Спосіб одержання паливних брикетів

1 Спосіб одержання паливних брикетів, який включає змішування з нагрівом горючої дрібки, продукту, що містить крохмаль, та води, пресування утвореної маси з одержанням брикетів та їх подальшим просушуванням, який відрізняється тим, що як продукт, що містить крохмаль, використовуються висівки, а на стадії змішування додатково уводиться зшиваючий агент - гашене або негашене вапно Винахід належить до технологи брикетування твердого палива зі зв'язувальним, зокрема, до одержання брикетів з антрациту, кам'яного вугілля, вугільного концентрату, коксової дрібки, соняшникового лушпиння, тирси тощо, які можуть бути використані як побутове та енергетичне паливо, відновлювач в різноманітних технологічних процесах та у багатьох інших цілях Відомий спосіб одержання брикетів шляхом змішування вугілля з вуглеводневим зв'язувальним з подальшим брикетуванням (а с СРСР № 1701733) Недоліками способу є недостатня МІЦНІСТЬ брикетів та шкідливий вплив зв'язувального на навколишнє середовище Суть винаходу полягає в тому, що в способі одержання паливних брикетів зі зв'язувальним на основі продуктів, що містять крохмаль, який включає змішування з нагр'вом горючої дрібки, продукту, що містить крохмаль, та води, пресування утвореної маси з одержанням брикетів та їх подальшим просушуванням, який відрізняється тим що як продукт, що містить крохмаль, використовуються висівки, а на стадії змішування додатково уводиться зішваючий агент - гашене або негашене вапно На 100 м ч горючої дрібки береться 4 50 м м висівок та 0 5-4,2 м ч вапна Суттєвими ознаками винаходу, спільними з прототипом, є • змішування при нагріві дрібки, яка брикетується, з продуктами, що містять крохмаль, та водою. - брикетування одержаної маси, - просушування брикетів Суттєвими ознаками, що відрізняють винахід, є - використання висівок (борошняних, житніх та інших) як продукту, що містить крохмаль, - введення на стадії змішування при нагріві додатково гашеного або негашеного вапна, яке дозволяє покращити зв'язувальні властивості в процесі одержання брикетів Між суттєвими ознаками, що відрізняють винахід, та технічним результатом існує причинно-наслідковий зв'язок Відомо (ДИВ наприклад Н Г Гулюк и др Крахмал и крахмалопродукты (современная технология) М Агропромиздат, 1985 г ) , що утворення поперечних зв'язків МІЖ макромопекулами крохмалю призводить до зростання механічної МІЦНОСТІ Відомий також паливний брикет для металургійних процесів та спосіб його виготовлення (патент РФ № 2016048) Брикет одержують змішуванням при температурі 100 - 110вС гранульованого ЛІГНІТОВОГО коксу, антрацитової дрібки та крохмалю з водою, пресуванням одержаної маси і подальшим просушуванням Даний спосіб обрано як прототип Недоліками способу є велика витрата дорогого зв'язувального - крохмалю (кукурудзяного, картопляного та ін ) - до 10% від маси брикету та висока температура нагріву при змішуванні (100- 110°С) В основу винаходу покладене завдання вдосконалити спосіб одержання брикетів зі зв'язувальним на основі продуктів, що містять крохмаль, за рахунок зменшення вартості зв'язувального та зниження температури під час змішування при збереженні МІЦНОСТІ брикетів 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що на 100 м ч горючої дрібки береться 4 - 50 м ч висівок та 0,5 - 4,2 м ч вапна CM о> CD CO 34692 в брикети під тиском 20 МПа. Готові брикети (просушування при температурі 25°С впродовж 8 діб) мають густину 603 кг/м і витримують без руйнування тиск стискання 19 МПа. Приклад 3. 100,0 г вугільного концентрату змішуються при нагріванні з 10,0 г висівок. 0,5 г не* гашеного вапна та 10,0 г води. Нагрівання відбувається до температури 78"С і при цій температурі суміш перемішується впродовж 4 хвилин. Після охолодження до кімнатної температури маса пресується в брикети, які після просушування впродовж 10 діб мають густину 1260 кг/м3 і витримують без руйнування тиск 17 МПа. Приклад 4.100,0 г антрацитового штибу (фракція 0-6 мм, зольність 12,5 %, вологість 5,1%) змішуються при нагріванні з 8,0 г висівок, 1,0 г гашеного вапна та 15,0 г води. Температура нагріву 85°С і час перемішування при цій температурі 3,5 хвилини. Брикети, які одержують пресуванням маси під тиском 20 МПа, після просушування впродовж 10 діб при температурі 25°С, мають густину 1410 кг/м3 і витримують тиск стискання 15 МПа. Приклад 5. 100,0 г коксової дрібки (фракція 0-6 мм, зольність 9,5%, вологість 16,2%) змішуються при нагріванні з 6,3 г висівок, 0,7 г негашеного вапна і 6,0 г води. Нагрівання провадиться до температури 75'С, і при цій температурі маса перемішується впродовж 4 хвилин. Охолоджена суміш пресується в брикети, які після просушування впродовж 9 діб витримують без руйнування тиск 13 МПа. Густина брикетів 1180 кг/м3. гелю, який одержують при клейстеризації крохмалю Це дозволяє зменшити витрати зв'язувального Але коли утворюється велика кількість таких зв'язків, то гель стає жорстким, втрачає адгезію, що спричиняє різке зниження зв'язувальних властивостей. В даному винаході як зшиваючий агент, що забезпечує оптимальні властивості крохмального гелю, використовується гашене або негашене вапно, а як продукт, що містить крохмаль, - висівки. Кількість зшиваючого агента, що додається, складає 5-22 % від маси, висівок. Вміст крохмалю у висівках менший, ніж у різних видах крохмалю або борошні, але висівки є відходом борошномельного виробництва і, як показали результати експерименту, мають непогані зв'язувальні властивості Використання висівок замість крохмалю суттєво здешевлює зв'язувальне, тому що вартість висівок в 10-25 разів нижча за вартість крохмалю Наявність вапна в брикеті значно зменшує викиди оксидів сірки в атмосферу в процесі горіння, оскільки сірка при цьому зв'язується вапном у .нелетючу сполуку. Це також зумовлює високу екологічну чистоту брикетів Суть* винаходу пояснюється прикладами. Приклад 1. 33,0 г роздробленого соняшникового лушпиння (розмір частинок 0-4 мм) та 67,0 г вупльного концентрату (фракція 0-2 мм, зольність 32,5%. вологість 7,5%) перемішуються при нагріванні з 33,0 г борошняних висівок, 3,3 г гашеного вапна та 37,0 г води. Нагрів провадиться до температури 85СС, і при цій температурі відбувається перемішування впродовж 3 хвилин. Після охолодження до кімнатної температури маса пресується в брикети під тиском 20 МЛа Потім брикети просушуються при кімнатній температурі 10 діб. Готовий брикет має густину 960 кг/м і витримує без руйнування тиск стискання 20 МПа. Приклад 2. 100,0 г роздробленого соняшникового лушпиння змішуються з 50,0 г висівок, 4,2 г гашеного вапна та 63,0 г води в процесі нагрівання до температури 80°С При цій температурі суміш перемішується впродовж 3,5 хвилин і після охолодження до кімнатної температури пресується Приклад 6. 100,0 г тирси (розмір частинок 0-5 мм, вологість 40%) змішуються при нагріванні з 17,0 г висівок і 3,7 г гашеного вапна. Клейстеризація крохмалю висівок відбувається за рахунок вологи тирси. Нагрівання ведуть до 85°С і при цій температурі перемішують впродовж 3,5 хвилин. Після охолодження до 20°С суміш пресується під тиском 20 МПа. Готові брикети, висушені при кімнатній температурі впродовж 8 діб, мають густину 810 кг/м3 і витримують без руйнування тиск 20 МПа. Ці та інші приклади зведені в таблиці. №ПП Компоненти гор. дрібки, г Висівки, г Вапно, г 1. Лушп. 33 33.0 3,3 37 2. 3. Конц, 67 • Лушп. 100 Конц. 100 50.0 10,0 4,2 0,5 Вода, г Темп., *С Густина, кг/м* Міцність, МПа Умовна вартість 85 960 >20 6,1 63 11 80 78 >19 >17 7,7 2,0 85 75 85 603 1260 1410 1180 810 >15 >13 >20 1,9 1,5 6.2 4. 5. 6. Антр. 100 Кокс. 100 Тирса 100 8,0 6,3 17,0 1,0 0.7 3,7 15 6 7. 8. Конц.100 Кокс. 100 4,0 7.5 0.5 1,0 7 6 85 " 70 1240 1210 8 >15 1,0 1,8 9. 10. Антр 100 Лушп. 67 11,0 33,0 1,3 2,4 16 42 80 82 1400 782 >16 >20 2.5 5.6 11. 12. Антр. 91 Антр. 94 18,5 16,0 100 100 1430 1410 >15 ' >15 . 19,4 25,1 Конц. 33 Кук.кр.9,0 Карт.кр.6,0 34692 В цій таблиці 11 та 12 приклади - контрольні, що були виконані за умов, описаних у прототипі. В останньому стовпчику таблиці наведена умовна вартість зв'язувального на основі продукту, що містить крохмаль (умовна вартість - це вартість даного зв'язувального в одиниці маси брикетів, поділена на вартість найдешевшого зв'язувального, наведеного в таблиці). Як це випливає з даних таблиці, згідно даного винаходу вартість зв'язувального в 2.5-25 разів менша, ніж у прототипі. Температура, при якій змішуються горюча дрібка та інші інгредієн ' ти, також на 15-40"С нижче, ніж у прототипі, що суттєво спрощує процес виготовлення брикетів. При цьому міцність брикетів залишається на високому рівні. Якщо брати менше 4,0 м.ч. висівок та 0,5 м.ч вапна на 100 м.ч. горючої дрібки, то різко погіршується механічна міцність сирих та висушених брикетів. Також немає сенсу збільшувати витрати висівок вище 50 м.ч. і вапна 4,2 м.ч. на 100 м.ч. горючої дрібки, тому що при цьому зростання механічної міцності брикетів не компенсує зростання вартості зв'язувального. Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 ( 0 3 1 2 2 ) 2 - 5 7 - 0 3