RU2486232C1 - Method of making fuel briquettes - Google Patents
Method of making fuel briquettes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2486232C1 RU2486232C1 RU2012107949/04A RU2012107949A RU2486232C1 RU 2486232 C1 RU2486232 C1 RU 2486232C1 RU 2012107949/04 A RU2012107949/04 A RU 2012107949/04A RU 2012107949 A RU2012107949 A RU 2012107949A RU 2486232 C1 RU2486232 C1 RU 2486232C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- binder
- briquettes
- dry
- amount
- carbon
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, в часности к переработке углеродсодержащих отходов алюминиевой и электродной промышленности, и может быть использовано при производстве глинозема, цемента и теплоэнергоресурсов.The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, in particular for the processing of carbon-containing waste from the aluminum and electrode industries, and can be used in the production of alumina, cement and heat and power resources.
При производстве алюминия и электродов образуется значительное количество углеродсодержащих отходов, которые используются ограниченно и в основном вывозятся на полигон промышленных и бытовых отходов. Вещественный состав ряда отходов представлен преимущественно аморфным углеродом, составляющими более 90%. Это предопределяет возможную нишу использования углеродных отходов в качестве компонента шихты при производстве топливных брикетов. Вследствие низкого содержания летучих процесс горения углеродсодержащих отходов в окислительных условиях начинается при температуре свыше 500°С, что затрудняет воспламенение материала и лимитирует ее применение для энергетических целей без смешения с более высокореакционным топливом, например бурым углем.In the production of aluminum and electrodes, a significant amount of carbon-containing waste is generated, which is used in a limited way and is mainly exported to the industrial and household waste landfill. The material composition of a number of wastes is predominantly represented by amorphous carbon, constituting more than 90%. This determines the possible niche of using carbon waste as a component of the charge in the production of fuel briquettes. Due to the low volatile content, the process of burning carbon-containing waste under oxidizing conditions begins at temperatures above 500 ° C, which complicates the ignition of the material and limits its use for energy purposes without mixing with higher reactive fuels, such as brown coal.
Известны способы получения топливных брикетов на основе смесевых композиций бурого угля, различного типа отходов и связующего.Known methods for producing fuel briquettes based on mixed compositions of brown coal, various types of waste and binder.
Известен способ брикетирования угольных шламов и мелких классов бурого угля, включающий смешивание шламов или угля с водорастворимыми связующими и последующей упаковкой, при этом сушка и последующий набор прочности брикетов происходит в процессе нагрева и последующего сжигания брикетов (1). Недостатками данного способа являются необходимость использования дорогостоящей упаковки и создания условий при транспортировке для обеспечения герметичности.A known method of briquetting coal sludge and small classes of brown coal, including mixing sludge or coal with water-soluble binders and subsequent packaging, while drying and subsequent curing of briquettes occurs during heating and subsequent burning of briquettes (1). The disadvantages of this method are the need to use expensive packaging and create conditions during transportation to ensure tightness.
Известен способ получения топливных брикетов на основе угля и гидролизного лигнина в соотношении уголь/лигнин 70/30%, при этом брикетирование осуществляют при температуре 270-330°С и давлении 90-110 МПа (2). Недостатком данного способа является высокие энергозатраты на производство.A known method of producing fuel briquettes based on coal and hydrolysis lignin in the ratio of coal / lignin 70/30%, while briquetting is carried out at a temperature of 270-330 ° C and a pressure of 90-110 MPa (2). The disadvantage of this method is the high energy consumption for production.
Известен способ получения топливного брикета, включающий прессование под давлением утилизованных древесных опилок, насыщенных нефтепродуктами, при очистке сточных вод, загрязненных нефтепродуктами, в которые добавляют древесную муку. Недостатком данного изобретения является невысокая теплотворная способность, низкие прочностные характеристики брикета (3).A known method of producing a fuel briquette, comprising pressing under pressure the recycled wood chips, saturated with petroleum products, in the treatment of wastewater contaminated with petroleum products, which add wood flour. The disadvantage of this invention is the low calorific value, low strength characteristics of the briquette (3).
Известен способ получения топливных брикетов из бурого угля, где в качестве связующего используют бытовые отходы полиэтилена, в виде измельченных частиц, размером менее 7 мм, в количестве 6-7% от массы сухого угля, брикетируемую смесь нагревают до температуры 90-130°С и прессование брикетов производят при давлении 98-99 МПа. Недостатком данного изобретения является невысокая теплотворная способность, низкие прочностные характеристики брикета и канцерогенные выбросы при сгорании полиэтилена (4).A known method of producing fuel briquettes from brown coal, where household waste polyethylene is used as a binder, in the form of crushed particles, less than 7 mm in size, in the amount of 6-7% by weight of dry coal, the briquetted mixture is heated to a temperature of 90-130 ° C and briquettes are pressed at a pressure of 98-99 MPa. The disadvantage of this invention is the low calorific value, low strength characteristics of the briquette and carcinogenic emissions during the combustion of polyethylene (4).
Наиболее близким техническим решением является способ получения топливных брикетов, включающий пропитку пористого углеродного наполнителя углеводородсодержащим связующим при перемешивании и нагреве с последующим смешиванием с измельченным углем и брекетированием смеси с добавлением полученного материала к измельченному бурому углю в количестве 5-25 мас.%, их смешивание и прессование при 40-80°С и 80-120 МПа.The closest technical solution is a method for producing fuel briquettes, comprising impregnating a porous carbon filler with a hydrocarbon-containing binder with stirring and heating, followed by mixing with ground coal and bracketing the mixture with the addition of the obtained material to ground brown coal in an amount of 5-25 wt.%, Mixing and pressing at 40-80 ° C and 80-120 MPa.
Недостатком известного способа является необходимость предварительной пропитки углеродного наполнителя при перемешивании и нагреве с целью исключения смазки матричного канала штемпельного пресса связующим, что приводит к уменьшению прочности брикета (5).The disadvantage of this method is the need for preliminary impregnation of the carbon filler with stirring and heating in order to exclude lubrication of the matrix channel of the stamp press with a binder, which leads to a decrease in the strength of the briquette (5).
Задачей предлагаемого технического решения является утилизация отходов промышленных производств и повышение экологической безопасности.The objective of the proposed technical solution is the disposal of industrial waste and improving environmental safety.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение из углеродсодержащих отходов высокопрочных топливных брикетов без предварительной пропитки углеродного наполнителя, что обеспечивает его более высокую технологичность и более низкую себестоимость производства брикетов.The technical result of the invention is the production of high-strength fuel briquettes from carbon-containing waste without preliminary impregnation of the carbon filler, which ensures its higher manufacturability and lower cost of production of briquettes.
Технический результат достигается тем, что способ получения топливного брикета, включающий смешение сухих компонентов шихты, добавление связующего и прессование осуществляется с использованием углеродных отходов от производства алюминия, анодной массы и электродов, имеющих высокую теплотворную способность при высокой температуре воспламенения и бурого угля, обладающего низкой теплотворной способностью и низкой температурой воспламенения при следующем соотношении, мас.%:The technical result is achieved by the fact that the method of producing a fuel briquette, including mixing the dry components of the charge, adding a binder and pressing is carried out using carbon wastes from the production of aluminum, anode mass and electrodes having high calorific value at a high ignition temperature and brown coal having low calorific value ability and low flash point in the following ratio, wt.%:
- Углеродные отходы - 25,01÷85,00%;- Carbon waste - 25.01 ÷ 85.00%;
- Бурый уголь - 15,00÷74,99%.- Brown coal - 15.00 ÷ 74.99%.
Сущность изобретения заключается в смешении углеродных отходов производства алюминия, анодной массы и электродов (аспирационная пыль, отсевы мелких фракций) с бурым углем, последующим добавлением связующего (битум, поливиниловый спирт) в соотношении 25,01÷85,00 мас.% углеродных отходов, 15,00÷74,99 мас.% бурого угля, 2÷10 мас.% связующего сверх 100% сухой массы.The invention consists in mixing carbon wastes from the production of aluminum, anode paste and electrodes (suction dust, screenings of fine fractions) with brown coal, followed by the addition of a binder (bitumen, polyvinyl alcohol) in a ratio of 25.01 ÷ 85.00 wt.% Carbon wastes, 15.00 ÷ 74.99 wt.% Brown coal, 2 ÷ 10 wt.% Binder in excess of 100% dry weight.
Способ дополняет частный отличительный признак, также способствующий достижению технического результата.The method complements a particular distinguishing feature, also contributing to the achievement of a technical result.
В состав полученной смеси могут быть введены 1÷5% гидрофобных добавок (мазут) сверх 100% получившейся массы, при использовании в качестве связующего поливинилового спирта.The composition of the mixture can be introduced 1 ÷ 5% hydrophobic additives (fuel oil) in excess of 100% of the resulting mass, when used as a binder polyvinyl alcohol.
Гидрофобные добавки используются для повышения влагоустойчивости брикетов.Hydrophobic additives are used to increase the moisture resistance of briquettes.
Повышение прочности брикетов достигается вследствие равномерного распределения частиц мелкодисперсного (пылевидного) углеродного наполнителя (углеродных отходов производства алюминия) и частиц измельченного бурого угля на этапе сухого смешивания, что в дальнейшем при добавлении связующего способствует получению максимальной плотности компоновки компонентов брикетов и при этом для достижения требуемой прочности требуется минимальное количество связующего. При этом минимальное содержание бурого угля в брикете и количество связующего подобрано таким образом, чтобы обеспечить максимальное проникновение связующего в поры бурого угля и формирование монолитного брикета при заполнении пространства между частицами минимальным количеством связующего. Тем самым, исключается вероятность смачивания канала штемпельного пресса избыточным связующим и нивелируется фактор, способствующий снижению прочности брикетов.An increase in the strength of briquettes is achieved due to the uniform distribution of particles of finely dispersed (dusty) carbon filler (carbon waste from aluminum production) and particles of crushed brown coal during the dry mixing stage, which subsequently, when a binder is added, helps to obtain the maximum density of the composition of the briquette components and at the same time to achieve the required strength minimum binder required. The minimum content of brown coal in the briquette and the amount of binder are selected in such a way as to ensure maximum penetration of the binder into the pores of the brown coal and the formation of a monolithic briquette when filling the space between particles with a minimum amount of binder. Thus, the probability of wetting the stamp press channel with an excess binder is eliminated and the factor contributing to a decrease in the briquette strength is leveled.
Предварительное смешивание углеродного наполнителя и связующего, по прототипу, не решит проблемы смачивания матричного канала штемпельного пресса по причине низкой пористости углеродного наполнителя. Pre-mixing the carbon filler and the binder, according to the prototype, will not solve the problem of wetting the matrix channel of the stamp press due to the low porosity of the carbon filler.
Способ поясняется чертежами, где на Фиг. 1 изображена расчетная низшая теплота сгорания топливных брикетов без учета связующего в зависимости от содержания углеродсодержащих отходов, на Фиг.2 - динамика изменения массы и выхода летучих соединений при нагревании пылеугольных брикетовThe method is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the calculated lower calorific value of fuel briquettes without taking into account the binder depending on the content of carbon-containing waste; FIG. 2 - dynamics of changes in the mass and yield of volatile compounds when heating pulverized coal briquettes
(Состав №83:50 мас.% - бурый уголь + 50 мас.% - аспирационная пыль + 8 мас.%(сверх 100%) - битум.(Composition No. 83: 50 wt.% - brown coal + 50 wt.% - suction dust + 8 wt.% (In excess of 100%) - bitumen.
В процессе приготовления брикетов производится сухое смешивание бурого угля, предварительно измельченного до фракции - 13 мм, с пылевидными углеродными отходами с последующим смешиванием смесевой композиции со связующим веществом и гидрофобными добавками при температуре 40÷90°С. Далее полученная смесь подается на брикетирование при 50÷120 МПа. Полученные брикеты охлаждаются естественным путем при транспортировке на участок разгрузки.In the process of briquette preparation, dry mixing of brown coal, previously crushed to a fraction of 13 mm, with pulverized carbon wastes is carried out, followed by mixing of the mixed composition with a binder and hydrophobic additives at a temperature of 40 ÷ 90 ° C. Next, the resulting mixture is fed for briquetting at 50 ÷ 120 MPa. The resulting briquettes are naturally cooled during transportation to the discharge site.
Для достижения технического результата в части повышения теплоты сгорания и обеспечения экономической эффективности при сжигании топливных брикетов на основе углеродных отходов их теплотворная способность должна быть не ниже 20 000 кДж/кг (Фиг.1). Для обеспечения этого условия количество углеродсодержащих отходов в брикетах должно быть не менее 25%. Из анализа кривых TG и DSC следует, что аспирационная пыль обладает меньшей реакционной способностью при термоокислительном нагреве в сравнении с бурым углем. Отсюда следует, что реакционная способность пылеугольных брикетов также будет изменяться и зависеть от содержания пыли в составе топливных брикетов.To achieve a technical result in terms of increasing the calorific value and ensuring economic efficiency when burning fuel briquettes based on carbon wastes, their calorific value should not be lower than 20,000 kJ / kg (Figure 1). To ensure this condition, the amount of carbon-containing waste in briquettes should be at least 25%. From the analysis of the TG and DSC curves it follows that the suction dust has a lower reactivity during thermo-oxidative heating in comparison with brown coal. It follows that the reactivity of pulverized coal briquettes will also vary and depend on the dust content in the composition of the fuel briquettes.
Результаты изменения массы пылеугольных брикетов с ростом температуры и выделение промежуточных продуктов приведены на фиг.2. Как видно из чертежа, процесс термоокислительной деструкции данного образца начинается в области 200-300°С. Процесс горения описывается широким экзотермическим эффектом с максимумами при 457,8 и 652,2°С. К 700°С потеря массы составляет 43,63% от исходной массы. При дальнейшем нагреве (область 700-1100°C) процесс убыли массы образца продолжается за счет выхода основных продуктов горения смеси: СО2 и SO2.The results of changes in the mass of pulverized coal briquettes with increasing temperature and the allocation of intermediate products are shown in figure 2. As can be seen from the drawing, the process of thermal oxidative degradation of this sample begins in the region of 200-300 ° C. The combustion process is described by a wide exothermic effect with maximums at 457.8 and 652.2 ° C. To 700 ° C, the weight loss is 43.63% of the initial mass. With further heating (region 700-1100 ° C), the process of weight loss of the sample continues due to the release of the main combustion products of the mixture: СО 2 and SO 2 .
Анализ полученных данных показывает, что максимальное содержание углеродсодержащих отходов в брикете, при котором происходит их воспламенение за счет горения бурого угля, ограничено 85%.An analysis of the data shows that the maximum content of carbon-containing waste in the briquette, at which they ignite due to the combustion of brown coal, is limited to 85%.
Анализ летучих соединений при термоокислительном нагревании брикетов показывает, что при горении аспирационной пыли никаких дополнительных вредных выбросов в сравнении с углем не происходит.The analysis of volatile compounds during thermo-oxidative heating of briquettes shows that during the combustion of aspiration dust no additional harmful emissions in comparison with coal occur.
Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что за счет использования углеродных отходов производства алюминия, анодной массы и электродов повышается теплота сгорания брикетов, уменьшается процент зольности и решается экологическая задача по утилизации промышленных отходов.The novelty of the proposed proposal is due to the fact that through the use of carbon wastes from the production of aluminum, the anode mass and electrodes, the heat of combustion of the briquettes is increased, the percentage of ash content is reduced and the environmental problem of recycling industrial waste is solved.
Поскольку предлагаемое техническое решение может быть применено для изготовления топливных брикетов, обладающих теплотворной способностью выше каменных углей марки Т, а стоимостью ниже, то можно утверждать, что предложение соответствует критерию «промышленная применимость». В случае использования в качестве наполнителя углеродных отходов с высоким содержанием фтора, брикеты применимы для использования в цементной промышленности как в качестве топлива, так и в качестве минерализатора, обеспечивающего снижение температуры процесса образования клинкера.Since the proposed technical solution can be used for the manufacture of fuel briquettes with a calorific value higher than T grade coal, and a lower cost, it can be argued that the proposal meets the criterion of "industrial applicability". In the case of using high fluorine content carbon waste as a filler, briquettes are applicable for use in the cement industry both as a fuel and as a mineralizer, which ensures a decrease in the temperature of the clinker formation process.
В таблице 1 представлены физико-механические свойства брикетов на основе различных вариантов смесевых композиций с различными типами связующих веществ. Как следует из таблицы 1, наилучшими физико-механическими свойствами обладают брикеты при добавлении битума и поливинилового спирта (ПВС).Table 1 presents the physicomechanical properties of briquettes based on various variants of mixed compositions with various types of binders. As follows from table 1, the best physico-mechanical properties have briquettes when adding bitumen and polyvinyl alcohol (PVA).
Пример 1: Состав брикета: 50 мас.% - бурый уголь; 50 мас.% - углеродные отходы; 6 мас.% (сверх 100%) - битум.Example 1: The composition of the briquette: 50 wt.% - brown coal; 50 wt.% - carbon waste; 6 wt.% (In excess of 100%) - bitumen.
В таблице 2 представлены результаты испытаний полученных топливных брикетов.Table 2 presents the test results of the obtained fuel briquettes.
Пример 2: Состав брикета: 50 мас.% - бурый уголь; 50 мас.% - углеродные отходы; 3 мас.% (сверх 100%) - поливиниловый спирт.Example 2: The composition of the briquette: 50 wt.% - brown coal; 50 wt.% - carbon waste; 3 wt.% (In excess of 100%) - polyvinyl alcohol.
В таблице 3 представлены результаты испытаний полученных топливных брикетов.Table 3 presents the test results of the obtained fuel briquettes.
Источники информацииInformation sources
(1) Патент №94034400.(1) Patent No. 94034400.
(2) Патент №94024381.(2) Patent No. 94024381.
(3) Патент №2309976.(3) Patent No. 2309976.
(4) Патент №2296794.(4) Patent No. 2296794.
(5) Патент №2005770.(5) Patent No. 20055770.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012107949/04A RU2486232C1 (en) | 2012-03-01 | 2012-03-01 | Method of making fuel briquettes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012107949/04A RU2486232C1 (en) | 2012-03-01 | 2012-03-01 | Method of making fuel briquettes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2486232C1 true RU2486232C1 (en) | 2013-06-27 |
Family
ID=48702214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012107949/04A RU2486232C1 (en) | 2012-03-01 | 2012-03-01 | Method of making fuel briquettes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2486232C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2749721C1 (en) * | 2020-08-10 | 2021-06-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН) | Method for producing fuel briquettes |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2005770C1 (en) * | 1992-01-15 | 1994-01-15 | Имашев Урал Булатович | Process for producing fuel briquettes |
RU2064006C1 (en) * | 1993-01-20 | 1996-07-20 | Институт горючих ископаемых Министерства топлива и энергетики РФ | Method for production of fuel briquettes |
RU2181752C1 (en) * | 2000-12-09 | 2002-04-27 | Лурий Валерий Григорьевич | Fuel briquette and methods for manufacturing briquettes (options) |
US20060112617A1 (en) * | 2003-02-11 | 2006-06-01 | Clark Keith N | Briquetting process |
-
2012
- 2012-03-01 RU RU2012107949/04A patent/RU2486232C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2005770C1 (en) * | 1992-01-15 | 1994-01-15 | Имашев Урал Булатович | Process for producing fuel briquettes |
RU2064006C1 (en) * | 1993-01-20 | 1996-07-20 | Институт горючих ископаемых Министерства топлива и энергетики РФ | Method for production of fuel briquettes |
RU2181752C1 (en) * | 2000-12-09 | 2002-04-27 | Лурий Валерий Григорьевич | Fuel briquette and methods for manufacturing briquettes (options) |
US20060112617A1 (en) * | 2003-02-11 | 2006-06-01 | Clark Keith N | Briquetting process |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2749721C1 (en) * | 2020-08-10 | 2021-06-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН) | Method for producing fuel briquettes |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Adeleke et al. | Densification of coal fines and mildly torrefied biomass into composite fuel using different organic binders | |
US3841974A (en) | Process for the manufacture of charcoal | |
JP5941183B1 (en) | Method for producing combustion aid for co-firing and combustion method for combustion coal using this combustion aid | |
RU2669940C1 (en) | Method of briquetting carbon reducing agents | |
CN106701133A (en) | Forming destructive distillation method for crushed low metamorphic coal powder, asphalt and tar residues | |
Leokaoke et al. | Manufacturing and testing of briquettes from inertinite-rich low-grade coal fines using various binders | |
RU2486232C1 (en) | Method of making fuel briquettes | |
JP5625320B2 (en) | Manufacturing method of coal | |
RU2592846C1 (en) | Coke fuel briquette | |
KR101033860B1 (en) | Solid fuel of pellet form and method for preparing the same | |
RU2309976C1 (en) | Method of production of the fuel briquette | |
RU2396306C1 (en) | Method of producing fuel briquette (versions) | |
RU2653509C9 (en) | Coke fuel briquette | |
Tulepov et al. | PREPARATION OF COAL BRIQUETTES BASED ON NON-STANDARD KAZAKHSTAN COAL WITH VARIOUS ADDITIVES AND DETERMINATION OF THEIR QUALITY. | |
RU2601316C1 (en) | Method for production of briquettes | |
RU2749721C1 (en) | Method for producing fuel briquettes | |
RU2560186C1 (en) | Fuel briquette | |
RU2005770C1 (en) | Process for producing fuel briquettes | |
RU2608733C1 (en) | Fuel briquette based on carbon residue of pyrolysis of tires | |
RU2078794C1 (en) | Method of fabricating coal briquets | |
RU2325433C1 (en) | Method of coke fine grades briquetting | |
RU2740994C1 (en) | Carbon reducing agent for production of technical silicon and method of its production | |
RU2334785C1 (en) | Coke briquette | |
RU2664330C1 (en) | Composite fuel | |
RU2785437C1 (en) | Composition for producing a water-resistant fuel briquette |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190302 |