Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 662. 333. 044

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БРИКЕТОВ ИЗ НИЗКОСОРТНЫХ УГЛЕЙ КЫРГЫЗСТАНА НА ОСНОВЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СВЯЗУЮЩИХ И ГОРЮЧИХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

А.И. Исманжанов, Т.Дж. Джолдошева

Приведены результаты исследований механических и теплотехнических характеристик угольных брикетов, полученных по разработанной авторами технологии брикетирования угольной мелочи Алмалыкского и Каракечинского месторождений с неорганическими связующими и горючими мусорными отходами.

Кыргызстан располагает большими запасами угля, большинство из которых - бурые. При добыче и транспортировке до 80% таких углей измельчаются и доходят до потребителя в виде мелочи.

Это делает его плохо пригодным для сжигания в бытовых печах населения: при сжигании выделяются в большом количестве вредные дымовые газы и большая ее часть проваливается через колосники, в результате чего не сгорает почти половина угля.

Такая угольная мелочь в большом количестве накапливается на месте добычи угля и на перевалочных пунктах - топливных базах и в отдельных случаях при их не использовании занимает полезные площади обрабатываемых земель сельской местности. Она легко уносится ветрами, дождем на близлежащие участки и создает угрозу загрязнения окружающей среды. С другой стороны, в городах и населенных пунктах постоянно накапливается значительное количество макулатуры, отходов фруктового сада и зеленых насаждений, которые не находят применения и также создают определенные проблемы для окружающей среды.

В большинстве случаев их уничтожают просто сжиганием, что приводит к выделению вредного газа - СО.

В развитых странах такие отходы утилизуют на специальных мусороперерабатывающих фабриках одновременно с получением энергии.

Одним из путей утилизации накопившейся низкосортной угольной мелочи и мусорных отходов является их использование при получении угольных брикетов на основе неорганических связующих [2, 3].

Разработка технологии получения угольных брикетов со связующим неорганического происхождения и с добавлением горючих отходов, организация их производства на месте добычи угля и в местах скопления их в городах и селах позволяет решить одновременно топливно-энергетическую, экономическую и экологическую проблемы.

В данной работе приведены результаты исследований механических (прочность) и теплотехнических (теплотворность) характеристик угольных брикетов, полученных по разработанной нами технологии из угольной мелочи Алмалыкского и Каракечинского месторождений с неорганическими связующими [3, 4] с добавлением горючих отходов - бумажной макулатуры, листового опала, остатков фруктов и опилок.

В табл. 1 сведены данные по прочности и теплотворности этих брикетов.

Таблица 1

Характеристика брикетов

В результате серии экспериментов, проведенных использованием методов математического планирования эксперимента (схема состав-свойство), нами найдены оптимальные концентрации связующего и горючих отходов, позволяющие получать механически прочные брикеты с удовлетворительной теплотворностью, результаты которых приведены на рис. 1 - 8.

Рис. 1. Зависимость прочности брикетов Алмалыкского угля от концентрации связующего: 1 - с гипсом, 2 - с лессовым суглинком, 3 - с бентонитовой глиной, 4 - с известковым молоком.

Рис. 2. Зависимость прочности брикетов Каракичинского угля от концентрации связующего: 1 - с гипсом, 2 - с лессовым суглинком, 3 - с бентонитовой глиной, 4 - с известковым молоком.

Как видно из рис. 1 и 2, механическая прочность Р брикетов получаемых с известковым молоком, бентонитом, лессовым суглинком и гипсом повышается с ростом концентрации связующего. Например, с ростом концентрации связующего от 5 до 20%, рост прочности брикетов для Алмалыкского угля составляет: с гипсом - 1,6 МПа, с лессовым суглинком - 1,5 МПа, с бентонитом - 0,9 МПа и с известковым молоком - 0,8 МПа.

Для Каракичинского угля тоже такой рост наблюдается с гипсом на 0,6 МПа, с лессовым суглинком на 1,8 МПа, с бентонитом на 1,4 МПа и с известковым молоком на 1,4 МПа. С известковым молоком получаются более прочные брикеты по сравнению с другими связующими и для Алмалыкских и для Каракичинских углей. Это, видимо, зависит от консистенции подаваемого связующего - в виде молока, что обеспечивает наиболее тесное взаимодействие угольных частиц с частицами извести.

Прочность брикетов из Алмалыкского угля получается выше прочности брикетов из Каракечинского угля на 11%, что обусловлено наличием минеральных включений в составе Алмалыкского угля, способствующих увеличению концентрации связующего, соответственно и прочности.

При использовании гипса в качестве связующего сильно уменьшается время прессования шихты, что приводит к некоторому технологическому затруднению замешивания и прессования шихты. С целью замедления затвердевания гипса в шихте в момент ее прессования добавляется известковое молоко. Результаты показали, что время затвердевания шихты с гипсом для данного случая увеличилось от 2 до 4 и 5 мин.

С увеличением концентрации связующего соответственно уменьшается теплотворность Q брикетов (рис. 3 и 4). Например, с ростом концентрации связующего понижение теплотворной способности для брикетов из Алмалыкского угля составил: с гипсом 2,1 МДж/кг, с бентонитом - 1,9 МДж/кг, с лессовым суглинком - 1,8 МДж/кг и известковым молоком - 1,4 МДж/кг. Теплотворность брикетов, полученные с гипсом намного ниже по сравнению с теплотворной способностью брикетов полученные с известковым молоком.

Нами установлено, что прочность получаемых брикетов зависит от концентрации бытовых отходов. Наиболее оптимальные концентрации бытовых отходов, выше которых наблюдается резкое уменьшение прочности брикетов, показаны в табл. 1.

Рис. 3. Зависимость теплотворности брикетов Алмалыкского угля от концентрации связующего: 1 - с гипсом, 2 - с бентонитовой глиной, 3 - с лессовым суглинком, 4 - с известковым молоком.

Рис. 4. Зависимость теплотворности брикетов Каракечинского угля от концентрации связующего: 1 - с гипсом, 2 - с бентонитовой глиной, 3 - с лессовым суглинком, 4 - с известковым молоком.

Добавление мусорных отходов до допустимых концентраций несколько понижают прочность брикетов, но, с другой стороны, способствует повышению их теплотворной способности. Такая зависимость показана на рис. 5, 6, 7 и 8.

Как видно, из рис. 5 и 6, рост прочности брикетов при 10% ной концентрации связующего - гипса с добавлением глины и известкового молока (используемых для увеличения времени схватывания гипса) несколько выше.

При добавлении макулатуры, листового опала, опилок и остатков фруктов к 10% -ному связующему - лессовому суглинку, прочность брикетов понижается с 3,8 до 3,0 МПа для Алмалыкского угля и с 3,5 до 2,5 МПа для Каракечинского угля.

Рис. 5. Зависимость прочности брикетов Алмалыкского угля от концентрации мусорных отходов: 1 - с макулатурой, 2 - с остатками фруктов, 3 - с опилками, 4 - с листовым опалом, 5 - с глиной и 6 - с известковым молоком.

Рис. 6. Зависимость прочности брикетов Каракечинского угля от концентрации мусорных отходов: 1 - с макулатурой, 2 - с остатками фруктов, 3 - с опилками, 4 - с листовым опалом, 5 - с глиной и 6 - с известковым молоком

Рис. 7. Зависимость теплотворности брикетов Алмалыкского угля от концентрации мусорных отходов: 1 - с глиной, 2 - с известковым молоком, 3 - с остатками фруктов, 4 - с макулатурой, 5 - с листовым опалом и 6 - с опилками.

Как видно из рис. 7, рост теплотворной способности брикетов из Алмалыкского угля составляет с добавленными остатками фруктов на 0,4 МДж/кг, с бумажной макулатурой на 0,5 МДж/кг, с листовым опалом на 0,7 МДж/кг и с опилками на 1,0 МДж/кг.

Как видно из рис. 8, рост теплотворной способности брикетов из Каракечинского угля составляет с остатками фруктов - 0,4 МДж/кг, с листовым опалом - 0,6 МДж/кг, с макулатурой - 0,5 МДж/кг, и с опилками - 1,0 МДж/кг.

Рис. 8. Зависимость теплотворности брикетов Каракечинского угля от концентрации мусорных отходов: 1 - с глиной, 2 - с известковым молоком, 3 - с остатками фруктов, 4 - с макулатурой, 5 - с листовым опалом и 6 - с опилками.

Исходя из полученных в данной работе результатов, можно сделать следующие выводы:

Использование в качестве связующих местных неорганических веществ - бентонитовой глины и, лессового суглинка, гипса и известкового молока позволяет получать механически прочные брикеты из бурых углей Кыргызстана с удовлетворительной теплотворной способностью.

2. Добавление горючих бытовых отходов в брикеты снижают механическую прочность брикетов из Алмалыкского угля на 5-13 %, из Каракечинских углей - до 7,5 %. При этом теплотворность брикетов из Алмалыкских углей уменьшается на 2-3,5 %, а из Каракичинских углей - до 2 %.

угольный брикет теплотворный отходы

ЛИТЕРАТУРА

1. Бобович Б.Б., Рывкин М.Д. Твердые бытовые отходы - возобновляемый источник энергии//Возобновляемая энергия. 1998, № 3. - С. 55-57.

2. Текенов Ж.Т. Использование минеральных связующих при брикетировании углей Кыргызстана. Сб. научн. тр. Вып.1. - Ош: КУУ, - 1998, 286 с. - С. 214-218.

2. Исманжанов А.И., Джолдошева Т. Дж. Утилизация мусорных отходов при брикетировании углей // Наука. Образование. Техника. - 2001.-№2.- С. 70-73.

3. Исманжанов А.И., Джолдошева Т. Дж. Разработка и испытание полупромышленной установки по выпуску угольных брикетов. Сб. материалов междунар. конф. "История, культура и экономика юга Кыргызстана". 19-20 мая 2000, Том 2. -Ош : КУУ, - 2000, 351с. -С. 201-206.

Размещено на Allbest.ru