Спосіб згрудкування твердого палива органічного походження та шихта

Винахід відноситься до галузі одержання згрудкованого твердого палива органічного походження, в тому числі з вуглевмісних матеріалів. Відомий спосіб брикетування вугілля, що включає сушіння, змішування із зв'язуючим, що твердіє, у паровому змішувачі при температурі 100-150°С, охолодженням на 20°, пресування під тиском, охолодження готового продукту. /Москва, изд-во Советская энциклопедия, 1991, -285с./. Недолік - багатостадійність технологічного процесу, значні енерговитрати. Відома шихта на основі бурого вугілля, що включає сипучі добавки /СаО, Са(ОН)2. /Изменение и тенденции в области использования низкокалорийных топлив. Семинар по интегрированному использованию низкокалорийных топлив. Экономическая комиссия для Европы Москва, 24-28 октября 1993г./. Недолік - неможливість одержання паливних гранул. Найбільш близьким технічним рішенням є спосіб згрудкування мінеральної сировини, що включає змішування лігніту при його природній вологості із зв'язуючим на основі негашеного вапна, формування суміші /Патент України №38747А, МПК 7C10L5/12 2001р./. Недолік - неможливість утилізації відходів органічного походження, у тому числі вуглезбагачення. Найбільш близьким технічним рішенням є також шихта, яка включає буре вугілля та зв'язуюче, що твердіє /Патент України №38747А, МПК 7C10L5/12, 2001р./. Недолік - неможливість одержування паливних гранул із відходів органічного походження, у тому числі вуглезбагачення. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу згрудкування твердого палива органічного походження, в якому шляхом спеціальної обробки дрібного палива забезпечується можливість формування гранул твердого палива із відходів органічного походження, у тому числі вуглезбагачення, у природних умовах, при значному підвищенні екологічної безпеки продуктів спалювання і за рахунок цього, можливість використання відходів органічного походження для шарового спалювання в побуті та промислових умовах, зниження витрат на одержання твердого палива. Задача вирішується тим, що у відомому способі згрудкування твердого палива органічного походження, що включає змішування дрібного палива із зв'язуючим із отверджувачем, формування суміші, згідно з винаходом, змішування ведуть із зв'язуючим на основі тонкодисперсних фракції органічного походження до одержання в'язкопластичного стану суміші і у такому стані суміш піддають формуванню. В основу винаходу поставлено також задачу удосконалення шихти, в якій шляхом введення нового зв'язуючого та іншим співвідношенням компонентів, забезпечується можливість формування гранул твердого палива із відходів органічного походження, у тому числі відходів вуглезбагачення, особливо для шарового спалювання в побуті та промислових умовах. Задача вирішується тим, що у відомій шихті, що включає дрібне паливо органічного походження, зв'язуюче із отверджувачем, згідно з винаходом, як дрібне паливо має зернисту фракцію кам'яного вугілля, а зв'язуюче містить тонкодисперсну фракцію органічного походження - буре вугілля або мулисту фракцію кам'яного вугілля з таким співвідношенням компонентів, мас. %: зерниста фракція кам'яного вугілля 30-50 тонкодисперсна фракція органічного походження(буре вугілля або мулиста фракція кам'яного вугілля) 69,2-54,5 отверджувач (негашене вапно, гашене вапно, цемент) 0,8-2,2 Спосіб згрудкування з використанням шихти реалізується таким чином. Підготовляють компоненти шихти. Як дрібне паливо органічного походження вибирають зернисту фракцію кам'яного вугілля, в природних умовах шламонакопичувача. Аналогічно можна вибрати торф, деревину, горючі сланці та ін. В тих же умовах підготовляють як зв'язуюче тонко дисперсну фракцію органічного походження - мулисту фракцію кам'яного вугілля чи буре вугілля, а також отверджувач - подрібнене негашене вапно (СаО), гашене вапно (Са(ОН)2), цемент та ін. Ці компоненти в зазначеному співвідношенні перемішують на повітрі, при початковій відносній вологості суміші 25-42% в змішувачі механічного типу. Перемішування здійснюють до одержання в'язкопластичного стану суміші, у такому стані в'язкопластичну масу піддають формуванню у природних умовах будь-яким з відомих способів, наприклад з використанням пристосування типу екструдера, вальцевого брикетного пресу та ін. При таких умовах згрудкування утворюються гранули заданих розмірів та міцності, що придатні для транспортування. Поверхневий шар гранул, який твердіє по перше, перешкоджає їхньому злипанню при пакетуванні та транспортуванні. Експериментальне визначено доцільний діапазон початкової відносної вологості суміші, який складає 25-34%, якщо зв'язуюче є тонкодисперсна мулиста фракція кам'яного вугілля та 25-34%, якщо - буре вугілля. При значеннях початкової відносної вологості за межами згаданого діапазону практично не досягається необхідний в'язкопластичний стан суміші, достатній для подальшого формування та транспортування паливних гранул. Для експериментального дослідження обрано 6 складів шихти, із яких описаним способом виготовлено паливні гранули із заданими показниками зольності та міцності (вихід дріб'язку). Склади шихти та результати іспитів зведені в таблиці 1. Таблиця 1 № п/п Склад Тонкодисперс Тонкодисперсна фракція шихти на зерниста органічного походження/ фракція Зв 'язуюче Отв ерджув ач, % Початкова в ідносна в ологість, % Показник Вихід ств ореного зольності дріб'язку, % ,% кам'яного вугілля, % 1 1 2 3 4 5 6 2 I II III IV V VI 3 30 40 50 30 40 50 тонкодиспе рсна мулиста, буре вугілля фракція кам'яного вугілля, шламу 4 5 69,2 54,5 47,8 69,2 54,5 47,8 CaO 6 0,8 4,5 2,2 цемент/ Са(ОН) 2 7 0,8 4,5 2,2 5-0мм 8 25,00 23,15 25,03 42,4 41,68 36,02 25-0мм 9 3,98 4,10 5,0 2,09 3,02 3,07 10 4,17 4,75 10,3 3,12 3,65 3,20 11 32,7 31,6 27,7 21,3 19,3 14,9 Визначено коефіцієнти міцності отриманих гранул методом десятикратного скидання з висоти 1м із наступним виходом дріб'язку, що утворився (клас крупнисті менше 5-0, 25-0мм. Як випливає із приведеної таблиці отримані із відходів вуглезбагачення гранули мають необхідні для подальшого пакетування, транспортування та використання характеристики міцності (вихід дріб'язку), теплотворної здатності та теплотехнічних властивостей (зольності та ін.). Вибором співвідношення компонентів шихти можна корегувати корисно використовувану теплотворну здатність (показник зольності та ін.) гранул твердого палива. Гранули придатні як паливо для ТЕЦ, побутових потреб, тощо. Прибуток може бути отриманий за рахунок утилізації відходів, від зниження енерговитрат, в цілому зниження витрат на одержання твердого палива, у такому разі екологічно безпечного.