Изобретение относится к производству брикетированного топлива из углеродосодержащих материалов растительного происхождения, таких как торф, растительные отходы (шелуха подсолнечника, солома, костра льна, шелуха гречихи и грецкого ореха и т.п.), отходы древесины в виде опилок, коры, стружек, щепы, которое может быть использовано в быту и промышленности.
Известные в настоящее время способы получения брикетированного топлива из материалов растительного происхождения (опилки и кора различных пород дерева, шелуха подсолнечника, солома, костра льна, шелуха гречихи и грецкого ореха) включают подготовку сырья, загрузку его в брикетировочное устройство, брикетирование и сушку брикетов [см. Пресс шнековый (экструдер) - оборудование для брикетирования отходов - http://www.kontakt-gas.com/index.php?option=com_content&task=view&id=39&Itemid=5; Линия производства топливных брикетов - http://fire.escalade.com.ua/node/17]. При этом подготовка сырья заключается в предварительной сушке его до влажности 7-12%, для достижения которой используют теплогенератор (котел) на твердом топливе и барабанную сушилку, брикетирование осуществляют в шнековых прессах (экструдерах) под высоким давлением при нагревании от 250 до 360°С. Недостатком указанных способов является высокая энергоемкость и невозможность использования влажных растительных отходов, что приводит к удорожанию готовой продукции. Кроме того, этими способами не перерабатывают торф.
Известен также способ получения топливных брикетов из измельченных растительных отходов (древесно-опиловочная смесь лиственных и хвойных пород) 3,5-15% влажности их продавливанием через формирующий канал под воздействием импульсного давления 25-40 МПа с частотой 35-80 импульсов/мин при нагреве измельченных отходов на входе формирующего канала до 120-160°С и на выходе до 170-250°С при температурном градиенте 0,1-2,8 град/мм по длине формирующего канала [см. а.с. СССР №1798367, МПК5 C10L 5/44, опубл. 28.02.1993]. Недостатком данного способа является высокая энергоемкость, т.к. сырье предварительно надо сушить, а также для его осуществления необходимо специальное устройство, устанавливаемое на 100-тонном фрикционном прессе, к которому подключают четыре группы электронагревателей и термопар, поддерживающих заданный температурный режим, что приводит к удорожанию готовой продукции. При этом данным способом перерабатывают только древесно-опиловочную смесь лиственных и хвойных пород.
Известный способ получения топливных брикетов из торфа [см. Технология производства топливных брикетов - http://torf.brest.gas.by/tehnology.ntml] включает подготовку сырого фрезерного торфа или торфяной крошки влажностью 40-53%, сушку его до влажности не более 18% и прессование высушенного торфа в брикеты. Недостатком этого способа также является высокая энергоемкость из-за необходимости сушки торфа. Кроме того, одним из основных требований к фрезерному торфу, как к сырью для брикетирования, является постоянство показателей его качества, поэтому колебания влажности, зольности, плотности и засоренности сырья в сильной степени затрудняют управление технологическим процессом производства и приводят к снижению качества и удорожанию готовой продукции. При этом указанным способом можно перерабатывать только торф.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ получения брикетов из углеродосодержащего материала, в частности торфа, включающий подготовку сырья, загрузку его в брикетировочное устройство, брикетирование и сушку брикетов [см. патент РФ №2096441, МПК6 C10F 7/06, опубл. 20.11.1997], выбранный в качестве прототипа. В указанном способе подготовку сырья осуществляют размельчением и сушкой торфа до содержания воды не более 20% или приготовлением смеси состава: торф абсолютно сухой 50-80 мас.%, вода - остальное, после чего сырье подают на шнек пресса, который пропускает его под давлением 3-5 атм через конус, разогретый до температуры 120-150°С, в цилиндрические каналы, формирующие брикеты.
Недостатками известного технического решения являются:
- низкие качественные показатели (прочность, теплотворная способность) и высокая влагоемкость получаемых брикетов;
- высокая энергоемкость, вызванная необходимостью предварительной сушки сырья и нагревом конуса с помощью электрообмоток;
- невозможность получения топливных брикетов из других видов углеродсодержащих материалов.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании универсального способа получения брикетов из различных видов углеродсодержащих материалов, обладающих высокими качественными показателями, и снижении затрат на их производство.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения брикетов из углеродосодержащих материалов, включающем подготовку сырья, загрузку в брикетировочное устройство, брикетирование и сушку брикетов, согласно изобретению подготовку сырья осуществляют в дисковом экструдере при температуре 70-100°С и влажности 45-60%. При этом в качестве углеродосодержащих материалов используют торф и/или растительные отходы, и/или отходы древесины.
Сущность изобретения поясняется следующим. Практически все углеродсодержащие материалы растительного происхождения, используемые для получения топливных брикетов, содержат смолянистые и битумные вещества. Эти вещества обладают высокими вяжущими свойствами и могут быть успешно использованы в качестве связующего при брикетировании сырья. Как любое вещество они имеют температуру плавления, так, например, в торфе содержатся воск, смола и битум, имеющие температуры плавления соответственно 72°С, 70°С и 84°С, в опилках хвойных пород деревьев - смоляные вещества, имеющие температуру плавления 74°С.
В процессе механического воздействия (истирания) в дисковом экструдере исходный углеродсодержащий материал разогревается. Для получения требуемого результата необходимо выделить из углеродсодержащего материала смоляные и битумные вещества, равномерно распределить их в объеме сырья и сохранить их вяжущие свойства до окончания процесса брикетирования. Данная совокупность процессов не возможна без температурного регулирования. Снижение температуры в дисковом экструдере ниже 70°С не позволит получить смоляные и битумные вещества в жидком состоянии, что приводит к снижению прочностных свойств брикетов и увеличению энергозатрат на процесс брикетирования. При увеличении температуры выше 100°С смоляные и битумные вещества теряют свои вяжущие свойства. При этом снижаются прочностные характеристики брикетированного сырья и увеличиваются затраты на брикетирование.
Для осуществления данного процесса необходимо также регулировать состав газовой фазы. Это необходимо для предотвращения окисления смолянистых и битумных веществ в процессе механического воздействия на материал. Регулирование состава газовой фазы в экструдере осуществляется за счет изменения влажности материала. При снижении влажности сырья в экструдере ниже 45% количество пара, выделяющегося при истирании, недостаточно для создания нейтральной атмосферы. В результате чего снижаются прочностные свойства брикетов и повышаются затраты на их изготовление. При увеличении влаги сырья в экструдере выше 60% пластифицированная масса на выходе из него содержит избыточное количество влаги, что приводит к снижению прочности брикетов и увеличению затрат на сушку конечной продукции.
Заявляемый способ осуществляют следующим образом.
Углеродосодержащий материал, например, фрезерный торф с оптимальной влажностью 45-60% со склада сырья подают в приемный бункер, а из него тарельчатым или шнековым питателем в дисковый экструдер. При подаче в экструдер углеродсодержащего материала с влажностью ниже 45% его доувлажняют путем подачи в экструдер воды. При истирании материала в экструдере поддерживают температуру 70-100°C. Полученную пластифицированную массу загружают в брикетировочное устройство, например, в брикетировочный пресс или шнековый пресс (экструдер), или валковый пресс. Полученные брикеты направляют на склад, где сушат в течение 3-5 суток при температуре 18-25°С. После чего отгружают потребителям. Сравнительный технико-экономический анализ технологий приведен в таблице 1.
Брикеты, полученные из некоторых других углеродсодержащих материалов, имеют следующие качественные показатели (таблица 2):
Таким образом, заявляемый способ позволяет получать брикетированное топливо из различных видов углеродсодержащих материалов, обладающее высокими качественными показателями. При этом снижаются затраты на их производство.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПЕЛЛЕТ И БРИКЕТОВ НА ОСНОВЕ ТОРФА | 2013 |
|
RU2541317C1 |
БРИКЕТИРОВАННАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНИЯ И СПОСОБ ЕЕ ПРИГОТОВЛЕНИЯ | 2012 |
|
RU2528666C2 |
СПОСОБ ГЛУБОКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТИТЕЛЬНОГО ОРГАНИЧЕСКОГО ТОПЛИВА БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ СКРЕПЛЯЮЩИХ КОМПОНЕНТОВ И БРИКЕТИРОВАННОЕ ТОПЛИВО | 2014 |
|
RU2551856C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРИКЕТИРОВАННОГО ТОПЛИВА | 1996 |
|
RU2100414C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРИКЕТОВ | 2007 |
|
RU2369633C2 |
Способ получения кускового топлива | 2018 |
|
RU2666738C1 |
УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИЕ ФОРМОВКИ И СПОСОБ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ | 2003 |
|
RU2246530C1 |
СОСТАВ ДЛЯ БРИКЕТИРОВАННОГО ТОПЛИВА | 1996 |
|
RU2100420C1 |
СПОСОБ БРИКЕТИРОВАНИЯ МЕЛКИХ КЛАССОВ КОКСА | 2007 |
|
RU2325433C1 |
СПОСОБ БРИКЕТИРОВАНИЯ ВЛАЖНЫХ МЕЛКИХ КЛАССОВ УГЛЯ И ШЛАМОВ | 2007 |
|
RU2330062C1 |
Изобретение относится к производству брикетированного топлива из углеродосодержащих материалов растительного происхождения. Способ получения включает подготовку сырья, загрузку в брикетирующее устройство, брикетирование и сушку брикетов. В качестве углеродсодержащих материалов используют торф и/или растительные отходы, и/или отходы древесины. Подготовку сырья осуществляют в дисковом экструдере при температуре 70-100°С и влажности 45-60%. Способ позволяет получать брикетированное топливо из различных видов углеродсодержащих материалов, обладающее высокими качественными показателями. При этом снижаются затраты на их производство. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
1. Способ получения брикетов из углеродосодержащих материалов, включающий подготовку сырья, загрузку в брикетирующее устройство, брикетирование и сушку брикетов, отличающийся тем, что подготовку сырья осуществляют в дисковом экструдере при температуре 70-100°С и влажности 45-60%.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеродосодержащих материалов используют торф, и/или растительные отходы, и/или отходы древесины.
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТОПЛИВНОГО БРИКЕТА | 2007 |
|
RU2337131C1 |
СПОСОБ БРИКЕТИРОВАНИЯ ТРУДНОСЖИГАЕМЫХ ИЗМЕЛЬЧЕННЫХ ОТХОДОВ ТАБАЧНОГО И/ИЛИ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА | 1999 |
|
RU2157402C1 |
WO 2009061210 A1, 14.05.2009 | |||
KR 20060079824 A1, 06.07.2006 | |||
КОМПЛЕКС ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА НА ОСНОВЕ БИОРЕСУРСОВ И ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ | 2003 |
|
RU2241904C1 |
ТОПЛИВНЫЙ БРИКЕТ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 1998 |
|
RU2130047C1 |
Авторы
Даты
2011-12-27—Публикация
2010-04-05—Подача