PL226953B1 - Sposób otrzymywania granulatu opałowego zwykorzystaniem odpadów powydobywczych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania granulatu opałowego z wykorzystaniem odpadów powydobywczych z zakładów górniczych, znajdującego zastosowanie jako paliwo w kotłach ze złożem fluidalnym i/lub jako paliwo ekologiczne w elektrociepłowniach.

Większość powstających drobnoziarnistych odpadów w zakładach wydobywczych i wzbogacania węgla takich jak muły węglowe, odpady poflotacyjne, osady z chodników wodnych itp., nie znajduje zastosowania miedzy innymi ze względu na ich konsystencję. Obecność substancji iłowych i wysokie rozdrobnienie zawartego węgla powodują, że drobnoziarniste odpady węglowe, nazywane dalej mułami, zawierają stosunkowo duże ilości wody. Przykładowo muły z bieżącej produkcji zawierają powyżej 30% wody i posiadają konsystencję ciastowatą (mazistą), co stwarza olbrzymie problemy z ich składowaniem, dozowaniem i stosowaniem w energetyce i innych technologiach. Nie zagospodarowane muły, pozostawione w osadnikach i na składowiskach odpadów, zwałowiskach węgla i w bunkrach węglowych, silnie ujemnie oddziaływają na środowisko oraz oblepiają urządzenia technologiczne i transportowe, ograniczając ich wydajność i niezawodność. W zależności od warunków atmosferycznych muły pylą i zanieczyszczają nie tylko powietrze ale także zanieczyszczają wody i gleby, pod wpływem deszczy są wymywane i zanieczyszczają środowiska oraz ulegają dodatkowemu nawodnieniu i upłynnianiu, to jest następuje obniżenie ich wartości energetycznej oraz pogorszenie właściwości geostatycznych, a w okresie zimy ulegają zlodowaceniu, praktycznie uniemożliwiając ich bezpośrednie stosowanie.

Dla wyeliminowanie niektórych wymienionych ujemnych cech mułów węglowych i dla umożliwienie ich wykorzystanie niejednokrotnie, muły wydobywane z osadników są poddawane grawitacyjnemu odwodnieniu poprzez kilkutygodniowe sezonowanie w środowisku do częściowego odwodnienia, a następnie granulowane ze spoiwami w granulatorach talerzowych lub/i bębnowych.

W niektórych przypadkach muły są granulowane w typowych betoniarniach, gdzie muły załadowane ze spoiwem podlegają okresowemu granulowaniu w cyklu: załadunek, mieszanie ze spoiwem, rozładunek i powtarzanie tego cyklu.

Zgodny z wynalazkiem sposób otrzymywania granulatu opałowego z wykorzystaniem odpadów powydobywczych z zakładów górniczych polega na tym, że odpady drobnoziarniste takie jak muły węglowe, odpady poflotacyjne i/lub osady z chodników wodnych stanowiące bezużyteczny odpad, mający najczęściej konsystencję placków mułowych, poddaje się granulacji w mieszalniku homogenizującym ciągłego działania. W pierwszym etapie rozluźnia się strukturę placków mułowych, po czym materiał o rozluźnionej strukturze kieruje się do mieszalnika intensywnego mieszania, w którym miesza się go ze spoiwem, korzystnie w postaci 4% wapna palonego w postaci pylistej lub z dodatkiem popiołów dennych w ilości 6% popiołów w stosunku do masy materiału odpadowego.

W przypadku mieszaniny mułu węglowego z koncentratem flotacyjnym, do takiego składu dozuje się podczas jego mieszania w mieszalniku homogenizującym 6% wapna palonego w postaci pylistej lub wysoko wapniowe popioły fluidalne w ilości 9% w stosunku do masy mieszaniny. W wyniku intensywnego, ciągłego mieszania oraz zachodzących procesów adhezji ziaren i reakcji wapna z wodą z bezpostaciowej formy mułu tworzy się granulat, który może być stosowany jako dodatek do miału węglowego przeznaczonego do spalania w kotłach o złożu fluidalnym lub jako samodzielne paliwo do kotłów ze złożem fluidalnym i/lub w elektrociepłowniach.

W jeszcze innym przykładzie realizacji wynalazku z pozyskiwanych z osadników mułów węglowych usuwa się ziarna o granulacji powyżej 20 mm, i taki substrat poddaje się napowietrzeniu i grawitacyjnemu odwodnieniu, po czym granuluje się go z 30% dodatkiem trocin i 6% dodatkiem wapna palonego jako spoiwa, z którego 2/3 dozuje się do mieszaniny przed mieszalnikiem, a 1/3 podaje się bezpośrednio do mieszalnika. Następnie granulat poddaje się sezonowaniu przez okres minimum 14 dni, do uzyskania 80% ostatecznej wytrzymałości mechanicznej.

Tak otrzymany granulat stanowi paliwo ekologiczne dla elektrociepłowni.

Ujawniony proces technologiczny, będący procesem ciągłego działania w celu uszlachetniania, zestalania i granulowania mułów węglowych eliminuje niedostatki uprzednio stosowanych technologii przeróbki mułów węglowych oraz zwiększa możliwość ich racjonalnego zagospodarowania.

Otrzymywany granulat mułowy jest odporny na oddziaływanie środowiska atmosferycznego, w postaci słońca, opadów i ujemnych temperatur, przy tym spełnia wymogi transportu i procesów technologicznych. Ujawniona technologia pozwala także na uszlachetnianie mułów poprzez dodawanie do nich składników o wyższej kaloryczności, przykładowo biomasy i/lub komponentów o podobPL 226 953 B1 nych właściwościach. Dodatkową zaletą opisanej technologii jest możliwość przeróbki mułów z bieżącej ich produkcji, np. odwadnianych na filtrach, jak również zdeponowanych w osadnikach i na zwałach.

Przedmiot wynalazku objaśniono w poniższych przykładach wykonania.

P r z y k ł a d 1

Muł węglowy z pras filtracyjnych w formie placków, o zawartości wody 38% poddano granulowaniu w poziomym mieszalniku homogenizującym ciągłego działania. W tym celu placki mułu na przesypach pomiędzy przenośnikami taśmowymi zostały rozdrobnione za pomocą obracającego się wałka z osadzonymi prętami. Muł o rozluźnionej strukturze skierowano do mieszalnika intensywnego mieszania, dodając do niego wcześniej 4% pylistego wapna palonego. W wyniku mieszania oraz zachodzących procesów adhezji ziaren i reakcji wapna z wodą tworzy się z bezpostaciowej formy mułu granulat. Otrzymany granulat częściowo przekazano do elektrowni, gdzie został z pozytywnym wynikiem spalony z miałem w kotle pyłowym. Pozostałą ilość granulatu mułowego pozostawiono na wolnostojącym zwałowisku, na dłuższy okres kilku miesięcy, do oceny trwałości granulatu na działanie słońca, deszcze i ujemnych temperatur. Użytkownicy pozytywnie ocenili odporność granulowanych mułów na warunki atmosferyczne, długotrwałe składowanie i warunki ich transportu.

P r z y k ł a d 2

Opisaną próbę nr 1 powtórzono zastępując 4% wapna palonego popiołem dennym w ilości 6%. Otrzymany granulat był bezpośrednio dozowany do miału węglowego transportowanego przenośnikiem taśmowym do wagonów.

P r z y k ł a d 3

Dla spełnienia wymagań odbiorcy dostawy granulatu o podwyższonej wartości opałowej do mułów o wartości opałowej 9,5 MJ/kg dodawano 45% koncentratu flotacyjnego o wartości opałowej 24 MJ/kg, uzyskując granulat o wartości opałowej 17 MJ/kg. Zgodnie z opracowaną technologią placki mułu węglowego wraz z flotokoncentratem podawano do rozdrabniacza, w którym placki mułu podlegały nie tylko rozdrobnieniu ale także mieszaniu z flotokoncentratem. Następnie do wytworzonej mieszaniny, transportowanej do mieszalnika dozowano spoiwo; w zależności od wymogów odbiorcy podawano 6% wapna palonego lub 9% wysokowapniowych popiołów fluidalnych. Otrzymywany granulat uzyskał maksymalną wytrzymałość mechaniczną po 14 dniach. Tak otrzymany granulat jest przeznaczony miedzy innymi jako samodzielne paliwo do kotłów fluidalnych.

P r z y k ł a d 4

Muły węglowe wydobywane z osadników, po napowietrzeniu i grawitacyjnym odwodnieniu, granulowano z dodatkiem podsuszonych trocin i spoiwa w dwuwałowym mieszalniku łopatkowym. Z mułu węglowego odsiano zanieczyszczenia o wielkości ziarna powyżej 20 mm, podziarno podawane taśmociągiem mieszano z 30% trocin i następnie przed mieszalnikiem dozowano 4% wapna palonego, by pozostałą ilość 2% spoiwa dodawać bezpośrednio do mieszalnika. Otrzymany granulat po 2 tygodniach sezonowania uzyskał ok. 80% ostatecznej wytrzymałości mechanicznej i został dostarczony do elektrociepłowni do spalenia jako paliwo ekologiczne.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób otrzymywania granulatu opałowego z wykorzystaniem wstępnie odwodnionych odpadów powydobywczych z zakładów górniczych, z wykorzystaniem dodatku palonego wapna w ilości 4% w stosunku do masy produktu oraz 6% popiołu dennego, w którym odpady zawierające uwodniony muł węglowy poddaje się mieszaniu i granulowaniu, znamienny tym, że odpady drobnoziarniste w postaci mułów węglowych, odpadów poflotacyjnych i/lub osadów z chodników wodnych o konsystencji placków mułowych, poddaje się granulacji w mieszalniku homogenizującym ciągłego działania, gdzie w pierwszym etapie rozluźnia się strukturę placków mułowych, po czym materiał o rozluźnionej strukturze kieruje się do mieszalnika intensywnego mieszania, w którym miesza się go ze spoiwem, którym jest wapno palone w postaci pylistej i/lub z dodatkiem popiołów dennych, natomiast w przypadku mieszaniny mułu węglowego z koncentratem flotacyjnym, do takiego składu dozuje się podczas jego mieszania w mieszalniku homogenizującym 6% wapna palonego w postaci pylistej lub wysoko wapniowe popioły fluidalne w ilości 9% w stosunku do masy mieszaniny.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że z odpadów w postaci mułów węglowych pozyskiwanych z osadników mułów węglowych usuwa się ziarna o granulacji powyżej 20 mm,

PL 226 953 B1 i taki substrat poddaje się napowietrzeniu i grawitacyjnemu odwodnieniu, po czym granuluje się go w mieszalniku intensywnego mieszania z 30% dodatkiem trocin i 6% dodatkiem wapna palonego jako spoiwa, z którego 2/3 dozuje się do mieszaniny przed mieszalnikiem, a 1/3 podaje się bezpośrednio do mieszalnika, po czym tak otrzymany granulat poddaje się sezonowaniu przez okres minimum 14 dni, do uzyskania 80% ostatecznej wytrzymałości mechanicznej.