СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА Российский патент 1997 года по МПК C10L1/32 

Изобретение относится к углехимии, в частности к способам приготовления водоугольного топлива (ВУТ), предназначенного для гидротранспортирования и прямого сжигания.

Известен способ получения водоугольного топлива из каменного угля, включающий сухое дробление угля до размера гранул 6 мм, мокрый тонкий помол до получения суспензии с размером частиц ≅20 мкм при массовом соотношении твердые частицы вода 35^oC65 60^oC40, совместное измельчение этой суспензии с дроблением каменным углем с соотношением 46^oC54 75^oC25 до получения грубой фракции с размером частиц 60 30 мкм (1).

Недостатком известного способа является невозможность обеспечения бимодального грансостава ВУТ, приготовляемого из угля одного типа (одной твердости) на существующем размольном оборудовании. Грансостав такой суспензии характеризуется повышенным количеством крупных классов и уменьшенным содержанием частиц промежуточных классов.

Известен также способ получения водоугольного топлива, включающий предварительный размол угля до частиц размером ≅6 мм, мокрый тонкий помол до получения суспензии с размером частиц ≅20 мкм при массовом соотношении твердые частицы вода 35^oC65 60^oC40, совместное измельчение этой суспензии с дробленым каменным углем до получения грубой фракции с размером частиц 60 300 мкм, в качестве угля, поступающего на мокрый тонкий помол, используют смесь бурого и каменного углей в их массовом соотношении 15^oC85 50^oC50, и полученную суспензию делят на два потока, один из которых подают на совместное измельчение с дробленым каменным углем, а второй в гомогенизатор для получения целевого продукта (2).

Этот способ обеспечивает бимодальность грансостава ВУТ, повышает стабильность реологических свойств суспензии. Однако получаемое водоугольное топливо без предварительного подогрева не может поступать на прямое сжигание из-за недостаточно высоких теплотехнических свойств.

Целью изобретения является снижение температуры воспламенения водоугольного топлива за счет повышения выхода летучих веществ.

Эта цель достигается тем, что в известном способе получения водоугольного топлива на основе смеси двух типов углей, включающем их предварительный размол, смешение, мокрый помол смеси до получения суспензии и измельчение полученной суспензии до фракции с размерами частиц менее 300 мкм, в качестве смеси двух типов углей используют смесь антрацита и угля с суммарным выходом летучих, равным 20 22%
В способе в качестве угля с суммарным выходом летучих веществ, равным 20 22% используют, например, каменный уголь либо бурый уголь.

Количество угля с указанным содержанием выхода летучих веществ, добавляемое к антрациту, определяют из условия, что суммарное количество газообразных веществ, выделяемых при нагреве, соответствовало уровню, характерному для лучших каменных углей марки Г или Д 20% 22% т.е. устойчивому воспламенению.

Суммарное количество твердого в водоугольном топливе определялось из условий достижения предельного (допустимого) значения динамической вязкости (что составляет 0,5 1,0 кг Па • с).

Массовую долю антрацита в твердом топливе на основе антрацита и угля с высоким содержанием выхода летучих веществ определяют из выражения

где V, V_к, V_а выход летучих веществ в угле с высоким содержанием летучих в каменном угле марки Г или Д (20 22%) и антраците.

Исходя из того, что сумма массовых долей антрацита и второго угля должна быть равной единице, массовая доля второго угля С_у 1 С_а.

Указанные отличительные признаки позволяют в сочетании с известными обеспечить снижение температуры воспламенения за счет повышения выхода летучих путем использования углей с высоким содержанием летучих в смеси с антрацитом, у которого выход летучих составляет от 2 до 9% содержание углерода 89,5 96,5% в то время как у каменного угля выход летучих составляет 9 45% углерода 75 97% у бурого угля выход летучих 40 65% углерода 55 - 78%
Способ получения водоугольного топлива осуществляется следующим образом.

Исходные бурый уголь (или каменный) и антрацит предварительно размалывают до размера частиц не более 6 мм и смешивают, затем осуществляют тонкий мокрый помол полученной смеси в присутствии пластификатора (например, пластификатора С-3, ТУ 6-36-0204229-625-90) до получения суспензии с размером частиц не более 20 мкм при массовом соотношении твердые частицы вода 35^oC65 - 60^oC40. Полученную суспензию разделяют на два потока, один из которых подают на совместное измельчение с предварительно размолотым бурым (или каменным) углем и антрацитом до получения грубой фракции с размером частиц 60 300 мкм, другой в гомогенизатор для получения готового продукта.

При практической реализации способа в целях экономии энергии исходные угли после предварительного помола подают в классификатор для разделения их на грубую и тонкую фракции. Тонкую фракцию подают в измельчительное устройство тонкого помола, а грубую фракцию в измельчительное устройство грубого помола вместе с суспензией бурого угля и антрацита.

После получения готового продукта отделяют воду вместе с пластификатором и направляют в измельчительные устройства.

Пример 1. Антрацит Донецкого бассейна имеет выход летучих в сухом беззольном состоянии V_a 4,0% К нему добавляют бурый уголь Александрийского месторождения с выходом летучих V_б 62% Массовая доля антрацита С_a (62-22)/(62-4) 0,69. Массовая доля антрацита С_б 1 Са 0,31.

Пример 2. Антрацит Донецкого бассейна имеет V_a 4,0% К нему добавляется длиннопламенный (каменный) уголь Донецкого бассейна с V_к 44%
С_а (44-22)/(44-4) 0,55; С_б 0,45.

Пример 3. Антрацит Кузнецкого бассейна с V_a 5% К нему добавляется бурый уголь Канско-Ачинского бассейна с V_б 48%
С_а (48-22)/(48-5) 0,605; С_б 0,395.

Пример 4. Донецкий антрацит V_а 4,0% Добавляется торф V_т 70%
С_а (70-22)/(70-4) 0,727; С_т 0,273.

Минимальная температура воспламенения водоугольного топлива из антрацита 500^oС.

У смесей антрацита и каменного или бурого углей минимальная температура воспламенения составляет:
при V 20% Т_воспл 467^oС,
при V 22% Т_воспл 462^oС.

Таким образом, в зависимости от вида углей, т.е. от содержания в них летучих, можно регулировать количество антрацита и бурого угля (или каменного), на основе смеси которых предлагается способ получения водоугольного топлива, тем самым повышать теплотехнические способности водоугольного топлива, т. е. снижать температуру воспламенения водоугольного топлива за счет повышения выхода летучих продуктов.

Кроме того, полученное водоугольное топливо позволит проводить его сжигание без подсветки другим высококалорийным топливом или без предварительного подогрева воздуха и может использоваться на теплоэнергетических установках, преобразующих энергию топлива в тепловую и(или) электрическую энергию.

Сущность изобретения: водоугольное топливо получают предварительным размолом двух типов углей - бурого или каменного и антрацита и их смешением. Мокрый помол полученной смеси ведут до получения фракции с размером частиц менее 300 мкм. Смесь антрацита и угля имеет суммарный выход летучих 20 - 22 проц. мас. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ получения водоугольного топлива на основе смеси двух типов углей, включающий их предварительный размол, смешение, мокрый помол смеси до получения суспензии и измельчение полученной суспензии до франции с размером частиц менее 300 мкм, отличающийся тем, что в качестве смеси типов углей используют смесь антрацита и угля с суммарным выходом летучих 20 22 мас. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве угля используют бурый уголь. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве угля используют каменный уголь.