КОМПЛЕКС ПО БРИКЕТИРОВАНИЮ УГОЛЬНОЙ МЕЛОЧИ

Полезная модель относится к области производства брикетов из углеродсодержащих материалов с использованием связующих материалов органического происхождения и может использоваться для получения угольных и иных углеродсодержащих брикетов с низкой стоимостью.
Известен комплекс по брикетированию каменных углей (см. 1. Кожевников И.Ю. Окускование и основы металлургии: Учеб. для вузов / И.Ю.Кожевников, Б.М.Равич. - М.: Металлургия, 1991, с.113-116), состоящий из узлов: подготовки угля (отсевов) по фракционному составу и влажности, подготовки связующего материала, дозировки компонентов шихты, перемешивания компонентов шихты, разогрева шихты, пропарки и дополнительного перемешивания шихты, охлаждения и прессования шихты, охлаждения и отгрузки брикетов. Недостатками данного комплекса являются большое количество технологических операций и сложность применяемого оборудования.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является комплекс по брикетированию буроугольного полукокса (см. 2. Получение высококачественного окускованного топлива на основе буро-угольного полукокса из углей Канско-Ачинского бассейна / В.М.Ди-нельт [и др.] // Энергетика в глобальном мире: Сб. тезисов докладов первого международного научно-технического конгресса. - Красноярск: Версо, 2010, с.381-382), состоящий из узлов: сушки мелкозернистого исходного углеродистого сырья, смешивания последнего со связующим, прессования полученной смеси, сушки брикетов. Недостатком данного прототипа является то, что предлагаемые связующие материалы (растворы жидкого стекла, концентратов лигносульфонатов и мелассы) имеют высокую стоимость и дефицитны.
Целью настоящей полезной модели является устранение недостатков, присущих аналогу и прототипу, а также снижение стоимости получаемых брикетов. Задачу предлагается решить с помощью ввода в состав комплекса по брикетированию угольной мелочи узла подготовки связующего материала, преимущественно навоза - продукта жизнедеятельности животных и птиц.
Сущность полезной модели заключается в том, что комплекс по брикетированию угольной мелочи дополнительно оборудован узлом подготовки связующего материала, преимущественно навоза, в составе барабанного сита с загрузочной течкой, связанной с питателем бункера для связующего материала, разгрузочной течкой для отвода отсепарированного связующего, связанной с загрузочной течкой смесителя, и камерой для отвода отделенной влаги.
Таким образом, достижение поставленной цели обеспечивается за счет оборудования комплекса по брикетированию угольной мелочи дополнительным узлом подготовки связующего материала, преимущественно навоза - малодефицитного органического компонента, утилизация которого другими способами дорогостояща. При этом не снижается низшая теплота сгорания брикетов и обеспечивается достаточная их прочность.
Комплекс по брикетированию угольной мелочи (фиг.1) состоит из бункеров исходных материалов (угольной мелочи 1 и связующего материала 2), смесителя 3, брикетного пресса 4, сушилки 5, технологически связанных между собой питателями 6, 7, загрузочными 8, 9, 10 и разгрузочными течками 11, 12, 13, ленточными конвейерами (на рисунке не показаны); узла подготовки связующего материала (преимущественно навоза) в составе барабанного сита 14 с загрузочной воронкой 8, связанной с питателем 6 бункера для связующего материала, разгрузочной течкой 11 для отвода отсепарированного связующего, связанной с загрузочной течкой 9 смесителя, и камерой 15 для отвода отделенной влаги.
Комплекс по брикетированию угольной мелочи работает следующим образом. Угольная мелочь поступает из бункера в смеситель. Навоз из бункера поступает в барабанное сито, в котором происходит отделение части влаги от навоза. Отделенная влага поступает в камеру и удаляется, а отсепарированный навоз поступает в смеситель, в котором смешивается с угольной мелочью в определенной пропорции. Далее полученная смесь поступает в пресс, в котором происходит брикетирование смеси. После пресса влажные брикеты поступают в сушилку, в которой происходит их сушка. После сушилки высушенные брикеты подаются на склад готовой продукции.
Достижение поставленной цели подтверждается результатами выполненных лабораторных и стендовых испытаний.
Методика проведения исследований:
- производился расчет состава смеси по ГОСТ 27313-95 «Обозначение показателей качества и формулы пересчета результатов анализа для различных состояний топлива»;
- исходные компоненты: уголь марки «ДГР» и навоз - перемешивались в смесителе в течение 5 минут, остальные составы перемешивались вручную, вследствие того, что указанные смеси было затруднительно перемешивать в смесителе;
- производилось брикетирование смеси на гидравлическом прессе с давлением 300-500 кгс/см в матрице, имеющей 20 пресс-форм с диаметром 35 мм каждая;
- одна часть полученных брикетов отправлялась для определения влжаности по ГОСТ 27314-91 «Методы определения влаги», зольности по ГОСТ 11022-95 «Методы определения зольности» и на исследование кинетики сушки на анализаторе влажности МА-30 при температуре 110°С и 150°С. Вторая часть брикетов сушилась на воздухе;
- первая часть высушенных брикетов подвергалась испытанию на сопротивление сбрасыванию по ГОСТ 21289-75 «Метод определения механической прочности», вторая - направлялась на определение влажности и зольности;
- высушенные брикеты (10 кг) сжигались в лабораторной установке, состоящей из топки с сетчатым днищем, оборудованной системой принудительной подачи воздуха и дымососом.
В таблице представлены результаты исследований качества брикетов, полученных в лабораторных условиях на основе угольных шламов и свиного навоза.
Таблица
Результаты испытаний прочности брикетов на сбрасывание
Состав брикета
Прочность на сбрасывание, %
Навоз: кек Щедрухинской обогатительной фабрики 30:70
90
Навоз: кек Щедрухинской обогатительной фабрики (после нагрева смеси до 60 ОС) 30:70
55
Навоз: кек Антоновской обогатительной фабрики 30:70
89
Навоз: шлам мелкозернистый шахты «Полосухинская» 30:70
67
Из таблицы видно, что наибольшей прочностью обладают брикеты, состоящие из 30% навоза и 70% кека обогатительной фабрики «Щедрухинская».