Спосіб одержання брикетів з вуглецевмісних матеріалів

1. Спосіб одержання брикетів з вуглецевмісних матеріалів, що включає підготовку сировини, завантаження її в брикетувальний пристрій, брикетування і сушку брикетів, який відрізняється тим, що підготовку сировини здійснюють в дисковому екструдері при температурі 70-100 °С і вологості 45-60 %. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як вуглецевмісні матеріали використовують торф та/або рослинні відходи, та/або відходи деревини. (19) (21) a200911403 (22) 09.11.2009 (24) 11.10.2010 (46) 11.10.2010, Бюл.№ 19, 2010 р. (72) ГОГЕНКО ОЛЕГ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, СИДОРСЬКИЙ ОЛЕКСАНДР ВОЛОДИМИРОВИЧ, ТОЛСТУН ОЛЕГ ІВАНОВИЧ, ГОГЕНКО ОЛЕГ ОЛЕГОВИЧ (73) ГОГЕНКО ОЛЕГ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, СИДОРСЬКИЙ ОЛЕКСАНДР ВОЛОДИМИРОВИЧ, ТОЛСТУН ОЛЕГ ІВАНОВИЧ, ГОГЕНКО ОЛЕГ ОЛЕГОВИЧ (56) Заявка UA u 200907722, пріор. 22.07.2009, публ. 10.12.2009 3 є постійність показників його якості, тому коливання вологості, зольності, густині і засміченості сировини в сильному степені утрудняють управління технологічним процесом виробництва і приводять до зниження якості і дорожчання готової продукції. При цьому вказаним способом можна переробляти тільки торф. Найближчим по технічній суті до винаходу, що заявляється, є спосіб одержання брикетів з вуглецевовмісного матеріалу, зокрема торфу, що включає підготовку сировини, завантаження її в брикетувальний пристрій, брикетування і сушку брикетів [див. патент РФ №2096441, МПК6 C10F 7/06, опубл. 20.11.1997], вибраний як прототип. У вказаному способі підготовку сировини здійснюють роздрібненням і сушкою торфу до вмісту води не більш 20% або приготуванням суміші складу торф абсолютно сухий 50-80мас.%, вода - інше, після чого сировину подають на шнек преса, який пропускає її під тиском 3-5 атм через конус, розігрітий до температури 120-150°С, в циліндрові канали, що формують брикети. Вадами відомого технічного рішення є: - низькі якісні показники (міцність, теплотворна здатність) і висока вологоємність одержуваних брикетів; - висока енергоємність, викликана необхідністю попередньої сушки сировини та нагрівом конуса за допомогою електрообмоток; - неможливість одержання паливних брикетів з інших видів вуглецевовмісних матеріалів. Задача, на рішення якої направлений винахід, полягає в створенні універсального способу одержання брикетів з різних видів вуглецевовмісних матеріалів, що мають високі якісні показники, і зниженні витрат на їх виробництво. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання брикетів з вуглецевовмісних матеріалів, що включає підготовку сировини, завантаження її в брикетувальний пристрій, брикетування і сушку брикетів, згідно винаходу підготовку сировини здійснюють в дисковому екструдері при температурі 70-100°С і вологості 45-60%. При цьому як вуглецевовмісні матеріали використовують торф та/або рослинні відходи, та/або відходи деревини. Суть винаходу пояснюється наступним. Практично всі вуглецевовмісні матеріали рослинного походження, що використовують для одержання паливних брикетів, містять смоляні і бітумні речовини. Ці речовини мають високі в'яжучі властивості і можуть бути успішно використані як зв'язувальне при брикетуванні сировини. Як будь-яка речовина вони мають температуру плавлення, так, наприклад, в торфі містяться віск, смола і бітум, що мають температури плавлення відповідно 72°С, 70°С 92290 4 і 84°С, у тирсі хвойних порід дерев - смоляні речовини, що мають температури плавлення 74°С. В процесі механічної дії (стирання) в дисковому екструдері вихідний вуглецевовмісний матеріал розігрівається. Для одержання необхідного результату необхідно виділити з вуглецевовмісного матеріалу смоляні і бітумні речовини, рівномірно розподілити їх в об'ємі сировини і зберегти їх в'яжучі властивості до закінчення процесу брикетування. Дана сукупність процесів не можлива без температурного регулювання. Зниження температури в дисковому екструдері нижче 70°С не дозволить одержати смоляні і бітумні речовини в рідкому стані, що приводить до зниження міцнісних властивостей брикетів і збільшення енерговитрат на процес брикетування. При збільшенні температури вище 100°С смоляні і бітумні речовини втрачають свої в'яжучі властивості. При цьому знижуються міцнісні характеристики брикетованої сировини і збільшуються витрати на брикетування. Для здійснення даного процесу необхідно також регулювати склад газової фази. Це необхідно для запобігання окисленню смоляних і бітумних речовин в процесі механічної дії на матеріал. Регулювання складу газової фази в екструдері здійснюється за рахунок зміни вологості матеріалу. При зниженні вологості сировини в екструдері нижче 45% кількості пари, що виділяється при стиранні, недостатньо для створення нейтральної атмосфери. Внаслідок чого знижуються міцнісні властивості брикетів і підвищуються витрати на їх виготовлення. При збільшенні вологи сировини в екструдері вище 60% пластифікована маса на виході з нього містить надмірну кількість вологи, що приводить до зниження міцності брикетів і збільшення витрат на сушку кінцевої продукції. Спосіб, що заявляється, здійснюють наступним чином. Вуглецевовмісний матеріал, наприклад, фрезерний торф з оптимальною вологістю 45-60% з складу сировини подають в приймальний бункер, а з нього тарілчастим або шнековим живильником в дисковий екструдер. При подачі в екструдер вуглецевовмісного матеріалу з вологістю нижче 45% його дозволожують шляхом подачі в екструдер води. При стиранні матеріалу в екструдері підтримують температуру 70-100°С. Одержану пластифіковану масу завантажують в брикетувальний пристрій, наприклад, в брикетувальний прес або шнековий прес (екструдер), або валковий прес. Одержані брикети направляють на склад, де сушать протягом 3-5 діб при температурі 18-25°С. Після чого відвантажують споживачам. Порівняльнний техніко-економічний аналіз технологій наведений в таблиці 1. 5 92290 6 Таблиця 1 Порівняльний аналіз технологій Варіант технології За прототипом За заявленим способом Початкова вологість торфу, % 40 40 45 55 60 65 Технологічні показники Якісні показники Витрата Міцність на Теплотворна Продуктивність, Вологоел.енергії стиск брикездатність т/год місткість, % 2 кВт/год ту, кг/см ккал/кг 160 1,0 120 4000 55 110 1,1 125 4100 48 87 1,3 130 4500 40 80 1,5 140 5000 35 85 1,3 135 4700 38 100 1,05 122 4200 42 Брикети, одержані з деяких інших вуглецевовмісних матеріалів, мають наступні якісні показники (таблиця 2): Таблиця 2 Вуглецевовмісний матеріал Тирса хвойних порід дерев Лушпиння соняшнику Лушпиння гречки Суміш торфу і тирси хвойних порід дерев Суміш торфу і лушпиння соняшнику Якісні показники Міцність на стиск бри- Теплотворна здатність, кету, кг/см2 ккал/кг 115,0 4 500 110,0 5 000 115,0 4 310 12,0 5,0 6,0 117,0 4 700 30,0 119,0 4 900 15,0 Таким чином, спосіб, що заявляється, дозволяє одержувати брикетоване паливо з різних видів вуглецевовмісних матеріалів, які мають високі які Комп’ютерна верстка Л. Купенко Вологомісткість, % сні показники. При цьому знижуються витрати на їх виробництво. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601