ТОПЛИВНЫЙ БРИКЕТ Российский патент 1997 года по МПК C10L5/10 C10L5/14 C10L11/04 

Изобретение относится к топливным брикетам, которые могут быть использованы для удовлетворения потребностей теплоэнергетической отрасли и для коммунально-бытового потребления.

Известен состав брикета, содержащий смесь (мас.) из глины 10-25, нитрата калия или натрия 5-20, алюминия или магния 5-15, каменного угля - остальное [1]
Указанный брикет в своем составе содержит в качестве связующего компонента глину, а в качестве зажигающей добавки селитру и горючие материалы.

Основными недостатками такого брикета является то, что глина, представляющая собой негорючее вещество, на 10-25% снижает теплотворную способность брикета и затрудняет его зажигание. Вследствие этого в брикете возможно использование в качестве основного топлива только качественного каменного угля. Указанные выше недостатки частично компенсируются введением в брикет нитрата калия или натрия, а также алюминия или магния в общем количестве 10-35 мас. что существенно увеличивает себестоимость брикета и может привести к выбросу экологически опасных оксидов азота.

Наиболее близким к предлагаемому составу брикета является брикет, содержащий смесь (мас.) из измельченного торфа 27,5-32,5; измельченного каменного или бурого угля 27,5-32,5 и отходов производства нитрата целлюлозы (зажигательная добавка на основе порохов) до 100 [2]
К основным недостаткам такого брикета следует отнести низкую эффективность отходов производства нитроцеллюлозы как зажигательной добавки, в результате чего масса угля в брикете составляет около трети массы брикета. Следует также отметить непостоянство состава этих отходов, измельчающегося главным образом с изменением содержания в отходах минеральных составляющих (песка), ограниченный объем получаемой массы отходов, а также экологические проблемы, связанные с вредными газовыми выбросами при сжигании брикетов.

Задачей изобретения является создание топливного брикета, обладающего простотой и экономичностью в изготовлении, с более высокими зажигательными свойствами, длительным временем горения и экологической безопасностью при его использовании.

Для достижения указанных технических результатов топливный брикет включает спрессованную смесь угольной мелочи, торфа и зажигательной добавки, в качестве которой он содержит утилизируемое твердое ракетное топливо и дополнительно содержит карбонат щелочного или щелочноземельного металла при следующих соотношения компонентов, мас.

Торф 20-30;
Утилизированное твердое ракетное топливо 5-15;
Карбонат щелочного или щелочноземельного металла 4-12;
Угольная мелочь Остальное.

Зажигательные свойства брикета существенно улучшаются при введении в его состав твердого ракетного топлива (ТРТ), как баллистического, так и смесевого типа, извлекаемого из отслуживших свой срок ракет и подлежащих утилизации.

Введение в состав брикета химических нейтрализаторов карбоната щелочного или щелочноземельного металла обеспечивает защиту от вредного воздействия экологически опасных, газообразных компонентов, выделяющихся при сжигании топлива.

При содержании в брикете менее 5% ТРТ процесс его вспышки и загорания всей массы брикета затягивается во времени, а эффективность зажигания угля и торфа от ТРТ в брикете становится недопустимо низкой. Содержание ТРТ в брикете выше 15% не эффективно, так как в этом случае основной процесс выгорания большей части частиц ракетного топлива осуществляется вне тела брикета и поэтому не способствует зажиганию энергетического топлива в нем. Указанные границы концентрации ТРТ в брикете определяют содержание химического нейтрализатора в нем в пределах 4-12%
Пример. Твердое ракетное топливо смесевого типа, содержащее в своем составе, мас. перхлорат аммония 62,0, алюминиевый порошок 18,0, акрилатный каучук с пластификатором 19,5 и ферроцен 0,5, извлеченное из ракетного двигателя и измельченного до минус 1мм, смешивают в соотношении, мас. 55,0 45,0 с пылевидным поташом или другим карбонатом щелочного или щелочноземельного металла. Полученную смесь смешивают с бурым или каменным углем, предварительно измельченным до минус 1мм и подсушенным до влажности 10-15% в соотношении, мас. 22,5 77,5. Полученная смесь взрыво- и пожаробезопасна и транспортируется на действующее производство брикетов из торфа, где ее смешивают с торфом, предварительно измельченным до минус 3 мм и подсушенным до остаточной влажности 10-15% в соотношении, мас. 80 20. Полученную смесь брикетируют на штемпельном или кольцевом прессе при давлении брикетирования не менее 150 МПа.

Состав полученного брикета, мас.

ТРТ 10
Поташ 8
Уголь 62
Торф 20
Форма и размеры брикетов определяются размерами штемпеля пресса, на котором они брикетируются, и размерами печей, для сжигания в которых они предназначены.

Результаты зажигания и горения каменного и бурого углей и торфа при вспышке ТРТ в брикете указанного выше состава приведены в таблице. При этом массовая концентрация торфа в брикете составляла минимально возможную (по условиям необходимой прочности брикетов) величину 20% концентрация ТРТ изменялась в интервале от 0 до 25% с шагом в 5% при соответствующем изменении концентрации угля и поташа. Как показано в таблице, с ростом концентрации ТРТ в композиции до 15% доля сгоревшего в процессе зажигания от ТРТ энергетического топлива (уголь и торф) растет с 25,1-27,3 до 42,4-44,3% а при дальнейшем ее увеличении падает. Данные таблицы свидетельствуют, что включение ТРТ в состав брикета позволяет обеспечить устойчивое зажигание энергетического топлива с выделением из него летучих веществ в количестве 30-45% при вспышке ТРТ, при этом общее время горения брикета составляет 7,0-8,0 мин.

Данные таблицы свидетельствуют о технико-экономическом преимуществе предлагаемых брикетов, обеспечивающимся увеличением времени горения брикетов с 2,0 до 7-8 мин.

Изобретение относится к топливным брикетам, которые могут быть использованы в теплоэнергетике и для коммунально-бытового потребления. Топливный брикет включает спресованную смесь, содержащую, мас.%: торф 20-30, утилизируемое твердое ракетное топливо 5-15, карбонат щелочного или щелочноземельного металла 4-12, угольную мелочь остальное. Брикет обладает высокими зажигательными свойствами, длительным временем горения и обеспечивает экологическую безопасность при его использовании. 1 табл.

Топливный брикет, включающий спрессованную смесь угольной мелочи, торфа и твердой зажигательной добавки, отличающийся тем, что в качестве зажигательной добавки он содержит утилизируемое твердое ракетное топливо и дополнительно содержит карбонат щелочного или щелочноземельного металла при следующих соотношениях компонентов, мас.

Торф 20 30
Утилизируемое твердое ракетное топливо 5 15
Карбонат щелочного или щелочноземельного металла 4 12
Угольная мелочь Остальноев