Топливная композиция Российский патент 2024 года по МПК C10L5/00 C10L5/02 C10L5/04 C10L5/08 C10L5/34 C10L5/40 C10L5/48 C10L8/00 

Изобретение относится к топливно-энергетической промышленности, а именно, к топливной угольной смеси. Изобретение представляет собой топливную композицию, которая является альтернативой стандартным видам топлива, применяемым в энергетике.

Известно топливо под названием «ТОПЛИВО ДЛЯ КОТЕЛЬНОЙ ТОКОШ» по патенту №2553998 (МПК C10L 1/04, C10L 1/10, C10L 1/18, C10L 10/00). Данное топливо состоит из: углеродсодержащих соединений органического и минерального происхождения, в качестве углеродсодержащего соединения органического происхождения содержит смесь нефтешлама и карбоксилата натрия в соотношении 1:(1-3), а в качестве углеродсодержащего соединения минерального происхождения -угольную пыль, при следующем соотношении компонентов, % масс: смесь нефтешлама и карбоксилата натрия 40-50, угольная пыль - остальное.

Известна также «ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ» по патенту №2547902 (МПК C10L 1/04, C10L 9/10, C10L 10/00). Данная топливная композиция состоит из: карбоксилата натрия и углеродсодержащего соединения, при этом в ее состав в качестве углеродсодержащего соединения входит угольная пыль при следующем соотношении компонентов, мас. %: смесь нефтешлама и карбоксилата натрия 40-50, угольная пыль - остальное.

Из уровня техники также известна «ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ КОТЕЛЬНОЙ» по патенту №2541322 (МПК C10L 1/08, C10L 1/04). Топливная композиция для котельной по названному патенту содержит нефтешлам и углеродсодержащий компонент минерального происхождения - угольную пыль. В качестве нефтешлама использован текучий кек, содержащий 40-65% масс воды. Содержание компонентов в композиции следующее, % масс: текучий кек 50-70, угольная пыль до 100%.

Задача, которую поставил перед собой разработчик новой топливной композиции состояла в получении альтернативного низкозатратного топлива новой топливной смеси, пригодной для использования в энергетической сфере и обладающей свойствами твердого топлива.

Таким образом, технической проблемой являлось создание низкозатратной топливной композиции, пригодной для использования в энергетической сфере и обладающей свойствами твердого топлива и следующими качественными показателями:

зольность - до 25%,

содержание влаги - до 10%,

содержание летучих веществ - до 8%,

низшая теплота сгорания, ккал/кг - от 5280.

При этом при реализации назначения появилась возможность применения в составе компонентов топливной композиции материала углеграфитового, в частности, марок Cg-60 и Cg-80, не являющегося топливом и представляющего собой отсев пересылочных материалов, используемых в производстве графитированых электродов.

Также при использовании углеграфитовых материалов в составе топливной композиции стало возможным применение низкокалорийных материалов из отходов угольных производств, в частности, антрацитового шлама, который при самостоятельном использовании не пригоден в качестве топлива в энергетической сфере.

Поскольку применение материала углеграфитового марок Cg-60 и Cg-80 на настоящий момент в чистом виде не находит применения в других сферах промышленности, его можно считать производственными отходами. Таким образом, основными компонентами топливной композиции являются, по сути, отходы производств, соответственно, реализация данной топливной композиции также позволяет утилизировать отходы.

Таким образом, технический результат заключается в реализации назначения и создании топливной композиции со следующими качественными показателями: зольность - до 25%, содержание влаги - до 10%, содержание летучих веществ - до 8%, низшая теплота сгорания, ккал/кг - от 5280 при одновременной возможности утилизации отходов угольных производств.

В целях осуществления технического результата топливная композиция состоит из шихты, включающей материал углеграфитовый, представляющий собой сыпучий порошкообразный материал с размерным рядом 0-3 мм, с содержанием влаги не более 10%, с содержанием углерода не менее 60%, с содержанием серы не более 1%, зольностью не более 39%, шлам антрацитовый, штыб антрацитовый, уголь марки Т, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

материал углеграфитовый 5-65 шлам антрацитовый, штыб антрацитовый, уголь марки Т остальное до 100%.

При этом в качестве материала углеграфитового применен материал углеграфитовый марок Cg-60 и Cg-80.

Топливная композиция, в данном конкретном примере исполнения, состоит из:

- шлама антрацитового с размерным рядом 0-3 мм, с содержанием влаги не более 12%, зольностью не более 40%, содержанием летучих веществ - не более 6%, низшей теплотой сгорания Qⁱ_r < 4800 ккал/кг;

- штыба антрацитового (АШ) с размерным рядом 0-6 мм, содержанием влаги не более 9%, выходом летучих не более 3%, зольностью не более 20%, содержанием углерода не менее 80% и низшей теплотой сгорания Qⁱ_r > 5500 ккал/кг;

- угля марки Т (тощий) с размерным рядом от 0-6 мм, содержанием влаги не более 9%, выходом летучих не более 12%, зольностью не более 12%, содержанием углерода не менее 80% и низшей теплотой сгорания Qⁱ_r > 6000 ккал/кг;

- материала углеграфитового марок Cg-60 и Cg-80 с размерным рядом 0-3 мм, с содержанием влаги не более 10%, с содержанием углерода не менее 60%, выходом летучих не более 2%, зольностью не более 39%, низшей теплотой сгорания Qⁱ_r > 5200 ккал/кг.

Процесс приготовления топливной композиции включает в себя эффективное смешивание компонентов в различных пропорциях, в зависимости от качественных показателей составляющих. При этом добавление антрацитового штыба позволяет добиться усреднения показателей получаемой шихты до параметров чистого антрацитового штыба.

Полученная однородная смесь равномерно, без скольжения поступает в паровой котел для сжигания по транспортной цепочке предприятия. При этом топливная композиция по своим характеристикам аналогична параметрам угольному топливу, применяемому на энергогенерирующих предприятиях России, в том числе и на Новочеркасской ГРЭС.

Качество получаемой топливной композиции иллюстрируют нижеприведенные примеры.

Пример 1.

Для получения топливной композиции использовали 10% масс, материала углеграфитового Cg-60 с содержанием углерода не менее 80%, 20% масс, шлама антрацитового, 70% масс, штыба антрацитового.

Компоненты топливной композиции смешивали по расчетной схеме с учетом исходных параметров влаги и сыпучести материала на специально определенной площадке до получения однородной шихты. Данный образец шихты характеризуется следующими качественными параметрами: зола - 23,51%, влага - 9,25%, летучие вещества - 3,72%, теплота сгорания - 5395 ккал/кг.

Пример 2.

Для получения следующего образца топливной композиции использовали 5% масс, материала углеграфитового Cg-60 с содержанием углерода не менее 60% и 5% масс, материала углеграфитового Cg-80 с содержанием углерода не менее 80%, 20% масс, шлама антрацитового, 70% масс, штыба антрацитового.

Компоненты топливной композиции смешивали до получения однородной шихты. Шихта характеризуется следующими качественными параметрами: зольность -24,52%, содержание влаги - 9,09%, содержание летучих веществ - 3,78%, теплота сгорания - 5324 ккал/кг.

Пример 3.

Для получения топливной композиции (образец 3) брали 5% масс, материала углеграфитового Cg-60, 10% масс, материала углеграфитового Cg-80, 18% масс, шлама антрацитового, 60% масс, штыба антрацитового (АШ), 7% масс, угля марки Т.

Компоненты топливной композиции смешивали по расчетной схеме с учетом исходных параметров влаги и сыпучести материала на специально определенной площадке до получения однородной шихты. Данный образец шихты характеризуется следующими качественными параметрами: зольность - 23,32%, влага - 8,85%, летучие вещества - 4,24%, теплота сгорания - 5437 ккал/кг.

Пример 4.

Образец 4 топливной композиции включает следующие компоненты: 10% масс, материала углеграфитового Cg-60 с содержанием углерода не менее 60%, 10% масс, материала углеграфитового Cg-80 с содержанием углерода не менее 80%, 15% масс, шлама антрацитового, 65% масс, штыба антрацитового.

Шихта характеризуется следующими качественными параметрами: зольность -24,04%, содержание влаги - 8,42%, содержание летучих веществ - 3,31%, теплота сгорания - 5407 ккал/кг.

Пример 5.

Для получения топливной композиции по образцу 5 использовали 15% масс материала углеграфитового Cg-60 с содержанием углерода не менее 60%, 10% масс, материала углеграфитового Cg-80 с содержанием углерода не менее 80%, 10% масс, шлама антрацитового, 65% масс, штыба антрацитового (АШ).

Компоненты топливной композиции смешивали по расчетной схеме с учетом исходных параметров влаги и сыпучести материала на специально определенной площадке до получения однородной шихты. Данный образец шихты характеризуется следующими качественными параметрами: зола - 23,8%, влага - 7,93%, летучие вещества - 2,98%, теплота сгорания - 5458 ккал/кг.

Пример 6.

Образец 6 топливной композиции включает следующие компоненты. 15% масс, материала углеграфитового Cg-60 с содержанием углерода 60%, 10% масс, материала углеграфитового Cg-80 с содержанием углерода 80%, 10% масс, шлама антрацитового, 60% масс, штыба антрацитового (АШ), 5% угля марки Т.

Шихта характеризуется следующими качественными параметрами: зольность -23,4%, содержание влаги - 7,93%, содержание летучих веществ - 3,48%, теплота сгорания - 5491 ккал/кг.

Пример 7.

Для получения следующего образца топливной композиции использовали 15% масс, материала углеграфитового Cg-60 с содержанием углерода 60% и 10% масс, материала углеграфитового Cg-80 с содержанием углерода 80%, 10% масс, шлама антрацитового, 50% масс, штыба антрацитового (АШ), 15% угля марки Т.

Компоненты топливной композиции смешивали до получения однородной шихты, которая характеризуется следующими качественными параметрами: зольность - 22,6%, содержание влаги - 7, 93%, летучие вещества - 4,48%, теплота сгорания - 5556 ккал/кг.

Пример 8.

Для получения топливной композиции по образцу 8 использовали 15% масс, материала углеграфитового Cg-60, 15% масс, материала углеграфитового Cg-80, 20% масс, шлама антрацитового, 20% масс, штыба антрацитового (АШ), 30% угля марки Т.

Компоненты топливной композиции смешивали по расчетной схеме с учетом исходных параметров влаги и сыпучести материала на специально определенной площадке до получения однородной шихты. Данный образец шихты характеризуется следующими качественными параметрами: зольность - 23,16%, влага - 8,05%, летучие вещества - 6,34%, теплота сгорания - 5503 ккал/кг.

Пример 9.

Образец 9 топливной композиции включает следующие компоненты: 30% масс, материала углеграфитового Cg-80 с содержанием углерода не менее 80%, 30% масс, шлама антрацитового, 40% масс, штыба антрацитового (АШ).

Шихта характеризуется следующими качественными параметрами: зола -24,53%, влага - 8,85%, летучие вещества - 3,67%, теплота сгорания - 5339 ккал/кг.

Пример 10.

Для получения топливной композиции (образец 10) брали 30% масс, материала углеграфитового УГ 80 с содержанием углерода не менее 80%, 30% масс, шлама антрацитового, 30% масс, штыба антрацитового (АШ), 10% масс, угля марки Т.

Компоненты топливной композиции смешивали по расчетной схеме с учетом исходных параметров влаги и сыпучести материала на специально определенной площадке до получения однородной шихты. Данный образец шихты характеризуется следующими качественными параметрами: зольность - 23,73%, содержание влаги -8,85%, летучие вещества - 4,67%, теплота сгорания - 5404 ккал/кг.

Пример 11.

Для получения следующего образца топливной композиции использовали 5% масс, материала углеграфитового Cg-60 с содержанием углерода не менее 60% и 20% масс, материала углеграфитового Cg-80 с содержанием углерода не менее 80%, 25% масс, шлама антрацитового, 30% масс, штыба антрацитового (АШ), 20% угля марки Т.

Компоненты топливной композиции смешивали до получения однородной шихты, которая характеризуется следующими качественными параметрами: зола -23,18%, влага - 8,71%, летучие вещества - 5,61%, теплота сгорания - 5457 ккал/кг.

Пример 12.

Образец 12 топливной композиции включает следующие компоненты: 5% масс, материала углеграфитового Cg-60 и 15% масс, материала углеграфитового Cg-80, 20% масс, шлама антрацитового, 50% масс, штыба антрацитового (АШ), 10% угля марки Т.

Шихта характеризуется следующими качественными параметрами: зольность -23,23%, влага - 8,73%, летучие вещества - 4,5%, теплота сгорания - 5452 ккал/кг.

Пример 13.

Для получения топливной композиции по образцу 13 использовали 5% масс, материала углеграфитового Cg-80, 20% масс, шлама антрацитового, 75% масс, штыба антрацитового (АШ).

Компоненты топливной композиции смешивали по расчетной схеме с учетом исходных параметров влаги и сыпучести материала на специально определенной площадке до получения однородной шихты. Данный образец шихты характеризуется следующими качественными параметрами: зола - 23,75%, влага - 9,42%, летучие вещества - 3,86%, теплота сгорания - 5364 ккал/кг.

Пример 14.

Для получения топливной композиции (образец 14) брали 15% масс, материала углеграфитового Cg-60 с содержанием углерода не менее 60%, 40% масс, материала углеграфитового Cg-80 с содержанием углерода не менее 80%, 20% масс, шлама антрацитового, 25% масс, штыба антрацитового (АШ).

Компоненты топливной композиции смешивали по расчетной схеме с учетом исходных параметров влаги и сыпучести материала на специально определенной площадке до получения однородной шихты. Данный образец шихты характеризуется следующими качественными параметрами: зольность - 24,3%, влага - 7,18%, летучие вещества - 2,65%, теплота сгорания - 5463 ккал/кг.

Пример 15.

Образец 15 топливной композиции включает следующие компоненты: 15% масс, материала углеграфитового Cg-60 и 15% масс, материала углеграфитового Cg-80, 70% масс, шлама антрацитового.

Шихта характеризуется следующими качественными параметрами: зола -21,56%, влага - 7,45%, летучие вещества - 2,34%, теплота сгорания - 5674 ккал/кг.

Пример 16.

Для получения топливной композиции по образцу 16 использовали 10% масс, материала углеграфитового Cg-60 с содержанием углерода не менее 60% и 20% масс, материала углеграфитового Cg-80 с содержанием углерода не менее 80%, 15% масс, шлама антрацитового, 55% масс, штыба антрацитового.

Компоненты топливной композиции смешивали по расчетной схеме с учетом исходных параметров влаги и сыпучести материала на специально определенной площадке до получения однородной шихты. Данный образец шихты характеризуется следующими качественными параметрами: зольность - 23,55%, содержание влаги -8,07%, летучие вещества - 3,03%, теплота сгорания - 5470 ккал/кг.

Пример 17.

Для получения следующего образца топливной композиции использовали 5% масс, материала углеграфитового Cg-80, 50% масс, штыба антрацитового (АШ), 45% угля марки Т.

Компоненты топливной композиции смешивали до получения однородной шихты, которая характеризуется следующими качественными параметрами: зольность -16,15%, влага - 8,82%, летучие вещества - 7,36%, теплота сгорания - 6012 ккал/кг.

Пример 18.

Образец 18 топливной композиции включает следующие компоненты: 25% масс, материала углеграфитового Cg-60 и 30% масс, материала углеграфитового Cg-80, 45% масс, штыба антрацитового.

Шихта характеризуется следующими качественными параметрами: зольность -22,35%, влага - 6,25%, летучие вещества - 1,77%, теплота сгорания - 5689 ккал/кг.

Пример 19.

Для получения топливной композиции по образцу 19 использовали 55% масс, материала углеграфитового Cg-80 с содержанием углерода не менее 80%, 25% масс, шлама антрацитового, 20% масс, штыба антрацитового.

Данный образец шихты характеризуется следующими качественными параметрами: зольность - 22,3%, содержание влаги - 7,82%, летучие вещества - 2,72%, теплота сгорания - 5588 ккал/кг.

Пример 20.

Для получения топливной композиции по образцу 20 использовали 30% масс, материала углеграфитового Cg-60 с содержанием углерода не менее 60%, 30% масс, материала углеграфитового Cg-80, 10% масс, шлама антрацитового, 20% масс, штыба антрацитового (АШ), 10% угля марки Т.

Данный образец шихты характеризуется следующими качественными параметрами: зольность - 24,32%, влага - 6,21%, выход летучих - 3,19%, низшая теплота сгорания 5528 ккал/кг.

Пример 21.

Образец 21 включает 20% масс, материала углеграфитового Cg-60, 40% масс, материала углеграфитового Cg-80, 15% масс, шлама антрацитового, 25% масс, штыба антрацитового (АШ).

Топливо характеризуется следующими качественными параметрами: зольность - 24,1%, содержание влаги - 6,69%, летучие вещества - 2,32%, теплота сгорания - 5515 ккал/кг.

Пример 22.

Для получения топливной композиции (образец 22) брали 65% масс, материала углеграфитового Cg-80 с содержанием углерода не менее 80%, 35% масс, шлама антрацитового.

Шихта характеризуется следующими качественными параметрами: зольность -23,82%, влага - 7,8%, летучие вещества - 2,94%, теплота сгорания - 5467 ккал/кг.

Компоненты топливной композиции смешивали по расчетной схеме с учетом исходных параметров влаги и сыпучести материала на специально определенной площадке до получения однородной шихты.

Изобретение относится к топливно-энергетической промышленности, а именно, к топливной угольной смеси. Изобретение представляет собой топливную композицию, которая является альтернативой стандартным видам топлива, применяемым в энергетике.

Техническая проблема заключается в создании низкозатратной топливной композиции, пригодной для использования в энергетической сфере и обладающей свойствами твердого топлива и следующими качественными показателями:

зольность - до 25%,

содержание влаги - до 10%,

содержание летучих веществ - до 8%,

низшая теплота сгорания, ккал/кг - от 5280.

Технический результат заключается в реализации назначения и создании топливной смеси со следующими качественными показателями: зольность - до 25%, содержание влаги - до 10%, содержание летучих веществ - до 8%, низшая теплота сгорания, ккал/кг - от 5280 при одновременной возможности утилизации отходов угольных производств.

Для этого топливная композиция состоит из шихты, включающей материал углеграфитовый, представляющий собой сыпучий порошкообразный материал с размерным рядом 0-3 мм, с содержанием влаги не более 10%, с содержанием углерода не менее 60%, с содержанием серы не более 1%, зольностью не более 39%, шлам антрацитовый, штыб антрацитовый, уголь марки Т, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

материал углеграфитовый 5-65 шлам антрацитовый, штыб антрацитовый, уголь марки Т остальное до 100%.

1 н.п. ф-лы, 22 пр., 1 табл.

Топливная композиция, состоящая из шихты, включающей материал углеграфитовый, представляющий собой сыпучий порошкообразный материал с размерным рядом 0-3 мм, с содержанием влаги не более 10%, с содержанием углерода не менее 60%, с содержанием серы не более 1%, зольностью не более 39%, шлам антрацитовый, штыб антрацитовый, уголь марки Т, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

материал углеграфитовый 5-65 шлам антрацитовый, штыб антрацитовый, уголь марки Т остальное до 100%.