RU2057164C1

RU2057164C1 - Method of production of fuel bricks

Info

Publication number: RU2057164C1
Application number: RU93003418A
Authority: RU
Inventors: В.В. Пушканов; Г.С. Головин; Е.Г. Горлов; Я.М. Каган; А.Р. Молявко; А.А. Чижевский
Original assignee: Институт горючих ископаемых; Научно-производственное объединение "Гидротрубопровод"
Priority date: 1993-01-20
Filing date: 1993-01-20
Publication date: 1996-03-27

Abstract

FIELD: coal mining industry. SUBSTANCE: ground brown coal is mixed with ground lignocellulose waste in mass relation (1.5-4):1, the mix is worked in a disintegrator at a rotary speed of rotors equal to (16-18)10 min 10 min^-1 for 3 to 6 s, then bricks are compacted at room temperature; hydrolyzed lignin or sawdust is used as ground lignocellulose waste. EFFECT: facilitated procedure. 2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к переработке угля, конкретно к способу получения топливных брикетов и может быть использовано в угольной, горнорудной, химической и др. отраслях народного хозяйства, а также для получения коммунально-бытового топлива. The invention relates to the processing of coal, specifically to a method for producing fuel briquettes and can be used in coal, mining, chemical and other sectors of the national economy, as well as for producing household fuel.

Известен способ получения гранул из бурового угля, включающий его обработку во фрикционной мельнице при скорости вращения 20-40 об/мин в течение времени до 30 с с получением частиц угля размером 0,3 мм с последующим экструдированием полученной угольной массы и ее сушки [1]
Недостатком данного способа является невозможность получения данным способом прочных брикетов.A known method of producing granules from drill coal, including its processing in a friction mill at a rotation speed of 20-40 rpm for up to 30 s to obtain particles of coal with a size of 0.3 mm, followed by extrusion of the obtained coal mass and drying [1]
The disadvantage of this method is the impossibility of obtaining this method of durable briquettes.

Более близким к предлагаемому способу является способ получения топливных брикетов, включающий смешение измельченного бурового угля с лигноцеллюлозными измельченными отходами (пневая древесина) в массовом соотношении, например, (1,5-4): 1, обработку смеси (шихты) сушкой в пневмогазовой сушилке и последующее прессование при комнатной температуре при 100 МПа брикетов [2]
Недостатком указанного способа является невысокая прочность брикетов.Closer to the proposed method is a method for producing fuel briquettes, comprising mixing crushed drill coal with lignocellulosic crushed waste (pawn wood) in a mass ratio, for example, (1.5-4): 1, processing the mixture (charge) by drying in an air-gas dryer and subsequent pressing at room temperature at 100 MPa briquettes [2]
The disadvantage of this method is the low strength of the briquettes.

Цель изобретения повышение прочности брикетов. The purpose of the invention to increase the strength of briquettes.

Это достигается способом получения топливных брикетов, включающим смешение измельченного бурового угля с измельченными лигноцеллюлозными отходами (используют лигнин или древесные опилки), шихтование в массовом соотношении (1,5-4): 1 соответственно, механообработку полученной шихты в дезинтеграторе при скорости вращения роторов (16-18) 103 мин-1 в течение 3-6 с последующим брикетированием при комнатной температуре. This is achieved by the method of producing fuel briquettes, including mixing crushed drill coal with crushed lignocellulosic waste (using lignin or wood sawdust), blending in a mass ratio (1.5-4): 1, respectively, machining the resulting mixture in a disintegrator at rotor speed (16 -18) 103 min-1 for 3-6, followed by briquetting at room temperature.

Отличительным признаком является обработка шихты, состоящей из угля и лигноцеллюлозных отходов в дезинтеграторе при скорости вращения роторов (16-18) 103 мин-1 в течение 3-6 с, это позволяет осуществить наибольшую скорость разрыва углеродкислородных связей макромолекул органической массы угля и гидролизного лигнина или древесных опилок, повышая тем самым их реакционную способность, перераспределять равномерно влагу по компонентам шихты, что улучшает ее брикетируемость и повышает прочность брикетов. После механообработки шихта, состоящая из угля и гидролизного лигнина имеет крупность 0-1 мм с содержанием основной массы частиц менее 0,2 мм, а шихта, состоящая из угля и опилок имеет крупность 0-4 мм, в которой органическая масса крупностью более 0,2 мм представлена волокнистой древесиной. Также при механообработке угля происходит увеличение доли углерода, приходящего на карбоксильные группы, уменьшение фенольных гидроксильных групп и увеличение ароматического концентрированного углерода. A distinctive feature is the processing of a mixture consisting of coal and lignocellulosic waste in a disintegrator at a rotor speed of (16-18) 103 min-1 for 3-6 s, this allows for the highest breaking rate of carbon-oxygen bonds of macromolecules of coal organic mass and hydrolytic lignin or sawdust, thereby increasing their reactivity, evenly distribute moisture over the components of the mixture, which improves its briquetting and increases the strength of the briquettes. After machining, the mixture consisting of coal and hydrolysis lignin has a particle size of 0-1 mm with a main particle content of less than 0.2 mm, and the mixture consisting of coal and sawdust has a particle size of 0-4 mm, in which the organic mass has a particle size of more than 0, 2 mm is represented by fibrous wood. Also, during the mechanical processing of coal, there is an increase in the proportion of carbon entering the carboxyl groups, a decrease in phenolic hydroxyl groups, and an increase in aromatic concentrated carbon.

П р и м е р 1 (сопоставительный). Автоклавированный бурый уголь Бородинского месторождения крупностью 0-10 мм и гидролизный лигнин (ГЛ), отвечающий требованиям ТК 64-11-05-87, с влажностью 59,1% и крупностью 0-10 мм характеристики которых приведены в табл.1, шихтуют в массовом соотношении 1: 1, а затем подвергают механообработке в дезинтеграторе типа ДЕЗИ-14 МЛ-2-ВТ при частоте вращения роторов 16 103 мин-1 в течение 3 с и брикетируют на 50-тонном гидравлическом прессе при 20оС навески по 40 г в пресс-форме диаметром 50 мм с упором при давлении 100 МПа. PRI me R 1 (comparative). Autoclaved brown coal of the Borodino deposit with a grain size of 0-10 mm and hydrolysis lignin (GL) that meets the requirements of TC 64-11-05-87, with a moisture content of 59.1% and a grain size of 0-10 mm, the characteristics of which are given in Table 1, are charged in a mass ratio of 1: 1, and then subjected to machining in a DEZI-14 ML-2-VT type disintegrator at a rotational speed of 16 103 min-1 for 3 s and briquetted on a 50-ton hydraulic press at 20 ° C, 40 g weighed into a press -shaped diameter of 50 mm with a stop at a pressure of 100 MPa.

Полученные брикеты испытывают на сжатие, изгиб и стирание в барабане. Испытание брикетов на сжатие производят на прессе путем раздавливания на всю плоскость цилиндрического брикета по ГОСТ 21289-75. Испытания брикетов на изгиб осуществляют на рычажном аппарате Домке. Прочность на истирание устанавливают в стандартном барабане по ГОСТ 21289-75. The resulting briquettes are tested for compression, bending and abrasion in the drum. The compression briquettes are tested in a press by crushing onto the entire plane of a cylindrical briquette according to GOST 21289-75. Bending briquettes are carried out on the Domke lever apparatus. Abrasion resistance is set in a standard drum according to GOST 21289-75.

Условия проведения процесса прессования и данные по качеству брикетов приведены в табл.2. The conditions of the pressing process and data on the quality of the briquettes are given in table 2.

П р и м е р ы 2-5. Автоклавированный бурый уголь Бородинского месторождения крупностью 0-10 мм шихтуют с гидролизным лигнином крупностью 0-10 мм с влажностью 9,1% в различных соотношениях и подвергают механообработке и брикетированию в условиях, аналогичных примеру 1. PRI me R s 2-5. Autoclaved brown coal of the Borodino deposit with a grain size of 0-10 mm is blended with hydrolysis lignin of a grain size of 0-10 mm with a moisture content of 9.1% in various ratios and subjected to machining and briquetting under conditions similar to example 1.

Как видно из данных табл.2, механически прочные брикеты получают при массовом соотношении уголь:ГЛ, равном (1,5-2,3):1, при комнатной температуре и влажности шихты 18,3-22,4%
П р и м е р ы 6-7 (известный способ). Автоклавированный бурый уголь Бородинского месторождения и гидролизный лигнин крупностью 0-4 мм шихтуют в массовом соотношении 1:1 и брикетируют при давлении 100 МПа и температуре 20 и 70^оС.As can be seen from the data in Table 2, mechanically strong briquettes are obtained with a coal: GL mass ratio of (1.5–2.3): 1, at room temperature and charge moisture of 18.3–22.4%
PRI me R s 6-7 (known method). The autoclaved Borodinskoe deposit lignite and lignin batch 0-4 mm in a weight ratio of 1: 1 and briquetted at a pressure of 100 MPa and a temperature of 20 and 70 ° ^C.

Как следует из данных табл.2, для получения по известному способу механически прочных брикетов необходимо, чтобы в шихте содержалось 50% гидролизного лигнина и ее температура перед прессованием была 70^оС. Брикеты с температурой 70^оС требуют принудительного охлаждения, что в свою очередь влечет дополнительные энергозатраты, кроме того, необходимо предварительное обезвоживание лигнина.As follows from the data of Table 2, for the known method mechanically strong compacts requires that the charge contained 50% hydrolyzed lignin and its temperature before compression was 70 ^C. The briquettes with 70 ^C temperature requires forced cooling, which in turn entails additional energy costs, in addition, preliminary dehydration of lignin is necessary.

П р и м е р ы 8-12. Автоклавированный бурый уголь Бородинского месторождения крупностью 0-10 мм шихтуют с гидролизным лигнином крупностью 0-10 мм влажностью 59,1% в различных соотношениях, а затем подвергают механообработке в дезинтеграторе при частоте вращения роторов 18 ·10³ мин^-1 в течение 6 с и брикетируют при давлении 100 МПа. Условия процесса прессования и данные по качеству брикетов приведены в табл.2.PRI me R s 8-12. Autoclaved brown coal of the Borodino deposit with a grain size of 0-10 mm is blended with hydrolysis lignin with a grain size of 0-10 mm, humidity 59.1% in various ratios, and then subjected to machining in a disintegrator at a rotational speed of 18 · 10 ³ min ^-1 for 6 s and briquetted at a pressure of 100 MPa. The conditions of the pressing process and data on the quality of briquettes are given in table 2.

Как следует из данных табл.2, в предлагаемом способе получают механически прочные топливные брикеты при массовом соотношении уголь:ГЛ, равном (1,5-4,0):1 при комнатной температуре и влажности шихты 13,8-22,1%
П р и м е р ы 13-17. Автоклавированый бурый уголь Бородинского месторождения крупностью 0-10 мм шихтуют с гидролизным лигнином крупностью 010 мм влажностью 59,1% в различных соотношениях, а затем подвергают механообработке в дезинтеграторе при частоте вращения роторов 17 103 мин^-1 в течение 5 с и брикетируют при давлении 100 МПа. Условия проведения процесса прессования и данные по качеству брикетов приведены в табл.2.As follows from the data of table 2, in the proposed method receive mechanically durable fuel briquettes with a mass ratio of coal: GL, equal to (1.5-4.0): 1 at room temperature and humidity of the mixture 13.8-22.1%
PRI me R s 13-17. Autoclaved brown coal of the Borodino deposit with a grain size of 0-10 mm is blended with hydrolysis lignin with a grain size of 010 mm and a moisture content of 59.1% in various ratios, and then subjected to mechanical processing in a disintegrator at a rotational speed of 17 103 min ^-1 for 5 s and briquetted at a pressure of 100 MPa The conditions of the pressing process and data on the quality of the briquettes are given in table 2.

П р и м е р 18 (сопоставительный). Автоклавированный бурый уголь Бородинского месторождения (крупность 0-10 мм) и древесные опилки (крупность 0-10 мм) влажностью 46,7% характеристика которых приведена в табл.1, шихтуют в массовом соотношении 1,5:1 и брикетируют при давлении 100 МПа и температуре 20^оС.PRI me R 18 (comparative). Autoclaved brown coal of the Borodino deposit (grain size 0-10 mm) and sawdust (grain size 0-10 mm) with a moisture content of 46.7%, the characteristics of which are given in Table 1, are burdened in a mass ratio of 1.5: 1 and briquetted at a pressure of 100 MPa and a temperature of 20 ^about C.

П р и м е р ы 19-21. Автоклавированный бурый уголь Бородинского месторождения (крупность 0-10 мм) шихтуют с древесными опилками (крупность 0-10 мм) в массовом соотношении 1,5:1 и подвергают механообработке в дезинтеграторе при частоте вращения роторов 16·10³ мин^-1 в течение 3 с (пример 19); 17· 10³ мин^-1 в течение 5 с (пример 20); 18· 10³ мин^-1 в течение 6 с (пример 21). Затем брикетируют при давлении 100 МПа и температуре 20^оС.PRI me R s 19-21. Autoclaved brown coal of the Borodino deposit (particle size 0-10 mm) is blended with sawdust (particle size 0-10 mm) in a mass ratio of 1.5: 1 and subjected to mechanical treatment in a disintegrator at a rotor speed of 16 · 10 ³ min ^-1 for 3 c (example 19); 17 · 10 ³ min ^-1 for 5 s (example 20); 18 · 10 ³ min ^-1 for 6 s (example 21). Then briquetted at a pressure of 100 MPa and a temperature of 20 ^about C.

Как следует из данных табл.2, механически прочные топливные брикеты получают при приготовлении шихты в массовом соотношении уголь:гидролизный лигнин или древесные опилки, равном (1,5-4):1, при скорости вращения роторов дезинтегратора (16-18) ^.10³ мин^-1 в течение 3-6 с при механообработке шихты и ее прессование при комнатной температуре. Изменение условий механообработки в дезинтеграторе в ту или иную сторону нецелесообразно, поскольку при снижении скорости вращения роторов менее 16·10³ мин^-1 и времени обработки менее 3 с, снижается механическая прочность брикетов, а увеличением времени механообработки шихты свыше 6 с при скорости вращения роторов более 18·10³ мин^-1 повлечет дополнительные энергозатраты.As follows from the data in Table 2, mechanically strong fuel briquettes are obtained in the preparation of a charge in a mass ratio of coal: hydrolysis lignin or sawdust equal to (1.5-4): 1, at a rotational speed of the disintegrator rotors (16-18) ^. 10 ³ min ^-1 for 3-6 s during the mechanical processing of the mixture and its pressing at room temperature. Changing the machining conditions in the disintegrator in one direction or another is impractical, since when the rotor speed is reduced to less than 16 · 10 ³ min ^-1 and the processing time is less than 3 s, the mechanical strength of the briquettes decreases, and the batch is machined more than 6 s at a rotor speed more than 18 · 10 ³ min ^-1 will entail additional energy costs.

Оптимальными условиями осуществления способа является шихтовка угля и лигнина в массовом соотношении (1,5-4):1, механообработки в дезинтеграторе при скорости вращения роторов (16-18) ·10³ мин^-1 в течение 3-6 с с последующим брикетированием при комнатной температуре.The optimal conditions for the implementation of the method is the blending of coal and lignin in a mass ratio (1.5-4): 1, machining in a disintegrator at a rotational speed of rotors (16-18) · 10 ³ min ^-1 for 3-6 s followed by briquetting at room temperature.

Прочность на истирание топливных брикетов повышается до 91,7% сопротивление сжатию до 24,2 МПа, прочность на изгиб до 1,21 МПа. Теплотворность брикетов (Qsdaf) из шихты уголь + гидролизный лигнин составляет 6460-6850 ккал/кг, а из шихты уголь + опилки 6186 ккал/кг. The abrasion resistance of fuel briquettes increases to 91.7%, the compression resistance to 24.2 MPa, the bending strength to 1.21 MPa. The calorific value of briquettes (Qsdaf) from a coal + hydrolysis lignin mixture is 6460-6850 kcal / kg, and from a coal charge + sawdust 6186 kcal / kg.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить механическую прочность топливных брикетов, упростить технологическое оформление процесса за счет снижения температуры прессования и исключения предварительного обезвоживания гидролизного лигнина, снизить энергозатраты на подготовку шихты, получить качественные топливные брикеты с меньшим содержанием менее калорийного компонента, расширить ассортимент утилизируемых отходов все это в целом позволяет повысить экономичность процесса. Thus, the proposed method allows to increase the mechanical strength of fuel briquettes, to simplify the technological design of the process by lowering the pressing temperature and eliminating the preliminary dehydration of hydrolytic lignin, to reduce the energy consumption for the preparation of the charge, to obtain high-quality fuel briquettes with a lower content of less caloric component, to expand the range of utilized waste all this generally improves the efficiency of the process.

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING FUEL BRIQUETTES, including mixing crushed drill coal with crushed lignocellulosic wastes in a mass ratio of 1.5 - 4: 1, processing the mixture and then pressing the briquettes at room temperature, characterized in that the mixture is processed in a disintegrator at a rotor speed (16 - 18) • 10 ³ min ^- ¹ for 3 - 6 s.

2. The method according to claim 1, characterized in that the hydrolyzed lignin or sawdust is used as ground lignocellulosic waste.