Спосіб одержання паливних брикетів

Спосіб одержання паливних брикетів, що включає підготовку компонентів, змішування їх із в'яжучим, нагрів суміші і пресування, який відрізняється тим, що в брикетовану суміш уводять кам'яновугільний пек у кількості 2-5 % від маси сировини, нагрівають суміш до температури 310320 °С, а пресування ведуть під тиском 50-90 МПа. (19) (21) u200805618 (22) 29.04.2008 (24) 10.10.2008 (46) 10.10.2008, Бюл.№ 19, 2008 р. (72) ОЖОГІН ВОЛОДИМИР ВОЛОДИМИРОВИЧ, UA, КИРИЛЬЧЕНКО ПЕТРО МИКОЛАЙОВИЧ, U A, САВКОВ АН АТОЛІЙ ОЛЕКСІЙОВИЧ, U A, КЛИМАНЧУК ВЛАДИСЛАВ ВЛАДИСЛАВОВИЧ, UA, НОСАРІВ ОЛЕКСАНДР АНДРІЙОВИЧ, U A, ЧЕРНОВА СВІТЛАН А ГЕННАДІЇВН А, U A, ФЕНТІСОВ ІГОР МИКОЛАЙОВИЧ, UA, БОЧЕК АН АТОЛІЙ ПАВЛОВИЧ, UA, КОВАЛЕВСЬКИЙ ОЛЕКСІЙ ІГОРЕВИЧ, 3 35930 В основу корисної моделі поставлене завдання створення такого способу виробництва паливних брикетів із древесно-стружечних відходів, у якому за рахунок проведення додаткових операцій і умов їхнього здійснення забезпечується необхідне підвищення міцності й вологостійкості брикетів. Поставлене завдання вирішується тим, що в способі одержання паливних брикетів, що включає підготовку компонентів, змішування їх із в'яжучим, нагрів суміші й пресування, відповідно до корисної моделі, у брикетовану суміш уводять кам'яновугільний пек у кількості 2-5% від маси сировини, нагрівають суміш до температури 310-320°С, а пресування ведуть під тиском 50-90МПа. Вибір кам'я новугільного пеку в якості в'яжучого викликаний тим, що він досить розповсюджений, відносно дешевий, при пресуванні дає щільну поверхню, добре горить, а при згорянні утворює меншу кількість шкідливих речовин. Крім того, він: - володіє гарною зчеплюванністю із древесностружечними матеріалами й кращою брикетуванністю в нагрітому виді в порівнянні з іншими сполучними; - добре заповнює пори, перешкоджаючи поглинанню вологи брикетами. - дозволяє досягти високого рівня здрібнювання, що забезпечує ощадливу ви трату в'яжучого і тісний контакт часток у брикеті; - при необхідності заміни частини древесностружечних матеріалів вугільним дріб'язком забезпечує таким брикетам достатню міцність. 4 При визначенні оптимального рівня обраних ознак і кількості компонентів приймали до уваги наступні умови й обмеження. 1. Задовільна міцність брикетів при горінні має місце в тому випадку, коли їхня щільність становить більше 1020кг/м 3. 2. Припустима вологість брикетів при їхньому тривалому зберіганні й підвищеній вологості навколишнього середовища (протягом 6 місяців при вологості повітря 98%) повинна відповідати вологості деревини, використовуваної як паливо, і становити 12%. При перевищенні даного рівня вологості брикети починають спухати, втрачати міцність і знижувати теплотворну здатність. Для підтвердження істотності обраних ознак виконане дослідження їхнього впливу на технічний результат у виробничих умовах. Брикети із древесно-стружечних відходів (суміші ошурок і стружки фракцією менш 20мм) циліндричної форми діаметром 80мм і товщиною 25мм, що відповідають вимогам, які пред'являють до промислових паливних брикетів, виготовляли з різною кількістю в'яжучого кам'яновугільного пеку, при різних температурах нагрівання суміші й різних тисках пресування. Для визначення залежності щільності брикетів від тиску пресування й температури нагрівання суміші виконані дослідження, результати якого представлені в табл. 1, а оптимальні параметри пресування брикетів, обрані за даними табл. 1, представлені в табл. 2 і 3. Таблиця 1 Залежність щільності брикетів, витриманих 6 мес. у закритій тарі від тиску пресування й температури нагрівання суміші, кг/м 3 № експерименту Тиск пресування, МПа 1 2 3 4 5 0 30 50 90 170 20 178 739 931 976 988 200 196 805 985 1004 1014 Температура суміші, °С 300 310 227 230 870 882 1010 1021 1017 1025 1019 1032 320 235 887 1026 1033 1040 330 232 885 1022 1030 1037 Таблиця 2 Вплив тиску пресування на щільність брикетів Тиск пресування, МПа від 50 до 90 більше 90 Брикети виходять досить Брикети мають недостаПри нагріванні суміші вище 310°С щільність станощільними й міцними при тню щільність, отже, і вить більше 1025кг/м 3, однак при роботі пресів має нагріванні суміші вище міцність при будь-якій місце зниження продуктивності, а також ростуть температурі нагрівання. 310°С і становить 1021енергетичні витрати. 1033кг/м 3 при заданій Щільність брикетів ста3 щільності більше Збільшується зношування валків. При тиску пресуновить 739-887кг/м при 3 вання більше 90Мпа робота пресів стає не стійкої заданій більше 1020кг/м 3. 1020кг/м . через неоднорідність пресуємої суміші. Це робить Висновок: щільність і Висновок: потрібна якість якість брикетів відповідає виробництво брикетів економічно неефективним. брикетів не забезпечупропонованим до них ви- Висновок: Ціль корисної моделі не досягається. ється. могам. менш 50 5 35930 З табл. 2 і 3 виходить, що найбільшу щільність мають брикети, спресовані під тиском 50-90МПа із суміші, нагрітої до 310-320°С. Використані фактори (тиск пресування брикетів і температура нагрівання суміші) дозволяють одержати брикети достатньої щільності й міцності, однак їхня вологостійкість при зберіганні недостатня. Для підвищення вологостійкості брикетів необхідно використати кам'яновугільний пек, що до 6 бре заповнює пори й «цементує» стр уктуру. Для визначення оптимальних кількостей добавок пеку були виготовлені брикети з різним його змістом. Тиск пресування брикетів прийнято на рівні 50 і 90МПа, температура нагрівання суміші 310 і 320°С. Результати проведених досліджень при різних добавках пеку представлені в табл. 4 і 5. Таблиця 3 Вплив температури нагрівання суміші на щільність брикетів Температура нагрівання суміші, °С від 310 до 320 менш 310 більше 320 Має місце сильне димоутворення, Димоутворення практично відМає місце незначне димоутворена при випадковому перегріві й засутнє, однак брикети виходить ня, однак брикети виходять досить горянні суміші, що робить виробнинедостатньо щільними, а отже, і щільними й міцними. цтво брикетів пожаронебезпечним. міцними. Щільність брикетів становить 1021Брикети мають знижену щільність і 3 Щільність брикетів становить 1040кг/м при заданій більше міцність через сублімацію смол, що 3 3 870-1019кг/м , тощо менш при 1020кг/м . перебувають у брикеті й грають 3 заданій більше 1020кг/м . Висновок: щільність і якість брике- роль в'яжучого. Висновок: потрібна якість бритів відповідає пропонованим до них Висновок: якість брикетів не забезкетів не забезпечується. вимогам. печується. Таблиця 4 Залежність вологості брикетів при їхньому зберіганні протягом 6 міс. і вологості повітря 98% від добавок кам'яновугільного пеку, % Тиск пресування, Мпа 50 90 50 90 Температура суміші, °С 310 310 320 320 0 14,3 13,8 13,5 13,2 1,5 13,1 12,8 12,2 12,1 Кількість пеку, % 2,0 3,5 12,0 9,8 11,6 9,6 11,5 9,3 10,7 8,9 5,0 6,5 6,1 5,6 5,2 5,5 6,0 5,8 5,4 5,0 Таблиця 5 Вплив добавок кам'яновугільного пеку на вологостійкість брикетів менш 2 Вологість брикетів вище заданої 12% і становить 12,1-14,3%, що приводить до їхнього спухання й втрати міцності при зберіганні протягом заданого строку зберігання 6 міс. Висновок: якість брикетів не забезпечується. Кількість добавок пеку, % від 2 до 5 більше 5 Вологість брикетів набагато нижче заданого рівня 12% і становить 5,0Вологість брикетів витримується 6,0%, що дозволяє їх зберігати на рівні 5,2-12,0%, що дозволяє їх тривалий час, що перевищує задазберігати протягом необхідного ний строк зберігання 6міс. При строку зберігання 6міс. цьому витрати на в'яжуче зростаВисновок: якість брикетів забезпе- ють, що приводить до подорожчанчується. ня брикетів. Висновок: ціль корисної моделі не досягається. Таким чином, добавки пеку в кількості менш 2,0% не забезпечують сухим брикетам заданої міцності. При добавках пеку більше 5,0% виробництво брикетів стає нерентабельним. Виходячи з результатів проведених досліджень, спосіб одержання брикетів здійснюють у такий спосіб. Накопичені древесно-стружечні відходи просівають, відокремлюють великі фракції більше 20мм і металеві включення, які можуть викликати поломку осередків преса. При необхідності великі деревні фракції додатково здрібнюють і направляють на брикетування. Відходи змішують із в'яжучим меленим кам'яновугільним пеком у кількості 3%. 7 35930 Суміш нагрівають у сушиле до температури 320°С і брикетують під тиском 50МПа, що забезпечує високопродуктивну роботу преса. Отримані брикети прохолоджують до температури, що забезпечує безпечну роботу з ними, і відвантажують споживачеві. Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 8 Застосування даного способу дозволить організувати раціональне використання древесностружечних відходів, що дозволить заощаджувати первинну сировину - енергетичне вугілля й одержати економічний ефект у сумі 34,9грн на 1т брикетів. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601