RU2611630C1 - Method for preparation of water-bearing fuel-coal slurry - Google Patents
Method for preparation of water-bearing fuel-coal slurry Download PDFInfo
- Publication number
- RU2611630C1 RU2611630C1 RU2016116296A RU2016116296A RU2611630C1 RU 2611630 C1 RU2611630 C1 RU 2611630C1 RU 2016116296 A RU2016116296 A RU 2016116296A RU 2016116296 A RU2016116296 A RU 2016116296A RU 2611630 C1 RU2611630 C1 RU 2611630C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coal
- water
- fuel oil
- fuel
- mixer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/32—Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K1/00—Preparation of lump or pulverulent fuel in readiness for delivery to combustion apparatus
- F23K1/02—Mixing solid fuel with a liquid, e.g. preparing slurries
Abstract
Description
Изобретение относится к области топливной энергетики, в частности к способам приготовления жидкого топлива на основе угля, пригодного для прямого сжигания в котлах, печах и различных энергетических установках; для трубопроводной транспортировки и длительного хранения, предназначенного для замены угля, мазута и газа на топливоперерабатывающих объектах.The invention relates to the field of fuel energy, in particular to methods for preparing liquid fuel based on coal, suitable for direct combustion in boilers, furnaces and various power plants; for pipeline transportation and long-term storage, designed to replace coal, fuel oil and gas at fuel processing facilities.
Из уровня техники [патент RU 2178455 С1, опубл. 20.01.2002] известен способ получения водоугольного топлива, позволяющий получать высокодеминерализованное экологически чистое водоугольное топливо «эковут» на основе ископаемых углей, воды и других химических ингредиентов (в случае необходимости), предназначенного для замены газа и мазута на топливопотребляющих объектах. Технология приготовления «эковут» включает дробление угля, его мокрое измельчение с получением водоугольной суспензии, ступенчатую деминерализацию, причем деминерализации подвергают твердую фазу водоугольного топлива «эковут», измельченную до коллоидного размера (средний размер не более 3 мкм). Деминерализацию производят методом флотации, далее деминерализованный уголь обезвоживают до необходимой влажности, а затем вводят необходимые химические добавки.The prior art [patent RU 2178455 C1, publ. January 20, 2002] there is a known method for producing coal-water fuel, which makes it possible to obtain highly demineralized ecologically clean "ecowoot" coal-water fuel based on fossil coal, water and other chemical ingredients (if necessary), intended to replace gas and fuel oil at fuel-consuming facilities. The ecowoot preparation technology includes crushing coal, wet grinding it to obtain a water-coal suspension, stepwise demineralization, moreover, the ecowut solid phase water-coal fuel is crushed to a colloidal size (average size not more than 3 microns). Demineralization is carried out by flotation, then demineralized coal is dehydrated to the required moisture, and then the necessary chemical additives are introduced.
К недостаткам описанного выше способа относятся: 1) большие энергозатраты на измельчение твердой составляющей до 3 мкм; 2) сложность проведения многоступенчатой деминерализации в аппаратах пенной флотации; 3) необходимость обезвоживания тонкоизмельченного продукта; 4) возможная необходимость применения различных химических добавок.The disadvantages of the above method include: 1) high energy consumption for grinding the solid component up to 3 microns; 2) the complexity of conducting multi-stage demineralization in foam flotation apparatus; 3) the need for dehydration of the finely ground product; 4) the possible need for the use of various chemical additives.
Наиболее близким технологическим решением к предлагаемому изобретению является способ приготовления кавитационного водоугольного топлива (КаВУТ) и технологическая линия для его осуществления [патент RU 2380399 С2, опубл. 27.01.2010], позволяющий получить водоугольное топливо с использованием кавитационного воздействия, включающий приготовление щелочной воды, измельчение сухого угля, смешение их в смесителе и направление смеси в кавитационный диспергатор крупного помола, при дальнейшем прохождении через три кавитационных диспергатора мелкого помола.The closest technological solution to the present invention is a method for the preparation of cavitation water-coal fuel (KaWUT) and a production line for its implementation [patent RU 2380399 C2, publ. 01/27/2010], which allows to obtain coal-water fuel using cavitation effects, including the preparation of alkaline water, grinding dry coal, mixing them in a mixer and directing the mixture into a cavitation coarse dispersant, with further passage through three cavitation finely divided dispersers.
Недостатками данного способа являются отсутствие точной массовой концентрации веществ, которая необходима для приготовления стабильного водоугольного топлива, а также отсутствие учета итоговой удельной теплотворной способности, и как следствие, относительно небольшая (по отношению к предлагаемому способу) удельная теплотворная способность получаемого топлива.The disadvantages of this method are the lack of an accurate mass concentration of substances, which is necessary for the preparation of a stable water-coal fuel, as well as the lack of consideration of the total specific calorific value, and as a result, the relatively small (relative to the proposed method) specific calorific value of the resulting fuel.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении теплотворной способности топлива в виде суспензии.The technical result of the invention is to increase the calorific value of the fuel in the form of a suspension.
Технический результат достигается способом приготовления водосодержащей топливно-угольной суспензии, включающим диспергирование мазута марки М40, содержащего 1 мас.% воды, измельчение сухого угля или отсева его в дробилке до фракции менее 10 мм, подачу смеси вода-мазут и измельченного угля в смеситель, смешение их в смесителе, при последующем направлении смеси на следующий этап диспергирования крупного помола, доизмельчение суспензии в измельчителе тонкого помола, и который характеризуется тем, что мазут и уголь используются в количестве 60 мас.% и 40 мас.% соответственно.The technical result is achieved by a method of preparing an aqueous coal-fuel suspension, including dispersing fuel oil grade M40 containing 1 wt.% Water, grinding dry coal or screening it in a grinder to a fraction of less than 10 mm, feeding a mixture of water-fuel oil and ground coal into the mixer, mixing them in the mixer, with the subsequent direction of the mixture to the next stage of dispersion of coarse grinding, regrinding the suspension in a fine grinder, and which is characterized by the fact that fuel oil and coal are used in quantities 60 wt.% And 40 wt.%, Respectively.
То есть технический результат достигается тем, что в состав суспензии входит мазут (с содержанием воды 1 мас.%), обладающий высокой теплотворной способностью 41,2 МДж/кг (по справочным данным инженерного справочника таблицы tehtab.ru [http://tehtab.ru/]) в комплексе с мелкодисперсным сухим древесным углем, теплотворная способность которого составляет 29,6 МДж/кг (по справочным данным инженерного справочника таблицы tehtab.ru [http://tehtab.ru/]), которые могут диспергироваться как посредством кавитационного диспергатора, так и посредством дезинтегратора или дезмембратора.That is, the technical result is achieved by the fact that the composition of the suspension includes fuel oil (with a water content of 1 wt.%) Having a high calorific value of 41.2 MJ / kg (according to the reference data of the engineering reference table tehtab.ru [http: // tehtab. ru /]) in combination with finely divided dry charcoal, whose calorific value is 29.6 MJ / kg (according to the reference data of the engineering reference table tehtab.ru [http://tehtab.ru/]), which can be dispersed as by means of cavitation dispersant, and by means of a disintegrator or a de-membrane ator.
Сухой древесный уголь был выбран исходя из анализа максимальной удельной теплоты сгорания различных видов сухого угля (данные приведены в Таблице 1 в соответствии со справочными данными инженерного справочника таблицы tehtab.ru [http://tehtab.ru/]).Dry charcoal was selected based on the analysis of the maximum specific heat of combustion of various types of dry coal (the data are shown in Table 1 in accordance with the reference data of the engineering reference table tehtab.ru [http://tehtab.ru/]).
Массовая концентрация компонентов предлагаемой водосодержащей топливно-угольной суспензии подобрана, исходя из расчета максимальной удельной теплотворной способности всей смеси при учете стоимости компонентов и устойчивости суспензии в зависимости от количества твердых частиц.The mass concentration of the components of the proposed water-containing coal-coal suspension is selected based on the calculation of the maximum specific calorific value of the whole mixture, taking into account the cost of the components and the stability of the suspension depending on the amount of solid particles.
Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.The proposed method is illustrated by the following examples.
Пример 1. Мазут марки Ф5 (с содержанием воды 0,3 мас.% от мазута) отбирается в количестве 60 мас.% через объемный дозатор и направляется в смеситель, где тщательно перемешивается с сухим углем или его отсевом в количестве 40 мас.% (фракция менее 10 мм). Сухой уголь или его отсев до смешения с мазутом предварительно проходит измельчение до фракции менее 10 мм, затем ленточным или иным конвейером направляется в приемный бункер, после которого попадет в смеситель на этап гомогенизации со смесью вода-мазут. Полученная суспензия, представляющая собой водосодержащую топливно-угольную смесь, из смесителя направляется на стадию диспергирования (диспергирование может осуществляться как посредством кавитационного диспергатора, так и посредством дезинтегратора или дезмембратора) крупного помола, при которой происходит измельчение, гомогенизация, деструкция твердой составляющей топлива, выделение гуминовых кислот и образование солей гуматов и т.д. Далее суспензия направляется в следующий смеситель, а затем на стадию диспергирования тонкого помола, где происходит ее дальнейшее измельчение, гомогенизация, деструкция твердой составляющей, выделение гуминовых кислот и образование гуматов. Выходя из смесителя, суспензия направляется в приемную емкость стадии диспергирования тонкого помола первой ступени, проходя затем последовательно стадии диспергирования тонкого помола второй и третьей ступени. После обработки на последней ступени диспергирования тонкоизмельченная гомогенная и начинающая «загустевать» водосодержащая топливно-угольная суспензия направляется в приемную емкость, а затем на стадию тонкого помола четвертой ступени, в которой происходит завершение всех технологических операций измельчения, гомогенизации, разогрева, выделения гуминовых кислот и гуматов и направление в емкость для хранения.Example 1. Fuel oil grade F5 (with a water content of 0.3 wt.% From fuel oil) is selected in an amount of 60 wt.% Through a volumetric dispenser and sent to a mixer, where it is thoroughly mixed with dry coal or its screening in an amount of 40 wt.% ( fraction less than 10 mm). Dry coal or its screening before mixing with fuel oil is first crushed to a fraction of less than 10 mm, then it is sent to a receiving hopper by a belt or other conveyor, after which it enters the mixer to the homogenization stage with a water-fuel oil mixture. The resulting suspension, which is a water-containing coal-coal mixture, is sent from the mixer to the dispersion stage (dispersion can be carried out either by means of a cavitation dispersant, or by means of a disintegrator or de-separator) of coarse grinding, during which grinding, homogenization, destruction of the solid component of the fuel, and separation of humic acids and the formation of salts of humates, etc. Next, the suspension is sent to the next mixer, and then to the stage of dispersion of the fine grinding, where it is further milled, homogenized, the destruction of the solid component, the release of humic acids and the formation of humates. Leaving the mixer, the suspension is sent to the receiving tank of the stage of dispersing the fine grinding of the first stage, then passing sequentially the stage of dispersing the fine grinding of the second and third stages. After processing at the last stage of dispersion, a finely divided homogeneous and starting to “thicken” water-containing coal-coal suspension is sent to the receiving tank, and then to the stage of fine grinding of the fourth stage, in which all technological operations of grinding, homogenization, heating, and the release of humic acids and humates are completed and direction to the storage tank.
Пример 2. Способ осуществляют в соответствии с примером 1 с отличием в том, что мазут отбирается в количестве 70 мас.%, а измельченный сухой уголь перед смешением с мазутом отбирается в количестве 30 мас.%.Example 2. The method is carried out in accordance with example 1 with the difference that the fuel oil is selected in the amount of 70 wt.%, And the crushed dry coal before mixing with fuel oil is selected in the amount of 30 wt.%.
Пример 3. Способ осуществляют в соответствии с примером 1 с отличием в том, что мазут отбирается в количестве 80 мас.%, а измельченный сухой уголь перед смешением с водой и мазутом отбирается в количестве 20 мас.%.Example 3. The method is carried out in accordance with example 1 with the difference that the fuel oil is selected in the amount of 80 wt.%, And the crushed dry coal before mixing with water and fuel oil is selected in the amount of 20 wt.%.
Пример 4. Способ осуществляют в соответствии с примером 1 с отличием в том, что мазут отбирается в количестве 90 мас.%, а измельченный сухой уголь перед смешением с водой и мазутом отбирается в количестве 10 мас.%.Example 4. The method is carried out in accordance with example 1 with the difference that the fuel oil is selected in the amount of 90 wt.%, And the crushed dry coal before mixing with water and fuel oil is selected in the amount of 10 wt.%.
Пример 5. Способ осуществляют в соответствии с примером 1 с отличием в том, что применяется мазут марки М40, где содержание воды в мазуте составляет 1,0 мас.%.Example 5. The method is carried out in accordance with example 1 with the difference that the brand M40 fuel oil is used, where the water content in the fuel oil is 1.0 wt.%.
Пример 6. Способ осуществляют в соответствии с примером 2 с отличием в том, что применяется мазут марки М40, где содержание воды в мазуте составляет 1,0 мас.%.Example 6. The method is carried out in accordance with example 2 with the difference that the brand M40 fuel oil is used, where the water content in the fuel oil is 1.0 wt.%.
Пример 7. Способ осуществляют в соответствии с примером 3 с отличием в том, что применяется мазут марки М40, где содержание воды в мазуте составляет 1,0 мас.%.Example 7. The method is carried out in accordance with example 3 with the difference that the brand M40 fuel oil is used, where the water content in the fuel oil is 1.0 wt.%.
Пример 8. Способ осуществляют в соответствии с примером 4 с отличием в том, что применяется мазут марки М40, где содержание воды в мазуте составляет 1,0 мас.%.Example 8. The method is carried out in accordance with example 4 with the difference that the brand M40 fuel oil is used, where the water content in the fuel oil is 1.0 wt.%.
Пример 9. Способ осуществляют в соответствии с примером 1 с отличием в том, что применяется мазут марки Ml00, где содержание воды в мазуте составляет 10 мас.%.Example 9. The method is carried out in accordance with example 1 with the difference that the fuel oil brand Ml00 is used, where the water content in the fuel oil is 10 wt.%.
Пример 10. Способ осуществляют в соответствии с примером 2 с отличием в том, что применяется мазут марки Ml00, где содержание воды в мазуте составляет 10 мас.%.Example 10. The method is carried out in accordance with example 2 with the difference that the fuel oil brand Ml00 is used, where the water content in the fuel oil is 10 wt.%.
Пример 11. Способ осуществляют в соответствии с примером 3 с отличием в том, что применяется мазут марки Ml00, где содержание воды в мазуте составляет 10 мас.%.Example 11. The method is carried out in accordance with example 3 with the difference that the fuel oil brand Ml00 is used, where the water content in the fuel oil is 10 wt.%.
Пример 12. Способ осуществляют в соответствии с примером 4 с отличием в том, что применяется мазут марки Ml00, где содержание воды в мазуте составляет 10 мас.%.Example 12. The method is carried out in accordance with example 4 with the difference that the brand Ml00 fuel oil is used, where the water content in the fuel oil is 10 wt.%.
При различном массовом соотношении компонентов по отношению к общей массе смеси образуются суспензии с различной общей удельной теплотворной способностью и различной и ценой (по данным http://www.pulscen.ru/price/040112-mazut, http://velar.ru/catalog) за полученный продукт.At different mass ratios of components with respect to the total mass of the mixture, suspensions are formed with different total specific calorific value and different and price (according to http://www.pulscen.ru/price/040112-mazut, http://velar.ru/ catalog) for the product received.
По данным из таблицы 3 была построена графическая зависимость количества теплоты сгорания для суспензии с учетом стоимости компонентов (qc ∑) от количества древесного угля для различного содержания воды в составе мазута (фиг.1).According to the data from table 3, a graphical dependence of the amount of calorific value for the suspension was calculated taking into account the cost of the components (q c ∑ ) from the amount of charcoal for different water contents in the fuel oil composition (Fig. 1).
Из представленных на фиг. 1 данных по суммарной теплоте сгорания суспензий с учетом стоимости (описаны в примерах 1-12) можно заключить, что наиболее выгодными с точки зрения достижения максимальной теплотворной способности и стоимости всей суспензии являются способы, описанные в примерах 5-8. Следовательно, целесообразнее применять мазут марки М40 в количестве 60 мас.% (с содержанием воды 1 мас.%) и древесный уголь в количестве 40 мас.%, которые дадут максимум теплотворной способности.From those shown in FIG. 1 of the data on the total calorific value of suspensions, taking into account the cost (described in examples 1-12), we can conclude that the methods described in examples 5-8 are the most beneficial from the point of view of achieving maximum calorific value and the cost of the whole suspension. Therefore, it is more advisable to use fuel oil of the M40 brand in an amount of 60 wt.% (With a water content of 1 wt.%) And charcoal in an amount of 40 wt.%, Which will give a maximum calorific value.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016116296A RU2611630C1 (en) | 2016-04-26 | 2016-04-26 | Method for preparation of water-bearing fuel-coal slurry |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016116296A RU2611630C1 (en) | 2016-04-26 | 2016-04-26 | Method for preparation of water-bearing fuel-coal slurry |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2611630C1 true RU2611630C1 (en) | 2017-02-28 |
Family
ID=58459072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016116296A RU2611630C1 (en) | 2016-04-26 | 2016-04-26 | Method for preparation of water-bearing fuel-coal slurry |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2611630C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3941552A (en) * | 1974-10-29 | 1976-03-02 | Eric Charles Cottell | Burning water-in-oil emulsion containing pulverized coal |
| EP0025279A2 (en) * | 1979-08-15 | 1981-03-18 | The British Petroleum Company p.l.c. | A method for the preparation of a uniform solid fuel-oil dispersion |
| SU922134A1 (en) * | 1979-11-30 | 1982-04-23 | Карагандинский металлургический комбинат | Process for producing fuel composition |
| US4670019A (en) * | 1982-05-14 | 1987-06-02 | The Standard Oil Company | Stabilization of coal-oil-water mixtures |
| RU2307152C1 (en) * | 2006-03-01 | 2007-09-27 | Яков Михайлович Каган | Method for preparation of hydrocarbon high viscosity liquid fuels, primarily boiler oil, to combustion in boiler installations |
| RU2565651C2 (en) * | 2013-10-29 | 2015-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЗиО-КОТЭС" (ООО "ЗиО-КОТЭС") | Method for obtaining and combustion of composite cavitation fuel from oil coke |
-
2016
- 2016-04-26 RU RU2016116296A patent/RU2611630C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3941552A (en) * | 1974-10-29 | 1976-03-02 | Eric Charles Cottell | Burning water-in-oil emulsion containing pulverized coal |
| EP0025279A2 (en) * | 1979-08-15 | 1981-03-18 | The British Petroleum Company p.l.c. | A method for the preparation of a uniform solid fuel-oil dispersion |
| SU922134A1 (en) * | 1979-11-30 | 1982-04-23 | Карагандинский металлургический комбинат | Process for producing fuel composition |
| US4670019A (en) * | 1982-05-14 | 1987-06-02 | The Standard Oil Company | Stabilization of coal-oil-water mixtures |
| RU2307152C1 (en) * | 2006-03-01 | 2007-09-27 | Яков Михайлович Каган | Method for preparation of hydrocarbon high viscosity liquid fuels, primarily boiler oil, to combustion in boiler installations |
| RU2565651C2 (en) * | 2013-10-29 | 2015-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЗиО-КОТЭС" (ООО "ЗиО-КОТЭС") | Method for obtaining and combustion of composite cavitation fuel from oil coke |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0107669A1 (en) | A novel carbonaceous compact, a slurry containing said compact, and a process for making said slurry | |
| US4416666A (en) | Coal-water slurry and method for its preparation | |
| RU2611630C1 (en) | Method for preparation of water-bearing fuel-coal slurry | |
| US4477260A (en) | Process for preparing a carbonaceous slurry | |
| US4515602A (en) | Coal compositions | |
| US4494959A (en) | Coal-water slurry and method for its preparation | |
| RU2317319C1 (en) | Fuel suspension preparation process | |
| JPH0315957B2 (en) | ||
| Gorlov et al. | Vibration mills in the manufacturing technology of slurry fuel from unbeneficiated coal sludge | |
| EP0029712A2 (en) | An in-line method for the upgrading of coal | |
| JPS62241993A (en) | Coal-methanol slurry and production thereof | |
| Fu et al. | A low-viscosity synfuel composed of light oil, coal and water | |
| JP3698700B2 (en) | Manufacturing method of fly ash slurry | |
| JPH0576985B2 (en) | ||
| JPS6234994A (en) | Production of coal water slurry in high concentration | |
| JPS58500483A (en) | Liquid fuel containing carbonaceous material and method for producing the same | |
| JPS6236492A (en) | Production of high-concentration coal-water slurry | |
| JPS5915488A (en) | Preparation of highly concentrated aqueous solurry of pulverized coal | |
| JPH0259197B2 (en) | ||
| JPH0576992B2 (en) | ||
| JPS6323992A (en) | Production of highly concentrated coal/water slurry by wet process | |
| JPS60156795A (en) | Manufacture of highly concentrated coal-water slurry | |
| PL224484B1 (en) | Process and arrangement of equipment for the production of water-coal fuel | |
| JPH0439514B2 (en) | ||
| JPH0552878B2 (en) |