UA34692A - Спосіб одержання паливних брикетів - Google Patents

Abstract

Винахід належить до технології брикетування твердого палива. Спосіб включає змішування з нагрівом горючого подрібненого продукту, що містить крохмаль, та води, пресування утвореної маси з одержанням брикетів та їх подальшим просушуванням. Як продукт, що містить крохмаль, використовуються висівки, а на стадії змішування додатково уводиться зшиваючий агент - гашене або негашене вапно.

Description

Винахід належить до технології брикетування твердого палива зі зв'язувальним, зокрема, до одержання брикетів з антрациту, кам'яного вугілля, вугільного концентрату, коксової дрібки, соняшникового лушпиння, тирси тощо, які можуть бути використані як побутове та енергетичне паливо, відновлювач в різноманітних технологічних процесах та у багатьох інших цілях.

Відомий спосіб одержання брикетів шляхом змішування вугілля з вуглеводневим зв'язувальним з подальшим брикетуванням (а. с. СРСР Мо 1701733). Недоліками способу є недостатня міцність брикетів та шкідливий вплив зв'язувального на навколишнє середовище.

Відомий також паливний брикет для металургійних процесів та спосіб його виготовлення (патент РФ Мо 2016048). Брикет одержують змішуванням при температурі 100 - 11090 гранульованого лігнітового коксу, антрацитової дрібки та крохмалю з водою, пресуванням одержаної маси і подальшим просушуванням. Даний спосіб обрано як прототип. Недоліками способу є велика витрата дорогого зв'язувального - крохмалю (кукурудзяного, картопляного та ін ) - до 1095 від маси брикету та висока температура нагріву при змішуванні (100- 1109С).

В основу винаходу покладене завдання вдосконалити спосіб одержання брикетів зі зв'язувальним на основі продуктів, що містять крохмаль, за рахунок зменшення вартості зв'язувального та зниження температури під час змішування при збереженні міцності брикетів.

Суть винаходу полягає в тому, що в способі одержання паливних брикетів зі зв'язувальним на основі продуктів, що містять крохмаль, який включає змішування з нагрівом горючої дрібки, продукту, що містить крохмаль, та води, пресування утвореної маси з одержанням брикетів та їх подальшим просушуванням, який відрізняється тим. що як продукт, що містить крохмаль, використовуються висівки, а на стадії змішування додатково уводиться зшиваючий агент - гашене або негашене вапно. На 100 м ч горючої дрібки береться 4-50 м. ч. висівок та 0,5-4,2 м ч вапна. Суттєвими ознаками винаходу, спільними з прототипом, є: - змішування при нагріві дрібки, яка брикетується, з продуктами, що містять крохмаль, та водою. " брикетування одержаної маси, - просушування брикетів

Суттєвими ознаками, що відрізняють винахід, є: - використання висівок (борошняних, житніх та інших) як продукту, що містить крохмаль, - введення на стадії змішування при нагріві додатково гашеного або негашеного вапна, яке дозволяє покращити зв'язувальні властивості в процесі одержання брикетів. Між суттєвими ознаками, що відрізняють винахід та технічним результатом існує причинно-наслідковий зв'язок.

Відомо (див. наприклад Н. Г. Гулюк и др. Крахмал и крахмалопродукть! (современная технология). М.,

Агропромиздат, 1985 г.), що утворення поперечних зв'язків між макромолекулами крохмалю призводить до зростання механічної міцності гелю, який одержують при клейстеризації крохмалю. Це дозволяє зменшити витрати зв'язувального. Але коли утворюється велика кількість таких зв'язків, то гель стає жорстким, втрачає адгезію, що спричиняє різке зниження зв'язувальних властивостей. В даному винаході як зшиваючий агент, що забезпечує оптимальні властивості крохмального гелю, використовується гашене або негашене вапно, а як продукт, що містить крохмаль, - висівки. Кількість зшиваючого агента, що додається, складає 5-22 9о від маси. висівок. Вміст крохмалю у висівках менший, ніж у різних видах крохмалю або борошні, але висівки є відходом борошномельного виробництва і, як показали результати експерименту, мають непогані зв'язувальні властивості.

Використання висівок замість крохмалю суттєво здешевлює зв'язувальне, тому що вартість висівок в 10-25 разів нижча за вартість крохмалю. Наявність вапна в брикеті значно зменшує викиди оксидів сірки в атмосферу в процесі горіння, оскільки сірка при цьому зв'язується вапном у нелетючу сполуку. Це також зумовлює високу екологічну чистоту брикетів. Суть винаходу пояснюється прикладами.

Приклад 1. 33.0 г роздробленого соняшникового лушпиння (розмір частинок 0-4 мм) та 67,0 г вугільного концентрату (фракція 0-2 мм, зольність 32,595, вологість 7,595) перемішуються при нагріванні з 33,0 г борошняних висівок, 3,3 г гашеного вапна та 37,0 г води. Нагрів провадиться до температури 852С, і при цій температурі відбувається перемішування впродовж З хвилин. Після охолодження до кімнатної температури маса пресується в брикети під тиском 20 МПа. Потім брикети просушуються при кімнатній температурі 10 діб. Готовий брикет має густину 960 кг/м і витримує без руйнування тиск стискання 20 МПа.

Приклад 2. 100,0 г роздробленого соняшникового лушпиння змішуються з 50,0 г висівок, 4.2 г гашеного вапна та 63.0 г води в процесі нагрівання до температури 809С. При цій температурі суміш перемішується впродовж 3,5 хвилин і після охолодження до кімнатної температури пресується в брикети під тиском 20 МПа. Готові брикети (просушування при температурі 259С впродовж 8 діб) мають густину 603 кг/м і витримують без руйнування тиск стискання 19 МПа.

Приклад 3. 100,0 г вугільного концентрату змішуються при нагріванні з 10,0 г висівок, 0,5 г негашеного вапна та 10,0 г води. Нагрівання відбувається до температури 789С і при цій температурі суміш перемішується впродовж 4 хвилин. Після охолодження до кімнатної температури маса пресується в брикети, які після просушування впродовж 10 діб мають густину 1260 кг/м3 і витримують без руйнування тиск 17 МПа.

Приклад 4.100,0 г антрацитового штибу (фракція 0-6 мм, зольність 12,5 905, вологість 5,195) змішуються при нагріванні з 8,0 г висівок, 1,0 г гашеного вапна та 15,0 г води. Температура нагріву 859С і час перемішування при цій температурі 3.5 хвилини. Брикети, які одержують пресуванням маси під тиском 20 МПа, після просушування впродовж 10 діб при температурі 259С, мають густину 1410 кг/м3 і витримують тиск стискання 15 МПа.

Приклад 5. 100,0 г коксової дрібки (фракція 0-6 мм, зольність 9,595, вологість 16,295) змішуються при нагріванні з 6,3 г висівок, 0,7 г негашеного вапна і 6,0 г води. Нагрівання провадиться до температури 759С, і при цій температурі маса перемішується впродовж 4 хвилин. Охолоджена суміш пресується в брикети, які після просушування впродовж 9 діб витримують без руйнування тиск 13 МПа. Густина брикетів 1180 кг/м3.

Приклад 6. 100,0 г тирси (розмір частинок 0-5 мм, вологість 4095) змішуються при нагріванні з 17,0 г висівок і 3,7 г гашеного вапна. Клейсте-ризація крохмалю висівок відбувається за рахунок вологи тирси. Нагрівання ведуть до 850С і при цій температурі перемішують впродовж 3,5 хвилин. Після охолодження до 209С суміш пресується під тиском 20 МПа. Готові брикети, висушені при кімнатній температурі впродовж 8 діб, мають густину 810 кг/м3 і витримують без руйнування тиск 20 МПа. Ці та інші приклади зведені в таблиці.

Компоненти гор. | Висівки, г Вапно,г | Вода,г! Темп., Густина, Міцність, | Умовна вар- дрібки, т с ким? Мпа тість 1. Лушп. 33 33,0 3,3 37 85 960 220 в .

Конц, 67 о 2. 1. Луша. 100 50,0 42 63 80 6о3 219 7,7

З. Конц.100 10,0 0,5 11 78 1260 217 20 4. Антр. 100 8,0 10 15 85 1410 215 1,9 5. Кокс. 100 6,3 0,7 6 75 1180 »1З 1,5 6. Тирса 100 17,0 3,7 - 85 810 220 62 7. Конц.100 4,0 0,5 7 85 1240 8 10 8. Кокс. 100 7,5 1,0 6 70 1210 215 1,8 41 8. Антр 100 110 13 16 80 1400 216 2,5. 10. Лушп. 67 33,0 2,4 42 82 782 »20 56

Конц.33 - 11. Антр. 91 Кук.кр.9,0 - 18,5 100 1430 зів 19,4 12. Антр. 94. Карт.кр.6,0 - 16,0 100 1410 зіб5 . 2541

В цій таблиці 11 та 12 приклади - контрольні. що були виконані за умов. описаних у прототипі. В останньому стовпчику таблиці наведена умовна вартість зв'язувального на основі продукт/, що містить крохмаль (умовна вартість - це вартість даного зв'язувального в одиниці маси брикетів. поділена на вартість найдешевшого зв'язувального, наведеного в таблиці).

Як це випливає з даних таблиці, згідно даного винаходу вартість зв'язувального в 2,5-25 разів менша, ніж у прототипі. Температура, при якій змішуються горюча дрібка та інші інгредієнти, також на 15-400С нижче, ніж у прототипі, що суттєво спрощує процес виготовлення брикетів. При цьому міцність брикетів залишається на високому рівні.

Якщо брати менше 4,0 м.ч. висівок та 0,5 м.ч вапна на 100 м.ч. горючої дрібки, то різко погіршується механічна міцність сирих та висушених брикетів. Також немає сенсу збільшувати витрати висівок вище 50 м.ч. і вапна 4,2 м.ч. на 100 м.ч горючої дрібки, тому що при цьому зростання механічної міцності брикетів не компенсує зростання вартості зв'язувального.

Claims (2)

1. Спосіб одержання паливних брикетів, який включає змішування з нагрівом горючої дрібки продукту, що містить крохмаль, та води, пресування утвореної маси з одержанням брикетів та їх подальшим просушуванням, який відрізняється тим, що як продукт, що містить крохмаль, використовуються висівки, а на стадії змішування додатково уводиться зшиваючий агент - гашене або негашене вапно

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що на 100 м. ч. горючої дрібки береться 4 - 50 м.ч. висівок та 0,5 - 4,2 м. ч. вапна.