Способ получения буроугольных брикетов

5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 прочность брикетов на сжатие не превышает 7,3 МПа,Известно также нанесение на уголь раствора неорганической добавки, например гидроксидов кальция, бария до 5 мас.ф перед введением связующего типа лигносульфоната, нефтяных остатков, отходов бумажного производства с последующим брикетированием смеси, что обеспечивает получение транспортабельного брикетированного угля, хорошо хранящегося, с пониженным выделением окиси серы в процессе горения в топках.Однако при таком способе брикетирования требуется большой расход неорганической добавки на предварительную обработку угольной поверхности и связующего,Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ брикетирования бурых углей, включающий обработку горячей шихты бурого угля фракции до 6 мм модификатором-нефтебитумом распылением в количестве до 1,5 - 2,5 мас,0 при перемешивании шихты, последующее добавление связующего - лигносульфоната (сульфидно-дрожжевой бражки) в количестве б - 7 мас.%, прессование брикетов и охлаждение.Известный способ брикетирования с бинарным связующим позволяет повысить механическую прочность, термо- и влагоустойчивость брикетов, однако это повышение незначительное, Зто объясняется недостаточной схватывающей способностью связующего с угольными частицами и их слабым аутогезионным взаимодействием, К тому же такая последовательность подачи в угольную шихту нефтесвязующего, а затем лигносульфоната приводит к двухслойному расположению и расслаиванию связующих на поверхности угля, что тоже является причиной снижения прочности получаемых брикетов.При таком способе компоновки образуется структурный каркас брикета в основном с помощью связующих, расположенных снаружи, за счет только лигносульфоната, который способствует проникновению влаги в поры и трещины брикета, и брикеты становятся влагоемкими. Ввод нефтебитумного модификатора на первом этапе способствует образованию первичного внутреннего слоя, который слабо участвует в склеивании угольных частиц при последующем добавлении связующего - лигносульфоната, вследствие чего прочность брикетов по такому способу оказывается невысокой.Цель изобретения - повышение прочности, термо- и влагоустойчивости брикетов. Для достижения поставленной цели в качестве модифицирующей добавки используют алифатический амин в количестве 0,5 - 1,505 от массы угля, в качестве связующего - нагретое выше температуры размягчения битуминозное связующее, 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 угля с алифатическим амином ведут в течение 1 мин, В качестве битуминозного связующего используют битумы с плотностью 900 - 930 кг/м, температурой размягчения 65 - 80 С и временем отверждения 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 количестве 0,5 - 1,5% от массы угля позволяет стабилизировать угольную поверхность и способствует образованию пленки, придает угольным частицам активные центры с улучшенными адгезионными свойствами для последующего введения связующего, что приводит к уменьшению влаги и повышению прочности брикетов,Алифатический амин оказывает влияние на процесс дальнейшего брикетирования, т.к. от его количества при предварительной обработке зависит характер и тип укладки макромолекул в конденсированной фазе связующего, что способствует целенаправленному регулированию процесса структурообразования в самой шихте и при формировании брикета. Введение нагретого выше температуры размягчения битуминозного связующего в количестве 5 - 7 мас,% способствует быстрому и эффективному склеиванию и слипанию частиц угля, а при прессовании и охлаждении - полному их упрочнению за счет перехода структурного каркаса брикета из размягченного состояния в более твердый каркас брикета, Максимальные когезионные взаимодействия в угольной шихте обеспечиваются посредством образованля тонких оболочек битуминозного связующего вокруг частиц угля, прошедщих предварительную обработку. Плотность этих оболочек зависит от удельной плотности используемого связующего. В качестве битуминозного связующего использован битум с плотностью 900 - 930 кг/м, темпез ратурой размягчения 65 - 80 С и временем отверждения не более 2 -3 мин, Температура размягчения битуминозного связующего 65 - 80 С выполняет основную функцию при10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 схватывании и затвердевании частиц угля со связующим, не допускает самовозгорания и не превышает температуру разложения, Время отверждения не более 2 - 3 мин установлено опытным путем и ограничено формированием и упрочнением структурного каркаса. Перемешивание нагретого бурого угля с модифицирующей добавкой - алифатическим амином в течение 1 мин ограничено тем, что в течение этого времени достигается предварительная обработка нагретого бурого угля и максимальный эффект модификации угольной шихты. При дальнейшем перемешивании (более 1 минуты) эффект модификации снижается за счет разрушениямодифицирующей (обработанной) поверхности, К тому же длительное перемешивание нежелательно по причине перегрева угольной шихты, его самовозгорания и частичного разрушения структуры угля. После такого смешения при последующем добавлении к обработанному углю органического связующего вполне обеспечивается максимальный эффект "схватывания" связующего с обработанной угольной поверхностью.Перемешивание битума с обработанным бурым углем ведут при оптималь;,ой температуре нагрева 70 - 90 С, когда наиболее эффективно выражены когезионноаутогезионые взаимодействия угольных частиц между собой и с битуминозным связующим и время оптимального перемешивания 8 - 10 мин установлено опытным путем, При этих условиях были исключены отрицательные воздействия на подготовку шихты к брикетированию, Режимы прессования выбраны оптимальными на основании геометрических размеров получаемых брикетов, плотности упаковки частиц и структурного каркаса брикета,Охлаждение брикетов до температуры 30 - 40 С проводится встречным потоком воздуха в течение 10 - 15 мин, В течение этого времени брикеты охлаждаются до указанной выше температуры,Предлагаемый способ брикетирования бурых углей осуществляется следующим образом.Бурый уголь фракции до 5 мм подается в сушилку на подсушкудо влажности 2-4;4, затем на предварительную обработку в паровой смеситель, куда помещают модифицирующую добавку - алифатический амин в количестве 0,5 - 1,5 от массы угля в распыленном виде. Перемешивание нагретого бурого угля с алифатическим амином ведут втечение 1 мин, затем вводится в распыленном виде нагретое до температуры размягчения 65 - 80 С битуминозное связующее- битум плотностью 900 - 930 кг/м и временем отверждения не более 2 - 3 мин в количестве 5 - 7 мас. ф , Повторно смешивают обработанный бурый уголь с битумом при 70 - 90 С в течение 8-10 мин. Нагретая до температуры 60 - 80 С смесь подается в пресс-форму и прессуется поддавлением 20 - 25 МПа в течение 2 - 3 мин, после чего брикеты поступают на транспортер, где охлаждаются встречным потоком воздуха до ЗО - 40 С в течение 10 - 15 мин и направляются на складирование.Брикетирование бурого угля по предложенному способу с использованием в качестве модификатора алифатического амина, а в качестве связующего - нагретого битума существенно повышает прилипание частиц угля в нагретом состоянии, что позволяет получать механически прочные, термовлагоустойчивые брикеты,П р и м е р 1. Брали Агулакский бурый уголь марки Б-З с дисперсным составом: до 0,5 мм - 15 ; 0,5 - 1 мм - 20 ф; 1 - 2 мм - 18 ; 2 - 3 мм - 22 ; 3 - 5 мм - 25 ф . Влажность угля перед предварительной обработкой составляла Зф , 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-З), который брали в количестве 0,5 фот общей массы угля. Нагретую шихту с модификатором перемешивали в течение 1 мин, после всего вводили в распыленном виде связующее (битум), нагретое до температуры размягчения 65 С. Битум брали с удельной плотностью 900 (930) кг/м и температурой плавления свы 3ше 100 С в количестве 7% от общей массы шихты, Время отверждения связующего при слипании угольных частиц не превышало 3 мин, что технологически обеспечивало достаточные адгезионно-когезионные взаимодействия. Шихту повторно смешивали в паровом смесителе со связующим в течение 8 мин при 70 С и подавали на прассование в пресс-Форму в нагретом состоянии, Шихту прессовали на гидравлическом прессе под давлением 25 МПа при 60 С в течение 2 мин. Полученные брикеты цилиндрической формы размером Н х 0=25 х 35 мм(ЗОх 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 Я, и зольностью 21. Нагретую в паровом смесителе до 65 С угольную мелочь фракции до5 мм предварительно обрабатывали распыленным модификатором - алифатическим амином, который брали в количестве 1,5% от общей массы угля, Шихту перемешивали с модификатором в течение 1 мин и добавляли в распыленном виде связующее (битум), нагретое до тЕмпературы размягчения 80 С, в количестве 5% от общей массы угля. Удельная плотность связующего битума перед нагревом составляла 930 кг/м, температура плавления - свыше 100 С. Время отверждения при связывании (склеивании) угольной шихты со связующим не превышало 3 мин, Повторно смешивали в паровом смесителе угольную шихту со связующим - размягченным битумом в течение 10 мин при температуре 90 С и подавали на прессформу в нагретом состоянии, где шихту прессовали под давлением 20 МПа при 80 С в течение 3 мин. Полученные брикеты размером Н х О = 30 х 35 мм охлаждали до 40 С увлажненным воздухом в течение 15 мин и выгружали. Показатели качества брикетов даны в таблице.Предложенный способ получения буро- угольных брикетов из бурых углей мелкого класса обладает рядом преимуществ; высокой технологичностью, обеспечивает получение прочных, термо- и влагоустойчивых брикетов, исключает их самовозгораемость, термическое разложение и водорэстворимасть, Уменьшается ввод доступных, дешевых и нетоксичных модифицирующих добавок, при оптимальном сочетании которых со связующим исключается смерзаемость. Используя битуминозные связующие с модифицирующей добавкой - алифатическим амином можно сохранить структурный каркас брикета, соединяя угольные частицы в битумоугольную связь, структура которой остается прочной даже в процессе горения брикета, Расщепления и распада брикета не наблюдается при горении и сгорают такие брикеты при температуре ниже воспламенения угля. Таким образом обеспечивается коксовая сетка, не допускающая распада 5 брикета в топке,Формула изобретения1. Способ получения буроугольных бри 10 кетов, включающий обработку нагретого бурого угля фракции до 5 мм распылениеморганической модифицирующей добавкипри перемешивании бурого угля, добавление к обработанному угля органического15 связующего при перемешивании, последующее прессование и охлаждение брикетов,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения прочности, термо- и влагоустойчивости брикетов, в качестве модифицирую 20 щей добавки используют алифатическийамин в количестве 0,5 - 1,5% от массы угля,в качестве связующего - нагретое выше температуры размягчения битуминозное связующее, прессование нагретой до 60 -25 80 С смеси ведут при 20 - 25 МПа втечение 2 - 3 мин и охлаждение брикетовдо 30 - 40 С в течение 10 - 15 мин.. 2, Способ по п,1, р т л и ч а ю щ и йс я тем, что перемешивание нагретого30 бурого угля с алифатическим амином ведут в течение 1 мин.3, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве битуминозногосвязующего используют битумы, плотно 36 стью 900 - 930 кг/м, температурой раззмягчения 65 - 80 С и временемотверждения не более 2 - 3 мин, в количестве 5 - 7 мас,%,4, Способ по пп. 1 и 3, о т л и ч а ю щ и й 40 с я тем, что перемешивание битума с обработанным бурым углем ведут при 70 -90 С в течение 8 - 10 мин.1765170 10 Анализ качественных показателей брикетов, полученных по известному и предлагаемому способу Расход ь Водоустойчивость брике- тов Температура смещетния, С Иех.прочн,Уголь, способ Моди вяфика- зуютора щего Сбра- сываИстиСжатие,ИПа Остат. Влаго"прочн. поглощ. У 1 11 2 ние,После 2-х часового пре.бывания в воде,3,0 8,0 До 90 94,8 До 90 92,0 80,0 100 87,5 100 80 , 7092 2,97 3,5 0,95 1,5 21,5 21 .5 2,0 9,0 Предлагаемый 020 380 0,25 37,8 юе е п 30 45 50 Редактор Т.Горячева Заказ 3353 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Влажность угля начы/ после сущки Ь 1 /Ы,ИзвестныйСулюктинский 179Кызыл- Кийский Агулакский (пример 1) 11,0/3