Брикеты из угольной пыли

Содержание

Не зря владельцы твердотопливных котлов предпочитают пользоваться углем в брикетах. По сравнению с рассыпным материалом спрессованный лучше горит и выделяет больше тепла для обогрева. Брикетирование угля позволяет превратить дешевую угольную пыль в качественное топливо для частного и промышленного использования.

Что собой представляют угольные брикеты?

Раньше для отопления зданий самым популярным материалом считались дрова. Сейчас промышленность шагнула вперед, и обычные поленья вытеснили топливные брикеты из древесного угля. Примерно 25% добываемого угля — это мелкая фракция и угольная пыль, попросту говоря отходы. Для полноценного отопления они не пригодны, т.к. имеют низкую теплоотдачу, просыпаются через колосниковую решетку в печи и потому имеет низкую эффективность. Проблемой использования некондиции становится то, что мелкий уголь перекрывает доступ кислорода, из-за чего печь затухает.

Угольные брикеты

Брикеты из угля представляют собой твердотопливный продукт, изготовленный в виде брусков различных форм и размеров, которые спрессовываются под высоким давлением и температурой. Для скрепления применяют различное сырье органического и неорганического происхождения.

В основном брикетированный древесный уголь используется для отопления частных домов, но некоторые металлургические и химические предприятия также предпочитают применять именно этот вид топлива. Единственное условие для использования брикетов — наличие специального твердотопливного оборудования.

Какие преимущества и недостатки имеют угольные брикеты

Нельзя с точностью утверждать, что брикетированный угол является единственным правильным решением для отопления жилища. Но, если сравнивать брикетированный уголь с другими видами топлива, то можно выделить ряд преимуществ, которые выдвигают данное топливо в ряды лидеров. К ним относится:

  • долго горят и выделяют много тепла;
  • одинаковые размеры брикетов выделяют тепло равномерно;
  • брикеты легкие компактные, что упрощает их транспортировку и хранение;
  • качественный продукт не выделяет угарный газ, поэтому его можно использовать в жилых помещениях с хорошей вентиляцией;
  • при правильном производстве угольные брикеты не крошатся и не загрязняют помещение;
  • разжигаются всего за 10-15 минут.

Угольные брикеты долго горят и выделяют много тепла

Кроме достоинств спрессованного угольного топлива, нужно упомянуть и про его недостатки. Брикеты, склеенные связующими веществами нельзя использовать в мангалах, барбекю и грилях. Температура тепла, выделяемая углем может превышать требуемую и оборудование выйдет из строя. Также некоторые брикеты выделяют вредные для организма канцерогены, которыми пропитаются приготовленные продукты, становясь непригодными для дальнейшего употребления. Для применения угля в качестве растопки домашних печей нужно соблюдать правила безопасности при обогащении и брикетировании углей. В продаже есть специальный экологичный брикетированный уголь для мангалов.

Уголь для мангала

Виды угольных брикетов

Для качественного обогрева помещения большое значение имеет вид угольных брикетов. Все изделия делятся на подвиды в зависимости от материала изготовления, формы, типа скрепляющего материала и упаковочной тары.

Тип сырья, используемый для изготовления брикетов:

  • антрацит — самый качественный и дорогой уголь, отвечающий высоким требованиям в плане отопления;
  • древесный уголь — делается из переработанной древесины. В качестве немного уступает антрациту;
  • бурый уголь — самый дешевый из всех предложенных. В его изготовлении участвуют мелкие фрагменты и пыль угля. Отдача тепла ниже, чем у первых двух видов.

Безопасность и качество использования определяет связующее вещество:

  • каменноугольная смола;
  • глина;
  • сода;
  • патока;
  • белок;
  • известь;
  • декстрин;
  • жидкое стекло;
  • цемент и др.

Для изготовления угольных брикетов используют антрацит

Для бытового применения нужно выбирать брикеты на основе натуральных связующих веществ, например, белка или патоки. Для промышленности подойдет топливо на цементе или смоле, т.к. зачастую на производствах есть специальные уловительные системы для вредных испарений.

Форма изделий зависит от способа прессования угля. На штемпельном прессе получаются цилиндры с отверстиями, кирпичики, «подушечки» или «таблетки». На экструзионной машине изготавливаются «колбаски» с калиброванными отверстиями.

Особенности технологии брикетирования угля

Производство брикетов из угольных отходов началось еще в 19 веке. Изготовление включало в себя скрепление между собой угольных частиц и пыли с помощью смолы и трамбования механическим прессом. Недостатком таких брикетов считалось выделение вредных смолянистых продуктов во время горения, т.к. в процессе изготовления не сильно озадачивались правилами безопасности при обогащении и брикетировании углей.

В настоящее время используются усовершенствованные технологии и, хотя производство брикетов не вышло на масштабный уровень, они весьма востребованы среди потребителей. Для бытового использования предлагаются брикеты без связующих веществ или с веществами, безопасными для здоровья человека. Поэтому перед покупкой обязательно нужно изучить информацию от производителя, особенно тот пункт, который говорит о его составе.

Брикетирование угля состоит из нескольких этапов производства:

  • сушка для удаления влаги из сырья;
  • переработка сырья, его измельчение на одинаковые частицы;
  • добавление связующих компонентов;
  • нагрев угля до определенной температуры;
  • прессование;
  • сушка с доведением до влажности в пределах 18-20 %;
  • охлаждение.

В современном производстве можно сформировать брикеты из каменноугольных отходов без добавления связующих. Для этого необходимо специальное оборудование для брикетирования угля. В нем сырье проходит только два этапа:

  • уплотнение сырья для удаления между частицами пустот;
  • сжимание и уплотнение самих частиц под повышенным давлением до100—200Мн/м2.

Выделяемые в процессе смолы и будут служить скрепляющим компонентом. Изготовленные подобным образом брикеты горят без дыма и выделения вредных веществ в воздух.

Промышленные способы брикетирования угля

Рассмотрим технологию производства брикетов из угля в заводских условиях с применением каменноугольной смолы и угольной пыли. Это самое дешевое сырье, которое позволяет организовать производство качественных брикетов с хорошей теплоотдачей, не вкладывая больших средств. Для организации процесса применяют ряд установок: дробилку, пресс и сушилку. Материал перемещается от одного этапа к другому с помощью ленточного конвейера.

  1. Вначале уголь промывают от мусора, чтобы получить чистый продукт без лишних примесей.
  2. Далее очищенное сырье дробят до частиц с размером 6 мм и меньше.
  3. В паровой или газовой сушилке уголь высушивают до показателя влажности 15 %.
  4. Состав охлаждается и переходит на этап прессования под давлением 20-150 МПа.
  5. Готовую продукцию переправляют на склад для хранения.

Технология производства брикетов для использования на промышленных предприятиях разрешает добавление таких связующих, как цемент, нефтебитумная смесь, жидкого стекло и др. Но приобретать каменноугольные брикеты с таким составом для отопления жилого помещения запрещено требованиями СЭС.

Раньше для получения брикетов из угля необходимо было только время и собственные руки. Для этого угольные отходы смачивались водой до получения густой массы. Из нее потом вручную лепили лепешки и просушивали их на воздухе. Такое самодельное топливо успешно применялось для растопки печей и каминов.

Открывать домашнее производство по обогащение и брикетирование углей на оборудовании не каждому по карману, поэтому народные умельцы изобрели свой современный способ получения твердого топлива из угольных отходов. Для этого используют один из двух видов установок: ручной пресс или самодельный шнековый экструдер. Плюс ручного пресса в том, что его можно изготовить самому или недорого купить у мастера. Минус — низкая производительность. Чтобы брикетов хватило на всю зиму нужно летом хорошо потрудиться.

Для брикетирования угля понадобится ручной пресс

С помощью экструдера можно быстро запастись топливом, т.к. весь процесс производства механизирован. Но для изготовления или покупки уже готового оборудования для брикетирования угля понадобятся денежные вложения, поэтому нужно провести подсчеты, рационально такое приобретение или нет. Процесс брикетирования угля в домашних условиях выглядит следующим образом:

  • измельчение угля любым доступным способом. Чем мельче будет его фракция, тем лучше;
  • полученное сырье смешивают с водой до такой консистенции, чтобы масса хорошо лепилась;
  • подготовленные формы заполняют угольной смесью и прижимают ручным прессом;
  • готовые брикеты извлекаются и просушиваются естественным способом.

В итоге получается брикетированный уголь для растопки домашнего котла или печи. Транспортировать его нельзя, т.к. отсутствие скрепляющего вещества превратит брикет обратно в пыль.

С наличием экструдера производство брикетирования древесного угля значительно упрощается и ускоряется. Процесс похож на принцип мясорубки. В специальный приемный отсек засыпается подготовленная угольная масса, а на выходе выходят колбаски хорошего качества. Пока они не застыли из них можно нарезать брикеты какого угодно размера. Прочность изделий позволяет их транспортировать, не боясь повредить.

Если сравнивать домашние брикеты с производственными, они, конечно, уступают в качестве. Но изготовление такого топлива гораздо дешевле, чем покупка готовой продукции и горит оно достаточно хорошо.

Правила безопасности при обогащении и брикетировании углей

Если вы решили использовать в качестве топлива брикетированный уголь, следует подойти к его изготовлению со всей ответственностью. Подбираются составляющие для изготовления твердого топлива в зависимости от места его использования. В состав брикетов не должны входить вредные компоненты, чтобы не отравиться продуктами их сгорания.

Некачественный продукт может обладать плохой теплоотдачей и не справляться со своими прямыми обязанностями обогрева помещения. Плохо спрессованные брикеты быстро превратятся в труху и «уйдут» в отходы.

Производство древесно-угольного брикета

Установка непрерывного пиролиза предназначена для изготовления древесного угля мелкой фракции из древесных или других органических отходов, с последующим брикетированием полученного углеродного материала в брикеты и гранулы, в том числе и используемые в дальнейшем в сельскохозяйственном производстве в качестве удобрений или биочар

В качестве сырья для производства древесноугольных брикетов может использоваться следующие материалы:

  • отходы растениеводства (солома, полова, лузга, шелуха)
  • навоз КРС, птичий помет
  • щепа из баланса, дров, техсырья, кусковых отходов лесопиления, прочие древесные мелкокусковые отходы
  • другие виды органосодержащих материалов, в т.ч. и отходы углеводородных материалов

Модуль выполнен на базе 40-футового контейнера, перевозится на полуприцепе. Переход из транспортного режима в рабочий осуществляется в пределах одного часа. Полуприцеп фиксируется штатными лапами-домкратами, дымовая труба поднимается в вертикальное положение встроенной лебедкой, переводятся в рабочее положение транспортеры подачи сырья и выгрузки продукции. На фото – реализованный модуль в Хабаровском крае.

Описание модуля:

Отличием данной установки от традиционной является:

  • поддержание процессов сушки и пиролиза за счет тепла, получаемого при дожигании в топке пиролизных газов
  • регулирование температурного режима в камерах установки
  • полное дожигание пиролизных газов в топке при температуре 1000-1100°С гарантирует экологическую безопасность при эксплуатации установки
  • избыточное технологическое тепло, снимаемое с теплообменника-экономайзера в установке используется для сушки получаемых брикетов, для предварительной сушки и подготовки сырья, в случае если его влажность превышает 55-60%, а так же может использоваться и для горячего водоснабжения и отопления помещений, сушки пиломатериалов, др. нужд.

Модуль-карбонизатор содержит все необходимое оборудование для производства древесноугольной мелочи:

  • встроенная сушилка сырья (производительность по испаренной влаге 1,5 тн/час)
  • мельница и охладитель /стабилизатор углерода
  • гибкие шнеки для выгрузки охлажденного углерода
  • выгрузка в биг-беги или МКР-тару без использования погрузчиков

Модуль обладает высокой производительностью, эко-и взрывобезопасностью, соответствует требованиям и стандартам, компактен, экономичен, мобилен и может быть полностью автономен, не требует зданий и коммуникаций, отсутствуют сезонные и климатические ограничения.

Модульность и контейнерная мобильность оборудования позволяет производить реализацию масштабных проектов в несколько стадий, оперативно производить доставку-монтаж-пуск установок, размещать модули в непосредственной близости от источников отходов. Низкое энергопотребление позволяет эксплуатировать модули в полевых условиях от дизельгенераторов.

Средний срок службы модуля – 6 лет, реактор изготовлен из жаропрочной стали.

Обслуживание производится персоналом без особой квалификации.

Пиролизные газы, парогазы и другие органические вещества, выделяющиеся в процессе работы, через верхнюю крышку пиролизной камеры выходят в газосборные узлы и по газоотводным трубам выносятся в топочную камеру. Этим самым обеспечивается экологическая чистота процесса пиролиза.

Технические характеристики модуля-карбонизатора:

  • производительность одного модуля по углероду – 1 тонна/час, или 600 тонн/месяц — максимальная влажность сырья (относительная) – 80 процентов
  • кол-во сырья для производства 1 тонны углерода — 7,2 м3, в насыпных кубометрах согласно приведенной плотности
  • потребление эл/энергии на один модуль – 18 кВт/час
  • гарантийный срок эксплуатации – 40 тыс.тонн/6 лет

В дальнейшем полученное сырье в виде угольной крошки будет переработано в брикеты. Для производства брикетов используется в качестве связующего технический крахмал. Возможна различная плотность получаемых брикетов (0,7-1,1).

В качестве сырья для производства древесноугольных брикетов может использоваться следующие материалы:

  • отходы растениеводства (солома, полова, лузга, шелуха)
  • навоз КРС, птичий помет
  • щепа из баланса, дров, техсырья, кусковых отходов лесопиления, прочие древесные мелкокусковые отходы
  • другие виды органосодержащих материалов, в т.ч. и отходы углеводородных материалов

Производство брикетов состоит из нескольких этапов:

  1. Остывание древесного угля

Продолжительность охлаждения древесного угля в транспортере с охлаждающим

контуром составляет около 20 минут, до достижения Т~35-40°С. Древесный уголь перед его использованием в качестве сырья для брикетирования дробится в измельчителе. Степень измельчения должна составлять не менее 0,5-1,0 мм. В качестве связующего в технологическом процессе может использоваться крахмал, мука или другие подобные материалы. Подготовка производится путем его смешивания с горячей водой.

Процесс подготовки рабочей смеси происходит в смесителе каткового типа, куда вместе с готовым связующим подается древесный уголь в определенных технологическим регламентом пропорциях. Процесс перемешивания происходит непрерывно, время приготовления рабочей смеси в смесителе определяется скоростью вращения лопаток смесителя и задается в регламенте в зависимости от используемого связующего.

  1. Брикитирование

Брикетирование производится на валковом 2- хручейном прессе производительностью до 1200 кг в час. Усилие сжатия регулируется пружинами. Валковый пресс имеет подпрессовщик, позволяющий дополнительно регулировать плотность получаемого брикета. Плотность получаемого брикета составляет от 700 до 850 г/дм 3.

  1. Сушка брикетов

Сушка брикетов производится в сушильной камере туннельного типа, в качестве сушильного агента используются охлажденные дымовые газы пиролизной установки.

Температура сушки на превышает 90°С.

Начальная влажность брикета составляет 15-20%.

Время сушки 2,0-2,5 часа.

Конечная влажность брикета – не выше 10%.

  1. Упаковка и хранение готовой продукции

Готовые охлажденные брикеты упаковываются в соответствии с требованиями контрактов.

Предлагаем подробно рассмотреть тему переработки отходов на примере навоза КРС, т. к. проблема утилизации навоза существует уже давно. Кроме прямого внесения его в почву, практически не существует других технологических решений, а прямое внесение требует больших затрат, ведь для их эффективного действия необходимо на 1 гектар внести несколько десятков тонн.

В процессе производства молока корова производительностью 6000 литров молока в год каждый день кроме 16-17 литров молока производит 45-50 кг навоза в сыром виде или органических отходов в пересчете на сухой вещество – 18-20 кг.

Следуя данным, приведенным выше, полученный навоз КРС перерабатывается в углеродный остаток (биочар) в количестве около 5,5÷6,0 кг от одной коровы ежедневно.

Производство биочар из навоза позволяет найти более эффективное его применение. После переугливания навоза КРС полученный материал насыщается экстрактом того же навоза, являющимся комплексным сбалансированным по содержанию азотных, калийных и фосфорных удобрений. Полученный материал – биочар – вносится в почву на поля, где выращивается корм для скота.

Применение биочар в качестве

  • сорбента
  • носителя удобрений

будет способствовать более эффективному земледелию, более эффективному их использованию растениями, без вымывания их на более низкие, недоступные горизонты.

То есть даже при более низкой биологической активности в почве, полезных веществ будет вырабатываться достаточно для необходимого уровня.

Проведенные в Рязанской области исследования показали прирост урожайности до 30 процентов на картофеле, и до 20 процентов на кормовых травах.

Прибыль, получаемая при производстве молока, составляет около 8,00 рублей с одного литра. Всего ежедневный доход с одной коровы составляет 128 рубля.

Повышение урожайности на 25-30 процентов с гектара за счет внесения в почву биочар составит около 60 рублей в сутки на одну корову, что собственно, почти наполовину повышает прибыльность производства молока.

Таким образом, у хозяйств появляется возможность заниматься «долгоиграющим», гарантированным и быстродействующим улучшением почвы для увеличения урожайности и уменьшения зависимости сельского хозяйства от погодных условий, т.к. биочар еще задерживает воду, препятствует ее испарению ее в засушливые годы и улучшает аэрацию, что увеличивает биологическую активность в почве и ускоряет процессы переработки органики в полезные вещества.

Отходы производства делятся на пять классов опасности по степени негативного воздействия на окружающую среду, их перечень содержится в Федеральном классификационном каталоге отходов, сокращенно ФККО. В каждой группе отходов животноводства (КРС, лошади, свиньи) прописаны разные виды навоза на разных стадиях перепревания — свежий навоз и перегоревший. В соответствии с состоянием им присваивается определенный класс опасности. Так, например, свежий навоз КРС после перепревания переходит из четвертого в пятый класс опасности, а свежий птичий помет из третьего в четвертый.

Одновременно с этим, навоз и помет считаются органическими удобрениями — существует отдельный ГОСТ Р 53042-2008 «Удобрения органические», в котором прописаны характеристики и методические рекомендации по подготовке отходов к использованию. В подготовленных к использованию в качестве удобрений отходах не должно быть возбудителей болезней, семян сорных растений, а также должно быть нормализовано количество биогенных веществ в соответствии с ветеринарными и экологическими требованиями.

Вот в этих требованиях и кроется мина замедленного действия. В одном из регионов администрация во главе с СЭС начали проверки на биогенные вещества и семена сорняков, разумеется, показатели зашкаливали, на этом вся деятельность по унавоживанию почв остановилось.

Возможно, в некоторых регионах пока что не существуют подобных проверок, но недальновидно игнорировать подобную информацию. Рано или поздно эта практика распространится по всей стране.

Если у Вас появились какие-либо вопросы или хотите получить коммерческое предложение на заказ установки звоните по номеру 8 800 500 81 25 или пишите нам на почту office@ecolusspb.ru

Угольные брикеты для отопления: технология производства и особенности состава

Обычные опилки и древесные щепки можно жечь в изготовленных для этого котлах, а вот с угольной пылью не все так просто.

Те, кто уже пробовал топить свой котел таким топливом, понял – половина его просто пропадает, проваливаясь между прутами колосников в золу, вторая же половина спекается в камень и не дает прогоревшему топливу попасть в золу. Все эти причины приводят к снижению качества горения, а значит и теплоотдачи.

Но с другой стороны выкидывать угольную пыль, по меньшей мере, глупо, в ней содержится большое количество энергии. И тут проблему способно решить превращение угля в брикеты, о чем мы и поговорим ниже.

Подробнее о технологии брикетирования

Для классификации топливных брикетов применяется ряд параметров:

  • материал, из которого делают брикет;
  • форма;
  • защищенность;
  • экологичность;
  • тип упаковки.

Можно, конечно же, сжечь такую пыль, предварительно растопив котел дровами, и уже на них насыпать мелкую фракцию. Но такой подход не является выходом, это очень хлопотно, ведь насыпать пыль из угля нужно понемногу, а значит часто.

Если же вы положите на дрова сразу большое количество угольной пыли, она все-таки просыплется в колосники и таким образом, проблема частичного сгорания топлива никуда не денется, к тому же остальная пыль провалится между дровами, перекроет приток воздуху и горение значительно ослабнет.

Возможно, Вас заинтересует статья о том, как выбрать твердотопливный котел длительного горения.

О комбинированных котлах на дровах и электричестве Вы можете прочитать в этой статье.

Чтобы обойти все вышеперечисленные неудобства, нужно прессовать угольную пыль в брикеты, которые в таком виде будут превосходно гореть, отдавая всю свою энергию.

Российские разработки

Решение по прессованию мелкой фракции топлива было изобретено еще в начале прошлого столетия, Российским исследователем А.П. Вешняковым.

Его идея и до сих пор используется в промышленности и быту. Суть идеи заключается в прессовании древесного порошка в твердые элементы, способные гореть и отдавать тепло ни чем не хуже самого угля.

Не говоря о подробной технологии изготовления топливных брикетов и не перечисляя их типы, можно отметить, что они бывают двух основных типов:

  • с применением связующих компонентов, производственное сжигание;
  • без них, для домашнего использования.

Важно знать: брикеты, изготовленные по технологии, предусматривающей использование согласующих элементов, в быту использовать категорически нельзя. При их горении выделяется множество токсичных веществ, которые в производстве удаляет специальное оборудование.

Мы говорим о технологии изготовления брикетов без применения связующих компонентов. Производство проходит следующим образом:

  • изначально угольная пыль и мелкие камешки измельчаются, самая большая частичка на выходе не должна быть больше 6 мм;
  • далее смесь сушат до влажности в 15%. Для этого используют сушилки парового и газового типа;
  • далее пыль охлаждается и передается к прессу. Его воздействие на мелкую фракцию происходит с давлением от 100 до 150 Мпа, в специальном прессе штемпельного типа;
  • после чего готовая продукция подается на хранение.

Возможно, Вас заинтересует статья о том, как очистить твердотопливный котел от сажи, дегтя и смолы.

Как промыть отопительный котел от накипи, Вы можете прочитать в этой статье.

Также Вам может пригодиться статья о пиролизных котлах отопления.

Требования к размеру частичек и давлению прессовки может меняться в зависимости от применяемого оборудования и назначения топлива. К примеру, производственная линия компании ЮНИТЕК работает с частичками до 0.25 мм и их влажностью от 6 до 16%.

В результате мы получаем продукт с зольностью 15—20%, способный выдерживать давление в – 3 кг/см, а при падении с двухметровой высоты, потеря массы от удара будет незначительной. Энергоемкость брикетов будет зависеть, непосредственно, от угольной пыли, из которой их делают.

Промышленное производство

Для производства брикетов промышленного типа применяют такие связующие вещества:

  • нефтебитумная смесь;
  • цемент;
  • лигносульфонатные добавки;
  • жидкое стекло;
  • меласса.

Для переработки мелких частиц кокса и некоторых других сортов угля, часто используют цемент, а так же жидкое стекло. Такие материалы используют в основном в металлургии, там, где применение этих веществ допускается.

Каменноугольная смола с нефтебитумом так же применяют для изготовления промышленных угольных брикетов. Топить жилые дома ими нельзя, так как происходит выделение большого количества бензопирена и прочих токсичных элементов, запрещенных СЭС.

Изготовить топливные брикеты самостоятельно поможет данная статья: https://teplo.guru/kotly/toplivnye-briketyi-svoimi-rukami.html

Производство дома

Для того чтобы сделать угольные брикеты своими руками, нужно иметь саму пыль угля и глину, безопасный связующий элемент. Добавляя немного воды, пыль и глину смешивают 10:1, таким образом, раствор приобретает нужную консистенцию. Очень важно тщательно смешать вещества.

Для создания брикетов можно использовать как обычный строительный миксер, так и специальное оборудование, например торговой марки Weber. Если вы решили изготовить брикеты вручную, можно использовать в роли формы любые емкости, ящики, кастрюли и т.д. В конце изготовления топливные брикеты нужно высушить.

Обратите внимание: применение оборудования для создания брикетов в домашних условиях будет нерентабельным.

Естественно, что брикет, изготовленные дома не идеальны. Их прочность не так велика, как у промышленных аналогов, имеют разную влажность, и теплоотдачу.

Но как бы там ни было, в котле они горят отлично, гораздо лучше спекающейся и проваливающейся угольной пыли. Да и себестоимость их непременно порадует. Оставленные положительные отзывы, о данной технологии, говорят сами за себя.

Большую популярность в последнее время приобретают котлы, способные работать на двух видах топлива. Подробнее о комбинированном оборудовании здесь: https://teplo.guru/kotly/combi/kombinirovannye-kotly-gaz-drova.html

Как производят угольные брикеты, смотрите в следующем видео:

  • Игорь

Технология прессования угольной пыли. Технология брикетирования угля, бурого угля и кокса. Связующее для угольных брикетов

Технология брикетирования каменного / бурого угля, кокса

Технологии брикетирования угля предназначены для получения товарной продукции из угольной пыли, отсева, некондиционного и некачественного угля. В качестве сырья могут использоваться черные или бурые угли, а также кокс.

Брикетирование угля является очень старой технологией, которая получила развитие с использованием двух-роликовых валковых прессов, что позволило повысить производительность и качественно улучшить экономическую привлекательность этого бизнеса.

SAHUT-CONREUR была одной из компаний, начавших производство двух-роликовых прессов в начале XX столетия. Мы находимся в северной Франции и, с начала XX века, установили более 1000 заводов по брикетированию в разных частях света, из них более 350 для брикетирования угольного отсева.

Технология брикетирования угля на роликовых прессах была разработана для выпуска брикетов из угольной мелочи, поступающей после угольных сит и мойки. Брикеты предназначены для использования в качестве топлива для частных или промышленных котельных тем же способом, что и кондиционный уголь, а также упаковываются для розничной продажи и в этом виде могут поставляються на экспорт.

В большинстве случаев процесс брикетирования угля происходит с добавлением связующего (угольный пек, нефтяной битум, смола, меласса и известь, лигносульфонат, крахмал, полимеры …). В отдельных случаях брикетирование возможно также и без связующего.

ПРЕИМУЩЕСТВА БРИКЕТИРОВАННОГО УГЛЯ

Техническое решение:

  • Получение продукта одинакового размера, объема, формы и веса.
  • Устранение проблемы образования пыли и брака при транспортировке.
  • Заданная твердость и прочность брикета.
  • Утилизация отходов в товарную продукцию

Потребительские и маркетинговые преимущества:

  • Более высокая энергетическая ценность
  • Более длительное горение
  • Зола в виде порошка
  • Меньше эмиссия CO2 и серы
  • Легче упаковка, транспортировка, складирование
  • Готово для автоматической подачи в топку
  • Возможность упаковки для потребительского рынка
  • Поставки на экспорт

БРИКЕТИРОВАНИЕ УГЛЯ БЕЗ СВЯЗУЮЩЕГО

Завод брикетирования угля без связующего состоит из следующих компонентов:

  • участок сортировки и измельчения угля, если размеры угля слишком велики
  • участок сушки, если влажность угля слишком высокая
  • участок брикетирования на двух-роликовом прессе

Мощность завода по брикетированию угля без связующего может быть от нескольких тонн в час до приблизительно 25 т/ч.

БРИКЕТИРОВАНИЕ УГЛЯ СО СВЯЗУЮЩИМ

Завод по брикетированию угля со связующим состоит из следующих участков:

  • участок сортировки и измельчения угля, если размеры угля слишком велики
  • участок сушки, если влажность угля слишком высокая
  • участок добавления связующего
  • участок брикетирования на двух-роликовом прессе
  • (опционально) участок пост-обработки (охлаждение, дозревание и сушка в зависимости от используемого связующего)

Мощность завода по выпуску брикетов из угля со связующим может быть от нескольких тонн в час до 100 т/ч для больших прессов.

Возможные связующие

  • угольный пек
  • нефтяной битум
  • смола
  • меласса и известь
  • лигносульфонат
  • крахмал
  • полимеры и др

Конкретное связующее для угольных брикетов определяется доступностью в регионе и требованиями к конечному продукту. Оптимальные пропорции связующего и параметры готового брикета определяются при тестировании угля во Франции на пилотном заводе «Sahut-Conreur».

Тестирование сырья и связующего для угольных брикетов

Уголь в каждом конкретном месторождении имеет индивидуальные химические и физические характеристики, в каждом регионе могут быть доступны различные связующие.

Для точного определения требуемого состава и характеристик оборудования необходимо проведение предварительного тестирования материала заказчика на заводе изготовителе компании «Sahut Conreur SA» во Франции. Для проведения тестов заказчику необходимо отправить уголь во Францию на тестирование.

В результате тестов можно будет:

  • определить требуемый состав и характеристики оборудования
  • определить вид и пропорции связующего
  • получить готовый брикет и определить его характеристики
  • рассчитать точные экономические показатели производства

Также только при тестировании возможно определить, годится ли уголь для брикетирования без связующего и какими в этом случае будут технико-экономические показатели производства, а также качественные характеристики брикета.

СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ брикетирования угля со связующим и без

Брикетирование угля с использованием связующего:

  • + Годится для любого каменного или бурого угля
  • + Высокая производительность (до 100 т/ч)
  • + Низкое удельное энергопотребление
  • + Возможность получать влагозащищенные брикеты
  • + Низкая стоимость расходных материалов
  • — Дороже и сложнее оборудование, требуется связующее

Брикетирование угля без связующего:

  • — Применимо только для определенных углей
  • — Обязательна сушка
  • — Ограниченная производительность (до 25 т/ч)
  • — Высокое удельное энергопотребление
  • — Высокая стоимость расходных материалов
  • + Нет связующего, проще и дешевле оборудование

Технология брикетирование угля без связующих добавок кажется более привлекательной на первый взгляд, однако при этом в разы повышаются энергозатраты, снижается производительность и качество брикета.

После тестирования обычно становится очевидно, что брикетирование с применением связующего более оправдано экономически, даже с учетом затрат на закупку, доставку и хранение этих материалов.

Этапы технологического процесса брикетирования угля и кокса

Измельчение угля в молотковой дробилке

Измельчение угля необходимо для получения требуемой однородной фракции, поэтому перед сушкой или после уголь пропускают через молотковую дробилку.

Сушка угля в сушильном барабане

Сушка необходима для понижения влажности угля перед введением связующего. Степень сушки зависит от используемого связующего и технологии. Конечный продукт имеет влажность 5-10%.

Прессование измельченного угля и угольной пыли

Прессование угольной пыли и измельченной угольной фракции выполняется на двух-роликовых прессах, которые соответствуют требованиям отрасли:

  • Высокая производительность
  • Низкое удельное энергопотребление
  • Высокая надежность

Нашим партнером является мировой лидер в производстве этого оборудования французская фирма «Sahut Conreur».

Постобработка (Дозревание) угольного брикета

В зависимости от вида угля и связующего в технологии бывает необходимо специальным образом охлаждать и выдерживать готовый брикет некоторое время в специальных бункерах, в течение которого брикет приобретает прочность.

Время выдерживания индивидуально и определяется на этапе тестирования.

В случае, если Вас интересует технология производства угольных брикетов будем рады ответить на ваши вопросы.

Брикетирование древесного угля в каменноугольные брикеты

Нестабильность рынка энергоносителей заставляет заняться поиском альтернативных решений и вспомнить о демократичной угольной пыли. Использовать её в чистом виде невыгодно: она проваливается через прутья колосника или спекается, засоряя топливник. Добавки к дровам дают выраженный эффект, но посыпать надо часто и понемногу, чтобы не нарушить циркуляцию газов. И только спрессованные из пыли угольные брикеты просты в применении и горят с высокой теплоотдачей.

Угольные брикеты имеют свойство долгого горения

Некоторые особенности технологии

Путём брикетирования можно превратить в товарную продукцию угольную пыль, мелочь, отсевы и некондицию. Сырьём для этого служат бурые и чёрные угли, поступающие после мойки и просеивания на ситах. При низкой плотности и малой теплоте сгорания они имеют важное достоинство — дешевизну. Антрацит служит дорогим, но высокоэффективным продуктом, имеющим лучшие показатели теплоотдачи, а бурый уголь — самым распространённым и экономичным вариантом. Прессованный древесный уголь потребует сложных технологий и дополнительного оборудования.

Читать так же: основные типы угля и их назначение.

Форма и плотность брикетов влияют на показатели энергоэффективности: они легко воспламеняются, равномерно прогорают, поддерживают постоянную температуру в топке и не разваливаются до окончания процесса. Время экзотермической реакции составляет от 6 до 12 часов, а после этого остаётся всего 3% золы, тогда как традиционный уголь образует её порядка 30%. Фасованное твёрдое топливо способно храниться на открытом воздухе, оно не замерзает на морозе и не разрушается до самого конца горения. В упакованном виде продукция поступает в розничную торговлю или поставляется на экспорт.

В этом видео вы узнаете, как изготавливаются брикеты из угольной пыли:

Свойства брикетированного угля зависят от исходного сырья, его экологической чистоты и защищённости, формы упаковки.

Но главное отличие существует между двумя основными разновидностями, предназначенными для применения:

  • в промышленности (в составе присутствуют добавки связующего: угольного пека, нефтяного битума, смолы, мелассы и извести, лигносульфоната аммония или полимеров);
  • в быту (без добавок связующего).

Изготовители твёрдого топлива для нужд металлургии и нефтехимии вводят в угольное сырьё добавки жидкого стекла, цемента, битумных смесей, что делает такое твёрдое топливо неприемлемым для использования в жилых помещениях. Поэтому брикеты первого вида категорически запрещены при разведении огня для приготовления пищи в домашних грилях, мангалах и прочих печах.

Высокие температуры, создаваемые брикетами, выведут бытовое оборудование из строя. Продукты питания, контактирующие с дымом от термического разложения связующих, станут непригодными к употреблению. При горении выделяются ядовитые вещества, которые в промышленных условиях улавливаются, очищаются и выбрасываются в атмосферу специальными устройствами. Изготовители брикетов бытового назначения в качестве связующего использовали патоку и крахмал, но сегодня эти технологии утратили практическое значение.

Стадии промышленного способа

Изготовление каменноугольных брикетов имеет давнюю историю и получило новое развитие с появлением специальных прессов. Это повысило производительность труда и позволило выпускать продукцию с достойными показателями плотности и теплоотдачи при сохранении низкой себестоимости.

В заводских условиях для изготовления угольных брикетов применяется технологическая цепочка, состоящая из сушилки, дробилки и пресса, а доставка продукции обеспечивается ленточным конвейером.

Брикетирование проходит множество стадий

Брикетирование с использованием добавок связующего осуществляется в несколько стадий:

  1. Сушка исходного сырья. Возможен прямой способ, использующий подогретый газ, или косвенный, где работает тёплый пар. Прочность готового брикета зависит от того, сколько влаги содержали исходные компоненты. Допустимая влажность составляет порядка 15%.
  2. Извлечение летучих веществ. Необходимо для углей низкого качества, загрязнённых примесями. Осуществляется в перегонном аппарате или коксовой печи.
  3. Сортировка по фракциям. Мелочь с размером частиц до 6 мм направляется в специальный бункер для смешивания, а сырьё более 6 мм — в дробилку.
  4. Измельчение крупной фракции в дробилке до размера частиц менее 6 мм. Чем меньше габариты зёрен, тем прочнее получается брикет.
  5. Соединение со связующими веществами при нагревании в лопастном смесителе или глиномешалке. Требуется, чтобы обеспечить достаточную прочность изделий при транспортировке и применении. Массовая доля добавок колеблется от 5 до 15%.
  6. Уплотнение прессованием в оборудовании различных конструкций. В зависимости от особенностей установок рабочее давление достигает 150 МПа. Плотность смеси из угля и связующего увеличивается в несколько раз — от 1,5 до 3.
  7. Обжиг в замкнутом конвейере с подогревом от высокотемпературных газов. Для укрепления брикетов ряд связующих (лигносульфонаты аммония, нефтяной битум) требует дополнительной термообработки при 300°C.
  8. Охлаждение в бункере с воздушной циркуляцией. За 8 часов готовые изделия приобретают температуру окружающей среды, а отходящие газы собираются, очищаются и удаляются в атмосферу. Возможен вариант охлаждения путём гашения специально подготовленной водой.
  9. Упаковка и транспортировка на склады хранения.

Прессованные кирпичи и цилиндры с успехом заменяют кондиционные угли в качестве топлива для предприятий металлургической или химической промышленности, а также частных котельных установок.

Оборудование для производства брикетов

Способ формирования изделий зависит от используемой оснастки. Возможны два принципиально разных типа агрегатов:

  1. Штемпельный пресс. Подходит для выпуска больших партий брикетов ввиду энергоёмкости и финансовой затратности. Разогретой угольной массой заполняют формы и прессуют под давлением от 100 до 120 МПа. Готовая продукция охлаждается и приобретает вид кирпичей, таблеток и подушек.
  2. Экструзионная машина. Имеет меньшую затратность и более скромную производительность. Пластичная угольная смесь подаётся шнеком в матрицу и продавливается через неё. Экструдированные брикеты имеют форму цилиндров с отверстием в центре.

Факторами, определяющими размер частиц, влажность и давление при брикетировании, являются назначение продукта и особенности оборудования. Качество исходного сырья влияет на энергоёмкость процесса. Хорошо поддаются переработке мелкие антрацитовые фракции и пыль, а остальные виды углей ведут себя хуже.

Для получения подобного брикета используется несколько оборудований

Домашняя фасовка твёрдого топлива

Процесс кустарного брикетирования отличается от происходящего в заводских условиях невысоким уровнем механизации и тем, что вместо того, чтобы сушить исходные компоненты, их смачивают. Для нужд отопления стандартного частного дома не придётся организовывать грандиозное производство с серьёзными энергозатратами и дорогостоящим оборудованием. Заготовить на осенне-зимний период три или четыре тонны экономичного твёрдого топлива можно и старинными дедовскими методами.

Стадии домашнего брикетного производства:

  1. Угольная пыль берётся в чистом виде или с добавками глины в пропорции 10:1 и разбавляется водой до получения необходимой густоты. Безопасное глиняное связующее препятствует разрушению готовых брикетов, но повышает зольность. Высокое качество перемешивания позволяет получить использование строительного миксера.
  2. Однородным раствором заполняются подготовленные формы. Для этого подойдут как специальные ёмкости, так и кастрюли, вёдра или бывшие в употреблении контейнеры. Брикеты можно просто лепить руками, как делали раньше.
  3. Готовая продукция сушится и складывается в местах хранения.

Самодельные каменноугольные брикеты отличаются от фабричных невыгодными качествами. Они имеют неидеальную форму, разный уровень влажности и теплоотдачи, невысокую прочность, затрудняющую транспортировку изделий. Но это не мешает самодельным угольным брикетам быть экономичными и удобными в применении, иметь низкую себестоимость и высокую теплотворную способность. Эти преимущества выгодно отличают их от спёкшейся пыли.

Домашнее производство при желании и присутствии средств поддаётся автоматизации. Для этого необходимо приобрести или сделать собственноручно станок ручного брикетирования.

При создании оборудования, аналогичного промышленному, за основу берётся пресс для выпуска самодельных кирпичей. Его усовершенствуют загрузочным бункером и устройством для формирования брикетов в виде брусков, подушек или цилиндров. Если предусмотреть образование сквозных отверстий, то это будет способствовать лучшему горению и увеличит теплоотдачу готовых изделий.

Можно и в домашних условиях осуществить прессовку

Технология кустарного прессования брикетов выглядит таким образом:

  1. Угольная пыль и некондиция тщательно измельчаются, от этого зависят конечные показатели прочности.
  2. Сырьё смешивается с водой и глиной до получения вязкой и липнущей к рукам консистенции.
  3. Масса загружается в бункер и нажатием рычага выдавливается, заполняя форму.
  4. Когда рычаг движется обратно, готовый брикет выталкивается наружу, удаляется и раскладывается на солнце для сушки.

Производство станка для домашнего брикетирования древесного угля методом экструзии стоит доверить профессиональному токарю. За материалы и работу по изготовлению корпуса, матрицы и шнека придётся заплатить немалую сумму, но и производительность такого оборудования будет выше.

Достоинства и недостатки продукта

Продавцы угольных брикетов настаивают на том, что теплотворная способность их товара значительно выше, чем у остальных видов топлива. Это может соответствовать действительности, поскольку теплота сжигания 1 кг антрацита составляет 8 киловатт, а дрова и брикеты на основе древесины выделяют до 5 кВт/кг. К преимуществам брикетированного угля также относятся:

  • укрупнение частиц исходной фракции;
  • уменьшение объёма вредных выбросов в атмосферу при горении;
  • высокое качество продукции при стандартных показателях;
  • лёгкость хранения и транспортировки;
  • простота контроля расходования;
  • борьба с самовозгоранием угольной мелочи;
  • экологическая чистота и отсутствие вредных химических добавок;
  • высокая теплоотдача;
  • лёгкость воспламенения и длительность горения.

Однако владельцы твердотопливных котлов называют ряд причин низкой популярности угольных брикетов в сравнении с древесными аналогами. К недостаткам можно отнести следующее:

  • оборудование тяжело растапливается, а тепла топливо даёт недостаточно;
  • при горении в помещениях присутствуют неприятные запахи;
  • изделия свободно крошатся и становятся бесформенными при транспортировке;
  • образуется большое количество золы.

Негативные отзывы объяснимы, если вспомнить, что недобросовестные производители с целью получения максимальной прибыли пытаются использовать шихту, шлам и другие угольные продукты, непригодные для отопительных нужд. Настоящие антрацитовые брикеты с насыщенно-чёрным глянцевым цветом найти в продаже трудно. Отсюда следуют закономерные выводы, что предпочтительнее изготавливать угольные брикеты самостоятельно и приобретать для этого сырьё высокого качества.

Не стоит тратить силы и средства на прессование низкокалорийных сортов угля, хотя и такие брикеты в грамотном сочетании с дровами значительно снизят общие затраты в отопительный сезон. Изготовленные кустарным способом, они невыгодно отличаются от заводских аналогов: дают немного тепла при горении, хрупкие и разрушаются при перевозке. Но здесь есть возможность позаботиться о качестве исходного материала и отрегулировать содержание добавок. А себестоимость домашних кирпичиков, подушечек и колбасок получается значительно привлекательнее, чем цены их фабричных собратьев.