СЛОИСТЫЙ ТОПЛИВНЫЙ БРИКЕТ Российский патент 1994 года по МПК C10L5/38 C10L11/04 

Изобретение относится к брикетированию твердых энергоносителей и может быть использовано для изготовления бытовых топливных брикетов.

Известен слоистый топливный брикет, включающий основной слой, промежуточный с угольной массой и зажигательный слой, содержащий окислитель (1).

Основными недостатками таких топливных элементов являются низкие потребительские свойства, прежде всего плохая воспламеняемость и высокое содержание вредных веществ в отходящих газах.

Прототипом заявляемого объекта является слоистый топливный брикет, который состоит из основного угольного слоя, промежуточного, включающего древесный уголь, каменный уголь, нитрат калия, связующее, и зажигательного слоя, включающего древесный уголь, нитрат стронция, связующее (2). Основными недостатками такого брикета являются ненадежность его загорания и относительно высокое содержание СО, особенно в начале горения.

Целью изобретения является повышение надежности загорания брикета и снижение содержания СО, выделяемого при горении.

Поставленная цель достигается тем, что брикет состоит из трех слоев: основного угольного, промежуточного слоя, включающего мас. % : Древесный уголь или торф 45-55 Каменный уголь 45-55, зажигательного, который в качестве нитратов содержит нитрат калия или натрия и нитрат бария или аммония при следующих соотношениях компонентов, мас. % : Нитрат калия или натрия 5-25 Нитрат бария или аммония 15-35 Каменный уголь 10-30 Древесный уголь или торф До 100.

Данный вид брикетов предназначен для использования в бытовых целях. Его основное преимущество перед брикетами обычных типов заключается в возможности зажигания обычной спичкой и низким содержанием вредных газов, выделяющихся при горении.

По сравнению с прототипом брикет более надежно загорается и выделяет меньше СО при горении. Причем брикет может гореть и "сверху вниз", т. е. компоненты шихты зажигательного и промежуточного слoя подобраны таким образом, что пламя может распространяться "сверху-вниз", что еще больше снижает количество СО и увеличивает полноту сгорания брикета.

Смесь селитр в зажигательном слое нужна для надежного, но бездымного горения этого слоя. Использование только нитрата бария или аммония ведет к трудному и "многодымному" горению. Если использовать только нитраты наличия или натрия, то слой сгорает слишком быстро и при этом выделяется также много дыма. Снижение же количества селитры не позволяет зажечь брикет вообще. Смесь двух селитр позволяет добиться медленного, равномерного и практически бездымного горения, надежного воспламенения промежуточного и основного слоев. Расход нитратов калия или натрия ниже 5% ведет к ухудшению воспламеняемости, увеличению СО, расход выше 25% к слишком быстрому сгоранию и, как следствие, к увеличению содержания СО и снижению надежности воспламенения основного слоя. Нитрат калия и натрия дают практически одинаковые результаты, но нитрат калия предпочтительно при длительном хранении брикетов, т. к. он менее гигроскопичен. Расход нитрата бария или аммония меньше 15% снижает воспламеняемость слоя, расход выше 35% не ухудшает воспламеняемости, но ведет к увеличению количества дыма.

Расход каменного угля ниже 10% снижает время горения зажигательного слоя и следовательно ухудшается воспламеняемость промежуточного и основного слоев. Расход выше 30% ухудшает воспламеняемость заж. слоя и увеличивает содержание СО.

Содержание торфа или древесного угля ниже 10% в зажигательном слое ухудшает его воспламеняемость, а содержание выше 70% также снижает воспламеняемость, т. к. делает недостаточным содержание окислителей.

Содержание древесного угля или торфа в промежуточном слое ниже 45% ведет к ухудшению его воспламеняемости, расход выше 55% ведет к снижению продолжительности горения. И то и другое ухудшает воспламеняемость основного слоя. Для каменного угля, входящего в промежуточный слой наблюдается обратная закономерность.

Использование древесного угля предпочтительнее, когда брикеты хранятся длительное время, т. к. такой брикет сорбирует меньше влаги.

П р и м е р. Основной слой формировался из "тощего" угля с зольностью 8% , в промежуточный и зажигательный слой входил "газовый" уголь с зольностью 6,8% , торф содержал 6,9% золы. Уголь для основного слоя измельчался до 1 мм, все компоненты зажигательного и промежуточного слоев измельчались до -0,1 мм. Окислители измельчаются отдельно. В качестве связующего использовалась сульфит-спиртовая барда с содержанием 25% активного в-ва. Расход составлял 5-6% в пересчете на активное. Материал каждого из слоев загружался в матрицу последовательно: основной, промежуточный, зажигательный при соотношении их по массе: 80% - 12% , -8% , и прессовался при давлении 150 кгс/см². После выгрузки из матрицы брикеты сушились при 150^оС в течении 4 ч.

Готовый брикет представлял из себя цилиндр массой 200-250 г с диаметром 70 мм, перфорированный семью отверстиями в продольном направлении. Результаты испытаний брикетов приведены в таблице.

Таким образом, использование заявляемого типа брикета позволяет повысить надежность зажигания брикета с 40 до 99% и снизить содержание СО в отходящих газах горящего брикета с 0,71 до 0,04% . (56) Патент США N 3726652, кл. С 10 L 5/36, 1973.

Заявка Японии N 53-72004, кл. С 10 L 11/04, 1978.

Применение: в топливной промышленности, в быту. Сущность изобретения: слоистый топливный брикет состоит из основного угольного слоя, промежуточного слоя, включающего, мас. % : древесный уголь или торф 45 - 55; каменный уголь 55 - 45, и зажигательного слоя, включающего, мас. % : нитрат калия или натрия 5 - 25; нитрат бария или аммония 15 - 35; каменный уголь 10 - 30; торф или древесный уголь до 100, что обеспечивает повышение надежности загорания брикета и снижение содержания углерода, выделяемого при горении брикета. 1 табл.

СЛОИСТЫЙ ТОПЛИВНЫЙ БРИКЕТ, состоящий из основного угольного слоя, промежуточного слоя, включающего древесный и каменный уголь, и зажигательного слоя, включающего нитраты и древесный уголь, отличающийся тем, что промежуточный слой включает компоненты в следующем соотношении, мас. % :
Древесный уголь или торф 45 - 55
Каменный уголь 55 - 45
зажигательный слой в качестве нитратов содержит нитрат калия или натрия и нитрат бария или аммония и дополнительно содержит каменный уголь при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Нитрат калия или натрия 5 - 25
Нитрат бария или аммония 15 - 35
Каменный уголь 10 - 30
Древесный уголь или торф До 100