420548C2 (en) Binding composition for briquetting brown coal
RU2396306C1 (en) Method of producing fuel briquette (versions)
RU2318866C1 (en) Fuel briquette fabrication process
RU2147029C1 (en) Fuel briquet and method of preparing thereof
Nikolaeva et al. Fuel briquettes from brown coals of Yakutia
RU2326159C1 (en) Sapropel-containing binding material for brown coal caking
RU2330876C1 (en) Granulated fuel for pyrolysis
RU2334785C1 (en) Coke briquette
RU2730462C1 (en) Method of producing mineral wool
RU2733947C1 (en) Method of producing fuel briquette
SU1723100A1 (en) Method of producing coal briquettes
RU2785437C1 (en) Composition for producing a water-resistant fuel briquette
RU2325433C1 (en) Method of coke fine grades briquetting
RU2707297C2 (en) Fuel briquette and method for production thereof
Pinto et al. Effects of composition and pre-treatment on the physical and mechanical properties of pellets of orange juice waste
RU2249612C1 (en) Carbon briquette fabrication process
RU2035492C1 (en) Oil-coke briquette and method for production of oil-coke briquettes

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170709