Имя изобретателя: Агафонов Р.К.; Ивашкин Е.Б.; Кнатько М.В.; Самотой М.В.
Имя патентообладателя: Агафонов Руслан Константинович; Ивашкин Евгений Борисович; Кнатько Миша Васильевич; Самотой Миша Владимирович
Адресок для переписки: 193024, Наша родина, Санкт-Петербург, ул. 3-я Русская, 21/4, кв.55, В.В.Мордвиновой
Дата начала деяния патента: 1999.12.06

Изобретение относится к технологии получения торфяных топливных брикетов для
коммунально-бытовых нужд. Метод получения брикетов содержит в себе смешивание торфа с
углеродсодержащими отходами, смешивание, пропитку консистенции углеводородным материалом,
смешивание и пропитку парафином, за ранее нагретым до 40 — 90oC,
конкретно перед брикетированием. Также может быть добавление пластификатора
после стадии смешивания торфа с углеродсодержащими отходами. Состав для
брикетирования содержит торф (с содержанием воды до 80%) более 50 мас.%, углеводородный
материал (нефтешлам, мазут и т.п.) — 10 — 20 мас.%, парафин — 1 — 13 маc.% и углеродсодержащие
отходы — остальное. Состав может дополнительно содержать пластификатор в количестве 2 —
15 мас.%. Технический итог — улучшение эксплуатационных характкристик топливных
брикетов и понижение производственных расходов.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к технологии получения торфяных топливных брикетов для
коммунально-бытовых нужд с внедрением утилизируемых отходов лесопромышленного,
целлюлозно-бумажного и сельскохозяйственного производства, также отходов
нефтепродуктов.

Известен метод получения топливных брикетов из маленьких классов горючих
компонент, таких, к примеру, как маленький уголь, угольный шлам, опилки, лузга, дробленая
кора и другие. Топливный брикет содержит смесь размельченного твердого горючего с
веществом связывающего — производного сульфокислоты, к примеру, натриевой соли
метиленнафталинсульфокислоты либо лигносульфоната, с влажностью более 9 мас.%,
заключенную в замкнутую горючую оболочку, при всем этом объем отвержденной консистенции равен
внутреннему объему оболочки (патент РФ на изобретение «Топливный брикет и метод его
получения», N 2068442, C 10 L 5/14, C 10 L 5/42, 1994, патентообладатель — Лурий В.Г.).

Обозначенный метод получения топливных брикетов включает смешивание размельченного
твердого горючего с веществом водорастворимого органического связывающего, дозирование
и упаковку консистенции с влажностью более 9 мас.% в замкнутую горючую оболочку, при всем этом объем
дозируемой консистенции, подаваемой вовнутрь оболочки, равен внутреннему объему оболочки,
при этом в качестве связывающего употребляют производное сульфокислоты, к примеру,
натриевую соль метиленнафталинсульфокислоты либо лигносульфонат в виде 30-40% аква
раствора, с следующим после упаковки отверждением брикетов, которое происходит
сразу с хранением, транспортировкой либо нагревом, также при их сжигании.

Описанный метод позволяет предупредить разрушение топливных брикетов при погрузо-транспортных
работах, понизить загрязнение тс, также помещений и обслуживающего
персонала.

К недочетам метода следует отнести высшую цена процесса упаковки каждого
топливного брикета в персональную оболочку, также применение в качестве связывающих
композиционных материалов натриевой соли метиленнафталинсульфокислоты либо
лигносульфата.

Известен другой более дешевенький метод производства топливных брикетов, включающий
пропитку пористого углеродного наполнителя углеводородсодержащим связывающим,
к примеру, шламом, при смешивании и нагреве с следующим брикетированием консистенции,
при этом брикетирование ведут прессованием при температуре 40-80oC и давлении 80-120 МПа
(патент РФ на изобретение «Метод получения топливных брикетов», N 2005770, C 10 L 5/16, 1992).

Недочет метода — внедрение высочайшего давления (для заслуги омоноличивающей
возможности углеводородного связывающего).

Известен другой метод производства топливных брикетов, исключающий необходимость
прессования при таком высочайшем давлении. Метод включает пропитку пористого
углеродного наполнителя (к примеру, торфа) углеводородным материалом при нагреве и
смешивании с следующим брикетированием консистенции при температуре 30-100oC и
давлении 1-30 МПа (патент РФ на изобретение «Метод получения топливных брикетов», N
2125083, МПК 6 C 10 L 5/16, 1998, патентообладатель — Кнатько М.В.).

В согласовании с этим методом пропитанный углеродный наполнитель соединяют с
известью в количестве 1-10 мас.%, потом вводят дисперсный алюмосиликат, к примеру, глину в
виде порошка в количестве 5-15 мас.%, создают смешивание, после этого вводят воду в
количестве 4-15 мас.%, опять перемешивают смесь, а потом ведут брикетирование консистенции при
температуре 30-100oC и давлении 1-30 МПа.

Введение в технологический процесс извести и дисперсного алюмосиликата инициирует
процесс синтеза кальцийалюмосиликатных комплексов, обеспечивающих омоноличивание
консистенции при брикетировании.

Описанный метод по патенту N 2125083 создатели выбирают в качестве макета заявляемого
метода.

Но, макет, по воззрению создателей, имеет последующие недочеты:

— при относительном понижении производственных расходов, необходимость использования в
технологическом процессе таких компонент, как известь и дисперсный алюмосиликат, не
позволяет минимизировать цена конечного продукта;

— понижается теплотворная способность топливных брикетов за счет протекания
теплопоглощающей реакции дегидратации и высокотемпературного разложения извести при
сжигании в топках;

— возрастает загазованность топливного места углекислым газом;

— при относительно высочайшей теплотворной возможности горючей массы рабочая теплота
сгорания находится на уровне среднего фрезерного торфа за счет высочайшего уровня
содержания воды в гидратах и зольности;

— сильное спекание топливной массы при сжигании за счет высочайшего содержания кальция.

Цель заявляемого изобретения — улучшение эксплуатационных черт топливных
брикетов и понижение производственных расходов.

Поставленная цель достигается тем, что в отличие от метода получения топливных
брикетов по патенту N 2125083, включающего пропитку пористого углеродного наполнителя
углеводородным материалом, смешивание и брикетирование консистенции, в заявляемом методе
торф поначалу соединяют с углеродсодержащими отходами (такими как угольная пыль,
пылевидный сланец, опилки, лузга, отходы хлопчатника), потом добавляют
пластификатор (нейтрализованные куриный помет, навоз, иловые осадки очистных
сооружений) в количестве 2-15 мас.%, перемешивают, а конкретно перед
брикетированием в смесь добавляют парафин, за ранее подогретый до температуры 40-90oC,
в количестве 1-13 мас. %, после этого смесь снова перемешивают до тугопластичной
смеси.

Заявителю в реальный момент не известны какие-либо технические решения, подобные
заявляемому методу.

На чертеже представлена блок-схема заявленного метода.

Заявляемый метод получения торфяных топливных брикетов содержит в себе смешивание 1
основного наполнителя (торфа с влажностью до 80%) в количестве более 50 мас.% с
углеродсодержащими отходами (угольная пыль, пылевидный сланец, опилки, лузга,
отходы хлопчатника и т.п.), добавку 2 пластификатора (нейтрализованные птичий помет,
навоз, дистиллянт, дерн, иловые осадки очистных сооружений и т.п.) в количестве 2-15 мас.%,
смешивание 3, пропитку 4 приобретенной консистенции углеводородным материалом (нефтешламами,
мазутом и т.п.), смешивание 5, пропитку 6 консистенции парафином, за ранее нагретым до
температуры 40-90oC, в количестве 1-13% и брикетирование 7 консистенции.

В качестве основного сырьевого компонента предпочтение отдается торфу, как пористому
структурообразующему элементу топливного брикета. Для сотворения рационального режима
прессования зависимо от влажности торфа добавляются более сухие
углеродсодержащие отходы. Смешивание торфа с углеродсодержащими отходами производится
в пропорции, обеспечивающей лучшую влажность в границах, позволяющих
размешивать смесь и брикетировать ее под давлением существенно наименьшим, чем в
макете (от 0,1 МПа).

Заявляемый состав для брикетирования включает торф с влажностью до 80% — более 50 мас.%;
пластификатор (нейтрализованные птичий помет, навоз, дистиллянт, дерн, иловые осадки
очистных сооружений и т.п.) — 2-15 мас.%; углеводородные материалы (нефтешламы, мазут и т.п.) —
10-20 мас.%; парафин либо т. п. — 1-13 мас.%; углеродсодержащие отходы (угольная пыль, пылевидный
сланец, опилки, лузга, отходы хлопчатника и т.п.) — остальное.

Введение в состав консистенции парафина, за ранее нагретого до температуры 40-90oC,
обеспечивает механическое формообразование и отверждение консистенции при брикетировании,
что позволяет придавать топливному брикету всякую геометрическую форму и фиксировать
ее без использования каких-то оболочек за счет резвого остывания парафина в
топливном брикете.

Введение в состав консистенции пластификатора, владеющего мало достаточными клеящими
качествами, позволяет создавать формовку при давлении на порядок наименьшем, чем в
макете, к примеру 0,1-5 МПа.

Последовательное введение в технологический процесс пластификатора, а потом парафина
содействует омоноличиванию брикета в процессе сушки и позволяет преднамеренно
управлять эксплуатационными чертами торфобрикета.

При сжигании торфобрикета из-за низкой температуры плавления парафина (40-90oC) и
возгонки в топочном пространстве происходит возгорание наночастиц летучих фракций, в
итоге чего достигается высочайшая исходная температура, обеспечивающая
одновременное горение всех компонент, что приводит к полному сгоранию торфобрикета.

По воззрению заявителей, описанный метод содействует улучшению экологической
обстановки в регионе за счет утилизации широкого диапазона отходов промышленного и
сельскохозяйственного производства.

Возможность воплощения заявляемого метода подтверждается разработанными в
истинное время технологическими процессами и может быть реализована при помощи
стандартного оборудования, применяемого в сельскохозяйственном производстве и
торфоперерабатывающей индустрии.

Пример 1

Получение торфяных топливных брикетов проводилось на пилотной установке. В качестве
наполнителя использовали торф влажностью 50% в количестве 50 мас. % и опил древесный
влажностью 30% в количестве 30 мас.%, которые из бункеров по транспортеру подавались через
дозатор в смеситель, где перемешивались до однородной массы, после этого добавлялся
пластификатор (нейтрализованный куриный помет) в количестве 4 мас.%.

После смешивания композиционного наполнителя с пластификатором в смеситель через
дозатор для пропитки приобретенной консистенции поступали нефтешламы в количестве 14 мас. %, потом
туда же после смешивания консистенции добавлялся нагретый до температуры 60oC
парафин в количестве 2 мас.%, и смесь опять перемешивалась до тугопластичной
смеси.

Готовая смесь из смесителя подавалась в пресс, где под давлением 2 МПа формировались
топливные брикеты, которые потом поступали на отгрузочный бункер.

С целью проверки стойкости брикетов к механическим воздействиям при погрузочно-разгрузочных
работах и транспортировании брикеты сбрасывались с высоты 2-ух метров в кузов
автосамосвала и после получасовой транспортировки выгружались много на бетонный
пол, при всем этом ни один брикет не разрушился, что подтверждает их устойчивость к
механическим воздействиям.

Пример 2

Процесс производства торфяных брикетов происходил по той же схеме, что и в примере 1. В
качестве структурообразующего элемента использовались торф и угольная пыль, которые
перемешивались до однородной массы, после этого добавлялся пластификатор (нейтрализованные
иловые осадки очистных сооружений) в количестве 4 мас.%. После смешивания с
пластификатором смесь пропитывалась нефтешламами в количестве 14 мас.%, после этого
добавляли нагретый до температуры 80oC парафин в количестве 2 мас.%, и смесь
перемешивалась до тугопластичной смеси, потом смесь подавалась в пресс, где под
давлением 2,5 МПа формировались топливные брикеты.

Пример 3

Для получения торфяных топливных брикетов в качестве наполнителя использовали торф
влажностью 50% в количестве 50 мас.% и опил древесный влажностью 30% в количестве 27 мас.%,
которые из бункеров по транспортеру подавались через дозатор в смеситель, где
перемешивались до однородной массы. После смешивания в смеситель через дозатор для
пропитки приобретенной консистенции поступали отходы нефтеперерабатывающего производства в
количестве 10 мас.% (нефтешлам), потом туда же после смешивания консистенции добавлялся
нагретый до температуры 60oC парафин в количестве 13 мас.%, и смесь опять
перемешивалась до тугопластичной смеси. Готовая смесь из смесителя подавалась
в пресс, где под давлением 5 МПа формировались брикеты. Приобретенные брикеты при
плотности 1,17 г/см3 имели теплотворную способность горючей массы 8358 ккал/кг,
рабочую теплотворную способность — 4617 ккал/кг, влажность — 33,28%, зольность — 3,96% и
содержание серы — 0,33%.

Пример 4

Процесс производства торфяных топливных брикетов происходил по той же схеме, что и в
прошлом примере. В качестве структурообразующего элемента использовались торф и
угольная пыль, которые перемешивались до однородной массы, после этого смесь
пропитывалась отходами нефтеперерабатывающего производства в количестве 10 мас.% (нефтешлам),
после этого добавляли нагретый до температуры 80oC парафин в количестве 6 мас.%, и
смесь перемешивалась до тугопластичной смеси, потом смесь подавалась в пресс,
где под давлением 5 МПа формировались брикеты.

Результаты сравнительных испытаний брикетов приведены в таблице 1.

В таблице 2 представлены эксплуатационные свойства брикетов, приобретенных с
внедрением заявляемого метода в сопоставлении с макетом.

Как надо из данных, приведенных в таблице 2, эксплуатационные свойства
брикетов, приобретенных по заявляемому методу, усовершенствованы в сопоставлении с макетом:

— повышена на 8% расчетная теплотворная способность топливных брикетов;

— в 3 раза снижена зольность (обеспечено фактически полное сгорание горючего);

— повышена на 38% рабочая теплотворная способность горючего;

— уменьшено на 35% содержание серы в дымовых выбросах;

— устранено спекание топливной массы.

Таким макаром, решение поставленной создателями задачки обеспечивается в заявляемом
методе последующими различительными признаками:

введением в техпроцесс томных углеводородов, за ранее нагретых до температуры
40-90oC в количестве 1-13 мас.%;

введением в техпроцесс пластификатора в количестве 2-15 мас.%;

соотношением начальных компонент состава для брикетирования.

На основании вышесказанного, заявляемый метод является новым, имеет изобретательский
уровень и промышленно применим, что соответствует условиям патентоспособности
изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Метод получения торфяных топливных брикетов, включающий пропитку торфа
углеводородным материалом, смешивание и брикетирование консистенции, отличающийся тем,
что перед пропиткой торф соединяют с углеродсодержащими отходами, а конкретно
перед брикетированием в смесь добавляют парафин, за ранее подогретый до 40 — 90°С.

2. Метод получения торфяных топливных брикетов по п.1, отличающийся тем, что перед
пропиткой углеводородным материалом в смесь добавляют пластификатор (нейтрализованные
птичий помет, навоз, дистиллянт, дерн, иловые осадки очистных сооружений и т.п.).

3. Состав для брикетирования, содержащий торф и углеводородный материал, отличающийся
тем, что дополнительно содержит углеродсодержащие отходы и парафин при последующем
соотношении компонент:

Торф (с содержанием воды до 80%) — Более 50 мас.%

Углеводородный материал (нефтешлам, мазут и т.п.) — 10 — 20 мас.%

Парафин — 1 — 13 мас.%

Углеродсодержащие отходы — Остальное

4. Состав для брикетирования по п.3, отличающийся тем, что содержит пластификатор (нейтрализованные
птичий помет, навоз, дистиллянт, дерн, иловые осадки очистных сооружений и т.п.) в
количестве 2 — 15 мас.%.

Версия для печати
Дата публикации 16.01.2007гг

ввысь