| 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 RU2178455
СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ водовугільного палива
Ім'я винахідника: Делягін Г.М .; Петраков А.П .; Єрохін С.Ф .; Дуняшева В.Л.
Ім'я патентовласника: Державне унітарне підприємство Науково виробниче об'єднання "Гідротрубопровод"
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 2000.11.09
Винахід відноситься до способу отримання високодемінералізованного водовугільного палива, зокрема до енергетичного палива на основі викопного вугілля, яке може бути використане для спалювання в котлах, печах і інших установках об'єктів теплоенергетики при заміні їм газу і мазуту. Спосіб отримання водовугільного палива з викопного вугілля включає дроблення вугілля, його мокре подрібнення з отриманням водовугільній суспензії, ступінчасту деминерализацию подрібненого вугілля для зниження його зольності з утворенням первинного і вторинного продуктів, подальшу їх демінералізації і зневоднення. Мокре подрібнення вугілля проводять до колоїдного розміру часток з отриманням водовугільній суспензії із середнім поверхневим розміром дисперсної фази не більше 3 мкм. Отриману суспензію розбавляють водою до концентрації вугілля 1-3%, а деминерализацию первинних і вторинних продуктів здійснюють спільно шляхом з'єднання продуктів з близькими за значенням зольність. Спосіб дозволяє отримати високодемінералізованное екологічно чисте водовугільне паливо "ЕКОВУТ" на основі викопного вугілля, води та інших хімічних інгредієнтів (в разі необхідності), призначене для заміни газу і мазуту на топлівопотребляющіх об'єктах.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до способу отримання високодемінералізованного водовугільного палива, зокрема до енергетичного палива на основі викопного вугілля, яке може бути використане для спалювання в котлах, печах і інших установках об'єктів теплоенергетики при заміні їм газу і мазуту.
Відомий спосіб виробництва водовугільного палива, що включає збагачення подрібненого вугілля методом масляної агломерації / патент СРСР N 1838384A3, кл. C 10 L 1/32, 1987 /.
Однак цей спосіб не забезпечує високого ступеня зниження вмісту мінеральних домішок в паливі в силу того, що збагачення піддають досить великий вугілля (до 400 мкм). При такому розмірі частинок вугілля не може бути досягнута максимальна ступінь поділу органічної та мінеральної складових викопного вугілля і, отже, його високе збагачення.
Крім того, цей спосіб отримання палива є технологічно складним, оскільки при збагаченні вугілля використовують цілий ряд хімічних реагентів, які додають до вугілля в малих кількостях (частки відсотка від маси вугілля).
З відомих способів отримання водовугільного палива найбільш близьким до заявленого є спосіб, що включає деминерализацию вугілля (багатоступенева пінна флотація) для зниження в ньому золи і сірчаного колчедану / патент США N 4915706, кл. C 10 L 1/32, 1990 / (прототип).
Відомий спосіб включає наступні операції: дроблення вугілля, мокре подрібнення, класифікацію (просівання), ступінчасту деминерализацию (пінна флотація) подрібненої твердої фази для зниження її зольності з утворенням первинного (з зольністю нижче зольності твердої фази на вході кожного ступеня демінералізації) і вторинного (з зольністю вище зольності твердої фази на вході кожного ступеня демінералізації) продуктів і їх роздільне деминерализацию, зневоднення і приготування водовугільного палива.
Процес отримання водовугільного палива складається з:
- Дроблення викопного вугілля до розміру - 19 мм (3/4 дюйма);
- Мокрого подрібнення дробленого вугілля до розміру - 0,589 мм (28 меш);
- Додавання води і хімічних речовин до подрібненого вугілля для проведення, принаймні, однієї стадії пінної флотації з метою зниження зольності і видалення сірчаного колчедану;
- Додавання води і хімічних речовин до вугілля зі зниженим вмістом золи і сірчаного колчедану для процесу реверсивної флотації, що проводиться з метою видалення дрібних вкраплень сірчаного колчедану з вугілля;
- Зневоднення вугілля (первинного та вторинного продуктів) після процесів пінної флотації і реверсивної флотації;
- Приготування суспензії з зневодненого вугілля (первинного продукту), що використовується в якості водовугільного палива.
Зазначений спосіб виробництва має такі недоліки.
1. Для зниження зольності вугілля, що йде на виробництво водовугільного палива, використовують загальновідомий прийом збагачення вугілля на основі пінної флотації, не здатний забезпечити високий рівень демінералізації вугілля в силу того, що флотіруют вугілля класу - 589 мкм (28 меш) при високому вмісті його в водної пульпи (10-20%).
2. Відсутня можливість регулювання системи видалення мінеральних домішок до заданих рівнів зольності палива і відходів флотації.
3. Високий ступінь залежності схеми технологічного процесу від складу і властивостей викопного вугілля.
Метою даного винаходу є отримання високодемінералізованного екологічно чистого водовугільного палива "ЕКОВУТ" на основі викопного вугілля, води та інших хімічних інгредієнтів (в разі необхідності), призначеного для заміни газу і мазуту на топлівопотребляющіх об'єктах.
Для досягнення поставленої мети в пропонованому способі, що включає дроблення вугілля, його мокре подрібнення з отриманням водовугільній суспензії, ступінчасту деминерализацию подрібненого вугілля для зниження його зольності з утворенням первинного і вторинного продуктів, подальшу їх демінералізації і зневоднення, на відміну від прототипу мокре подрібнення вугілля проводять до колоїдного розміру часток з отриманням водовугільній суспензії із середнім поверхневим розміром дисперсної фази не більше 3 мкм, отриману суспензію розбавляють водою до концентрації вугілля 1-3%, демінералізації первинних і вторинних продуктів здійснюють спільно шляхом з'єднання продуктів з близькими за значенням зольність.
Принциповою відмінністю від прототипу є те, що демінералізації піддають тверду фазу водовугільного палива "ЕКОВУТ", подрібнену до колоїдного розміру (середній поверхневий розмір не більше 3 мкм), процес видалення мінеральних домішок йде при знижених концентраціях твердої фази (1-3% по масі) , а потоки первинних і вторинних продуктів кожної стадії демінералізації об'єднані в таку схему, яка забезпечує відповідні необхідним рівні зольності водовугільного палива та відходів його виробництва.
При середньому поверхневому розмірі частинок дисперсної фази не більше 3 мкм має місце істотно вища, в порівнянні з прототипом, ступінь поділу органічної та мінеральної складових вугілля, включаючи неорганічні речовини рослинного походження, що дає можливість отримати більш високу ступінь демінералізації вугілля в процесі ступеневої демінералізації.
Крім того, при масовому вмісті твердої фази у вугільній суспензії 1-3% відстані між частинками складають величину порядку 4-5 діаметрів частинок, що сприяє більш ефективному протіканню в порівнянні з прототипом, процесу пінної флотації і забезпечує найкращі умови для отримання заданих рівнів зольності палива і відходів.
Крім зазначених відмінностей в пропонованому способі отримання водовугільного палива процеси ступінчастою демінералізації вугілля (первинного продукту) і витяг вугілля з вторинних продуктів (і методом ступінчастою демінералізації) об'єднані в єдину замкнуту систему (демінералізації первинних і вторинних продуктів здійснюють спільно шляхом з'єднання продуктів з близьким значенням зольності) , що функціонує як одне ціле, на виході якої виходять тільки два продукти: високодемінералізованная водовугільна суспензія і звільнений від органіки вторинний продукт з зольністю близько 90%.
Принципова схема ілюструє пропонований спосіб.
Викопне вугілля звільняють від породи (гравітаційна сепарація або породовиборка), дроблять в молотковій дробарці до розміру часток - 3 мм і далі подрібнюють мокрим способом в кульової млині до колоїдного розміру часток із середнім поверхневим розміром не більше 3 мкм. На виході кульового млина до вугільної суспензії додають розрахункову кількість води з тим, щоб на вхід системи демінералізації подати розбавлену до концентрації 1-3% суспензію. Підготовлену таким чином слабоконцентрірованних колоїдну вугільну систему направляють в блок демінералізації, що представляє собою дві лінії апаратів, наприклад флотомашин, а саме на першу лінію групи Ф (1) - Ф (n), де n - кількість апаратів першої лінії, яке залежить від властивостей вихідного вугілля і вимог до палива. Далі йде традиційний процес пінної флотації з утворенням на кожній флотомашин низькозольний первинного і високозольного вторинного продуктів. Починаючи з другого апарату організовують повернення вторинних продуктів з флотомашин Ф (i), де i - номер флотомашини, на вхід флотомашин Ф (i-1), в яких зольність входить твердої фази або первинних продуктів A y d (i-1)) близька до зольності повертаються вторинних продуктів A xb d (i).
Аналогічним чином організований процес демінералізації вторинного продукту з першого апарату Ф (1).
Вторинний продукт з флотомашини Ф (1) направляють на вхід флотомашин другої лінії ФФ (1) - ФФ (m), призначених для демінералізації вторинних продуктів флотомашини Ф (1), де m - кількість апаратів другої лінії, яке залежить від властивостей вихідного вугілля і вимог до відходів виробництва палива "ЕКОВУТ". Далі і йде традиційний процес, наприклад, пінної флотації, таким чином, що первинний продукт, що містить демінералізовану тверду фазу з першої флотомашини цієї групи ФФ (1) повертають на вхід флотомашини (Ф1) першої лінії демінералізації, а починаючи з другої флотомашини ФФ (2 ) - повертають первинний продукт на вхід флотомашин ФФ (i-1), в яких зольність надходять на деминерализацию вторинних продуктів A x d (i-1)) близька до зольності повертається вторинного продукту y d (i), а вторинний продукт - на вхід наступного флотомашини.
В результаті на виході першої групи флотомашин Ф (1) - Ф (n) отримують високодемінералізованний вугілля (первинний продукт), а на виході другої групи флотомашин ФФ (1) - ФФ (m) отримують високозольні вторинні продукти.
Далі демінералізований вугілля (первинний продукт) зневоднюють до заданої вологості, при необхідності вводять хімічні добавки, гомогенизируют і видають споживачеві готове водовугільне паливо "ЕКОВУТ" з властивостями, заданими замовником.
Високозольні вторинні продукти процесу демінералізації зневоднюють і утилізують.
Кількість ступенів демінералізації (n) і (m) залежить від фізико-хімічних властивостей викопного вугілля і вимог споживача палива "ЕКОВУТ" до його зольності.
Технологічні параметри зазначених процесів визначають розрахунковими методами на стадії проектування виробляє паливо об'єкта за даними експериментальних випробувань зразків вугілля.
Приклад 1.
Паливо "ЕКОВУТ" на основі кам'яного вугілля марки Д зольністю A d = 20%
Вимоги до палива:
- Нижча теплота згоряння - 15 МДж / кг,
- Динамічна в'язкість - 0,5 Па · с,
- Седиментаційна стабільність - 10 діб,
- Зольність на сухий стан - 2,5%.
З вугілля видаляють породу, дроблять до розміру - 3 мм і подрібнюють в кульової млині при вологості 60% до крупності - 160 мкм. На виході млина вологість водовугільній суспензії доводять до 97%, після чого потік суспензії направляють на вхід флотомашин блоку демінералізації. Для зниження зольності твердої фази з 20 до 2-2,5% необхідно пройти шість стадій демінералізації, тобто мати систему з шести флотомашин (n = 6) першої групи. Для того, щоб в максимальному ступені відібрати органічну частину вугілля з вторинних продуктів потрібно забезпечити дві стадії флотації і мати систему з двох флотомашин (m = 2) другої групи.
В результаті на виході системи отримують демінералізований вугілля (первинний продукт) з зольністю 2,3% і вторинні продукти з зольністю 85%.
Після згущення деминерализованного вугілля (первинного продукту) до вологості 43%, вводять стабілізатор КМЦ (карбоксиметилцелюлоза) в кількості 0,3% від маси твердої фази і гомогенізують паливо. На виході системи отримують паливо "ЕКОВУТ" з нижчою теплотою згоряння 15 МДж / кг і заданими фізико-хімічними та структурно-механічними властивостями.
Приклад 2.
Паливо "ЕКОВУТ" на основі кам'яного вугілля марки К зольністю A d = 12%
Вимоги до палива:
- Нижча теплота згоряння - 17 МДж / кг,
- Динамічна в'язкість - 0,7 Па · с,
- Седиментаційна стабільність - понад 5 діб,
- Зольність на сухий стан - 1,5%.
З вугілля видаляють породу, дроблять до розміру - 3 мм і подрібнюють в кульової млині при вологості 55% до крупності - 200 мкм. На виході млина вологість водовугільній доводять до 97%, після чого потік суспензії направляють на вхід флотомашин блоку демінералізації.
Для зниження зольності твердої фази з 12 до 1,3-1,5% необхідно пройти чотири стадії демінералізації, тобто мати систему з чотирьох флотомашин (N = 4) першої групи. Щоб максимально відібрати органічну частину вугілля з вторинних продуктів потрібно забезпечити три стадії флотації і мати систему з трьох флотомашин (m = 4) другої групи.
В результаті на виході системи отримують демінералізований вугілля (первинний продукт) з зольністю 1,4% і вторинні продукти з зольністю 91%.
Після згущення деминерализованного вугілля (первинного продукту) до вологості 40%, вводять пластифікатор С-3 в кількості 0,2% від маси твердої фази, вводять стабілізатор КМЦ в кількості 0,4% від маси твердої фази і гомогенізують паливо. На виході системи отримують паливо з нижчою теплотою згоряння 17 МДж / кг і заданими фізико-хімічними та структурно-механічними властивостями.
Таким чином, пропонований метод отримання водовугільного палива "ЕКОВУТ" здійснюється за безперервною саморегульованої технології, простий в реалізації і забезпечує отримання високодемінералізованного палива із заданими споживачем властивостями. При цьому зольність одержуваного палива може бути знижена до 0,5-2%, що значно перевершує дані, що наводяться в прототипі 3,45 і 5,16%.
Пропонований метод отримання палива "ЕКОВУТ" передбачається використовувати при виробництві водовугільного палива замість мазуту на Литовської ТЕЦ і Воркутинської ТЕЦ.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб отримання водовугільного палива з викопного вугілля, що включає дроблення вугілля, його мокре подрібнення з отриманням водовугільній суспензії, ступінчасту деминерализацию подрібненого вугілля для зниження його зольності з утворенням первинного і вторинного продуктів, подальшу їх демінералізації і зневоднення, що відрізняється тим, що мокре подрібнення вугілля проводять до колоїдного розміру часток з отриманням водовугільній суспензії із середнім поверхневим розміром дисперсної фази не більше 3 мкм, отриману суспензію розбавляють водою до концентрації вугілля 1-3%, демінералізації первинних і вторинних продуктів здійснюють спільно шляхом з'єднання продуктів з близькими за значенням зольність.
Версія для друку
Дата публікації 01.01.2007гг
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.