RU2800946C1 - Fuel briquette and method for producing a fuel briquette - Google Patents

Fuel briquette and method for producing a fuel briquette Download PDF

Info

Publication number
RU2800946C1
RU2800946C1 RU2022108765A RU2022108765A RU2800946C1 RU 2800946 C1 RU2800946 C1 RU 2800946C1 RU 2022108765 A RU2022108765 A RU 2022108765A RU 2022108765 A RU2022108765 A RU 2022108765A RU 2800946 C1 RU2800946 C1 RU 2800946C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
briquette
briquettes
mass
die
binder
Prior art date
Application number
RU2022108765A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ринат Раисович Арсланов
Антон Владимирович Шалимов
Александр Антонович Шалимов
Борис Антонович Шалимов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Метаком-Альфа"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Метаком-Альфа" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Метаком-Альфа"
Application granted granted Critical
Publication of RU2800946C1 publication Critical patent/RU2800946C1/en

Links

Abstract

FIELD: production of fuel briquettes based on charcoal.
SUBSTANCE: method for producing a fuel briquette is proposed, which consists in preparing a binder from starch and water, mixing the binder with crushed charcoal, forming and drying briquettes from the resulting briquette mass, characterized in that when preparing the binder, potassium chlorate or sodium chlorate is additionally added to it, or potassium perchlorate, or sodium perchlorate, borax, magnesium oxide or silicon oxide, the resulting mass is mixed with crushed charcoal with a fraction of not more than 2 mm in the following ratio, wt.%: charcoal - 49-53, starch - 2-3, borax - 0.1-0.15, potassium chlorate, or sodium chlorate, or potassium perchlorate, or sodium perchlorate - 0.25-1.0, magnesium oxide or silicon oxide - 0.15-0.5, water - the rest, then plasticization of the resulting briquette mass is carried out using a screw extruder, after which the briquette mass is reshaped by passing the briquette mass through the extruder with a die, while at the exit of the extruder in front of the die, the briquette mass is cooled, passed through the die, the briquette mass coming out of the holes of the die is cut into briquettes and dried in a drying chamber for at least 40 hours with gradual heating to a maximum temperature of 70-80° C and gradually cooled to 35-40° C and humidity of briquettes of 2-3%.
EFFECT: improving the quality of the resulting fuel briquette, in particular, an increase in the uniformity of combustion and completeness of burn-out, stability of the form during combustion, and a decrease in the formation of cracks.
3 cl, 1 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к области изготовления топливных брикетов на основе древесного угля и может быть использовано в кальянах, для подогрева табачных изделий, а также для подогрева пищевых продуктов.The invention relates to the production of fuel briquettes based on charcoal and can be used in hookahs, for heating tobacco products, and also for heating foodstuffs.

Известен топливный брикет по патенту РФ на полезную модель №43870, C10L 5/02, 2005, содержащий измельченный древесный уголь – 65-75 %, связующее в виде крахмала в количестве 2-5 %, заваренного кипящей водой в количестве 23-30 %. Измельченный древесный уголь с фракцией 0,1-3,0 мм загружают в основной смеситель. Способ получения заключается с том, что в смеситель для связующего загружают крахмал и заливают нагретую до кипящего состояния воду. Подготовленное связующее в виде заваренного кипятком крахмала подают в основной смеситель, где древесный уголь перемешивается с вязким связующим. Полученную смесь подают на прессование, которое осуществляют с помощью цилиндрической пресс-формы. Спрессованные брикеты поступают в сушильный шкаф, где в течение 12 часов при температуре 40-80 ℃ происходит их сушка.A fuel briquette is known according to the RF patent for utility model No. 43870, C10L 5/02, 2005, containing crushed charcoal - 65-75%, a binder in the form of starch in an amount of 2-5%, brewed with boiling water in an amount of 23-30%. Crushed charcoal with a fraction of 0.1-3.0 mm is loaded into the main mixer. The production method consists in that starch is loaded into the mixer for the binder and water heated to a boiling state is poured. The prepared binder in the form of boiled starch is fed into the main mixer, where the charcoal is mixed with a viscous binder. The resulting mixture is fed to pressing, which is carried out using a cylindrical mold. Compressed briquettes enter the drying cabinet, where they are dried for 12 hours at a temperature of 40-80 ℃.

Недостатком известного топливного брикета является невысокое качество топливных брикетов. Смешивание компонентов топливного брикета происходит в заваренном кипящей водой крахмале, т.е. в вязкой среде, что усложняет перемешивание смеси, снижает однородность брикетной массы и приводит в итоге к неравномерному горению и неполному прогоранию топливного брикета. Кроме того, быстрый режим сушки брикетов способствует образованию трещин и потере формы брикета во время горения.The disadvantage of the known fuel briquettes is the low quality of the fuel briquettes. Mixing of fuel briquette components takes place in starch brewed with boiling water, i.e. in a viscous medium, which complicates the mixing of the mixture, reduces the uniformity of the briquette mass and ultimately leads to uneven combustion and incomplete burnout of the fuel briquette. In addition, the fast drying mode of the briquettes contributes to the formation of cracks and loss of shape of the briquette during combustion.

Известен топливный брикет по патенту РФ на изобретение №2378325, C10L 5/10, 2010, включающий, мас.%: измельченный древесный уголь с размером частиц около 0,1 мм – 92; связующее в виде крахмала – 6 и воды – 2. Способ получения топливного брикета заключается в том, что измельченный древесный уголь до фракции 0,05-5,0 мм и крахмал смешивают с водой, тщательно перемешивают с помощью мешалки при комнатной температуре и выдерживают до набухания крахмала. Подготовленную смесь брикетируют с помощью гидравлического пресса и сушат с принудительной конвекцией воздуха при температуре 120°C до остаточной влажности топливного брикета менее 3%.Known fuel briquette according to the RF patent for invention No. 2378325, C10L 5/10, 2010, including, wt.%: crushed charcoal with a particle size of about 0.1 mm - 92; binder in the form of starch - 6 and water - 2. The method of obtaining a fuel briquette is that crushed charcoal to a fraction of 0.05-5.0 mm and starch are mixed with water, thoroughly mixed with a stirrer at room temperature and kept up to starch swelling. The prepared mixture is briquetted using a hydraulic press and dried with forced air convection at a temperature of 120°C until the residual moisture content of the fuel briquette is less than 3%.

Недостатком известного топливного брикета является недостаточно высокое качество, связанное с высоким содержанием твердой фракции, малым количеством связующего и его низкими свойствами, что приводит к неоднородности брикетной массы и, как следствие, к растрескиванию, неравномерному и неполному прогоранию топливного брикета.The disadvantage of the known fuel briquette is insufficiently high quality associated with a high content of solid fraction, a small amount of binder and its low properties, which leads to heterogeneity of the briquette mass and, as a result, to cracking, uneven and incomplete burning of the fuel briquette.

Известен топливный брикет и способ его изготовления по патенту РФ на изобретение №2187542, С10L 5/10, 2002, выбранный по совокупности существенных признаков в качестве ближайшего аналога для группы изобретений. Топливный брикет содержит, в мас.% : измельченный древесный уголь -50-93, крахмал -3-45, вода – остальное. Способ получения топливного брикета заключается в том, что пылевидную крошку высококачественного древесного угля с гранулометрическим составом 3-6 мм смешивают со связующим в виде картофельного или кукурузного крахмала и водой, тщательно перемешивают в мешалке до однородного состояния, выдерживают для набухания связующего. Полученную смесь загружают в экструдер для прессования и формообразования, выходящие из экструдера шнуры разрезают на брикеты, затем осуществляют сушку брикетов, доводя влажность до кондиции.Known fuel briquette and method for its manufacture according to the RF patent for invention No. 2187542, C10L 5/10, 2002, selected by the totality of essential features as the closest analogue for the group of inventions. The fuel briquette contains, in wt.%: crushed charcoal -50-93, starch -3-45, water - the rest. The method for producing a fuel briquette consists in mixing pulverized crumbs of high-quality charcoal with a particle size distribution of 3-6 mm with a binder in the form of potato or corn starch and water, thoroughly mixing in a mixer until a homogeneous state, and keeping the binder for swelling. The resulting mixture is loaded into the extruder for pressing and shaping, the cords coming out of the extruder are cut into briquettes, then the briquettes are dried, bringing the humidity to the standard.

Недостатком ближайшего аналога является недостаточно высокое качество топливного брикета в связи с низкими свойствами состава связующего, режимом сушки, использованием весьма крупной фракции древесного угля. Все это снижает однородность и прочность топливного брикета, устойчивость его формы при горении, приводит к растрескиванию и большому объему непрогораемых участков в объеме брикета.The disadvantage of the closest analogue is the insufficiently high quality of the fuel briquette due to the low properties of the binder composition, the drying mode, the use of a very large fraction of charcoal. All this reduces the uniformity and strength of the fuel briquette, the stability of its shape during combustion, leads to cracking and a large volume of non-burning areas in the volume of the briquette.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение качества получаемого топливного брикета, а именно: повышение равномерности горения и полноты прогорания, устойчивости формы при горении, уменьшение образования трещин. The technical result of the claimed invention is to improve the quality of the resulting fuel briquette, namely: increasing the uniformity of combustion and completeness of burning, stability of the form during combustion, reducing the formation of cracks.

Технический результат достигается тем, что в способе получения топливного брикета, заключающемся в подготовке связующего из крахмала и воды, смешивании связующего с измельченным древесным углем, формовании и сушке брикетов из полученной брикетной массы, согласно изобретению, при подготовке связующего в него дополнительно добавляют хлорат калия, или хлорат натрия, или перхлорат калия, или перхлорат натрия, буру, оксид магния или оксид кремния, полученную массу смешивают с измельченным древесным углем с фракцией не более 2 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%: древесный уголь – 49-53, крахмал – 2-3, бура – 0,1-0,15, хлорат калия, или хлорат натрия, или перхлорат калия, или перхлорат натрия – 0,25-1,0, оксид магния или оксид кремния – 0,15-0,5, вода – остальное, затем проводят пластификацию полученной брикетной массы с применением шнекового экструдера, после чего осуществляют формование вторичным проведением брикетной массы через экструдер с фильерой, при этом на выходе из экструдера перед фильерой брикетную массу охлаждают, пропускают через фильеру, выходящую из отверстий фильеры брикетную массу разрезают на брикеты и сушат в сушильной камере не менее 40 часов с постепенным нагревом до максимальной температуры 70-80°C и постепенным охлаждением до 35-40°C и достижения влажности брикетов 2-3%. Кроме того, нагрев брикетов в сушильной камере могут осуществлять со скоростью около 1°C в час, а охлаждение со скоростью около 2°C в час. Кроме того, при повышении влажности воздуха в сушильной камере выше 60% могут осуществлять принудительную конвекцию теплым сухим воздухом.The technical result is achieved by the fact that in the method for producing a fuel briquette, which consists in preparing a binder from starch and water, mixing the binder with crushed charcoal, forming and drying briquettes from the resulting briquette mass, according to the invention, when preparing the binder, potassium chlorate is additionally added to it, or sodium chlorate, or potassium perchlorate, or sodium perchlorate, borax, magnesium oxide or silicon oxide, the resulting mass is mixed with crushed charcoal with a fraction of not more than 2 mm, in the following ratio, wt.%: charcoal - 49-53, starch - 2-3, borax - 0.1-0.15, potassium chlorate, or sodium chlorate, or potassium perchlorate, or sodium perchlorate - 0.25-1.0, magnesium oxide or silicon oxide - 0.15-0 ,5, water - the rest, then plasticization of the resulting briquette mass is carried out using a screw extruder, after which the briquette mass is reshaped by passing the briquette mass through the extruder with a die, while at the exit from the extruder in front of the die the briquette mass is cooled, passed through the die coming out of the holes briquette mass is cut into briquettes and dried in a drying chamber for at least 40 hours with gradual heating to a maximum temperature of 70-80°C and gradual cooling to 35-40°C and achieving a moisture content of briquettes of 2-3%. In addition, heating of the briquettes in the drying chamber can be carried out at a rate of about 1°C per hour, and cooling at a rate of about 2°C per hour. In addition, with an increase in air humidity in the drying chamber above 60%, forced convection with warm dry air can be carried out.

Технический результат обеспечивается за счет того, что брикетная смесь, кроме перемешивания компонентов в смесителе, подвергается дополнительному перемешиванию при двойном прохождении через шнековый экструдер для пластификации брикетной массы и формования, что повышает однородность брикетной массы и способствует повышению равномерности горения и более полному прогоранию брикета, а также уменьшает трещинообразование. В процессе экструзионной пластификации и экструзионного формования уменьшается влажность получаемых на выходе брикетов, что снижает риск растрескивания брикетов во время сушки. Длительный процесс сушки полученных брикетов, не менее 40 часов, с максимальным нагревом до температуры 70-80°C, с постепенным нагревом и охлаждением без перепадов температуры до достижения влажности брикета 2-3%, также способствует предупреждению растрескивания брикетов. В связи с тем, что топливный брикет, помимо древесного угля, крахмала и воды, содержит хлорат калия, или хлорат натрия, или перхлорат калия, или перхлорат натрия в количестве 0,25-1,0 мас.ч., обеспечивается улучшение горения брикетной смеси и полноты прогорания брикета, так как хлорат калия, или хлорат натрия, или перхлорат калия, или перхлорат натрия при температурном разложении выделяют кислород, который находится внутри объема топливного брикета и проникает в те участки брикета, которые недоступны для атмосферного кислорода, например, к поверхности брикета, соприкасающейся с опорой. При меньшем количестве хлората калия, или хлората натрия, или перхлората калия, или перхлората натрия в заявляемом составе топливного брикета увеличивается объем непрогораемых участков, а большее количество является нецелесообразным. Содержащаяся в составе топливного брикета бура (тетроборат натрия) в количестве 0,1-0,15 мас.ч., повышает прочность брикета, обеспечивает поддержание его формы, поскольку, бура способствует образованию дополнительных поперечных связей в связующем, повышая вязкость дисперсии, что в конечном результате влияет на полноту прогорания брикета. Топливный брикет может содержать также хлорид металла из ряда: кальций, натрий, магний, литий, барий, калий, в количестве 0,15-0,5 мас.ч., что также оказывает некоторое влияние на полноту прогорания и скорость горения брикетной массы.The technical result is achieved due to the fact that the briquette mixture, in addition to mixing the components in the mixer, is subjected to additional mixing during double passage through the screw extruder for plasticizing the briquette mass and molding, which increases the uniformity of the briquette mass and contributes to an increase in the uniformity of combustion and more complete burnout of the briquette, and also reduces cracking. In the process of extrusion plasticization and extrusion molding, the moisture content of the output briquettes is reduced, which reduces the risk of cracking of the briquettes during drying. A long drying process of the resulting briquettes, at least 40 hours, with maximum heating to a temperature of 70-80°C, with gradual heating and cooling without temperature drops until the briquette moisture content reaches 2-3%, also helps to prevent cracking of the briquettes. Due to the fact that the fuel briquette, in addition to charcoal, starch and water, contains potassium chlorate, or sodium chlorate, or potassium perchlorate, or sodium perchlorate in the amount of 0.25-1.0 wt.h., improved combustion of the briquette mixture and the completeness of burnout of the briquette, since potassium chlorate, or sodium chlorate, or potassium perchlorate, or sodium perchlorate, during thermal decomposition, release oxygen, which is inside the volume of the fuel briquette and penetrates into those parts of the briquette that are inaccessible to atmospheric oxygen, for example, to the surface of the briquette in contact with the support. With a smaller amount of potassium chlorate, or sodium chlorate, or potassium perchlorate, or sodium perchlorate in the inventive composition of the fuel briquette, the volume of fireproof areas increases, and a larger amount is impractical. The borax contained in the fuel briquette (sodium tetraborate) in the amount of 0.1-0.15 wt.h. the final result affects the completeness of the burnout of the briquette. The fuel briquette may also contain metal chloride from the range: calcium, sodium, magnesium, lithium, barium, potassium, in the amount of 0.15-0.5 parts by weight, which also has some effect on the completeness of burnout and the burning rate of the briquette mass.

Для получения топливного брикета в качестве исходного сырья используют любой известный древесный уголь, преимущественно, марки А по ГОСТ 7657-84. Древесный уголь используют с фракцией не более 2 мм. В качестве связующего применяют крахмал картофельный, например, по ГОСТ 53876-2010 или кукурузный, например по ГОСТ 32159-2013. В качестве окислителей используют хлорат натрия (NaClO3), ГОСТ 12257-93, или хлорат калия (KClO3), ГОСТ2713-74, или перхлорат калия (KClO4), ГОСТ 20490-75 или перхлорат натрия (NaClO4), стандарт GB/T23850-2009. Для упрочнения брикета применяют буру (тетраборат натрия Na2BO4). ГОСТ 8429-77. В брикет для декоративных целей добавляют оксид магния (MgO), ГОСТ4526-75, или оксид кремния (SiO), ГОСТ 9428-73, являющиеся инертными наполнителями, не участвующими в горении, но придающие брикету и золе при сгорании светлый оттенок. To obtain a fuel briquette, any known charcoal is used as a feedstock, mainly grade A according to GOST 7657-84. Charcoal is used with a fraction of not more than 2 mm. As a binder, potato starch is used, for example, according to GOST 53876-2010 or corn starch, for example, according to GOST 32159-2013. Sodium chlorate (NaClO 3 ), GOST 12257-93, or potassium chlorate (KClO 3 ), GOST 2713-74, or potassium perchlorate (KClO 4 ), GOST 20490-75 or sodium perchlorate (NaClO 4 ), GB standard are used as oxidizing agents /T23850-2009. Borax (sodium tetraborate Na 2 BO 4 ) is used to harden the briquette. GOST 8429-77. Magnesium oxide (MgO), GOST 4526-75, or silicon oxide (SiO), GOST 9428-73, are added to the briquette for decorative purposes, which are inert fillers that do not participate in combustion, but give the briquette and ash a light shade during combustion.

Топливный брикет получают следующим образом.Fuel briquette is obtained as follows.

Древесный уголь измельчают в дробильной установке до фракции не более 2 мм.Charcoal is crushed in a crushing plant to a fraction of not more than 2 mm.

Подготавливают связующее. Для этого в емкость с расчетным количеством воды постепенно добавляют соответствующее количество крахмала, буры, хлората калия или натрия или перхлората калия или натрия, оксид магния или кремния. Оптимальная температура воды при этом составляет 30°C. Буру вводят в состав для повышения прочности и сохранения формы брикета во время горения, что обеспечивает более равномерное горение и более полное прогорание брикета. Для усиления прочности брикета в его составе также может быть использован хлорид металла из ряда: кальций, калий, натрий, магний, литий, барий. В качестве окислителя используют хлорат калия или натрия или перхлорат калия или натрия. Хлорат или перхлорат калия или натрия используют для лучшего прогорания брикета, уменьшению непрогоревших областей в объеме брикета из-за недостатка в этих областях кислорода, необходимого для поддержания процесса горения. Хлорат или перхлорат калия или натрия при температурном разложении выделяет кислород, что дает возможность горения во всем объеме брикета без появления непрогоревших участков. Вместо указанных окислителей может быть использован хлорат или перхлорат металла из ряда: магний, литий, барий, кальций. В качестве веществ, повышающих декоративные свойства топливного брикета используют оксид магния или оксид кремния, которые придают брикету и золе при сгорании брикета светлый оттенок. Смесь непрерывно перемешивают любым известным смесительным устройством, например, строительным миксером до гомогенного состояния.Prepare a binder. To do this, gradually add an appropriate amount of starch, borax, potassium or sodium chlorate or potassium or sodium perchlorate, magnesium oxide or silicon to a container with a calculated amount of water. The optimum water temperature is 30°C. Borax is added to the composition to increase the strength and maintain the shape of the briquette during combustion, which ensures more uniform combustion and more complete burnout of the briquette. To enhance the strength of the briquette in its composition, metal chloride from the series can also be used: calcium, potassium, sodium, magnesium, lithium, barium. Potassium or sodium chlorate or potassium or sodium perchlorate is used as the oxidizing agent. Potassium or sodium chlorate or perchlorate is used to better burn through the briquette, to reduce unburned areas in the volume of the briquette due to the lack of oxygen in these areas, which is necessary to maintain the combustion process. Potassium or sodium chlorate or perchlorate releases oxygen during thermal decomposition, which makes it possible to burn in the entire volume of the briquette without the appearance of unburned areas. Instead of these oxidizing agents, chlorate or perchlorate of a metal from the series: magnesium, lithium, barium, calcium can be used. Magnesium oxide or silicon oxide are used as substances that increase the decorative properties of the fuel briquette, which give the briquette and ash a light shade during the combustion of the briquette. The mixture is continuously stirred by any known mixing device, for example, a construction mixer until a homogeneous state.

Измельченный древесный уголь в расчетном количестве из расходного бункера подают в смеситель. В тот же смеситель с помощью насоса-дозатора подают расчетное количество подготовленного связующего. В смесителе все компоненты перемешивают. Готовую брикетную смесь направляют на пластификацию.Crushed charcoal in the estimated amount from the supply hopper is fed into the mixer. The calculated amount of the prepared binder is fed into the same mixer using a dosing pump. In the mixer, all components are mixed. The finished briquette mixture is sent for plasticization.

Пластификацию брикетной смеси проводят в экструдере. Брикетную смесь подают в экструдер равными порциями. Состав проходит через экструдер при давлении 190-200 кгс/см2. При этом состав разогревается до температуры 60-75°C. Нагрев происходит самопроизвольно за счет трения материала о внутренние поверхности экструдера и частиц смеси друг о друга. В процессе пластификации под действием воды, температуры и давления крахмал меняет свои свойства, переходит в коллоидное состояние. Частицы состава дополнительно измельчаются и перемешиваются. Брикетная смесь гомогенизируется, становится более однородной. Plasticization of the briquette mixture is carried out in an extruder. The briquette mixture is fed into the extruder in equal portions. The composition passes through the extruder at a pressure of 190-200 kgf/cm 2 . In this case, the composition is heated to a temperature of 60-75°C. Heating occurs spontaneously due to the friction of the material on the inner surfaces of the extruder and the particles of the mixture against each other. In the process of plasticization, under the influence of water, temperature and pressure, starch changes its properties, passes into a colloidal state. The particles of the composition are additionally crushed and mixed. The briquette mixture is homogenized and becomes more homogeneous.

Далее осуществляют формование брикетов, для чего смесь второй пропускают через экструдер, оснащенный на выходе фильерой. Процесс формования проводят при тех же характеристиках давления, что и процесс пластификации. Температура брикетной массы составляет 40-50°C, поскольку трение пластифицированной брикетной смеси о стенки и шнек экструдера меньше изначальной. В процессе формования уменьшается влажность брикетной массы и увеличивается ее гомогенность. Продвигаемая шнеком экструдера брикетная смесь проходит через фильеру. Перед выходом через фильеру брикетная смесь охлаждается с помощью любых известных средств, например, путем внешнего водяного охлаждения корпуса экструдера. Охлаждение смеси необходимо для удержания формы брикета. В фильере выполнены отверстия требуемой формы, например квадратные. Из фильеры брикетная масса в виде непрерывных «шнуров» перемещается на конвейерную ленту с автоматическими формовочными ножами, где брикетная масса разрезается на множество брикетов, призматической, кубической или другой формы в зависимости от формы отверстий в фильере, например на кубики размером 22-25 мм. Next, briquettes are molded, for which the second mixture is passed through an extruder equipped with a spinneret at the exit. The molding process is carried out under the same pressure characteristics as the plasticizing process. The temperature of the briquette mass is 40-50°C, since the friction of the plasticized briquette mixture against the walls and the extruder screw is less than the initial one. In the process of molding, the humidity of the briquette mass decreases and its homogeneity increases. The briquette mixture advanced by the extruder screw passes through the die. Before exiting through the die, the briquette mixture is cooled by any known means, for example, by external water cooling of the extruder body. Cooling the mixture is necessary to keep the shape of the briquette. The die has holes of the desired shape, such as square ones. From the die, the briquette mass in the form of continuous "cords" moves to a conveyor belt with automatic molding knives, where the briquette mass is cut into many briquettes, prismatic, cubic or other shape, depending on the shape of the holes in the die, for example, into cubes 22-25 mm in size.

Влажность брикетов после формования и резки составляет ~ 40 %. Поэтому сразу после резки полученные брикеты подвергают сушке в сушильной камере. Для избежания образования трещин сушку брикетов осуществляют с постепенным медленным нагревом температуры до 70-80°C со скоростью нагрева ~1°C за 1 час и таким же постепенным охлаждением со скоростью ~2°C в час до температуры брикетов около 40°C при влажности брикетов не более 2-3%. Humidity of briquettes after molding and cutting is ~ 40%. Therefore, immediately after cutting, the resulting briquettes are dried in a drying chamber. To avoid the formation of cracks, drying of the briquettes is carried out with a gradual slow heating of the temperature to 70-80°C at a heating rate of ~1°C per 1 hour and the same gradual cooling at a rate of ~2°C per hour to a temperature of briquettes of about 40°C at humidity briquettes no more than 2-3%.

Если в процессе сушки влажность воздуха в сушильной камере превысит 60%, то осуществляют принудительную подачу теплого сухого воздуха для снижения влажности до 40%.If during the drying process the air humidity in the drying chamber exceeds 60%, then forced supply of warm dry air is carried out to reduce the humidity to 40%.

В таблице приведены примеры состава топливного брикетаThe table shows examples of the composition of the fuel briquette

ТаблицаTable

Компоненты брикетной смесиComponents of the briquette mixture Со-став 1Composition 1 Со-став 2Composition 2 Со-став 3Composition 3 Со-став 4Composition 4 Со-став 5Composition 5 Со-став 6Composition 6 Со-став 7Composition 7 Со-став 8Composition 8 Со-став 9Composition 9 Со-став 10Composition 10 Древесный уголь сухой, мас.%Dry charcoal, wt.% 5050 4949 5353 5151 5151 5151 5151 5151 5151 5151 Крахмал картофельный, мас.%Potato starch, wt.% 2,52.5 2,02.0 3,03.0 2,52.5 2,52.5 2,52.5 2,52.5 2,52.5 -- -- Крахмал кукурузный, мас. %Corn starch, wt. % -- -- -- -- -- -- -- -- 2,52.5 2,52.5 Бура, мас%Borax, wt% 0,1250.125 0,10.1 0,150.15 0,1270.127 0,1240.124 0,1270.127 0,1280.128 0,130.13 0,130.13 0,1350.135 Хлорат калияpotassium chlorate -- -- -- -- -- -- 0,30.3 0,30.3 Хлорат натрияsodium chlorate -- -- -- -- -- -- -- -- 0,40.4 0,40.4 Перхлорат калияPotassium perchlorate 0,30.3 0,20.2 1,01.0 0,30.3 -- -- -- -- -- -- Перхлорат натрияSodium perchlorate -- -- -- 0,30.3 0,30.3 -- -- -- -- Оксид магнияmagnesium oxide 0,30.3 0,250.25 0,50.5 -- -- 0,30.3 0,30.3 -- 0,30.3 -- Оксид кремнияsilicon oxide -- 0,30.3 0,30.3 0,30.3 0,30.3 ВодаWater Ос-таль-ноеRest Ос-таль-ноеRest Ос-таль-ноеRest Ос-таль-ноеRest Ос-таль-ноеRest Ос-таль-ноеRest Ос-таль-ноеRest Ос-таль-ноеRest Ос-таль-ноеRest Ос-таль-ноеRest

Пример. Example.

Древесный уголь марки А по ГОСТ 7657-84 измельчали в дробильной установке до фракции 1-2 мм. Из дробильной установки древесный уголь сбрасывали в расходный бункер. В емкость для подготовки связующего наливали воду с температурой 30°C. В воду постепенно добавляли крахмал картофельный по ГОСТ 53876-2010, буру по ГОСТ 8429-77, перхлорат калия по ГОСТ 20490-75 и оксида магния по ГОСТ 4526-75. Все компоненты использовали в пропорциях, соответствующих составу 1 из таблицы 1. Компоненты добавляли в воду в сухом виде при постоянном перемешивании строительным миксером. Charcoal grade A according to GOST 7657-84 was crushed in a crushing plant to a fraction of 1-2 mm. From the crushing plant, charcoal was dumped into a supply hopper. Water with a temperature of 30°C was poured into the container for preparing the binder. Potato starch according to GOST 53876-2010, borax according to GOST 8429-77, potassium perchlorate according to GOST 20490-75, and magnesium oxide according to GOST 4526-75 were gradually added to the water. All components were used in proportions corresponding to composition 1 from Table 1. The components were added to water in dry form with constant stirring with a construction mixer.

Связующее с помощью насоса-дозатора и древесный уголь с помощью конвейерной ленты подавали в смеситель, из которого полученную массу равными порциями загружали в экструдер для пластификации. Состав проходил через экструдер под давлением 200 кгс/см2. При пластификации на выходе из экструдера диск фильеры устанавливали на расстоянии 75 мм от пера шнека. На выходе из экструдера пластифицированную смесь собирали в емкость. Из емкости пластифицированную брикетную смесь вторично загружали равными порциями в экструдер для формования. На выходе из экструдера перед диском фильеры брикетную смесь охлаждали путем внешнего водяного охлаждения корпуса экструдера, затем пропускали через формующие отверстия фильеры. Выходящую из отверстий фильеры брикетную массу разрезали на кубики со стороной 25 мм. Температура полученных брикетов составила 35°C, влажность – 40%. Брикеты сушили в сушильном шкафу с периодической конвекцией теплым сухим воздухом при достижении влажности воздуха в сушильном шкафу 60%. Сушку брикетов осуществляли при постепенном нагреве до 80°C со скоростью нагрева 1 °C/час, затем до исходной температуры со скоростью 2 °C/час. После сушки влажность полученных брикетов составила 2%.The binder with the help of a dosing pump and the charcoal with the help of a conveyor belt were fed into the mixer, from which the resulting mass was loaded in equal portions into the extruder for plasticization. The composition passed through the extruder at a pressure of 200 kgf/cm 2 . During plasticization at the outlet of the extruder, the die disk was installed at a distance of 75 mm from the screw feather. At the outlet of the extruder, the plasticized mixture was collected in a container. From the container, the plasticized briquette mixture was re-loaded in equal portions into the extruder for molding. At the exit from the extruder in front of the die disk, the briquette mixture was cooled by external water cooling of the extruder body, then it was passed through the forming holes of the die. The briquette mass emerging from the die holes was cut into cubes with a side of 25 mm. The temperature of the obtained briquettes was 35°C, humidity - 40%. The briquettes were dried in an oven with periodic convection with warm dry air when the air humidity in the oven reached 60%. Briquettes were dried by gradual heating to 80°C at a heating rate of 1°C/hour, then to the initial temperature at a rate of 2°C/hour. After drying, the moisture content of the obtained briquettes was 2%.

Технология изготовления топливных брикетов с составами 2-10 аналогична приведенному примеру. Но топливные брикеты с составами 7-10 сушили при постепенном нагреве до максимальной температуры 70°C с той же скоростью нагрева, что и в приведенном выше примере. После сушки влажность полученных брикетов составила около 3%.The manufacturing technology of fuel briquettes with compositions 2-10 is similar to the above example. But fuel briquettes with compositions 7-10 were dried with gradual heating to a maximum temperature of 70°C with the same heating rate as in the above example. After drying, the moisture content of the resulting briquettes was about 3%.

Осуществление технического результата подтверждают проведенные опыты.The implementation of the technical result is confirmed by the experiments.

Образцы для испытаний выполняли в виде кубов со стороной 25 мм с составами 1-10, указанными в таблице 1. Для испытаний брали по три образца каждого состава.Test specimens were made in the form of cubes with a side of 25 mm with compositions 1-10 indicated in Table 1. Three samples of each composition were taken for testing.

Полученные заявляемым способом брикеты визуально проверяли на наличие трещин, затем поджигали и проверяли равномерность горения и устойчивость формы во время горения, после сгорания брикетов определяли наличие и объем непрогоревших участков. The briquettes obtained by the claimed method were visually checked for cracks, then set on fire and checked for uniformity of combustion and stability of the shape during combustion, after combustion of the briquettes, the presence and volume of unburned areas were determined.

Испытания образцов топливных брикетов, полученных заявляемым способом, показали, что горение всех образцов равномерное, все образцы хорошо удерживают форму, непрогоревшие участки преимущественно отсутствуют или имеются в незначительном объеме, не более 0,5-1% (образцы с составами 1 и 5) В образцах с составом 2 с минимальным количеством буры и перхлората калия объем непрогоревших участков составляет около 3%. Однако это количество является незначительным и мало влияет на качество топливного брикета. Полученные образцы не растрескиваются. Некоторые из образцов с составами 1 и 2 имеют незначительное количество трещин с суммарной площадью от 3 мм2 до 10 мм2 соответственно, которое практически не влияет на качество топливного брикета. Tests of samples of fuel briquettes obtained by the claimed method showed that the combustion of all samples is uniform, all samples hold their shape well, unburned areas are mostly absent or present in a small volume, not more than 0.5-1% (samples with compositions 1 and 5) samples with composition 2 with a minimum amount of borax and potassium perchlorate, the volume of unburned areas is about 3%. However, this amount is insignificant and has little effect on the quality of the fuel briquette. The resulting samples do not crack. Some of the samples with compositions 1 and 2 have an insignificant number of cracks with a total area of 3 mm 2 to 10 mm 2 , respectively, which practically does not affect the quality of the fuel briquette.

Таким образом, изобретение позволяет повысить однородность брикетной массы, равномерность горения и устойчивости формы брикетов при горении, полноту его прогорания и снизить растрескивание, следовательно, повысить этим качество топливных брикетов.Thus, the invention makes it possible to increase the homogeneity of the briquette mass, the uniformity of combustion and the stability of the shape of the briquettes during combustion, the completeness of its burning and reduce cracking, therefore, to improve the quality of fuel briquettes.

Claims (3)

1. Способ получения топливного брикета, заключающийся в подготовке связующего из крахмала и воды, смешивании связующего с измельченным древесным углем, формовании и сушке брикетов из полученной брикетной массы, отличающийся тем, что при подготовке связующего в него дополнительно добавляют хлорат калия, или хлорат натрия, или перхлорат калия, или перхлорат натрия, буру, оксид магния или оксид кремния, полученную массу смешивают с измельченным древесным углем с фракцией не более 2 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%: древесный уголь – 49-53, крахмал – 2-3, бура – 0,1-0,15, хлорат калия, или хлорат натрия, или перхлорат калия, или перхлорат натрия – 0,25-1,0, оксид магния или оксид кремния – 0,15-0,5, вода – остальное, затем проводят пластификацию полученной брикетной массы с применением шнекового экструдера, после чего осуществляют формование вторичным проведением брикетной массы через экструдер с фильерой, при этом на выходе из экструдера перед фильерой брикетную массу охлаждают, пропускают через фильеру, выходящую из отверстий фильеры брикетную массу разрезают на брикеты и сушат в сушильной камере не менее 40 часов с постепенным нагревом до максимальной температуры 70-80°C и постепенным охлаждением до 35-40°С и достижения влажности брикетов 2-3%. 1. A method for producing a fuel briquette, which consists in preparing a binder from starch and water, mixing the binder with crushed charcoal, forming and drying briquettes from the resulting briquette mass, characterized in that when preparing the binder, potassium chlorate or sodium chlorate is additionally added to it, or potassium perchlorate, or sodium perchlorate, borax, magnesium oxide or silicon oxide, the resulting mass is mixed with crushed charcoal with a fraction of not more than 2 mm in the following ratio, wt.%: charcoal - 49-53, starch - 2-3 , borax - 0.1-0.15, potassium chlorate, or sodium chlorate, or potassium perchlorate, or sodium perchlorate - 0.25-1.0, magnesium oxide or silicon oxide - 0.15-0.5, water - the rest, then plasticization of the resulting briquette mass is carried out using a screw extruder, after which the briquette mass is reshaped by passing the briquette mass through the extruder with a die, while at the exit of the extruder in front of the die, the briquette mass is cooled, passed through the die, the briquette mass coming out of the holes of the die is cut into briquettes and dried in a drying chamber for at least 40 hours with gradual heating to a maximum temperature of 70-80°C and gradual cooling to 35-40°C and achieving a moisture content of briquettes of 2-3%. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев брикетов в сушильной камере осуществляют со скоростью около 1°C в час, а охлаждение со скоростью около 2°C в час. 2. The method according to claim 1, characterized in that the heating of the briquettes in the drying chamber is carried out at a rate of about 1°C per hour, and cooling at a rate of about 2°C per hour. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при повышении влажности воздуха в сушильной камере выше 60% осуществляют принудительную конвекцию теплым сухим воздухом.3. The method according to claim 1, characterized in that when the air humidity in the drying chamber rises above 60%, forced convection with warm dry air is carried out.
RU2022108765A 2022-04-01 Fuel briquette and method for producing a fuel briquette RU2800946C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2800946C1 true RU2800946C1 (en) 2023-08-01

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2091445C1 (en) * 1995-04-13 1997-09-27 Красильников Валерий Владимирович Solid fuel
RU2187542C1 (en) * 2001-04-25 2002-08-20 Тумаркин Виталий Владимирович Fuel briquette (options)
RU33571U1 (en) * 2003-07-29 2003-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "ПЕРУН" FUEL BRIQUETTE (OPTIONS)
CN101812343A (en) * 2010-04-28 2010-08-25 陕西科技大学 Briquette binder and briquette preparation method based on binder
CN102517116B (en) * 2011-11-22 2014-07-16 冯恩福 Dimerization fuel
CN102994189B (en) * 2012-12-18 2014-10-01 刘波 Compound fuel and production method thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2091445C1 (en) * 1995-04-13 1997-09-27 Красильников Валерий Владимирович Solid fuel
RU2187542C1 (en) * 2001-04-25 2002-08-20 Тумаркин Виталий Владимирович Fuel briquette (options)
RU33571U1 (en) * 2003-07-29 2003-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "ПЕРУН" FUEL BRIQUETTE (OPTIONS)
CN101812343A (en) * 2010-04-28 2010-08-25 陕西科技大学 Briquette binder and briquette preparation method based on binder
CN102517116B (en) * 2011-11-22 2014-07-16 冯恩福 Dimerization fuel
CN102994189B (en) * 2012-12-18 2014-10-01 刘波 Compound fuel and production method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4510950A (en) Foamed, extruded, tobacco-containing smoking article and method of making same
US9279091B2 (en) Charcoal briquettes and methods of forming thereof
KR101042696B1 (en) Method for manufacturing of synthetic wood using natural fiber plastics
RU2800946C1 (en) Fuel briquette and method for producing a fuel briquette
US4230459A (en) Process for agglomerating particulate wood material and products obtained thereby
US2880099A (en) Methods of making clay products and improved clay products
US4302210A (en) Fireplace log
US4331446A (en) Synthetic coal log
NO161215B (en) DOUBLE BASE FUEL MIXTURE FOR ROCKETS AND LIKE.
US3370932A (en) Flame coloring product and method of manufacturing same
KR101687555B1 (en) Solid fuel composition and method for manufacture of the same
US20210235742A1 (en) Modified carbon material and method for reducing carbonaceous material ignition temperature
KR101611939B1 (en) Method for manufacturing briquette using red clay and chestnuts
US3026189A (en) Preparation of fuel briquettes
CN110679982A (en) Method for reducing dosage of extra fiber of special sheet without burning during heating
US3440072A (en) Cartridge wad and process for the manufacture thereof
US2242434A (en) Method of manufacturing insulating firebrick
RU2056757C1 (en) Method for production of bread crackers
RU2187542C1 (en) Fuel briquette (options)
KR102676713B1 (en) Charcoal forming products and method for thereof
US3378382A (en) High-strength lightweight aggregate and method for its manufacture
DE3413853A1 (en) METHOD FOR PRODUCING POROUS MAGNESIUM OXIDE CLINKER
US2224459A (en) Method of making light weight refractory brick
US3328137A (en) Rapid ignition charcoal briquette and method of making the same
USRE25055E (en) Improved clay products