СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ БРИКЕТОВ Российский патент 1997 года по МПК C10L5/04 C10L5/10 C10L5/30 

Изобретение относится к технологии брикетирования угольной и коксовой мелочи, в частности к получению угольных или коксовых брикетов. Полученные угольные брикеты могут быть использованы в качестве топлива для коксохимической и металлургической промышленности. Полученные коксовые брикеты могут быть использованы в качестве энергоносителя, восстановителя и сорбента для электротермического производства фосфора, производства чугуна, стали, ферросплавов, огнеупорных изделий.

Известно охлаждение горячего угля путем примешивания к нему холодного угля в охлаждающем устройстве, общий поток угля, пройдя через смесительный шнек, поступает на переработку, при этом достигается постоянство температуры сушенки, идущей на брикетирование [1]
Недостатком известного способа является то, что при сушке угля используется тепловая энергия от охлаждения конечного продукта (брикетов).

Известен способ подготовки твердого топлива путем двухступенчатой сушки сырого топлива с размолом на второй ступени, отделения пыли от недомола и возврата недомола на размол, недомол перед возвратом нагревают и первую ступень сушки осуществляют смешением сырого топлива с нагретым недомолом [2] но при этом также не используется тепловая энергия от охлаждения брикетов и не решается задача получения брикетированного топлива.

Наиболее близким является способ получения углеродосодержащих брикетов, включающий сушку исходного влажного измельченного горючего материала (каменного или бурого угля, торфа) до влажности 1-3% смешение его со связующим (сульфитный отработанный щелок или смесь его со смолой (пеком), нефтяные остатки), брикетирование смеси, термообработку брикетов, например при 200-700^oC в среде отходящих газов и последующее охлаждение брикетов [3]
Недостатком этого способа является то, что охлаждение брикетов производят на охлаждающих лотках, которые занимают большие площади, следовательно, большие капитальные затраты при их строительстве и вследствие того, что нет замкнутого цикла использования тепла, происходит его потеря.

Целью изобретения является снижение потребляемой при производстве энергии, рациональное ее использование, улучшение экологии производства. Указанная задача решается тем, что способ получения брикетов включает сушку исходного влажного измельченного горючего материала до влажности менее 15% смешение его со связующим, брикетирование смеси, термообработку брикетов при 200-700^oC (в неокисленной среде), охлаждение брикетов и сушку исходного горючего материала за счет их смешения в барабане при скорости его вращения 10 об/мин, отделение высушенного измельченного горючего материала и подачу высушенного горючего материала на смешение со связующим.

В качестве измельченного горючего материала используют, например, кокс, уголь, торф размером частиц 0-6 мм.

В качестве связующего используют органические или неорганические вещества, например, лигносульфонат (на любом основании) или жидкое стекло.

Пример 1. В соответствии с предлагаемым способом в качестве исходного сырья использована угольная мелочь марки "Т" с ситовым составом в пределах 0-6 мм и влажностью 14-15%
В качестве связующего вещества лигносульфонат, сухая масса которого составляет 5% от массы угля. Угольную мелочь перемешивают с 50%-ным раствором лигносульфоната.

После перемешивания смесь поступает на брикетирование в вальцовый пресс, где при давлении 20 МПа смесь формуется в брикеты подушкообразной формы размером 50х50х30. Дальше брикеты поступают по направляющим на поверхность непрерывной шарнирной цепи специально оборудованного конвейера, которая проходит через термокамеру, оборудованную ТЭНами, где производится термообработка брикетов в течение 40 минут при 300^oC до влажности 1-1,5%
Далее полученные брикеты поступают в охладительное устройство, представляющее собой вращающийся со скоростью 6 об/мин барабан с внутренними насадками. Одновременно с горячими брикетами в охладительное устройство подается исходный уголь, где он перемешивается с брикетами и за счет контакта тепло передается углю, который нагревается до 90-100^oC и сушится, брикеты в свою очередь интенсивно охлаждаются до 70-80^oC. Одновременно уголь служит смягчителем ударов (подушкой) для брикетов во время вращения барабана, что не дает разрушаться брикетам. После охлаждения брикеты с углем направляются на разделительную решетку для отделения подсушенного угля до влажности 5-6% который далее поступает в смеситель, где готовится брикетируемая смесь. Готовые брикеты поступают в накопительный бункер. Характеристика брикетов: плотность 1,25 г/куб. см; прочность на сжатие - 70-80 кг/кв.см; выход летучих 13-14% теплота сгорания (высшая) 8300-8400 ккал/кг; зольность 18-20%
Пример 2. В соответствии с предлагаемым способом в качестве исходного сырья использована коксовая мелочь с ситовым составом в пределах 0-6 мм и влажностью 16-18%
В качестве связующего вещества используют жидкое стекло плотностью 1,4 кг/кв. см, сухая масса которого составляет 5% от массы угля. Коксовую мелочь перемешивают с жидким стеклом.

После перемешивания смесь поступает на брикетирование в вальцовый пресс, где при давлении 20 МПа смесь формуется в брикеты подушкообразной формы размером 50х50х30. Дальше брикеты поступают по направляющим на поверхность непрерывной шарнирной цепи специально оборудованного конвейера, которая проходит через термокамеру, оборудованную ТЭНами, где производится термообработка брикетов в течение 15 минут при 700^oC до влажности 1-1,5%
Далее полученные брикеты поступают в охладительное устройство, представляющее собой вращающийся со скоростью 10 об/мин барабан с внутренними насадками. Одновременно с горячими брикетами в охладительное устройство подается исходная коксовая мелочь, где она перемешивается с горячими брикетами и за счет контакта тепло передается коксовой мелочи, которая нагревается до 90-100^oC и сушится, брикеты в свою очередь интенсивно охлаждаются до 110-120^oC. Одновременно коксовая мелочь служит смягчителем ударов (подушкой) для брикетов во время вращения барабана, что не дает разрушаться брикетам. После охлаждения брикеты с коксовой мелочью направляются на разделительную решетку для отделения подсушенной коксовой мелочи до влажности 8-9% которая далее поступает в смеситель, где готовится брикетируемая смесь. Готовые брикеты поступают в накопительный бункер. Характеристика брикетов: плотность 1,25-1,3 г/куб. см; прочность на сжатие 80 кг/кв. см; прочность на сбрасывание остаток на сите +25 мм 95-96% зольность 13-15%
Пример 3. В соответствии с предлагаемым способом в качестве исходного сырья использован торф влажностью 15-18%
В качестве связующего вещества лигносульфонат, сухая масса которого составляет 25% от массы торфа. Торф перемешивают с лигносульфонатом (50%-ным раствором). После перемешивания смесь поступает на брикетирование в шнековый пресс, например типа СМ-294, где при давлении 3 МПа смесь формуется. Дальше сформованная смесь в виде цилиндров поступает по направляющим на поверхность непрерывной шарнирной цепи специально оборудованного конвейера, которая проходит через термокамеру, оборудованную ТЭНами, где производится термообработка брикетов в течение 40 минут при 200^oC до влажности 1-3%
Далее полученные брикеты поступают в охладительное устройство представляющее собой вращающийся со скоростью 1 об/мин барабан с направляющими лопастями. Одновременно с горячими брикетами в охладительное устройство подается исходный торф, где он перемешивается с брикетами и за счет контакта тепло передается торфу, который нагревается до 80-90^oC и сушится, брикеты в свою очередь интенсивно охлаждаются до 90-100^oC. Одновременно торф служит смягчителем ударов (подушкой) для брикетов во время вращения барабана, что не дает разрушаться брикетам. После охлаждения брикеты с торфом направляются на разделительную решетку для отделения подсушенного торфа до влажности 4-5% который далее поступает в смеситель, где готовится брикетируемая смесь. Готовые брикеты поступают в накопительный бункер. Характеристика брикетов: прочность на сбрасывание остаток на сите +25 мм 85-90%
Таким образом, реализация предложенного способа получения брикетов из горючего материала обеспечивает в сравнении с известным способом снижение первоначальных капитальных и производственных затрат за счет совмещения процесса охлаждения брикетов и сушки исходного угля. Отпадает необходимость строительства сушильных агрегатов и охладительных лотков. Снижаются затраты энергии за счет использования тепла в замкнутом цикле. Снижаются выбросы тепла в атмосферу.

Использование: изобретение относится к технологии брикетирования угольной и коксовой мелочи, в частности к получению угольных или коксовых брикетов. Полученные угольные брикеты могут быть использованы в качестве топлива для сжигания в бытовых и промышленных топках, а также для коксования в коксохимической и металлургической промышленности. Полученные коксовые брикеты могут быть использованы в качестве энергоносителя, восстановителя и сорбента для электротермического производства фосфора, чугуна, стали, ферросплавов, огнеупорных изделий, сахара, а также как и угольные брикеты в качестве топлива в бытовых и промышленных топках. Сущность изобретения: способ получения углеродосодержащих брикетов включает сушку исходного влажного измельченного горючего материала (угольная, коксовая мелочь, торф, древесные отходы) до влажности менее 15% влажности, смешение его со связующим (лигносульфонат, жидкое стекло), брикетирование смеси, термообработку брикетов при 200-700^oC (в неокислительной среде), охлаждение брикетов смешением их с исходным влажным измельченным горючим материалом в барабане при скорости его вращения 1-10 об/мин, отделение высушенного измельченного горючего материала от охлажденных брикетов и подачу его на смешение со связующим.

Способ получения углеродосодержащих брикетов, включающий сушку исходного влажного измельченного горючего материала до менее 15% влажности, смешение мелкого горючего материала со связующим, формование смеси в брикеты, термообработку брикетов при 200 700^oС и последующее охлаждение брикетов, отличающийся тем, что охлаждение брикетов производят смешением их с исходным влажным горючим материалом в барабане при скорости его вращения 1 10 об/мин, затем отделяют высушенный измельченный горючий материал от охлажденных брикетов и подают подсушенный измельченный горючий материал на смешение со связующим.