СМОЛИСТОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УГОЛЬНЫХ БРИКЕТОВ
RESIN BINDER FOR MAKING COAL BRIQUETTES

Изобретение относится к технологии переработки тонкодисперсного угольного сырья в облагороженное топливо коммунально-бытового и технологического назначения. Описывается связующее для топливных брикетов, состоящее из смолы - кубовых остатков процесса ректификации производства диафена «ФП», содержащих дифениламид и смолистые продукты его химической конденсации, удовлетворяющие требованиям ТУ. Предложенное связующее позволяет формовать брикеты, обладающие необходимой прочностью, влагостойкостью, повышенной теплотворной способностью.
Описание изобретения
Изобретение относится к связующим, используемым для переработки тонкодисперсного угольного сырья в облагороженное топливо коммунально-бытового и технологического назначения методом брикетирования со связующим.
Изобретение позволяет по упрощенной технологической схеме (без стадии дробления) путем прямого смешения угольного шлама и отсева получить из углеродного материала топливный брикет с высокими потребительскими свойствами, повысить экономическую эффективность работы предприятий топливно-энергетического комплекса при рациональном использовании ее угольных ресурсов, в том числе вторичных, и одновременно решить экологические проблемы химического производства - утилизировать смолу - кубовые остатки процесса ректификации производства диафена «ФП».
Отличительными признаками изобретения являются:
- использование в качестве связующего кубовых остатков процесса ректификации производства диафена «ФП»;
- необходимое количество кубовых остатков, составляющее 10% от массы исходного угольного сырья.
Технический результат - использование нетрадиционного горючего связующего для получения качественных топливных брикетов.
Основными причинами, тормозящими развитие брикетирования каменных и старых бурых углей, является отсутствие доступного и дешевого связующего. По этой причине повсеместно и постоянно ведутся поиски различных вариантов индивидуальных или комбинированных связующих для получения топливных брикетов, в результате чего постоянно расширяется их ассортимент [1-5].
Подбор связующих, одновременно удовлетворяющих всем необходимым требованиям - доступность, низкая стоимость, способность повышать теплоту сгорания полученного окускованного топлива и его влагостойкость, способность придавать брикету высокую механическую прочность и др., является сложной технической задачей.
Среди смолообразных органических связующих - отходов атмосферно-вакуумной переработки нефти в большей степени используются связующие на основе нефтяных битумов, гудронов разного состава [6].
Известен, например, способ производства угольных брикетов старых бурых углей Кангаласского месторождения, имеющих низкое содержание битуминозных веществ, с использованием нефтяных связующих - нефтяных битумов Ангарского НПЗ, гудрона из нефти Талаканского месторождения, озерного сапропеля местного происхождения на территории Якутии [7].
Недостатком данного изобретения является использование практически недоступного дополнительного компонента - озерного сапропеля местного происхождения, отсутствие в нем данных по брикетированию каменных углей, высокие транспортные расходы на доставку к месту добычи бурых углей, нефтяных битумов и гудрона.
Наиболее близким к изобретению является способ производства угольных топливных брикетов на основе только нефтяного битума, который растворялся в органических растворителях: в бензине, бензоле, керосине и наносился в виде его полученного раствора на угольные частицы шихты с последующей отдувкой растворителя острым паром [5]. Основным недостатком данного изобретения является использование токсичных, пожароопасных и взрывоопасных растворителей, которые по заявленному изобретению необходимы для равномерного нанесения связующих на поверхность угольных частиц.
Цель изобретения - расширение существующего ассортимента связующих веществ, позволяющих создать топливный угольный брикет с необходимыми потребительскими свойствами, с одновременной переработкой смолистых отходов крупнотоннажного химического производства.
Поставленная цель достигается использованием смолистых отходов - кубовых остатков производства диафена «ФП» (антистарителя резин), имеющих (согласно ТУ) следующую характеристику:
- внешний вид - вязкая смола от коричневого до черного цвета;
- дифениламин - не более 35%;
- смолистые продукты конденсации - не менее 65%;
- вода - не более 2%.
Кубовые остатки производства диафена «ФП», являющиеся универсальными ПАВ и используемые для увеличения водостойкости асфальтобетонов, обладают важными технологическими свойствами - обладают высокой адгезией к твердой поверхности, что является особенно важным фактором при получении окускованного угольного топлива [8].
В данном способе получения топливных брикетов с заявленным связующим использовалась смесь угольного шлама и угольной мелочи (при соотношении 1:1) ОФ «Антоновская» Кузнецкого угольного бассейна, представленная углями марки ГЖ со следующим характеристиками:
(0-1 мм) - 50%; (1-4 мм) - 40%; 4 мм - остальное;
- зольность - 20%;
- теплота сгорания - 5200 ккал/кг;
- влажность - 10%.
Пример 1 (по прототипу) [5]. Полученная после сушки угольная смесь с остаточной влажностью 6% смешивалась с керосиновым раствором нефтяного битума и брикетировалась по технологии согласно патенту по прототипу [5]. После отдувки растворителя и охлаждения полученных брикетов проверялось их качество по основным потребительским показателям. Результаты испытаний представлены в табл.1.
Примеры 2-5. Для изготовления брикетов приготовленная угольная смесь, приготовленная из угольного шлама и угольного отсева по примеру 1, предварительно нагревалась до температуры 50° и смешивалась с нагретыми до 60-70° кубовыми остатками производства диафена «ФП» при разном количестве связующего материала. Результаты экспериментов и характеристики брикетов представлены в табл.1.
№ примера
Расход связующего, %
Зольность, %
Теплота сгорания, ккал/кг
Механическая прочность, кг/см<sup>2</sup>
1. прототип [5]
22,0
5400
80
2. по заявленному изобретению
6
21,0
5500
90
3. по заявленному изобретению
7
20,5
5550
110
4. по заявленному изобретению
8
20,2
5610
115
5. по заявленному изобретению
9
20,1
5620
116
Из табл.1 следует, что максимальная механическая прочность (оптимальный процесс адгезии) при высокой теплоте сгорания брикетов наблюдается при расходе связующего 8-9% от массы угольного материала.
Источники информации
3
1. A.c. №1759857, МКЛ C10L 5/38; C10L 5/36. Слоистый топливный брикет. / Е.Н.Кускова, В.Б.Кусков, опубл. 07.09.1992, Бюл. №33.
3
2. Патент РФ №2078794, МКЛ C10L 5/20. Способ получения угольных брикетов / С.С.Будаев, Ю.А.Нифонтов, А.Р.Молявко, А.Н.Прокашев, Б.И.Линев, В.А.Киляков, А.В.Скрябин. С.П.Николаев, опубл. 10.05.1997.
3
3. Патент РФ №2147029, МКЛ C10L 5/12; C10L 5/14; C10L 5/16; C10L 5/40. Топливный брикет и способ его получения / В.Г.Лурий, опубл. 27.03.2000.
3
4. Патент РФ №2146276, МКЛ C10L 5/44; C10L 5/12. Связующее для топливных брикетов / Ю.О.Касьянов, Г.М.Дроздов, А.Г.Дюканов, Б.Н.Маймур, Н.А.Носков, опубл. 10.03.2000.
3
5. А.с. №388011, МКЛ C10L 5/16. Способ производства угольных брикетов / И.С.Макулин, Ю.А.Дубинчик, М.Д.Петров, Б.А.Чернаков, А.Я. Гарбар, опубл. 22.06.1973, Бюл. №28.
6. Елишевич, А.Т. Брикетирование угля со связующими. / А.Т.Елишевич - М.: Недра. - 1972. - 160 с.
7. Петрова, Л.А. Получение бытовых топливных брикетов с использованием нефтяных связующих / Л.А.Петрова, В.Г.Латышев, О.В.Буренина // Нефтегазовое дело, март 2007.
8. Методические рекомендации по применению кубовых остатков производства диафена «ФП» для повышения водо- и морозоустойчивости асфальтобетонов. М. - 1984.