Спосіб термічної переробки високозольного та/або низькокалорійного твердого палива

Реферат: Спосіб термічної переробки високозольного та/або низькокалорійного твердого палива належить до термічної переробки палив, переважно відходів вуглезбагачення, й може бути застосований у вуглесланцепереробній, нафтохімічній промисловостях, в енергетиці та у будівництві. Спосіб включає сушіння твердого палива димовими газами, що відводяться, нагрів і спалення висушеного палива з утворенням газової суміші і твердого залишку та характеризується тим, що тверде паливо у вигляді шихти, переважно з відходів вуглезбагачення, формують у пустотілі блоки, які укладають у штабелі на транспортерах, і після сушіння, подають у розігріту тунельну піч, де блоки проходять зону нагрівання, зону горіння та зону остигання, при цьому, в зоні нагрівання блоки поступово нагрівають до температури займання вуглецю - 600 °C й вище, після чого їх витримують у зоні горіння протягом 5-24 годин, в залежності від складу шихти при температурі 750-1200 °С, причому надлишок теплової енергії у процесі випалення вуглецю відводять із зони горіння та утилізують, а блоки, після зони остигання, вивантажують з печі у вигляді готових будівельних блоків. Винахід забезпечує безвідходність виробництва у гірничій галузі, максимальне виділення надлишкової теплової енергії з твердого палива, що переробляють, та отримання твердого залишку у вигляді будівельних блоків. UA 101292 C2 (12) UA 101292 C2 UA 101292 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до термічної переробки високозольних та/або низькокалорійних палив, переважно відходів вуглезбагачення, й може бути застосований у вугле-, сланцепереробній, нафтохімічній промисловостях, в енергетиці при енерготехнологічному використанні високозольних й інших низькокалорійних (низькосортних) палив на електростанціях, та, одночасно, у будівництві, з отриманням будівельних блоків. Відомий спосіб та установка термічної переробки високозольних палив, наприклад горючих сланців, що включає піроліз, який виконується за допомогою циркулюючого твердого теплоносія з утворенням парогазових продуктів та коксозольного залишку, спалення останнього з утворенням газозависі, постадійне розділення останньої на циркулюючий твердий теплоносій, який повертають на стадію піролізу та газоподібний сушильний агент, при цьому, частина димових газів після сушіння рециркулює шляхом змінення витрат золодимової суміші, яку подають на охолодження, а органіку, що знаходиться в ній, допалюють разом з відпрацьованим сушильним агентом, перед викидом в атмосферу [Патент на винахід РФ №2118979, кл. С10В 53/06, 49/18, опублікований 20.09.1998]. Недоліками відомого способу є неможливість переробки будь-яких відходів виробництва вугільної промисловості, незначна кількість теплової енергії, що виділяється, забрудненість навколишнього середовища. Найбільш близьким, за технічною суттю, до способу, що заявляється, є спосіб технічної переробки високозольних твердих палив, наприклад горючих сланців, що включає сушіння подрібненого палива димовими газами, які відводять, нагрів висушеного палива твердим теплоносієм з утворенням парогазової суміші та коксозольного залишку, спалення останнього у потоці повітряного дуття з утворенням газозависі, виділення з газозависі твердої фази з поверненням її на стадію нагріву в якості твердого теплоносія, розділення залишеної газозависі на тверду фазу з виводом її як золи та димові гази з наступним поверненням димових газів на стадію сушіння, при цьому, на стадію спалення додатково подають частину твердої фази, яка виділена з потоку газозависі, а перед подачею на стадію спалення її охолоджують до 250600 °C [Патент на винахід РФ №2088633, кл. С10В 53/06, опублікований 27.08.1997]. Недоліками відомого способу є неможливість переробки відходів вугільного виробництва, наприклад, відходів вуглезбагачення, недостатня кількість виділеної теплової енергії, яка може бути використана тільки на стадії сушіння палива, забрудненість навколишнього середовища. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу термічної переробки високозольного та/або низькокалорійного твердого палива, в якому формування твердого палива, у вигляді шихти, у пустотілі блоки, укладання блоків у штабелі на транспортерах, подача їх, після сушіння, у розігріту тунельну піч, де блоки проходять три зони: зону нагрівання, зону горіння та зону остигання, поступове нагрівання блоків до температури займання вуглецю, витримування блоків у зоні горіння протягом 5-24 годин при температурі 750-1200 °C, відведення надлишку теплової енергії, що виділяється блоками, із зони горіння та його утилізація, забезпечують безвідходність виробництва у гірничій галузі, цим забезпечується максимальне виділення надлишкової теплової енергії з твердого палива, що переробляють, та використання її, наприклад, для перетворення у інші види енергії, у т. ч. електричну, отримання твердого залишку у вигляді будівельних блоків, покращення екології. Поставлена задача вирішується тим, що у способі термічної переробки високозольного та/або низькокалорійного твердого палива, що включає сушіння твердого палива димовими газами, які відводяться, нагрів і спалення висушеного палива з утворенням газової суміші і твердого залишку, згідно з винаходом передбачені наступні відміни: - тверде паливо, у вигляді шихти, переважно з відходів вуглезбагачення, формують у пустотілі блоки; - блоки укладають у штабелі на транспортерах; - транспортери з укладеними на них блоками подають, після сушіння, у розігріту тунельну піч; - у тунельній печі блоки проходять зону нагрівання, зону горіння та зону остигання; - в зоні нагрівання блоки поступово нагрівають до температури займання вуглецю (600 °C й вище); - потім блоки витримують у зоні горіння протягом 5-24 годин при температурі 750-1200 °C; - надлишок теплової енергії у процесі випалення вуглецю відводять із зони горіння; - надлишок теплової енергії, який відведений із зони горіння, утилізують; - блоки, після зони остигання вивантажують з печі у вигляді готових будівельних блоків. 1 UA 101292 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Крім того, надлишок теплової енергії, яка виділяється перегрітими блоками, утилізують у котлах-утилізаторах; надлишок теплової енергії утилізують за допомогою теплообмінників, що вмонтовані у піч. Спосіб виконують наступним чином. Шихту, наприклад, з відходів вуглезбагачення з низьким вмістом вуглецю, дегідрують від 3050 % до 18-25 % вологості, формують її у пустотілі блоки, укладають у штабелі на транспортерах та направляють до сушарки, в якій використовується частина відведеного тепла із зони горіння тунельної печі. Після просушування до вологості 2-6 %, блоки на транспортерах через зону завантаження подають до розігрітої тунельної печі, де вони проходять зону нагрівання, зону горіння та зону остигання, при цьому в зоні нагрівання блоки поступово нагрівають до температури займання вуглецю (600 °C та вище), далі - у зоні горіння блоки витримують протягом 5-24 годин (в залежності від складу шихти), де температура досягає 7501200 °C, але в зоні горіння необхідно підтримувати тепловий режим для випалення блоків, тому надлишкове тепло відводять із зони горіння та утилізують в котлах-утилізаторах у вигляді димових газів, або за допомогою теплообмінників з охолоджуючою рідиною або газом, при цьому, теплообмінники вмонтовані в тунельну піч, а отримані блоки у вигляді готових будівельних блоків, через зону остигання й зону вивантаження виймають з печі. Відведену теплову енергію у вигляді гарячих газів, рідини, пари подають для подальшого використання: - обігріву будинків та споруд; гарячого водопостачання; - перетворення теплової енергії в інші види енергії, у т.ч. - електричну; - на інші цілі. Спосіб пояснюється прикладом. Приклад На збагачувальній фабриці "Святоварваринська", для виробництва стінових керамічних блоків були використані відходи флотації з вмістом золи - 65 % та вуглецю - 24-30 %, калорійність яких складає 2500 кКал/кг. Для сушіння та обпалу блоків з даних відходів необхідні витрати теплової енергії складають до 300 кКал/кг, а утворена надлишкова теплова енергія 2200 кКал/кг. Така кількість надлишкової теплової енергії не дозволяє контролювати необхідний температурний режим випалу, внаслідок чого виникла необхідність у відведенні надлишкового тепла із зони горіння печі. Проведені іспити способу показали, що відведення надлишкової теплової енергії можна виконувати як безпосереднім відведенням димових газів із зони горіння через спеціальний отвір у корпусі печі, або за допомогою теплообмінників з охолоджуючою рідиною або газом, при цьому, рідина або газ, проходячи теплообмінником, нагріваються, відводячи частину теплової енергії з печі. Застосування запропонованого способу термічної переробки високозольного та/або низькокалорійного твердого палива, дозволить безвідходно переробляти відходи вугільного виробництва, такі як порода, шихта, кек, які забруднюють навколишнє середовище, при цьому, отримуючи теплову енергію в значній кількості, та яку можна направляти на обігрів будинків і споруд, на гаряче водопостачання, перегрітий пар з теплообмінників подавати на турбогенератори для генерування електроенергії, та на інші цілі, при цьому, з твердого залишку отримувати готові будівельні блоки, покращити екологію. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 1. Спосіб термічної переробки високозольного та/або низькокалорійного твердого палива, що включає сушіння твердого палива димовими газами, що відводяться, нагрів і спалення висушеного палива з утворенням газової суміші і твердого залишку, який відрізняється тим, що тверде паливо у вигляді шихти, переважно з відходів вуглезбагачення, формують у пустотілі блоки, які укладають у штабелі на транспортерах, і, після сушіння, подають у розігріту тунельну піч, де блоки проходять зону нагрівання, зону горіння та зону остигання, при цьому, в зоні нагрівання блоки поступово нагрівають до температури займання вуглецю (600 °C) й вище, після чого їх витримують у зоні горіння протягом 5-24 годин, в залежності від складу шихти при температурі 750-1200 °C, причому надлишок теплової енергії у процесі випалення вуглецю відводять із зони горіння та утилізують, а блоки, після зони остигання, вивантажують з печі у вигляді готових будівельних блоків. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що надлишок теплової енергії утилізують у котлахутилізаторах. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що надлишок теплової енергії утилізують за допомогою теплообмінників. 2 UA 101292 C2 4. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 3, який відрізняється тим, що теплообмінники для утилізації надлишкової теплової енергії вмонтовують у піч. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3