Получение топливных брикетов из твердых горючих материалов

1. Разработка и совершенствование экономического механизма управления природоохранной деятельностью является наиболее важным стратегическим аспектом экологической политики России.

2. Дополнительным источником налоговых доходов государственного бюджета РФ, используемых на цели финансирования программ переработки и утилизации отходов, может быть косвенный налог акцизного типа. Объектом налогообложения является продукция и товары, потребление которых приводит к образованию отходов или оказывает вредное воз-

1. Куриленко В.В. Основы управления природо- и недропользованием. Экологический менеджмент. - СПб.: СПГУ, 2000. - 208 с.

действие на окружающую природную среду, но в силу отсутствия экологобезопасных аналогов общество не может от них отказаться.

3. Новым элементом экономического механизма рационального природопользования может быть Экологическая инвестиционная корпорация, главной задачей которой является привлечение инвестиций на экологическое оздоровление секторов производства, кредитование экологических программ и предоставление гарантий инвесторам, финансирующим инвестиционные проекты в природоохранной сфере.

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

2. Пилиев С., Кадохов В. Совершенствование экономических механизмов природопользования. // Экономист. — 2002, № 4, с. 57 - б3.

— Коротко об авторах ----------------------------------------------------------------------

Гусева Наталья Геннадьевна — магистрант второго года обучения экономического факультета Санкт-Петербургского государственного горного института им. Г.В. Плеханова (технического университета).

----------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ

ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ

Автор Название работы Специальность Ученая степень

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ «БУРОВАЯ ТЕХНИКА» — ВНИИБТ»

ПЛОТНИКОВ Валерий Матвеевич Управление гидродинамическими процессами при бурении скважин винтовыми забойными двигателями 25.00.15 Д.т.н.

УДК 662.815

Р.А. Азимов, А.А. Бенин, Ю.В. Шувалов, Ю.А. Нифонтов, А.Н. Никулин

© Р. А. Азимов, А.А. Бенин, Ю.В. Шувалов, Ю.А. Нифонтов, А.Н. Никулин, 2005

ПОЛУЧЕНИЕ ТОПЛИВНЫХ БРИКЕТОВ ИЗ ТВЕРДЫХ ГОРЮЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Семинар № 6

дним из главных направлений совершенствования структуры топливноэнергетического баланса страны является увеличение доли угля, характерное для основных угледобывающих стран, где в выработке энергии он занимает до 50-60 %, вторым - рациональное использование горючих отходов добывающих отраслей (угольная, сланцевая, лесная и др.). От 10 % (сланцевая) до 30 % (угольная) и 70 % (лесная) горючих отходов не только не используются, но и наносят значительный ущерб окружающей среде, требуют дополнительных затрат на их складирование и нейтрализацию вредного влияния. В то же время твердые горючие отходы горнодобывающей, лесной и других отраслей промышленности представляют ценный продукт, вовлечение которого в хозяйственный оборот обеспечивает: снижение загрязнения окружающей среды; сбережение ценных топливно-энергетических ресурсов; повышение полноты использования ресурсов; снижение затрат на производство тепловой энергии; широкое использование местных видов низкокалорийных топлив.

Прямое, без предварительной подготовки к сжиганию, использование твердых горючих отходов не целесообразно. Эффективная утилизация тонкодисперсных горючих материалов обеспечивается созданием способом окускова-ния искусственных структурированных комплексов - блоков, брикетов, гранул, пеллет для последующего сжигания в бытовых и промышленных топочных устройствах и установках для получения тепловой энергии.

Наиболее подготовленной к производству и апробированной в промышленных условиях является технология изготовления брикетов из твердых горючих отходов с тонкодисперсным активным связующим (цемента, бентонитового глинопорошка, известковой муки - пушенки, гипса, лигносульфоната и др.).

Технология получения брикетов основана на экспериментально установленном неизвестном ранее явлении миграции в толще брикета сложных флюидных систем и включает подготовку шихты смешиванием тонких классов горючих материалов (угольный шлам, мелочь, древесный опил) со связую-

щим тонкодисперсным материалом, вводимым в состав шихты в сухом виде, брикетирование шихты и последующую температурную обработку при температуре от 120-180 оС [1, 2, 3].

Подготовка шихты заключается в смешении и гомогенизации частиц первичной смеси, их сближение до получения вторичных ассоциатов (гранул) крупностью: 6-5 мм - 68 %, 5-1 мм - 43-45 %, 1-0,5 мм - 18-20 %, 0,5-0,1 мм - 28-30 %, < 0,1 мм - 0,7-1,1 %. При этом под действием давления формования от периферии брикета к его центру, и от центра к периферии при последующей термической обработке (сушке) происходит миграция сложных флюидных систем, которые включают в себя естественную или привнесенную влагу и растворенные в ней связующие компоненты, минеральные составляющие, а также вовлеченные в ее состав тонкодисперсные частицы материала шихты [4]. Перемещение в толще брикета связующего компонента и тонкодисперсных частиц завершается образованием концентрических поверхностей (флуктуаций прочности), сто обеспечивает армирование и упрочнение брикета, а также его влагоустойчивость.

Повышение эффективности сжигания окускованного твердого топлива достигается применением запальных - легковоспламеняющихся топливных брикетов, включающих зажигательный слой, содержащий гек-саметилентетраамин (25-50 %), нитрат калия (5-20 %) и горючую массу рядовых брикетов со связующим - термопластичным полиизопреном или эпоксидной смолой, модифицированной введением низкомолекулярного жидкого бутадиенового каучука с карбоксильными группами в соотношении смола -каучук: 1 моль на 0,08-0,1 [5].

Брикет изготавливался следующим образом: для основной слоя готовится шихта, состоящая из каменного угля марки "Ж" (класс -3 мм) и связующего. Шихта перемешивается в барабанном смесители и поступает в экструдер, где дополнительно перемешивается и загружается в пресс-форму в заданном количестве. Компоненты шихты зажигательного слоя измельчаются до - 0,1 мм, переме-

шиваются с связующим (в барабане и экструдере) и также загружаются в пресс-форму в заданном количестве. После этого прессуется брикет. Затем брикет сушится при температуре 105-115 °С в течение 2 часов, когда используется полиизопреновое связующее и в течении 1 часа, при использовании моди-

фицированного каучука (рис. 1).

Брикеты при использовании в качестве связующего модифицированной эпоксидной смолы можно сушить в естественных условиях при комнатной температуре. Соотношение зажигательный - основной слой в брикете 1:5. Шихта прессуется при давлении 150 кгс/см2. Брикет имеет форму перфорированного цилиндра. Размеры могут варьироваться. Обычно диаметр брикета 65-80 мм, высота 70-90 мм. Масса от 200 до 400 гр. Время горения от 2 до 4 часов.

Опыты показывают, что прочность брикета значительно возрастает, а воспламеняются брикеты также хорошо (при оптимальном количестве компонентов в зажигательном слое). Практически такие же данные по зажиганию брикета получены и с эпоксидной смолой в качестве связующего.

Влагостойкость брикета с полиизопрено-вым связующим составляет 0,4 % за 2 часа, со связующим на основе эпоксидной смолы -0,55 % за 2 часа. Для сравнения влагостойкость брикета с приме-

Рис. 1. Единичный брикетный модуль. Технологическая схема: 1 - бункер для сырья; 2 - вибросито В 21; 3 - электромагнитный металлоуловитель; 4 -

транспортер; 5 - винтовой смеситель; 6 -дозатор 294 ПТ; 7 - экструзионный пресс ЭУТБ-4; 8 - автомат для резки брикетов ПЛПК 04; 9 - виброраскладчик; 10 -

сушилка ЛС 1,0-12НК-02; 11 - конвейер для охлаждения и доставки на упаковку

нением сульфит спиртовой барды в качестве связующего составляла 3,8 % за 2 часа.

Состав зажигательного слоя позволяет более легко и надежно воспламенять его, кроме того зажигательный слой горит более медленно, но при достаточно высокой температуре, что позволяет пламени легко переходить на основной слой (повышается надежность воспламенения основного слоя от зажигательного). В зажигательном слое отсутствуют соли бария (и вообще отсутствуют токсичные вещества), что значительно снижает токсичность брикетов. Технология изготовления брикетов упрощается т.к. шихта содержит меньше компонентов.

Использование в качестве связующего эпоксидной смолы модифицированной введением низкомолекулярного жидкого бутадиенового каучука с карбоксильными группами в соотношении смола - каучук 1 моль на 0,08-0,1 моль позволяет упростить технологию изготовления за счет снижения затрат на смешение шихты со связующим и уменьшения времени сушки.

При этом прочность и влагостойкость брикетов мало меняются.

Предложенный комплекс технологических решений по брикетированию твердых горючих отходов защищен рядом патентов РФ [1, 2, 4, 5], удостоен Золотой медали на 52 Всемирном Салоне изобретений научных исследований и промышленных инноваций

"БРЮССЕЛЬ-ЭВРИКА - 2003 (г. Брюссель, Бельгия, авторы: Шувалов Ю.В., Нифонтов Ю.А.) и реализован в промышленных условиях при строительстве брикетной установки производительностью 72 тыс. т брикетов в год на шахте "Северная" ОАО "Воркутауголь" (г. Воркута), а также брикетного модуля производительностью 10 тыс. т в год (Ленинградская область, ОАО "Концерн

1. Блинов В.А., Нифонтов ЮЛ., Лезгин Л.А. Способ получения топливных брикетов - Патент N 2006500 на изобретение, 1994.

2. Будаев С.С., Нифонтов ЮЛ. Молявко А.Р. и др. Способ получения угольных брикетов - Патент N 2078794 на изобретение, 1996.

3. Шувалов Ю.В., Нифонтов ЮЛ., Экгардт В.И. и др. Способ получения топливных брикетов - Патент № 2002129513/04(031113), 2004.

4. Нифонтов ЮЛ., Шувалов Ю.В., Бенин АЛ. Явление самоструктурирования при брикетировании

Рис. 2. Экструдированные топливные брикеты из каменноугольной мелочи

ЛЕМО"). Теоретические положения, на основе которых разработан данный комплекс технологических решений, признаны научным открытием [4].

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

углеродсодержащих твердых материалов с активным тонкодисперсным связующим/ Научное открытие, № 219 от 23 декабря 2002 г., Российская академия естественных наук, Международная академия авторов научных открытий и изобретений, Международная ассоциация авторов научных открытий, М., 2002 г.

5. Шувалов Ю.В., Кусков В.Б., Маковский А.Н., Маковский С.А. Легковоспламеняющийся топливный брикет - Патент № 2208044 на изобретение, 2002, приоритет установлен 31.01.2002.

— Коротко об авторах -----------------------------------------------------------------------------------

Азимов РА. - кандидат технических наук, доцент,

Бенин А.А. - доктор технических наук, профессор кафедры ЭА и ОТ, генеральный директор ОАО "Концерн ЛЕМО".

Шувалов Ю.В. - доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, академик АГН, зав. кафедрой ЭА и ОТ,

Нифонтов Ю.А. - доктор технических наук, профессор кафедры ТТБС, член-корр. РАЕН.

Никулин А.Н. - студент,

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет).

---------------------------------------- © И.Б. Мовчан, Е.А. Коваленко,

2005

УДК 614.838.12

И.Б. Мовчан, Е.А. Коваленко

МОНИТОРИНГ ЭКСПОЗИЦИОННОЙ ДОЗЫ ГИДРОГРАФИЧЕСКИ ИЗОЛИРОВАННОЙ ОБЛАСТИ

Семинар № 6