Спосіб переробки бурого вугілля

Корисна модель відноситься до вуглехімічної галузі виробництва, конкретно до способу комплексної переробки бурого вугілля. Спосіб переробки бурого вугілля дозволяє отримувати різні цінні продукти, такі як, енергетичний і синтетичний гази, моторне та котельне паливо, рідкі хімічні сполуки, напівкокс, кокс, бездимне тверде паливо, активоване вугілля, буровугільний віск, гумінові кислоти. Відомий спосіб переробки буровугільного пилу (1) шляхом змішування буровугільного пилу з водним розчином гідроксиду лужного металу, коли до суміші додають 1-4% розчин в органічному розчиннику пероксиду кумілу при мас. співвідношенні розчину пероксиду кумілу до буровугільного пилу 0,2-1,0, термообробку суміші ведуть при температурі 400-450°С на протязі 0,7-3год. Отримують рідкі, газоподібні продукти і тверде паливо. Недоліки способу: Отримують тверде паливо з низькою міцністю, вихід рідких продуктів висококиплячої фракції з температурою кипіння >300°С складає більш 40%. Найближчий за суттю та досягнутим результатом до способу, що заявляється, є обраний за прототип відомий спосіб безвідходної переробки бурого вугілля Олександрійського родовища (2), що включає технологічну схему комплексної переробки бурого вугілля. Спосіб безвідходної переробки бурого вугілля полягає у виконанні ряду послідовних стадій та операцій, таких як підготовка сировини, що включає подрібнення: та розсіювання вугілля; виділення із низькобітумінозного бурого вугілля гуматів; виділення із високобітумінозного вугілля буровугільного воску; змішування ентбітумінованого бурого вугілля (далі ЕББВ) із етгумінованим бурим вугіллям (далі ЕГБВ), подальше гранулювання суміші; сушку гранул; піроліз вугільних гранул при температурі 500-600°С з розділенням утвореної при цьому парогазової суміші на газ і рідкі продукти з отриманням фракцій з високою (>300°С) і фракції з низькою (300°С (ВКФ), що не дає можливості використовувати їх в якості компонентів моторних палив. В основу корисної моделі покладена задача - збільшення механічної міцності бездимного твердого палива, зниження його зольності, збільшення частки низькокиплячої фракції рідких продуктів, які утворюються на стадії піролізу вугільних гранул при температурі 500-600°С. Поставлена задача вирішується тим, що запропоновано новий спосіб переробки бурого вугілля, перша стадія переробки загальна з прототипом, На стадії переробки рідких продуктів, які утворюються при піролізу суміші ЕББВ і ЕГБВ при 500-600°С отримують фракції з низькою температурою кипіння 300°С. При повторному циклі комплексної переробки бурого вугілля, після змішування ЕББВ і ЕГБВ суміш обробляють ВКФ (tкип>300°С). Така обробка дає змогу при піролізі одержаної суміші збільшити кількість бездимного твердого палива, знизити його зольність і значно підвищити міцність. Поряд з цим збільшується вихід рідких продуктів, що будуть вміщувати значно більшу кількість низькокиплячих фракцій, які можна використовувати в якості компонента моторних палив. Новим у способі є те, що після стадій виділення із бурого вугілля буровугільного воску і гумінових кислот, суміш ЕББВ і ЕГБВ додатково обробляють ВКФ (tкип>300°С), яка залишається після виділення бензинових і солярових фракцій із рідких продуктів піролізу бурого вугілля. Кількість ВКФ в рідких продуктах із бурого вугілля складає 40-50%. Враховуючи те, що при піролізі бурого вугілля може утворюватись 10-25% рідких продуктів, кількість ВКФ може досягати 5-15% від органічної маси вугілля. Тому для обробки суміші твердих буровугільних залишків використовують 5-30% ВКФ у перерахунку на масу суміші. За наявності більшої кількості ВКФ можна використовувати для обробки сировини і значно більшу кількість цієї фракції. Подальшу переробку суміші проводять згідно способу за прототипом. Між сукупністю ознак корисної моделі і технічним результатом, якого досягають при її реалізації, існує причинно - наслідковий зв'язок За способом, що заявляється, суміш ЕББВ і ЕГБВ обробляють ВКФ рідких продуктів із бурого вугілля, бо остання відповідає основним вимогам, що обумовлені виробничим процесом: піддаватись деструкції при сумісному піролізі, утворюючи при цьому активні фрагменти молекул: (радикали), які можуть вступати в реакції рекомбінації, а також в інші види взаємодій з активними центрами твердого залишку вугілля. Позитивна дія ВКФ обумовлена тим, що в ній знаходяться високомолекулярні аліфатичні сполуки, а також до 50(мас.)% ароматичних сполук, у тому числі висококонденсовані ароматичні сполуки (дані ЯМР-Н1 спектроскопії). При нагріванні їх в суміші з твердими залишками вугілля вони піддаються деструкції з утворенням активних фрагментів молекул (радикалів) з різною молекулярною масою. Низькомолекулярні фрагменти вступають в реакції елімінації, утворюючи при цьому газ і леткі речовини, в яких знаходиться значна частина сполук з меншою молекулярною масою і відповідною температурою кипіння. Частина високомолекулярних фрагментів, особливо поліконденсовані ароматичні фрагменти молекул, вступають у взаємодію з активними центрами обвугленого задатку вугілля, утворюючи нову структуру більш міцного вугільного каркасу. Таким чином, в процесі піролізу суміші ЕББВ і ЕГБВ обробленої ВКФ рідких продуктів із бурого вугілля, утворюється більш міцне окусковане бездимне тверде паливо, яке можна використовувати в побуті, енергетиці й інших галузях народного господарства. Структурна міцність (за Грязновим) бездимного твердого палива із суміші ЕББВ і ЕГБВ отриманого за способом, що пропонується, підвищується у порівнянні з прототипом на 10-80% (відн.). Поряд з цим підвищується також вихід рідких продуктів на 20-100% (відн.) в порівнянні з прототипом, при цьому в рідких продуктах, отриманих за пропонованим способом, міститься на 20-50% (відн.) більше цінних низькокиплячих (tкип