Патент на изобретение №2252948

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КУСКОВОГО ТОПЛИВА ИЗ ВЫСОКОВЛАЖНЫХ УГЛЕЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к способам производства коммунально-бытового топлива, а именно к производству топлива для слоевого сжигания из низкокалорийных высоковлажных углей. Способ осуществляется путем измельчения угля, загрузки крошки в стилочную машину, формование, выстилку, рассекание ручьев расстила на кирпичи, валкование и уборку. После измельчения проводят шихтование угля торфяной крошкой объемом 20-25% от объема угля и влажностью 50-60%, или связующим, состоящим из буроугольного гумата натрия – 25% и воды – 75%. Кроме этого выстилку лент производят встык, с расстоянием между ручьями 20-30 мм и сушат в постоянном периоде до образования трещин 1 – 2 мм шириной и смены черного цвета угля на бурый, затем наносят связующее из расчета 3 л на 1 м расстила, выдерживают 5 часов, укатывают катком с давлением на грунт 1,5-2 МПа, сушат до конечной влажности и убирают; после чего циклы повторяют. Изобретение позволяет снизить энергетические затраты на производство кускового топлива за счет упрощения способа его производства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способам производства коммунально-бытового топлива, а именно к производству кускового топлива из низкокалорийных высоковлажных углей.

Известны способы окомкования горючих материалов, таких как торф, бурый и каменный уголь, угольные шламы, путем брикетирования в прессах (Равич М.Б. Топливо и эффективность его использования. – М.: Наука, 1971, с.183-188).

Перед прессованием топливо влажностью 40-60% сушат до влажности 14-18% в сушилках, затем прессуют измельченное топливо при температуре 60-80°С под давлением 100-120 МПа.

Недостатком такого способа производства топлива является необходимость значительных капиталовложений в сооружение брикетных фабрик, высокая тепловая энергетическая емкость производства.

Другим недостатком является неблагоприятный тепловой баланс брикетных фабрик: на сушку и брикетирование расходуется 29% потенциального тепла исходного угля. Все это приводит к высокой себестоимости топлива, низкой конкурентоспособности и нерациональному использованию топливных ресурсов.

Задачей данного изобретения является снижение энергетических затрат на производство кускового топлива путем упрощения способа его производства.

Сущность изобретения заключается в использовании известного экскаваторного способа производства кускового коммунально-бытового топлива из торфа для производства кускового топлива из угля, имеющего влажность 41-63% и зольность 15-23% путем введения операции шихтования перед загрузкой угля в стилочные машины торфяной крошкой объемом 20-25% от объема угля и влажностью 50-60%, или связующим, состоящим из (мас.%): буроугольного гумата натрия – 25%, воды – 75%, а выстилку лент производят на размеченном подштабельном основании с шириной основания 3-5 м с расстоянием между ручьями 20-30 мм, и сушка происходит в постоянном периоде до образования трещин 1-2 мм шириной и смены черного цвета угля на бурый; затем ленты укатывают катком с давлением на грунт 1,5-2 МПа, сушат до конечной влажности; после этого циклы повторяют, наращивая штабель, убирают штабель после окончания сезона.

Экскаваторный способ производства кускового топливного торфа для коммунально-бытовых нужд (Морозов Н.М., Чистяков В.И. Производство кускового торфа для коммунально-бытовых нужд. В кн. “Справочник по торфу”. – М.: Наука, 1982, с.345-410) включает добычу и измельчение торфа, загрузку торфяной крошки в стилочную машину, формование, выстилку, рассекание ручьев расстила на кирпичи. Расстояние между лентами расстила 70-180 мм, между ручьями в ленте – до 27 мм.

Естественная сушка кирпичей топлива в расстиле сопровождается ворочкой и валкованием. Уборку высохших валков осуществляют уборочными машинами. Разделение операций добычи и измельчения от операций формования, расстила, сушки и уборки в этом способе позволяет производить выстилку, сушку и уборку на специально подготовленных технологических площадках, удаленных от карьера (забоя), где добывается топливо. Указанное разделение операций в производстве кускового топлива позволяет также производить кусковое топливо из других видов сырья, аналогичных по своим механо-физическим свойствам, например бурых углей. При механической переработке, например, в шнековых механизмах стилочных машин влага натуральных углей дезинтегрируется, они приобретают вязко-текучее состояние и хорошо формуются.

Однако недостатками бурых углей являются большой коэффициент объемной усадки 27-46%, незначительная прочность высушенных кусков, которая равна 0,5-1,5 МПа при раздавливании. Поэтому для упрочнения кусков готового продукта необходимо шихтовать уголь со связующими добавками, например торфяную крошку влажностью 45-65% в отношении: один насыпной кубический метр крошки на 5-7 насыпных кубических метров угля. Другим видом связующего может быть водный раствор на основе буроугольных гуматов следующего состава (мас.%):

буроугольные гуматы – 25%,

вода – 75%.

Раствор связующего вводят при шихтовании по норме 25-30 литров на 1 тонну угля.

Шихтованный уголь загружают в стилочную машину и далее выполняют операции производства кускового топлива на специально подготовленной технологической площадке сушки согласно основному способу.

С целью увеличения эффективности способа производства кускового топлива из влажного угля, улучшения качества продукции и расширения ассортимента в способ вносят дополнения и изменения, позволяющие производить выстилку и сушку кускового топлива в наращиваемых штабелях. Сущность изменений способа заключается в разметке территории технологических площадок на подштабельные основания. Ширина оснований штабелей – 3-5 м. Выстилку производят сплошную, оставляя расстояние между лентами, равными расстоянию между ручьями. Сушку ведут в постоянном периоде, который определяют по изменению черного цвета на бурый и появлению трещин на поверхности кирпичей 1-2 мм, на поверхность расстила наносят связующее из расчета 3 л на 1 кв. м расстила, выдерживают 3-5 часов и затем укатывают гладкими катками с давлением на грунт 1,5-2,0 МПа. Далее расстил сушат до конечной влажности. После окончания сушки на него выстилают следующий расстил, повторяют циклы сушки в течение сезона полевых работ, наращивают несколько слоев, обычно 15-20, высотой 1,5-2,5 метра. Убирают высушенный кусковой уголь после окончания сезона сушки.

На фиг.1 показана схема размещения ручьев расстила на поверхности технологической площадки, на фиг.2 – схема размещения ручьев для сушки в постоянном периоде, на фиг.3 – схема сформованного сезонного штабеля сушки.

Возможность осуществления способа поясняется на примерах.

Пример 1. Добытый уголь марки 1 Б, влажностью 52%, зольностью 19% шихтовали с крошкой низинного торфа влажностью 53%. Крошку вводили по норме один насыпной кубический метр крошки на 4-5 насыпных кубических метров сырого угля. Угольную массу шихтовали, формовали, выстилали основным способом (фиг.1). Кирпичи овального сечения 100×110 мм сушили, согласно способу, с двумя ворочками. Сухие кирпичи имели сечение 89×82 мм, влажность 23%, плотность 0,92 т/м³, прочность 3,2-8,2 МПа. Крошимость кирпичей составила 12%. Низшая теплота сгорания 3875 ккал/кг.

Пример 2. Добытый уголь влажностью 47,6%, зольностью 15% шихтовали связующим следующего состава (мас.%): буроугольный гумат натрия – 25%, вода – 75% в количестве 30 л на 1 тонну сырого угля. Шихтованный уголь формовали, овальные ручьи выстилали по схеме (фиг.1) и сушили согласно способу. Полученные куски имели сечение 78×82 мм, плотность 0,92 т/м³, влажность 17%, прочность на разрушение 3,8-6,7 МПа. Низшая теплота сгорания 4185 ккал/кг.

Пример 3. Добытый уголь шихтовали с добавкой связующего по норме 30 л на 1 тонну сырого угля, формовали круглые ручьи, выстилали ленты впритык с расстоянием 20-30 мм между ручьями (фиг.2) и сушили в постоянном периоде до изменения черного цвета на бурый и образования поверхностных трещин 1-2 мм шириной, затем наносили связующее по норме 3 л на 1 м², выдерживали 5 часов, укатывали с давлением на грунт 1,7 МПа.

После укатывания образовавшийся слой досушивали до влажности 30%, а затем повторяли наращивание рядов расстила (фиг.3).

После укатывания образуется ровная поверхность, причем внутренняя часть уплотняется вследствие того, что поверхность кирпичей на 3-5 мм подсыхала, а внутренняя часть оставалась влажной и между кирпичами отсутствовало сцепление. Высушенный нарощенный слой состоял из 10 рядов высотой 72-75 см. При погрузке и разборке кирпичи (куски) хорошо разбирались. Крошимость составила 11%. Плотность кирпичей составила 10,5 т/м³, прочность на разрушение – 4,1-7,2 МПа, калорийность 3650 ккал/кг.

Формула изобретения

1. Способ производства кускового топлива из высоковлажных углей, включающий в себя измельчение угля, загрузку крошки в стилочную машину, формование, выстилку, рассекание ручьев расстила на кирпичи, валкование и уборку, отличающийся тем, что после измельчения проводят шихтование угля торфяной крошкой объемом 20-25% от объема угля и влажностью 50-60% или связующим, состоящим из, мас.%: буроугольного гумата натрия 25%, воды 75% по норме 30 л на 1 т шихты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выстилку лент производят на размеченном подштабельном основании с шириной основания 3-5 м, с расстоянием между ручьями 20-30 мм и сушат в постоянном периоде до образования трещин 1-2 мм шириной и смены черного цвета угля на бурый, наносят связующее по норме 3 л на 1м², выдерживают 3-5 ч, затем укатывают катком с давлением на грунт 1,5-2 МПа, сушат до конечной влажности, после этого циклы повторяют, наращивая штабель, убирают штабель после окончания сезона.

РИСУНКИ