PL177353B1 - Sposób wytwarzania brykietów z węgla brunatnego o zmniejszonej emisji SO2 - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytarzania brykietów z węgla brunatnego o zmniejszonej emisji SO2 polegający na tym, ze surowy węgiel miesza się z zawiesiną wiążących siarkę domieszek wapniowych, znamienny tym, ze w czasie mieszania dodaje się do mieszaniny paliwo nie ulegające impregnacji jonami wapnia

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytarzania brykietów z węgla brunatnego o zmniejszonej emisji SO2 podczas jego spalania, polegający na tym, że do węgla brunatnego dodaje się domieszki, zwłaszcza wapno gaszone lub kamień wapienny, które wiążą siarkę.

W niemieckim opisie patentowym nr DE 3319086 jest omówiony sposób wiązania siarki zawartej w produktach spalania węgla brunatnego, przeznaczony do użytkowania w przypadku małych palenisk, który polega na mieszaniu rozdrobnionego węgla brunatnego z drobno zmielonymi substancjami wiążącymi siarkę, na przykład CaO oraz ewentualnie MgO. Wadą tego sposobu jest jednak niezadawalające zmniejszenie emisji SO2 podczas spalania przetworzonego w ten sposób paliwa.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 3326826 znany jest sposób zmniejszania emisji SO2 w czasie spalania paliwa, polegający na dokładnym mieszaniu węgla kamiennego oraz węgla brunatnego z bardzo drobno zmielonymi materiałami wiążącymi siarkę. Jednak również i w tym procesie zmniejszenie emisji SO2 jest całkowicie niezadawalające.

W niemieckim opisie patentowym nr DE 4039821 omówiony jest sposób zmniejszania zawartości dwutlenku siarki w gazach spalinowych w zastosowaniu do małych palenisk, który polega na dodawaniu do węgla brunatnego prócz substancji wiążących siarkę, również paliwa o wyższej temperaturze zapłonu i wyższej wartości opałowej, przy czym z mieszaniny tej

177 353 prasuje się brykiety. Uzyskane dzięki temu wysokie temperatury spalania winny zapewnić dobre wiązanie siarki. W praktyce okazało się jednak, że sposób ten nie umożliwia uzyskania zakładanych, optymalnych warunków spalania, wobec czego siarka nie wiąże się w wystarczającym stopniu z produktami zawartymi w popiele otrzymanym w wyniku spalania tego paliwa.

W niemieckim opisie patentowym nr DE 3309911 omówiony jest sposób wiązania zawartych w paliwie kwaśnych, szkodliwych substancji w procesie spalania w kotłach przemysłowych i energetycznych, który polega na dodawaniu do paliwa, po jego przemiale, klarownego roztworu zawierającego skondensowane jony wapnia związane w kwasach lub w solach w stanie ciekłym. Jednakże wadą tego sposobu jest fakt, że przetworzony węgiel brunatny, wskutek zmian jego własności fizycznych, nie nadaje się do brykietowania. Z tego powodu sposób ten nie może być stosowany do wytwarzania brykietów z węgla brunatnego, które umożliwiłyby obniżenie emisji SO2 w czasie spalania w małych paleniskach.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu wytwarzania brykietów z węgla brunatnego, który umożliwiałby pełniejsze związanie siarki podczas procesu spalania i pozostawienie jej w popiele nie powodując równocześnie pogarszania własności fizycznych paliwa, niezbędnych do wytwarzania brykietów.

Cel ten zrealizowania w sposobie wytwarzania brykietów z węgla brunatnego o zmniejszonej emisji SO2 według wynalazku, który charakteryzuje się tym, ze w czasie mieszania dodaje się do mieszaniny paliwo nie ulegające impregnacji jonami wapnia.

Dodawanie paliwa nie ulegającego impregnacji jonami wapnia może nastąpić w końcowym etapie procesu mieszania węgla brunatnego z zawiesiną domieszek wapniowych albo też w trakcie drugiego, oddzielnego etapu mieszania węgla brunatnego z zawiesiną domieszek wapniowych.

Jako paliwo nie ulegające impregnacji jonami wapnia stosuje się zmielony koks z węgla kamiennego, korzystnie o ziarnistości mniejszej od 0,25 mm albo też miał z brykietów, względnie jego mieszaninę z koksem z węgla kamiennego.

Do mieszaniny węgla brunatnego i zawiesiny domieszek wapniowych dodaje się korzystnie paliwo nie ulegające impregnacji jonami wapnia w ilości od 5% do 15% łącznej masy surowego węgla brunatnego i domieszek wapniowych.

Domieszkę wapniową w mieszaninie z surowym węglem brunatnym stanowi korzystnie zawiesina wapna gaszonego w ilości od 3% do 3,5% suchej masy, przy czym zawartość wody w zawiesinie stanowi korzystnie 5% do 10% w stosunku do łącznej masy surowego węgla brunatnego oraz suchej masy domieszek wapniowych.

Impregnację węgla brunatnego jonami wapnia wykonuje się w znany sposób przez mieszanie z zawiesiną domieszek wapnia wiążących siarkę. Impregnacja powoduje rozproszenie jonów Ca aż do wnętrza ziarna, nadając dzięki temu własności dobrego wiązania siarki przez paliwo. Wiązanie huminowe powoduje jednak powstawanie substancji kleistych, które podczas suszenia utwardzają się nie pozwalając na brykietowanie mieszaniny.

Niespodziewanie okazało się jednak, ze zdolność mieszaniny do brykietowania można przywrócić przez dodanie paliwa nie ulegającego impregnacji jonami wapnia, na przykład koksu otrzymanego z węgla kamiennego lub miału węgla brunatnego, względnie twardego węgla brunatnego. Po zmieszaniu tego paliwa z impregnowanym węglem brunatnym otrzymuje się materiał nadający się do brykietowania.

Sposób według wynalazku ma tę zaletę, że pozwala na wytwarzanie twardych, odpornych na wilgoć brykietów, przy czym emisja SO2 również przy wyższych zawartościach siarki w węglu brunatnym odpowiada równoważnej zawartości siarki, mniejszej od 1%.

Proces wytwarzania brykietów węgla brunatnego o zmniejszonej emisji SO2 sposobem według wynalazku opisano poniżej.

Impregnację surowego węgla brunatnego jonami wapnia przeprowadza się korzystnie przez dodanie do zmielonego węgla brunatnego zawiesiny wapna gaszonego, w trakcie intensywnego mieszania połączonego z równoczesnym rozdrabnianiem składników, a więc wymagającego dużego wkładu energii.

176 353

Szczególnie nadają się do tego celu udarowe mieszarki odśrodkowe z bijakiem krzyżowym, gwarantujące wysoki stopień wnikania jonów Ca do wnętrza ziarna. W mieszarce uzyskuje się równocześnie rozdrobnienie i reaglomerację całego mieszanego materiału, zapewniającą dobrą stabilizację mieszaniny. Mieszany materiał jest równocześnie częściowo grudkowany, a tym samym pozbawiony możliwości tworzenia się pyłu.

W celu uzyskania w procesie spalania stosunkowo niewielkiej zawartości popiołu korzystny jest udział wapna gaszonego w mieszaninie surowego węgla brunatnego wynoszący od 3% do 3,5% suchej masy paliwa. Aby stworzyć optymalne środowisko dla wiązania siarki przez wprowadzenie jonów Ca, aż do wnętrza ziarna, doprowadza się do surowego węgla wraz z zawiesiną wapna gaszonego od 5% do 10% wody, w stosunku do łącznej masy surowego węgla oraz domieszek.

Paliwo nie ulegające impregnacji jonami wapnia zostaje dodane korzystnie w końcowym etapie mieszania (korzystnie po upływie od 80% do 90% ogólnego czasu mieszania), albo też w drugim, osobnym etapie mieszania. Dzięki temu domieszka Ca wnika wyłącznie do węgla brunatnego, natomiast nie wnika (albo wnika tylko w nieznacznym stopniu) do zespołu i cząstek paliwa nie ulegających impregnacji jonami wapnia.

Szczególnie korzystny jest dodatek do węgla brunatnego już zaimpregnowanego jonami wapnia - jako paliwa nie ulegającego impregnacji tymi jonami - zmielonego koksu otrzymanego z węgla kamiennego, zwłaszcza o granulacji mniejszej od 0,25 mm, który szczególnie łatwo wprowadza się do mieszaniny. Powoduje on dobrą odsączalność mieszaniny, zapobiega utwardzaniu podczas suszenia i zapewnia dużą wytrzymałość i wodoodporność brykietów.

W celu osiągnięcia dostatecznego zmniejszenia emisji SO2 w czasie spalania, wystarczający jest dodatek od 5% do 15% zmielonego koksu otrzymanego z węgla kamiennego w stosunku do łącznej masy surowego węgla brunatnego oraz domieszek wiążących siarkę.

Przykład

Surowy węgiel brunatny o zawartości: siarki - 3%, popiołu - 10,3%, wody - 51 % poddaje się intensywnemu mieszaniu i rozdrabnianiu w udarowej mieszarce odśrodkowej zaopatrzonej w bijak krzyżowy - z zawiesiną wapnia gaszonego, przy czym udział masowy poszczególnych składników mieszaniny jest następującysurowego węgla - 97,5, wapna gaszonego (sucha masa) - 3,5, wody - 10.

Wodę doprowadza się do węgla brunatnego wraz z wapnem gaszonym w postaci zawiesiny. Po czasie mieszania wynoszącym 90 s dodaje się jako paliwo nie ulegające impregnacji jonami wapnia - koks otrzymany z węgla kamiennego, zmielony do wielkości ziarna mniejszej od 0,25 mm w udziale masowym 7,5 w stosunku do łącznej masy paliwa i domieszek.

Czas mieszania podczas dodawania miału koksowego wynosi 10 s.

Następnie mieszaninę suszy się do osiągnięcia wilgotności względnej 20% i brykietuje się ją pod ciśnieniem 100 MPa.

Uzyskane brykiety, wykazujące wytrzymałość na ściskanie wynoszącą 17 MPa, spalają się na małych paleniskach ze zredukowaną emisją SO2 odpowiadającą zawartości siarki 0,5%. W wyniku dodania wapna gaszonego zawartość popiołu z brykiet zwiększa się do 14,6%.

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (9)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytarzania brykietów z węgla brunatnego o zmniejszonej emisji SO2 polegający na tym, ze surowy węgiel miesza się z zawiesiną wiążących siarkę domieszek wapniowych, znamienny tym, ze w czasie mieszania dodaje się do mieszaniny paliwo nie ulegające impregnacji jonami wapnia.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że paliwo nie ulegające impregnacji jonami wapnia dodaje się w końcowym etapie procesu mieszania węgla brunatnego z zawiesiną domieszek wapniowych.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze paliwo nie ulegające impregnacji jonami wapnia dodaje się w trakcie drugiego, oddzielnego etapu mieszania węgla brunatnego z zawiesiną domieszek wapniowych.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako paliwo nie ulegające impregnacji jonami wapnia stosuje się zmielony koks z węgla kamiennego.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, ze stosowany koks z węgla kamiennego ma ziarnistość mniejszą od 0,25 mm.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze jako paliwo nie ulegające impregnacji jonami wapnia stosuje się miał z brykietów, względnie jego mieszaninę z koksem z węgla kamiennego.

7. Sposób według zastrz. 4 albo 5, albo 6, znamienny tym, ze do mieszaniny węgla brunatnego i zawiesiny domieszek wapniowych dodaje się paliwo nie ulegające impregnacji jonami wapnia w ilości od 5% do 15% łącznej masy surowego węgla brunatnego i domieszek wapniowych.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że domieszkę wapniową w mieszaninie z surowym węglem brunatnym stanowi zawiesina wapna gaszonego w ilości od 3% do 3,5% suchej masy.

9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że do surowego węgla brunatnego doprowadza się zawiesinę wapna gaszonego, zawierającą od 5% do 10% wody w stosunku do łącznej masy surowego węgla brunatnego oraz suchej masy domieszek wapniowych.