Брикеты из угольной пыли. Брикетирование угля. Валковые пресса и оборудования для брикетирования коксовой мелочи, древесного угля, лигнина, железного концентрата, угольной пыли, мелочи руды, окалины. Достоинства угольных брикетов

Требования к условиям окружающей среды в месте установки

Получаемый продукт:

Описание оборудования. Технические характеристики

Рама

Рама пресса представляет собой сварную конструкцию, изготовленную таким образом, что силы прессования гасятся внутри рамы и не переносятся на фундамент.

Для облегчения замены валков торцевые щеки рамы связаны с верхними/нижними поясами шарнирными болтами. При ослаблении верхнего болта их (щеки) можно откинуть в горизонтальное положение, они служат для снятия валков.

Валки

Валки с осевыми цапфами изготовлены из кованой стали.

Пресс-формы

Применяются пресс-формы из износостойкого материала, пресс-формы крепятся на корпусе валка.

Установка зазора валков

Расстояние и зазор валков регулируется через промежуточные детали, вставленные между корпусом подшипников качения.

По желанию зазор можно контролировать индуктивным датчиком перемещений, наблюдая за параметрами на панели управления.

Опора с наполнением смазкой

Валки установлены на шарикоподшипниках с втулками, корпуса которых герметизированы лабиринтными уплотнениями и кольцами. Подшипники при монтаже наполнены смазкой.

Гидравлическая система запрессовки

Валок опирается корпусом подшипника на гидравлическое устройство запрессовки, которое необходимо для равномерности силы прессования, а также для равномерного распределения нагрузки на раму и защищает пресс от перегрузки.

Включает в себя:

• Цилиндр под давлением
• Азотный аккумулятор
• Манометр
• Дистанционный датчик давления
• Предохранительные клапана
• Масляный бак с насосом
• Приводной двигатель 3 кВт
• Арматура
• Контролер уровня заполнения
• Измеритель температуры

Гидравлическая система поддерживает установленное давление и обеспечивает постоянную силу прессования.

Кожух валков

Для предотвращения появления пыли валки окружены кожухом, который герметизирован во вращающихся частях лабиринтными уплотнениями. Кожух имеет на конце фланец для соединения с лотком. Для соединения с устройством пылеудаления предусмотрены отверстия.

Подача материала

Устройство подачи самотеком смонтировано на раме пресса и состоит из:

• Плита перекрытия с загрузочной воронкой
• Загрузочная воронка

Главный привод

Привод состоит из:

• Редуктора с двумя отводными цапфами
• Предохранительной муфты между мотором и редуктором
• Двух двойных зубчатых муфт между редуктором и пресс-валком

КИП и А

Приборы КИП соединены в клеммных коробках (пункт передачи) метрическими кабельными вводами на клеммных панелях. Кабель к прессу проложен в гибких шлангах. Обозначение кабеля по DIN/IEC.

Следующие приборы установлены на прессе:

• датчик приближения с реле изменения скорости вращения на главном приводном двигателе, сигнал 24В пост. тока
• датчик давления на гидравлической системе запрессовки для измерения давления масла пассивный сигнал 4 - 20 мА
• Магнитный клапан давления масла
• Манометр для контроля давления гидравлической системы

Пульт управления на месте (настенный монтаж)

Для обслуживания валкового пресса в процессе производства рядом с прессом устанавливают пульт управления.

Пульт оснащен следующими приборами:

Покраска - стандартная

Разное

1 комплект инструментов для монтажа опор валков

1 комплект для проверки и заливки гидросистемы

Материальное исполнение

Все части, соприкасающиеся с продуктом, изготовлены из конструкционной стали, если не указано иное.

В объем поставки входит вышеперечисленное оборудование, за исключением специально обозначенного. Также входят чертежи, необходимая документация для пуска, эксплуатации, список запчастей.

Опционально

• Организация места установки, включая очистку и выравнивание, топографические исследования, анализ почвы, организация инфраструктуры
• Разрешения, требуемые государственными и правительств органами
• Строительство и поставка зданий, а также внутреннее строительство платформ для эксплуатации и техобслуживания
• Изготовление и поставка механических подсоединений к оборудованию Заказчика в установке
• Обеспыливание трубопроводов
• Изоляция и мероприятия по ее установке
• Расходные материалы такие, как масла и смазки
• Запчасти и быстроизнашивающиеся части
• Транспортировка и хранение сырья
• Материалы, вспомогательные устройства (инструменты, подъемные краны) и персонал для монтажа и пуска
• Программирующее устройство
• Электрооборудование между распределителями низкого напряжения, пультами управления и электроагрегатами, КИП, приборы техники безопасности (пожарозащита и др)
• Ведомственная приемка и пуск
• Транспортировка, хранение и упаковка и прочих готовых продуктов
• Другие услуги и оборудование, не указанные в предложении

Сушильная установка для обеспечения необходимой влажности сырья перед подачей его на установку брикетирования

Примерно 25% добываемого угля имеют мелкую и пылевидную фракцию. Этот тип топлива не пользуется спросом у потребителей из-за низкой тепловой отдачи. Неудобен он и для отопления частных домов: просыпается через колосниковую решетку и потому имеет низкую эффективность, часто большое количество мелкого или пылевидного топлива перекрывает доступ кислорода, из-за чего печь затухает. По этим причинам множество пыли и угля мелких фракций (размером до 6 мм) скапливается на складах, в топливных сараях на частных подворьях. Проблема решается при производстве брикетированного угля. Эта технология позволяет из угольной пыли при высоком давлении изготовить топливные брикеты. Чем же хороши брикеты из угля? Они хорошо переносят транспортировку и хранение, имеют большую теплотворную способность по сравнению с исходными материалами (не менее 6000 ккал/кг), не выделяют дыма и газов, прогорают полностью, не спекаясь, а распадаясь в золу (зольность качественного каменноугольного брикета не более 10% от объема, но обычно намного меньше).

Технологии брикетирования угля

Угольные брикеты изготавливают из бурого угля, крошки и пыли антрацитов и каменных углей, полукоксовой и коксовой мелочи. В зависимости от типа исходного сырья в него добавляются или нет связующие компоненты.

Формирование брикетов из бурого угля происходит без добавления связующих, так как сам материал содержат до 20% битумов. При переработке сырье измельчают, нагревают и сушат, доводя до 18-20% влажности. После охлаждения полученную крошку подают в пресс высокого давления, где формируется кусковое топливо. Их после охлаждения можно использовать или улучшить качественные характеристики в установках по полукоксованию.

Брикетирование мелочи каменных углей также может происходить как с использованием связующих, так и без них. При промышленном изготовлении в качестве связующего элемента добавляют следующие вещества:

• нефтебитум;
• лигносульфонаты;
• меласса;
• жидкое стекло;
• цемент.

Жидкое стекло и цемент используются при переработке некоторых видов угля и мелкого кокса. Такие брикеты применяют в металлургии в тех процессах, где наличие подобных составляющих допустимо. Каменноугольная смола и нефтебитум также используются для производства топлива промышленного применения. Для отопления домов такие брикеты не подходят: при сгорании выделяется бензопирен и другие вредные вещества, так что они запрещены СЭС и спрос на них весьма ограничен.

Для брикетов бытового использования в качестве связующего элемента используют чаще всего крахмалы, которые добавляют в крошку до получения вязкой массы. Иногда добавляют сахара, целлюлозу, патоку. Глина, гипс и известь используются реже, так как увеличивают зольность и снижают удельную теплоемкость топлива. Тип и количество связующего компонента подбирается исходя из качеств угольного сырья в процессе производства. Ориентиром служат механические характеристики брикета, но важна также и энергетическая ценность получаемого топлива.

Изготовление угольных брикетов для бытового использования состоит из следующих этапов:

• Сушка. Чем меньше влаги в сырье, тем прочнее будут брикеты.
• Удаление летучих составляющих. Этот этап необходим при переработке угля низких сортов с содержанием большого количества летучих веществ. Используют для этого коксовую печь или перегонный аппарат.
• Измельчение.
• Добавление связующих веществ и перемешивание его с угольной крошкой. Данный состав называют шихтой.
• Смесь подается на пресс, где под давлением формуются брикеты.
• В некоторых случаях (зависит от используемого связующего компонента) требуется нагрев в печи до 300 о С.
• Охлаждение.

Разработки последних лет позволили формировать каменноугольные брикеты без применения связующих из любых отходов угольной промышленности. Брикетирование в таких установках проходит в два этапа. Сначала измельченный уголь проходит первоначальное уплотнение за счет удаления пустот между частицами. Затем путем повышения давления до 100-200 Мн/м 2 происходит деформация и уплотнение самих частиц.

При этом выделяются фенолы и смолы, которые при добавлении воды образуют натуральный связующий компонент. Весь процесс находится под контролем микропроцессора. Полученные таким способом брикеты горят без дыма и не выделяют вредных веществ. Стоит ли говорить, что подобный пресс для брикетирования угля стоит немало? Отсюда и высокая стоимость конечной продукции. Зато перерабатывается уголь любой марки, брикеты получаются крепкие, с большой теплотворной способностью, горят без дыма и каких-либо существенных выделений атмосферу.

Есть еще несколько технологий, позволяющих делать каменноугольные брикеты без связующих. Для этого используют специальные валковые прессы, но перерабатываются таким способом не все марки. В некоторых разработках к крошке высокосортных углей добавляют некоторую часть сырья с высоким содержанием смол (спекающиеся угли). Полученную смесь разогревают до температур пластификации спекающихся углей, после чего смесь немного остужают и затем формуют брикеты.

Брикетирование угля в домашних условиях

Так как оборудование для производства каменноугольных брикетов дешевым не назовешь, покупать его для домашнего использования нерентабельно. Но народные умельцы и тут нашли выход из положения. Есть такой способ из угольной пыли сделать приемлемое топливо:

• Взять глины 5-10% от массы имеющегося угольного сырья, развести ее до кашеобразного состояния и перемешать с угольной крошкой.
• В заготовленные формы плотно уложить состав.
• Сформованный брикет вывернуть на полиэтиленовую пленку, где оставить сохнуть. Через несколько дней они становятся достаточно прочными, чтобы складировать в невысокие штабеля.

Для отопления частного дома такой вид топлива подойдет. Но перевозить такие брикеты невозможно – они рассыпаются. Горят лучше, чем пыль, и выдают больше тепла, но имеют довольно большую зольность – к «собственной» золе добавляется глина.

Есть еще механический способ брикетирования мелкого угля и его пыли. С использованием такого пресса промышленных объемов не достигнешь и транспортирования получаемая продукция не перенесет, но из пыли сформовать вполне пригодное для своей печи топливо можно.

Вот как эти брикеты горят.

Согласитесь, установка выглядит вполне работоспособной, а имея руки сделать ее не так и сложно.

Брикетирование древесного угля

При производстве древесного угля примерно четверть его получается некондиционной – мелкие куски и пыль. Чтобы эти отходы превратить в доходы можно сделать из них брикеты. Брикеты из древесного угля можно делать и в домашних условиях, если нужно, можно для этого изготовить сырье (). Принцип брикетирования древесного угля ничем не отличается от формирования такого же топлива из каменного угля:

• Некондиционный уголь измельчают.
• Смешивают со связующим. В данном случае неплохо с задачей справится обычный клейстер из крахмала. На выходе должна получиться чуть влажная масса. Часть пыли при этом скатывается в небольшие комки.
• Полученная смесь подается в пресс, где происходит формование брикетов.

На этом видео наглядно видна вся технология брикетирования древесного угля, но ребята создали форму специально для заказчика (были заказаны церковные таблетки из древесного угля для ладана). Аналогично можно изготовить форму любой конфигурации.

Выводы . Брикеты из крошки угля и пыли (каменного и древесного) можно сделать в домашних условиях. Добиться при этом коммерческих результатов сложно (только за счет автоматизации, а значит, дорогого оборудования), но для домашнего использования изготовить простую установку реально.

Если различные древесные отходы в виде опилок и щепы достаточно легко сжигать в специально приспособленных для этого котлах длительного горения, то с угольной мелочью и пылью дело обстоит иначе. Тот, кто хоть раз пытался топить печь или котел мелкими фракциями угля, знает, что половина топлива пропадает впустую, просыпаясь сквозь колосники в зольник, а другая половина спекается и перекрывает доступ воздуха в топку. Из-за этого интенсивность горения резко снижается. В то же время выбрасывать такое горючее глупо, ведь оно содержит массу тепловой энергии. В подобной ситуации может помочь брикетирование угля, о чем и будет рассказано в данной статье.

О технологии брикетировании угля

Один из способов сжигания угольной мелочи – это растопить котел дровами, а потом сверху на горящие поленья подсыпать пыльную фракцию топлива. Но это слишком хлопотное дело, поскольку угольная пыль должна подсыпаться небольшими порциями, а значит, - часто.

Если же загрузить большую порцию, то часть горючего обязательно просыплется в зольник и уйдет в отходы, а остальное топливо заполнит щели между древесиной. Воздух перестанет поступать в зону горения и в результате топка начнет затухать.

Наилучший способ – это методом прессования формировать из мелкой фракции брикеты, которые после этого очень хорошо горят, выделяя большое количество теплоты. Такое решение, как брикетирование углей, было предложено еще в начале позапрошлого века в России изобретателем А.П. Вешняковым и по сей день успешно используется как в промышленных целях, так и в быту. Суть его в том, что уплотнение угольной мелочи с помощью высокого давления на специальном оборудовании позволяет получать топливо, чья теплотворная способность не меньше, чем у качественных углей.

Глубоко не вдаваясь в тонкости технологического процесса и классификацию разных марок горючего, отметим, что подобные брикеты производятся в двух видах:

• со связующими веществами для промышленных целей;
• без связующих, предназначаются для сжигания в бытовых котельных установках.

Примечание. Брикеты, спрессованные со связующими веществами, нельзя использовать в быту. Эти вещества при сгорании образуют вредные либо токсичные соединения, которые в промышленности улавливаются разными способами. В бытовое топливо раньше в качестве связующих тоже добавляли крахмалы или патоку, но данная технология устарела.

Поскольку нас интересует технология производства угольных брикетов без всяких добавок для бытовых целей, то стоит рассмотреть именно ее. Итак, последовательность процесса следующая:

• сначала уголь проходит операцию измельчения, при этом допускается максимальная крупность фракции 6 мм;
• следующая операция – сушка с целью добиться оптимальной влажности 15%. Для этого применяется особое оборудование для производства угольных брикетов – паровые или газовые сушилки;
• после сушки состав охлаждается и подается на прессование. Операция проходит при давлении 100-150 МПа в так называемом штемпельном прессе;
• окончательное охлаждение и отгрузка на склад.

Примечание. Здесь описан традиционный технологический процесс, но требования к крупности фракции и влажности сырья могут изменяться в зависимости от используемого оборудования. Например, современный мини-завод российской компании ЮНИТЕК требует размеров частиц до 0.25 мм с влагосодержанием от 6 до 16%. То есть, в этом случае технология брикетирования угля должна предусматривать более качественное измельчение, зато и давление прессования применяется гораздо ниже.

На выходе получается угольный брикет, чья зольность не превышает 15-20%, максимально допустимая механическая нагрузка – 3 кг/см2, а при падении с высоты до 2 м изделие теряет не более 15% своей массы в результате удара. Теплота сгорания зависит от марок углей, из которых брикет спрессован.

Производство угольных брикет в домашних условиях

Понятно, что промышленное оборудование для брикетирования угля недоступно обычному домовладельцу в силу своей высокой стоимости. Однако, еще наши деды знали, каким образом можно делать брикеты без всякого оборудования. Для этого угольную пыль и крошку смешивали с водой в таком соотношении, чтобы получалась густая масса, а потом из нее вручную формовали лепешки. После просушивания такие изделия успешно сжигались в домашней печке. То есть, вопреки производственной технологии, смесь для производства брикетов из угля не просушивается, а наоборот, увлажняется.

В домашних условиях брикеты изготавливают 2 способами:

• с помощью ручного пресса;
• на самодельном шнековом экструдере.

Первый способ хорош тем, что прессовый станок можно недорого приобрести либо изготовить самостоятельно. Его недостаток – низкая производительность, чтобы наделать себе топливных брикет на весь сезон, придется очень хорошо потрудиться. Во втором случае брикетирование угольной пыли происходит достаточно быстро, поскольку весь процесс механизирован. Но здесь на первый план выходит стоимость агрегата, даже самодельная установка потребует ощутимых затрат. Нужно будет приобрести мощный электродвигатель, редуктор и прочие детали.

Алгоритм, согласно которому выполняется изготовление угольных брикетов своими руками, следующий:

• надо постараться любым доступным способом измельчить угольную крошку. Чем меньше будет фракция, тем качественнее получится изделие;
• смешать получившийся состав с водой. Точные пропорции указать нет возможности, так как они зависят от содержания пыли. Главное, чтобы смесь была очень густой и лепилась вручную. Добавлять глину не нужно, это только повысит зольность;
• составом наполнить форму и привести в действие ручной механизм;
• извлечь брикетированный уголь из формы и оставить сушиться на воздухе.

В результате получаем хрупкие изделия, непригодные к перевозке, зато неплохо сгорающие в печке. Один из способов брикетирования угля в домашних условиях можно узнать, просмотрев видео:

Когда в наличии имеется шнековый пресс, то производство значительно упрощается и ускоряется. Включив электродвигатель, вышеуказанную смесь загружают лопатой в приемный бункер экструдера. На выходе получаются «колбаски» цилиндрической формы отличного качества. Стоит отметить, что подобные брикеты из угольной пыли обладают хорошей прочностью, их даже можно транспортировать.

Подробнее о работе экструдера смотрите на видео:

Заключение

Конечно, изготовленные в домашних условиях брикеты далеки от идеала. Они имеют невысокую плотность и повышенную влажность, а потому дадут тепла меньше, чем заводские изделия. Тем не менее, в печке или котле они горят хорошо, это не то что жечь угольную пыль, спекающуюся коржом. Да и по стоимости самодельные брикеты из каменного угля обойдутся дешевле.

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:

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)
• +
• + 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