SU1765170A1 - Способ получени буроугольных брикетов - Google Patents

Abstract

Применение: углеобогатительные и брикетные фабрики, выпускающие буроуголь- ные брикеты дл  коммунально-бытовых нужд. Сущность изобретени :на бурый уголь фракции до 5 мм при перемешивании в течение 1 мин распыл ют органическую модифицирующую добавку-алифатический амин в количестве 0,5 - 1,5% от массы угл , к обработанному углю добавл ют при перемешивании (при 170 - 90°С в течение 8-10 мин) битуминозное св зующее, нагретое выше температуры разм гчени , в количестве 5 - 7 мас.%, прессуют нагретую до 60 - 80°С смесь при 20 - 25 МПа в течение 2-3 мин и охлаждают брикеты до 30 - 40°С в течение 10-15 мин; в качестве битуминозного св зующего используют битумы плотностью 900 - 930 кг/м3, температурой разм гчени  65 - 80°С и временем отверждени  не более 2-3 мин. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к области брикетировани  со св зующими углей, преимущественно неплотных бурых углей мелкого класса, и может быть использовано на углеобогатительных и брикетных фабриках, выпускающих брикеты дл  коммунально-бытовых нужд.

Известен способ получени  брикетированного угл , включающий нанесение на уголь фракции до 6 мм раствора сульфидно- дрожжевой бражки в количестве2,4-5,6% об общей массы угл , смешение другой части угл  с гор чим св зующим - нефтебитумом в количестве 1,2 - 4,2% от общей массы угл , прессование слоистого брикета при давлении 20 МПа, который обеспечивает снижение влагоемкости и увеличение прочности

брикетов. По данному способу формируетс  двухслойный брикет из двух отдельн 1 приготовленных порций, которые подаютс  в неодинаковом соотношении.

Недостатком известного способа  вл етс  растрескивание брикетов из-за послойного и неравномерного размещени  св зующих, что вли ет на структуру и плотность брикета. Поэтапный ввод отдельно шихты с нефтебитумным св зующим и шихты с сульфидно-дрожжевой бражкой на границе раздела поверхности не обеспечивает в полной мере достаточно прочных когези- онно-адгезионных взаимодействий и при испытании таких брикетов на прочность они послойно разрушаютс . Механическа 

X

О

(J

с

прочность брикетов на сжатие не превышает 7,3 МПа.

Известно также нанесение на уголь раствора неорганической добавки, например гидроксидов кальци , бари  до 5 мас.% пе- ред введением св зующего типа лигносуль- фоната, нефт ных остатков, отходов бумажного производства с последующим брикетированием смеси, что обеспечивает получение транспортабельного брикетиро- ванного угл , хорошо хран щегос , с пониженным выделением окиси серы в процессе горени  в топках.

Однако при таком способе брикетировани  требуетс  большой расход неоргани- ческой добавки на предварительную обработку угольной поверхности и св зующего .

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  способ брике- тировани  бурых углей, включающий обработку гор чей шихты бурого угл  фракции до 6 мм модификатором-нефтебитумом распылением в количестве до 1,5-2,5 мас.% при перемешивании шихты, последу- ющее добавление св зующего - лигносуль- фоната (сульфидно-дрожжевой бражки) в количестве 6-7 мас.%, прессование брикетов и охлаждение.

Известный способ брикетировани  с бинарным св зующим позвол ет повысить механическую прочность, термо- и влаго- устойчивость брикетов, однако это повышение незначительное. Это объ сн етс  недостаточной схватывающей способностью св зующего с угольными частицами и их слабым аутогезионным взаимодействием . К тому же така  последовательность подачи в угольную шихту нефтесв зующего, а затем лигносульфоната приводит к двухслойному расположению и расслаиванию св зующих на поверхности угл , что тоже  вл етс  причиной снижени  прочности получаемых брикетов. При таком способе компоновки образуетс  структурный каркас брикета в основном с помощью св зующих, расположенных снаружи, за счет только лигносульфоната, который способствует проникновению влаги в поры и трещины брикета, и брикеты станов тс  влагоемкими . Ввод нефтебитумного модификатора на первом этапе способствует образованию первичного внутреннего сло , который слабо участвует в склеивании угольных частиц при последующем добавлении св зующего -лигносульфоната, вследствие чего прочность брикетов по такому способу оказываетс  невысокой.

Цель изобретени  - повышение прочности , термо- и влагоустойчивости брикетов.

Дл  достижени  поставленной цели в качестве модифицирующей добавки используют алифатический амин в количестве 0,5 - 1,5% от массы угл , в качестве св зующего - нагретое выше температуры разм гчени  битуминозное св зующее, прессование нагретой до 60 - 80°С смеси ведут при 20 - 25 МПа в течение 2-3 мин и охлаждение брикетов до 30 - 40°С в течение 10-15 мин. Перемешивание нагретого бурого угл  с алифатическим амином ведут в течение 1 мин. В качестве битуминозного св зующего используют битумы с плотностью 900 - 930 кг/м3, температурой разм гчени  65 - 80°С и временем отверждени  не менее 2-3 мин в количестве 5-7 мас.%. Перемешивание битума с обработанным бурым углем ведут при 70 - 90°С в течение 8-10 мин.

Использование в качестве модифицирующей добавки алифатического амина в количества 0,5 - 1,5 % от массы угл  позвол ет стабилизировать угольную поверхность и способствует образованию пленки, придает угольным частицам активные центры с улучшенными адгезионными свойствами дл  последующего введени  св зующего, что приводит к уменьшению влаги и повышению прочности брикетов.

Алифатический амин оказывает вли ние на процесс дальнейшего брикетировани , т.к. от его количества при предварительной обработке зависит характер и тип укладки макромолекул в конденси- рованной фазе св зующего, что способствует целенаправленному регулированию процесса структурообразовани  в самой шихте и при формировании брикета.

Введение нагретого выше температуры разм гчени  битуминозного св зующего в количестве 5-7 мас.% способствует быстрому и эффективному склеиванию и слипанию частиц угл , а при прессовании и охлаждении - полному их упрочнению за счет перехода структурного каркаса брикета из разм гченного состо ни  в более твер- дый каркас брикета. Максимальные когезионные взаимодействи  в угольной шихте обеспечиваютс  посредством образовани  тонких оболочек битуминозного св зующего вокруг частиц угл , прошедших предварительную обработку. Плотность этих оболочек зависит от удельной плотности используемого св зующего. В качестве битуминозного св зующего использован битум с плотностью 900 - 930 кг/м3, температурой разм гчени  65 - 80°С и временем отверждени  не более 2-3 мин. Температура разм гчени  битуминозного св зующего 65 - 80°С выполн ет основную функцию при

схватывании и затвердевании частиц угл  со св зующим, не допускает самовозгорани  и не превышает температуру разложени . Врем  отверждени  не более 2-3 мин установлено опытным путем и ограничено формированием и упрочнением структурного каркаса. Перемешивание нагретого бурого угл  с модифицирующей добавкой - алифатическим амином в течение 1 мин ограничено тем, что в течение этого времени достигаетс  предварительна  обработка нагретого бурого угл  и максимальный эффект модификации угольной шихты. При дальнейшем перемешивании (более 1 минуты ) эффект модификации снижаетс  за счет разрушени  модифицирующей (обработанной ) поверхности. К тому же длительное перемешивание нежелательно по причине перегрева угольной шихты, его самовозгорани  и частичного разрушени  структуры угл . После такого смешени  при последующем добавлении к обработанному углю органического св зующего вполне обеспечиваетс  максимальный эффект схватывани  св зующего с обработанной угольной поверхностью.

Перемешивание битума с обработанным бурым углем ведут при оптимальной температуре нагрева 70 - 90°С, когда наиболее эффективно выражены когезионно- аутогезио - ные взаимодействи  угольных частиц между собой и с битуминозным св зующим и врем  оптимального перемешивани  8-10 мин установлено опытным путем. При этих услови х были исключены отрицательные воздействи  на подготовку шихты к брикетированию. Режимы прессовани  выбраны оптимальными на основании геометрических размеров получаемых брикетов, плотности упаковки частиц и структурного каркаса брикета.

Охлаждение брикетов до температуры 30 - 40°С проводитс  встречным потоком воздуха в течение 10-15 мин. В течение этого времени брикеты охлаждаютс  до указанной выше температуры.

Предлагаемый способ брикетировани  бурых углей осуществл етс  следующим образом .

Бурый уголь фракции до 5 мм подаетс  в сушилку на подсушку до влажности 2-4%, затем на предварительную обработку в паровой смеситель, куда помещают модифицирующую добавку - алифатический амин в количестве 0,5 - 1,5% от массы угл  в распыленном виде. Перемешивание нагретого бурого угл  с алифатическим амином ведут в течение 1 мин, затем вводитс  в распыленном виде нагретое до температуры разм гчени  65 - 80°С битуминозное св зующее

-битум плотностью 900 - 930 кг/м3 и временем отверждени  не более 2-3 мин в количестве 5-7 мас.%. Повторно смешивают обработанный бурый уголь с битумом

при 70-90°С в течение 8-10 мин. Нагрета  до температуры 60 - 80°С смесь подаетс  в пресс-форму и прессуетс  под давлением 20

-25 МПа в течение 2-3 мин, после чего брикеты поступают на транспортер, где охлзждаютс  встречным потоком воздуха до 30 - 40°С в течение 10-15 мин и направл ютс  на складирование.

Брикетирование бурого угл  по предложенному способу с использованием в качестве модификатора алифатического амина, а в качестве св зующего - нагретого битума существенно повышает прилипание частиц угл  в нагретом состо нии, что позвол ет получать механически прочные, термовлагоустойчивые брикеты.

П р и м е р 1. Брали Агулакский бурый уголь марки Б-3 с дисперсным составом: до 0,5 мм - 15%; 0,5 - 1 мм - 20%; 1 - 2 мм - 18%; 2 - 3 мм - 22%; 3 - 5 мм - 25%.

Влажность угл  перед предварительной обработкой составл ла 3%, зольность - 18%. Угольную мелочь фракции до 5 мм, нагретую в паровом смесителе до 65°С, предварительно обрабатывали распыленным

модификатором - алифатическим амином (жидкий реагент марки БП-3), который брали в количестве 0,5% от общей массы угл . Нагретую шихту с модификатором перемешивали в течение 1 мин, после всего вводили в распыленном виде св зующее (битум), нагретое до температуры разм гчени  65°С.

Битум брали с удельной плотностью 900 (930) кг/м3 и температурой плавлени  свыше 100°С в количестве 7% от общей массы шихты. Врем  отверждени  св зующего при слипании угольных частиц не превышало 3 мин, что технологически обеспечивало достаточные адгезионно-когезионные взаимодействи . Шихту повторно смешивали в паровом смесителе со св зующим в течение 8 мин при 70°С и подавали на прессование в пресс-форму в нагретом состо нии. Шихту прессовали на гидравлическом прессе под

давлением 25 МПа при 60°С в течение 2 мин. Полученные брикеты цилиндрической формы размером Н х D 25 х 35 мм (30 х 35 мм) в дальнейшем охлаждали до 30°С обдуваемым потоком увлажненного воздуха в течение 10 мин и затем выгружали. Показатели качества брикетов даны в таблице.

П р и м е р 2. Брали Агулакский бурый уголь фракции до 5 мм с влажностью 4% и зольностью 21%. Нагретую в паровом смесителе до 65°С угольную мелочь фракции до

-

5 мм предварительно обрабатывали распыленным модификатором - алифатическим амином, который брали в количестве 1,5% от общей массы угл . Шихту перемешивали с модификатором в течение 1 мин и добавл ли в распыленном виде св зующее (битум ), нагретое до температуры разм гчени  80°С, в количестве 5% от общей массы угл . Удельна  плотность св зующего битума перед нагревом составл ла 930 кг/м3, температура плавлени  - свыше 100°С. Врем  отверждени  при св зывании (склеивании) угольной шихты со св зующим не превышало 3 мин. Повторно смешивали в паровом смесителе угольную шихту со св зующим разм гченным битумом в течение 10 мин при температуре 90°С и подавали на пресс- форму в нагретом состо нии, где шихту прессовали поддавлением 20 МПа при 80°С в течение 3 мин. Полученные брикеты размером Н х D 30 х 35 мм охлаждали до 40°С увлажненным воздухом в течение 15 мин и выгружали. Показатели качества брикетов даны в таблице.

Предложенный способ получени  буро- угольных брикетов из бурых углей мелкого класса обладает р дом преимуществ: высокой технологичностью, обеспечивает получение прочных, термо- и влагоустойчивых брикетов, исключает их самовозгораемость, термическое разложение и водораствори- мость. Уменьшаетс  ввод доступных, дешевых и нетоксичных модифицирующих добавок, при оптимальном сочетании которых со св зующим исключаетс  смерзае- мость. Использу  битуминозные св зующие с модифицирующей добавкой - алифатическим амином можно сохранить структурный каркас брикета, соедин   угольные частицы в битумоугольную св зь, структура которой остаетс  прочной даже в процессе горени  брикета. Расщеплени  и распада брикета не

10

15

20

25

наблюдаетс  при горении и сгорают такие брикеты при температуре ниже воспламенени  угл . Таким образом обеспечиваетс  коксова  сетка, не допускающа  распада брикета в топке.

Claims (3)

1. Способ получени  буроугольных брикетов , включающий обработку нагретого бурого угл  фракции до 5 мм распылением органической модифицирующей добавки при перемешивании бурого угл , добавление к обработанному угл  органического св зующего при перемешивании, последующее прессование и охлаждение брикетов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  прочности, термо- и влагоустой- чивости брикетов, в качестве модифицирующей добавки используют алифатический амин в количестве 0,5 - 1,5% от массы угл , в качестве св зующего - нагретое выше температуры разм гчени  битуминозное св зующее , прессование нагретой до 60 - 80°С смеси ведут при 20 - 25 МПа в течение 2-3 мин и охлаждение брикетов до 30 - 40°С в течение 10-15 мин.

2.Способпоп.1,ртличающий- с   тем, что перемешивание нагретого бурого угл  с алифатическим аминам ведут в течение 1 мин.

3. Способ поп.1,отличаю щи й- с   тем, что в качестве битуминозного св зующего используют битумы плотно35 стью 900 - 930 кг/м , температурой разм гчени  65 - 80°С и временем отверждени  не более 2-3 мин, в количестве 5-7 мас.%.

А. Способ по пп. 1 и 3, о т л и ч а ю щ и й40 с   тем, что перемешивание битума с обработанным бурым углем ведут при 70 - 90°С в течение 8-10 мин.

30

Анализ качественных показателей брикетов, полученных по известному и предлагаемому способу

11 ,0/3 0,5 7,0 65 75-7018-28,099,5 98,1

13 ,ОД 1,5 5,0 65 90,015-25,099,3 98,0

1000,2038,0

1000,25 37,8