| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2205204
паливний БРИКЕТ
Ім'я винахідника: Ростовський державний університет
(72) Ім'я винахідника: Буравчук Н.І .; Гур'янова О.В .; Окостів Е.П .; Павлова Л.М .; Буравчук В.Л.
Ім'я патентовласника: Ростовський державний університет
Адреса для листування: 344006, Ростов-на-Дону, вул. Велика Садова, 105, Ростовський держуніверситет, Пат. служба, Н.Г. Сороці
Дата початку дії патенту: 2001.11.20
Винахід відноситься до складу брікетіруемого твердого палива, використовуваного для спалювання в топках малих котелень житлово-комунального господарства і промислових підприємств, побутових печах населення та інших енергетичних установках малої потужності. Брикет містить 3,0-3,6% полісахариду меляси; 0,4-0,6% кубових залишків нафтопереробки; 0,4-1,0% карбідного мулу і інше до 100 - антрацитовой, кам'яновугільної дрібниці, вугільного шламу або їх суміші. Склад має високу механічну міцність (міцність на скидання - не менше 99,8%), низьке водопоглинання і зміст летючих речовин.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до складу брікетіруемого твердого палива, використовуваного для спалювання в топках малих котелень житлово-комунального господарства і промислових підприємств, побутових печах населення та інших енергетичних установках малої потужності.
Відомий спосіб отримання паливних брикетів на основі вугільного шламу, цементу і вапна (див. Пат. На ІЗ, RU 2006500, МКИ 5 З 10 L 5/00, 5/02, опубл. 30.01.1994 р, бюл. 2) [ 1].
Недоліком відомого технічного рішення є використання в якості в'яжучих речовин неорганічних продуктів цільового призначення. Використання таких сполучних призводить до подорожчання брикету, а й до підвищення його зольності. Технологія виготовлення брикетів досить складна: для забезпечення необхідних характеристик брикету потрібно вплив на суміш змінного поля напруженістю 100-150 кА / м.
Відомий і вуглецевмісний брикет на основі термообробленою суміші (температура 250-700 o С), що містить подрібнені відходи металургійного виробництва - 10-60 мас. %, Похідне сульфокислоти або меляси - 1-15 мас.%, Вапна - 0,1-10 мас.%, Коксової або вугільної дрібниці - інше (див. Пат. На ІЗ, RU 2123029, МКИ 6 С 10 L 5/48 , 5/16, 5/12, опубл. 10.12.1998 р, бюл. 34) [2].
Брикети наведеного вище складу мають високу механічну міцність і термостійкість, але їх виготовлення пов'язане зі значними енергетичними затратами і трудомісткістю технології - необхідністю попередньої підготовки кожного окремого компонента складної системи, використанням важких у виконанні операцій по введенню окремих компонентів, наприклад, нанесення у вигляді шару на поверхню брикету розчину вапна з добавками, додаткової високотемпературної обробкою брикетів.
Найбільш близьким до заявляється рішенням за складом, призначенням і досягається результату при використанні є влагоустойчивий паливний брикет, який містить в якості сполучного полісахарид - 4-10 мас.%, Кубові залишки нафтопереробки - 0,26-0,78 мас.%, Антрацитового, кам'яновугільну дрібниця, вугільний шлам або їх суміші - інше (див. пат. на ІЗ, RU 2149889, МКИ 7 С 10 L 5/16, опубл. 27.05.2000 р, бюл. 15) [3].
Брикети за відомим технічним рішенням мають високу механічну міцність, термостійкість, вологостійкість (низьке водопоглинання). Однак при використанні в якості сполучного одного з полісахаридів - меляси, спостерігається тенденція зниження міцності брикетів при тривалому зберіганні в умовах підвищеної вологості повітря (відносна вологість вище 75%). Це призводить до механічних пошкоджень брикетів і ускладнює їх транспортування і використання. Собівартість таких брикетів в даний час досить висока, так як вартість меляси - відходу цукрового виробництва - при сформованій ринковій кон'юнктурі зросла і наблизилася до ціни цільових продуктів.
Технічним результатом заявляється винахід є збереження необхідної міцності паливних брикетів при тривалому зберіганні в умовах підвищеної вологості повітря і зниження витрат на їх виробництво.
Технічний результат досягається тим, що паливний брикет включає антрацитових, кам'яновугільну дрібниця, вугільний шлам або їх суміші, кубові залишки нафтопереробки і в якості сполучного - полісахарид мелясу. При цьому, відповідно до винаходу, паливний брикет містить додатково карбідний мул при наступному співвідношенні компонентів, мас.%:
Меляса - 3,0-3,6
Кубові залишки нафтопереробки - 0,4-0,6
Карбідний мул - 0,4-1,0
Антрацитна, кам'яновугільна дрібниця, вугільний шлам або їх суміші - Все інше
Меляса - відхід цукрово-бурякового виробництва, являє собою густу, сиропообразную, в'язку рідину від коричневого до темно-бурого кольору. Меляса легко розчиняється в будь-яких співвідношеннях в холодній і гарячій воді. Розчини меляси характеризуються значною в'язкістю, щільність змінюється від 1,30 до 1,52 г / см 3. Меляса містить до 20% води, 45-50% цукру, 20-25% органічних речовин і 10% мінеральних нецукровий речовин. Чим інтенсивніше забарвлена меляса в коричневий колір, тим більше вона містить колоїдів. Колоїди мають значну поверхневою активністю і тому добре адсорбуються на поверхні, що склеюються частинок.
Карбідний мул - ізвестьсодержащій продукт, що утворюється як відхід при виробництві ацетилену з карбіду кальцію. Карбідний мул - тонкодисперсна паста сіро-блакитного кольору.
Хімічний склад карбідного мулу, мас.%:
СаО - 84-88; SiO 2 - 3,0-4,0; Al 2 O 3 - 1,5-2,7; Fе 2 О 3 - 0,1-0,2; MgO - 0,4-0,6; інші домішки до 5,0.
Карбідний мул не є дефіцитним продуктом, накопичується у відвалах хімкомбінатів, має низьку вартість.
Карбідний мул в зазначеному змісті використовується як структурирующий реагент і активатор в системі, що складається з вуглець компонента і меляси. В результаті його дії утворюються нерозчинні сполуки, що відрізняються стабільністю властивостей і збереженням міцності при тривалому зберіганні в умовах підвищеної вологості повітря.
Зниження витрат на виробництво брикетів досягається за рахунок зменшення кількості меляси від 4-10 мас.% (Прототип) до 3,0-3,6 мас.% - У винаходу і зниження енерговитрат на підігрів сполучного в зв'язку з меншим вмістом меляси.
Доказом відповідності винаходу критерію "винахідницький рівень" може бути таке.
Кубові залишки нафтопереробки, будучи аніонактивної гидрофобизатором, адсорбуються на поверхні вугільних частинок, підсилюють спорідненість поверхневих сил на кордоні системи "адсорбент-адгезив" і підвищують смачивающую і адгезійну здатність сполучного. Цей фактор сприяє більш інтенсивному взаємодії аніонактивної меляси з вугіллям.
Карбідний мул змінює поверхню вугілля, підвищує вміст полярних груп на ній. При наявності його в системі "адсорбент-адгезив" проявляється дія іонної і ковалентного або іонної і координаційної зв'язків між катіонами металів неорганічного компонента (карбідного мулу) і молекулами органічних речовин; при цьому утворюються складні адсорбційні комплексно-іонні нерозчинні органо-мінеральні сполуки. В результаті в системі формується просторово зшитий валентними і координаційними зв'язками структура, кристалічна фаза якої відрізняється великою щільністю, міцністю і атмосферостійкістю. Гідрофобізатор створює додатковий екранує ефект, перешкоджаючи проникненню води при водонасиченні.
Таким чином, в композиції при обраному сполученні компонентів і зазначеній кількості кожного з них створюється структура, здатна тривалий час зберігати фізико-механічні властивості без істотного зниження їх показників при впливі різних атмосферних чинників.
У табл.1 наведені склади дослідних партій паливних брикетів по заявляється винаходу.
У табл.2 наведені результати тривалих випробувань паливних брикетів.
Для виготовлення брикетів використовували антрацитовий штиб ЦЗФ "Жовтнева-Південна" ВАТ "Ростовуголь" і ЦЗФ "Гуковская" ВАТ "Гуковуголь". Антрацитовий штиб має крупність 0-6 мм. Зміст зерен понад 6 мм - 5-7%. В якості сполучного використовували мелясу - відхід цукрового заводу м Гулькевичи Краснодарського краю. Як гідрофобізатора використовували кубові залишки термокрекінга парафінів нормальної будови - відхід Новочеркаського заводу синтетичних продуктів. Вони являють собою тверді продукти з температурою застигання 20-25 o С.
Антрацитовий штиб нагрівають до температури 40 o С, дозують, направляють в змішувач і додають отдозірованние кількість карбідного мулу. У мелясу, підігріту до рідинних стану (40-50 o С), вводять кубові залишки нафтопереробки, підігріті до тієї ж температури, перемішують в пропелерної або іншого типу нескоростние мешалке до отримання однорідної маси. Підготовлена таким способом суміш змішується з антрацитового штибу і карбідному мулом. Перемішування проводиться в шнековом змішувачі безперервної дії до рівномірного розподілу компонентів. Шихту з змішувача подають на вальцевий прес і пресують при тиску пресування 30 МПа. Зміцнення брикетів відбувається в природних умовах.
Обгрунтуванням обраних меж кількісних ознак паливного брикету є наступне.
Зміст меляси понад 3,6 мас.% (Склад 7, табл.1) збільшує товщину адсорбційного шару, що знижує когезию пов'язує і погіршує показники властивостей брикету. Зміст кубових залишків нафтопереробки понад 0,6 мас. % (Склад 7, табл.1) знижує міцність структурних зв'язків ( "розпушує" структуру брикету), знижує стійкість до дії вологи. Крім того, більш високий вміст меляси і кубових залишків призводить до подорожчання брикету.
Зміст меляси і кубових залишків нижче мінімальної межі є недостатнім для протікання фізико-хімічних процесів, що забезпечують необхідні показники якості брикетів (склад 1, табл.1).
Збільшення кількості карбідного мулу понад 1,0% (склад 7, табл.1) призводить до перенасичення їм поверхні вугілля, утворення поліслоя, який знижує ефективність взаємодії між меласою і вугіллям. Для прояви структурують дії карбідного мулу його зміст повинен бути не нижче 0,4 мас.% (Склад 2, табл.1).
Вміст компонентів в межах, наведених у складах 2-6 табл.1, забезпечує досягнення необхідного технічного результату.
Для проведення випробувань брикетів при тривалому зберіганні їх в умовах підвищеної вологості повітря були виготовлені в лабораторних умовах досвідчені партії зразків (склади наведені в табл.1).
Технологія виготовлення брикетів включала підготовку компонентів, дозування, перемішування і пресування шихти. Для проведення випробувань в різні терміни зберігання в умовах насиченого вологою повітря брикети поміщали в гідростатичну камеру на сітчасту підставку, розташовану над водою.
З періодичністю в один місяць контролювалися міцність на стиск (R сж, МПа) і вологовміст (W,%) зразків. Результати випробувань наведені в табл.2.
Як випливає з результатів випробувань, брикети заявляється технічного рішення мають високу механічну міцність (міцність на скидання - не менше 99,8%), низьке водопоглинання, знижений на 2-3% в порівнянні з прототипом зміст летючих речовин (за рахунок зв'язування карбідному мулом сірки та інших летких компонентів).
При випробуванні брикетів встановлено, що після закінчення року брикети винаходу практично не змінили міцності і вмісту вологи. Зниження міцності до кінця року склало від 2,73 до 4,17%, а збільшення вмісту вологи - від 4,22 до 4,46%, тобто брикети винаходу не виявляють вираженої тенденції до зниження міцності при тривалому зберіганні в умовах підвищеної вологості повітря (у прототипу в цих умовах істотне падіння міцності відзначається після першого місяця зберігання), що підвищує їх споживчі якості.
ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ
1. Патент РФ 2006500. Спосіб отримання паливних брикетів. Лезгін Л.А., Ніфонтов Ю.А., Блінов В.А. Бюл. "Винаходи", 1994, 2.
2. Патент РФ 2123029. углеродсодержащими брикет і спосіб його отримання. Лурій В.Г., Бюл. "Винаходи", 1998, 34.
3. Патент РФ 2149889. Вологостійкий паливний брикет і спосіб його отримання. Айрапетьян М.А., Буравчук Н.І., Гур'янова О.В., Бюл. "Винаходи", 2000, 15 - прототип.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Паливний брикет, що включає антрацитових, кам'яновугільну дрібниця, вугільний шлам або їх суміші, кубові залишки нафтопереробки і в якості сполучного полісахарид мелясу, що відрізняється тим, що він додатково містить карбідний мул при наступному співвідношенні компонентів, мас. %:
Меляса - 3,0 - 3,6
Кубові залишки нафтопереробки - 0,4 - 0,6
Карбідний мул - 0,4 - 1,0
Антрацитна, кам'яновугільна дрібниця, вугільний шлам або їх суміші - Все інше
Версія для друку
Дата публікації 16.01.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.