РАЗРАБОТКА НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИХ ПРИНЦИПОВ И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ УГОЛЬНЫХ БРИКЕТОВ

АННОТАЦИЯ

В работе показана проблема разработки эффективной технологии получения угольных брикетов на основе местного и вторичного сырья при получении эффективных составов для брикетирования полезных ископаемых.

ABSTRACT

The paper shows the problem of developing an effective technology for producing coal briquettes based on local and secondary raw materials for obtaining effective compositions for briquetting minerals.

Ключевые слова: уголь, брикеты, технология, утилизация, композиция, полезные ископаемые.

Keywords: coal, briquettes, technology, utilization, composition, minerals.

На сегодняшней день в мире основным видом топлива для действующих тепловых электростанций являются бурые угли валовой добычи. При выемке, обогащении и транспортировке ископаемых углей от отбойки в забое до потребителя проводится интенсивное его измельчение. Угольная мелочь по качественным характеристикам может использоваться для получения качественного брикетного топлива, но ее переработка затруднена из-за сложности организации брикетного производства и необходимости выполнения большого объема строительно-монтажных работ [1–3]. Поэтому требуется разработка рациональной технологии брикетирования низкокачественной буроугольной мелочи.

Угольные брикеты используются в угольной, металлургической, коксохимической, химической и других отраслях промышленности, а также как бытовое топливо. В результате глубоких реакций конденсации различных химических группировок, входящих в состав отмерших растений, образуются угли. Они являются высокомолекулярными соединениями. Основу структурных звеньев макромолекул угля составляют конденсированные ядра, имеющие боковые цепи. Реакционная способность углей определяют боковые связи, содержащие основную массу азота, кислорода и серы.

Основу структурообразования при брикетировании составляют процессы взаимосвязи отдельных элементов системы и их взаимного расположения. Прилипание является начальной стадией процесса склеивания и связано с образованием упорядоченной пленки связующего на поверхности твердых измельченных частиц [4–6]. При брикетировании структурообразование со связующими компонентами определяется физико-химическими явлениями на границе раздела твердой и жидкой фаз в момент их объединения. Структурообразование зависит от давления прессования смеси и условий контактирования твердых частиц, покрытых пленкой связующего. При склеивании связующими компонентами разрозненных твердых частиц начинается формирование брикетов, которое происходит в нескольких стадиях.

На первой стадии жидкое связующее наносят на твердые частицы. На второй стадии их переводят в вязкотекучее состояние. На третьей стадии соединяют комплексы прессованием. На четвертой стадии при охлаждении брикетов связующие переводят в твердое состояние. При этом дисперсной фазой является угольная мелочь, а средой – связующее вещество.

Проблема разработки эффективной технологии получения угольных брикетов на основе местного и вторичного сырья для производств является одним из перспективных направлений в области разработки технологии получения эффективных составов для брикетирования полезных ископаемых. Поэтому на основе анализа многочисленных комплексных результатов наших исследований были разработаны научно-методические принципы, благодаря которым была создана эффективная технология производства угольных брикетов на основе органических, неорганических местных сырьевых ресурсов из отходов производств, позволяющая получать угольные брикеты с высокими физико-механическими свойствами.

На рисунке 1 представлены научно-методические принципы получения угольных брикетов на основе местного сырья и отходов производств, состоящих из следующих стадий технологических процессов.

Для получения угольных брикетов используется мелочи угля с фракцией 0,01–10 мм. Мелочь привозят по договору с АО «Узбек кумир» автотранспортом на предприятие и разгружают на специальную площадку. На площадке сырье подготавливается вручную с добавлением связующих компонентов: госсиполовую смолу в качестве связующего из расчета 200 кг на тонну, глина бентонитов марки ПГБ и ППД для придания формы упругости брикетам из расчета 10 кг на тонну, угольная мелочь из расчета 600 кг на тонну и вода техническая из расчета 200 литров на тонну. Затем масса добавляемых компонентов измеряется на электронных весах, прошедших поверку в органах Узстандарта. С площадки сырье ручным способом поступает в мешалку марки JZ 250 Non – vacuum brick extruder производства (Китай), где производится дополнительное перемешивание смесей, затем они отпрессуются на формы кирпича одинарного полнотельного типа для производства продукции, соответствующей требованиям OzDst 2994:2015.

Рисунок 1. Научно-методические принципы получения угольных брикетов на основе местного сырья и отходов производств

 На заключительном этапе производство угольных брикетов предусматривает отсеивание от готового продукта брака.

 Угольная мелочь, которая остается, утилизируется и перерабатывается в промышленный продукт, брикетирование угля позволяет оставшемуся сырью не сгорать в отвалах, выделяя серу и углекислый газ. Оставшаяся угольная мелочь используется в новом цикле производства – переработке. А это положительно сказывается на экологии. Брикет по заказу может быть изготовлен любой конфигурации (рисунок 2).

а, б – цилиндрическая; в, г – сложная конфигурация; д – прямоугольный

Рисунок 2. Формы угольных брикетов

Таким образом, получены брикеты с заданными свойствами по требованиям конкретного заказчика (предложенная нами технология позволяет получить брикет с заданными геометрическими размерами, конфигурацией и физическими свойствами).

Список литературы:

1. Бурый уголь // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: в 86 т. Т. 82 и 4 доп. – СПб., 1890–1907.
2. Краткое сообщение об использовании угля на тепловых электростанциях Узбекистана. – Ташкент, 2020. – 5 с. / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https:// unece/org›pdts›mansurov_uzbekistan.
3. Хурсанов Х.П. Угольная промышленность Узбекистана: этапы становления, пути развития и перспективы // Горный вестник Узбекистана. – 2008. – № 1 (32). – С. 4–9.
4. Эминов Ш.О., Абдукаримова Д.Н. Исследование влияния электрофизической природы и концентрации наполнителей на процесс электризации композиционных полимерных покрытий при взаимодействии с хлопком-сырцом // Universum: технические науки. – 2020. – № 6–3 (75) / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-vliyaniya-elektrofizicheskoy-prirody-i-kontsentratsii-napolniteley-na-protsess-elektrizatsii-kompozitsionnyh (дата обращения: 14.04.2022).
5. Characterization of carbon materials and differences from activated carbon particle (ACP) and coal briquettes product (CBP) derived from coconut shell via rotary kiln / Kittiphop Promdee, Jirawat Chanvidhwatanakit, Somruedee Satitkune, Chakkrich Boonmee [et al.] // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2017. – Vol. 75. – P. 1175–1186.
6. Fuel briquette // Pat. 02119532. Russian Federation, МПК C10L 9/10. № A94027508/04 / Gomzar’ I.М. / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://patentscope.wipo.int.