ИНТЕНСИФИКАЦИЯ
ПРОЦЕССА
БРИКЕТИРОВАНИЯ УГОЛЬНОЙ МЕЛОЧИ
Жукова Алина Ришатовна МТС-03-22-31
Актуальность процесса брикетирования
Угольная мелочь – основное сырье в процессе получения топливных брикетов. Ежегодный прирост мелочи достигает десятков процентов от общего объёма добываемого угля.
Мировое производство угля, млн.т
Китай
Индия
США
Австралия
Индонезия
Россия
ЮАР
Германия
Польша
Казахстан
Мировые запасы угля
19% 27%
4%
4%
7%
8% 18%
13%
США
Россия
Китай
Австралия
Индия
Казахстан
Германия
Остальные
страны
Технология получения кальцинированной соды
Основные стадии процесса:
Добыча и очистка сырья (рассол, известняк)
Обжиг карбонатного сырья (шихта из известняка и угля)
Абсорбция аммиака рассолом Карбонизация аммонизированного рассола
Фильтрация и отделение NaHCO |
|
||
Дистилляция |
Описание и показатели |
||
Кальцинация |
|||
Основная реакция:CaCO3 = CaO + CO2 |
– 42,5 ккал |
||
|
|||
|
Доля угля в шихте: 7-10% |
|
|
|
Доля угольного отсева: 20-30% от общей загрузки |
||
|
Среднесуточное образование |
|
|
|
угольной мелочи: 100-150 т/сут. |
|
|
Общие понятия о брикетировании
Брикетирование - это процесс переработки материала в куски геометрически правильной и однообразной в каждом случае формы, практически одинаковой массы.
Основной механизм
При небольшом давлении происходит внешнее уплотнение материала за счёт пустот между частицами.
Затем уплотняются и деформируются сами частицы, и между ними возникает молекулярное сцепление.
Высокое давление в конце прессования приводит к переходу упругих деформаций частиц в пластические деформации, вследствие чего структура брикета упрочняется и сохраняется заданная форма.
Существующее связующее вещество
Крахмал картофельный — безвкусный порошок белого цвета, который не растворяется в воде, получаемый из картофельных клубней.
Характеристика крахмала
Влажность – от 12% до 18% Зольность – менее 0,3%
Вязкость 30%-ной суспензии ≈ 6,5 мм2/с
Внешний вид крахмала
Производство крахмала заключается в измельчении картофеля, при этом крахмальные зёрна высвобождаются из разрушенных клеток. Затем крахмал промывают и высушивают.
|
|
||
Пределы |
Значение, |
||
измерений |
мкм |
||
0,3 |
-5,0 |
3,78 |
|
5,0 -15,0 |
2,74 |
||
15,0 |
-20,0 |
5,87 |
|
20,0 |
-25,0 |
9,92 |
|
25,0-30,0 |
12,02 |
||
30,0 |
-35,0 |
11,91 |
|
35,0 |
-40,0 |
10,38 |
|
40,0 |
-45,0 |
8,55 |
|
45,0 |
-50,0 |
6,82 |
|
50,0 |
-75,0 |
18,13 |
|
75,0 -100,0 |
6,00 |
||
100,0 |
-150,0 |
3,06 |
|
150,0 - 250,0 |
0,81 |
||
Средний размер |
42,7 |
||
частиц |
|||
|
|||
Основная цель и задачи работы
Целью работы является подбор альтернативного вида связующего вещества в процессе брикетирования топливной мелочи, которое позволит повысить качество продукции и улучшить ряд технологических аспектов.
Поставленные задачи:
Повышение качества брикетов (увеличение физико-механических показателей продукта) Снижение потребления энергоресурсов (оборотная вода, электроэнергия, пар) Упрощение технологической схемы за счет сокращения аппаратной части Повышение стабильности работы производственной линии
Предлагаемое связующее вещество
Na-КМЦ (Натрий-карбоксиметил целлюлоза) -
мелкодисперсное порошкообразное вещество белого цвета.
Легко растворим в воде Длительная стабильная вязкость Отсутствует запах и вкус Высокие связывающие свойства
Основные отличия по сравнению с крахмалом в качестве связующего
Достоинства |
Недостатки |
- Не требуется предварительная |
- Более высокая цена |
обработка |
|
- Доступность на рынке |
|
-Упрощенная дозировка
-Отсутствие сложностей с утилизацией остатков
-Более низкая дозировка
Лабораторные испытания
В качестве испытываемых использовались образцы Na-КМЦ четырех марок от различных российских поставщиков
Образец №1 |
Образец №2 |
Образец №3 |
Образец №4 |
Сравнение паспортных показателей
Параметр |
Образец №1 |
Образец №2 |
Образец №3 |
Образец №4 |
|
Массовая доля |
11,7 |
13,3 |
14,8 |
10,5 |
|
воды, % |
|||||
|
|
|
|
||
Степень |
530 |
720 |
900 |
550 |
|
полимеризации |
|||||
|
|
|
|
||
Массовая доля |
|
|
|
|
|
основного вещества |
53,2 |
53,8 |
54,1 |
68,7 |
|
в абсолютно сухом |
|||||
|
|
|
|
||
продукте, % |
|
|
|
|
|
Растворимость в |
|
|
|
|
|
воде в пересчете на |
95,8 |
96,1 |
96,2 |
99,6 |
|
абсолютно сухой |
|||||
|
|
|
|
||
продукт, % |
|
|
|
|
Экспериментальная часть
Для каждого опыта была приготовлена отдельная партия шихты массой 2 кг. В ходе экспериментов использовалась дробленная угольная мелочь, отобранная с производственной линии отделения брикетирования
Гранулометрический состав угольной мелочи
Фракция, мкм |
Массовая доля, % |
< 100 |
15,90 |
100-200 |
13,97 |
200-300 |
9,94 |
300-500 |
14,88 |
500-630 |
7,79 |
630-1000 |
17,64 |
1000-3200 |
19,03 |
3200-5000 |
0,84 |
>5000 |
0,00 |
dср |
740 |
Лабораторный шнековый пресс
Процесс брикетирования