СОСТАВ ДЛЯ БРИКЕТИРОВАННОГО ТОПЛИВА Российский патент 2000 года по МПК C10L5/02 C10L5/48 C10L5/12 C10F7/06 

Изобретение относится к составам для брикетированного топлива и может быть использовано при утилизации углеводородных шламов (осадки мазута, отработанные масла и их осадки, осадки нефти и т.п.) и дисперсных углеродных отходов (торфяная и угольная крошка, порошок, древесная мука, опилки и т.п.). Получаемое брикетированное топливо может быть использовано в топливной промышленности и для коммунально-бытовых нужд, в особенности в случаях необходимости обеспечения продолжительного устойчивого дополнительного равномерного процесса сгорания топлива.

Известен состав для брикетированного топлива, включающий нефтешлам, технический дисперсный углерод и древесные отходы при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нефтешлам - 15.0 - 20.0
Технический углерод - 10.0 - 20.0
Древесные отходы - Остальное,
см. патент Российской Федерации N 2010842 по кл. C 10 L 5/44 от 23.01.91.

Недостатком данного состава является низкая степень утилизации углеводородного шлама, в частности нефтешлама (всего 15-20% от общей массы).

Известен также состав для брикетированного топлива, включающий углеводородный шлам, в частности нефтешлам, дисперсный углерод, органический наполнитель, в частности древесные отходы, и неорганические добавки - известь и жидкое стекло, см. описание изобретения по патенту Российской Федерации N 2010842 по кл. C 10 L 5/44 от 23.01.91, стр. 2, 1 столбец, 4 абзац сверху.

Данное техническое решение позволяет повысить степень утилизации углеводородного шлама, однако обладает рядом серьезных недостатков.

Прежде всего не решается проблема связывания токсичных тяжелых металлов, содержащихся в нефтешламах. При сгорании брикетов такого состава тяжелые металлы мигрируют в окружающую среду из продуктов горения. Кроме того, для изготовления брикетов необходимо использование дорогостоящего жидкого стекла в качестве связующего.

Известен также состав для брикетированного топлива, включающий углеводородный шлам, дисперсный углеродный материал, органический наполнитель, например древесные отходы, известь, дисперсный алюмосиликат, например глину, и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углеводородный шлам - 40.0 - 50.0
Дисперсный углеродный материал - смесь угольной пыли и угольной крошки - 1.0 - 20.0
Органический наполнитель - 10.0 - 30.0
Известь - 1.0 - 10.0
Дисперсный алюмосиликат - 5.0 - 15.0
Вода - Остальное
В состав может быть дополнительно введен окислитель, например пероксид натрия, в количестве 0.5-1.0 мас. %, см. патент Российской Федерации N 2132360 по кл. C 10 L 5/44 от 03.03.98.

Это техническое решение, принятое за прототип настоящего изобретения, предотвращает миграцию тяжелых металлов из продуктов горения в окружающую среду и удешевляет состав.

Однако известный состав обусловливает быстрое сгорание топлива, что вызывает необходимость частого его внесения в топку. При его интенсивном сгорании не образуется достаточно толстый слой (10-15 см) горящего материала, топливо быстро превращается в золу, которая просыпается через колосники. Вследствие этого иногда может иметь место прекращение процесса горения в топке, особенно при отсутствии автоматической подачи топлива (в малых котельных с ручной подачей), и возникает необходимость повторного разжигания последующей порции топлива. Кроме того, недостатком известного решения является то обстоятельство, что дисперсный алюмосиликат в присутствии влаги обладает повышенной липкостью. Это затрудняет процесс перемешивания состава и формования брикетов.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи создания такого состава для брикетированного топлива, который обеспечил бы продолжительный равномерный и устойчивый процесс сгорания топлива, а также позволил бы облегчить приготовление брикетов.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в составе для брикетированного топлива, включающем углеводородный шлам, дисперсный углерод, органический наполнитель - торф или древесные отходы, известь, дисперсный алюмосиликат, например глину, и воду; дополнительно содержится портландцемент при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углеводородный шлам - 30.0 - 55.0
Дисперсный углерод - 1.0 - 10.0
Органический наполнитель - 10.0 - 35.0
Известь - 1.0 - 5.0
Дисперсный алюмосиликат - 3.0 - 10.0
Портландцемент - 5.0 - 10.0
В состав могут быть дополнительно внесены анилиновые комплексные соединения меди и/или железа в количестве 1.0-3.0 мас.%.

Заявителю не известны какие-либо источники информации, содержащие сведения о технических решениях, идентичных настоящему изобретению. В связи с этим, по нашему мнению, можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

Реализация отличий изобретения (в совокупности с признаками, приведенными в ограничительной части формулы изобретения) обусловливает достижение следующих новых свойств (технического эффекта) объекта.

Добавление портландцемента обеспечивает образование при сгорании топливного брикета углеподобных агрегатов значительных размеров, не просыпающихся через колосники. При этом происходит формирование медленно и равномерно сгорающего слоя, подобного углям, что исключает необходимость весьма частого внесения порций топлива в топку и, практически, устраняет возможность прекращения процесса горения. Это особенно важно при ручной подаче топлива. Кроме того, анилиновые комплексные соединения меди и/или железа (Cu•2Ан, Fe•2Ан) обеспечивают пленочную полимеризацию молекул воды вокруг гидрофильных частиц дисперсного алюмосиликата и тем самым практически полностью устраняют липкость состава. В результате состав хорошо перемешивается, что существенно облегчает процесс формирования топливных брикетов.

Заявителем не выявлены какие-либо сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. Это позволяет, с нашей точки зрения, сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию "изобретательский уровень".

Пример 1. Для приготовления состава для брикетированного топлива использованы, мас.%:
Углеводородный шлам - осадок топочного малозольного мазута - 55.0
Дисперсный углеродный материал - угольная крошка - 1.0
Органический наполнитель-торф - 20.0
Известь - 3.0
Дисперсный алюмосиликат - глина кембрийская молотая - 3.0
Портландцемент - 5.0
Вода - 13.0
Компоненты смешали в однородную массу и спрессовали при давлении, равном 0.25 МПа.

Пример 2. Состав включает, мас.%:
Углеводородный шлам - тот же, что в примере 1 - 30.0
Дисперсный углеродный материал - угольная крошка - 10.0
Органический наполнитель - древесные опилки - 15.0
Известь - 5.0
Дисперсный алюмосиликат - глина кембрийская молотая - 10.0
Портландцемент - 10.0
Анилиновое комплексное соединение меди - 3.0
Вода - 17.0
Пример 3. Состав включает, мас.%:
Углеводородный шлам тот же, что в примере 1 - 45.0
Дисперсный углеродный материал - смесь угольной крошки и угольной пыли - 3.0
Органический наполнитель - торф - 20.0
Известь - 4.0
Дисперсный алюмосиликат - глина кембрийская молотая - 6.0
Портландцемент - 7.0
Анилиновые комплексные соединения меди и железа (поровну) - 2.0
Вода - 13.0
Пример 4. Состав включает, мас.%:
Углеводородный шлам - тот же, что в примере 1 - 35.0
Дисперсный углеродный материал - молотый уголь - 10.0
Органический наполнитель - торф - 28.0
Известь - 4.0
Дисперсный алюмосиликат - глина кембрийская молотая - 5.0
Портландцемент - 8.0
Анилиновое комплексное соединение железа - 1.5
Вода - 18.5
Брикеты, состав которых приведен в примерах 2 и 3, спрессованы при том же давлении, что и в примере 1, а брикеты согласно примеру 4 спрессованы при давлении 0.2 МПа. Свойства брикетов приведены в таблице.

Для изготовления состава по настоящей заявке применяется широко распространенное природное сырье, недефицитные материалы и несложное оборудование. Указанные обстоятельства подтверждают, по мнению заявителя, соответствие изобретения критерию "промышленная применимость".

Изобретение относится к составам для брикетированного топлива и может быть использовано при утилизации углеводородных шламов и дисперсных углеродных отходов при производстве топлива, используемого в промышленности и для промышленно-бытовых нужд, в особенности в малых котельных. Состав включает 30-55% углеводородного шлама, 1-10% дисперсного углерода, 10-35% органического наполнителя - торфа или древесных отходов, 1-5% извести, 3-10% дисперсного алюмосиликата (например, глины), 5-10% портландцемента и остальное - вода. Состав может дополнительно содержать анилиновые комплексные соединения меди и/или железа в количестве 1,0-3,0 мас.%. Технический результат: при сгорании топливного брикета происходит формирование медленно и равномерно сгорающего слоя, подобного углям, что исключает необходимость частого внесения порций топлива в топку и устраняет возможность прекращения процесса горения. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Состав для брикетированного топлива, включающий углеводородный шлам, дисперсный углерод, органический наполнитель - торф или древесные отходы, известь, дисперсный алюмосиликат, например, глину, и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит портландцемент при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углеводородный шлам - 30,0 - 55,0
Дисперсный углерод - 1,0 - 10,0
Органический наполнитель - 10,0 - 35,0
Известь - 1,0 - 5,0
Дисперсный алюмосиликат - 3,0 - 10,0
Портландцемент - 5,0 - 10,0
Вода - Остальное
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит анилиновые комплексные соединения меди и/или железа в количестве 1,0 - 3,0 мас.%.