PL241523B1 - Paliwo alternatywne, sposób jego wytwarzania oraz jego zastosowanie - Google Patents
Paliwo alternatywne, sposób jego wytwarzania oraz jego zastosowanie Download PDFInfo
- Publication number
- PL241523B1 PL241523B1 PL418548A PL41854816A PL241523B1 PL 241523 B1 PL241523 B1 PL 241523B1 PL 418548 A PL418548 A PL 418548A PL 41854816 A PL41854816 A PL 41854816A PL 241523 B1 PL241523 B1 PL 241523B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- alternative fuel
- fuel
- paste
- production
- portland cement
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000005188 flotation Methods 0.000 claims abstract description 19
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 claims abstract description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 claims abstract description 3
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 3
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims abstract description 3
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims abstract 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000002956 ash Substances 0.000 claims description 10
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000003077 lignite Substances 0.000 claims description 7
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 6
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 6
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 5
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 4
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims 3
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 claims 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims 1
- 239000010878 waste rock Substances 0.000 claims 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000010866 blackwater Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000002374 bone meal Substances 0.000 description 1
- 229940036811 bone meal Drugs 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000010913 used oil Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
Paliwo alternatywne, zwłaszcza do produkcji klinkieru cementu portlandzkiego, cechuje się tym, że stanowi je materiał poflotacyjny z procesu wzbogacania surowego urobku węgla kamiennego, którego większość - korzystnie około 80%, stanowi frakcja o uziarnieniu poniżej 0,5 mm, o ujednoliconej konsystencji i konfekcjonowany po oddzieleniu wody technologicznej w kartridże o zadanej wartości energetycznej, ewentualnie w trwałych i wodoodpornych, korzystnie paroprzepuszczalnych osłonkach, przy czym pojedynczy kartridż ma masę do 25 kg i/lub jego wartość energetyczna wynosi do 125 MJ/kg, zaś trwałe i wodoodporne osłonki pojedynczych kartridży wykonane są z naturalnych i/lub syntetycznych termoplastycznych tworzyw polimerowych, z parafinowanego papieru lub innych produktów przemysłu celulozowego, bądź z tkanin lub dzianin, korzystnie impregnowanych. Zgłoszenie obejmuje także sposób przerobu i konfekcjonowania paliwa alternatywnego, zwłaszcza do produkcji klinkieru cementu portlandzkiego, cechujący się tym, że po ujednorodnieniu frakcji materiału poflotacyjnego z procesu wzbogacania surowego urobku węgla kamiennego, o uziarnieniu poniżej 0,5 mm oraz po odprowadzeniu wody technologicznej zawracanej do flotacji, masę o konsystencji pasty odbiera się z prasy filtracyjnej i poddaje formowaniu w kartridże o zadanej wartości energetycznej i/lub masie i wytworzone kartridże zabezpiecza się przed rozformowaniem. Wyżej zdefiniowane paliwo alternatywne wytwarzane sposobem według zgłoszenia znajduje zastosowanie w procesie wypalania klinkieru cementu portlandzkiego, bądź jako wsad energetyczno - mineralny w procesie produkcji kruszywa syntetycznego, a nawet w mieszaninach wybuchowych, w szczególności dla ładunków materiałów wybuchowych skalnych - przeznaczonych do stosowania na otwartych terenach, w mieszaninie z materiałami zdolnymi do wybuchu, o dodatnim bilansie tlenowym i/lub z utleniaczami, takimi jak azotan i/lub nadchloran, korzystnie amonu i/lub sodu i/lub potasu i/lub wapnia, korzystnie zawierającymi substancje żelujące, takie jak krochmal, "guar gum" i tym podobne, a także korzystnie zawierającymi dodatek pyłu glinowego.
Description
PL 241 523 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest paliwo alternatywne, sposób jego wytwarzania oraz jego zastosowanie. Paliwo według wynalazku przydatne jest zwłaszcza do produkcji klinkieru cementu portlandzkiego.
Klinkier cementu portlandzkiego otrzymywany jest w wyniku wypalania wapieni, glin oraz margli w proporcji zapewniającej prawie całkowite związanie CaO, w zakresie temperatur od 1250°C do 1450°C. W wyniku zmielenia wypalonego klinkieru portlandzkiego z gipsem w ilości 3 do 5%, otrzymywany jest cement portlandzki.
Generalnie, w procesie produkcji cementu wypalanie klinkieru jest najbardziej energochłonnym etapem, w którym tradycyjnie źródłem energii cieplnej jest paliwo naturalne, w warunkach krajowych - węgiel kamienny, zaś na terytoriach bogatych w ropę - mazut.
Zapotrzebowanie na energię cieplną - w zależności od stosowanej technologii wytwarzania klinkieru kształtuje się na poziomie od 5,3-7,1 GJ na tonę produktu w metodzie mokrej, do 3,2-3,5 GJ na tonę klinkieru w metodzie suchej z cztero - (lub pięcio-) stopniowym podgrzewaniem. Tę ilość ciepła dla metody suchej dostarcza około 136 kg węgla kamiennego o wartości opałowej około 26 GJ/tonę.
Metodą pozwalającą na ograniczenie zużycia energii z paliw naturalnych, a tym samym na ograniczenie kosztów jednostkowego zużycia ciepła, jest zastąpienie paliwa konwencjona lnego paliwami alternatywnymi z odpadów, takimi jak biogaz, zużyte oleje i ich mieszaniny ze zużytymi smarami, polistyren, guma i szereg innych, w tym także biomasy pochodzenia rolno-spożywczego, a nawet odpady komunalne.
Warunkiem przydatności paliw alternatywnych jest taki ich skład, aby w temperaturze wypalania klinkieru nie generowały one lotnych związków toksycznych, w szczególności związków pierwiastków grupy fluorowców, a także tlenków azotu NOx oraz tlenków siarki, zaś stałe pozostałości ze spalania nie powodowały pogorszenia jakości wytwarzanego klinkieru.
Uzysk ciepła z paliw alternatywnych w przemyśle cementowym w Polsce w roku 2005 kształtował się na poziomie poniżej 15%. Obecnie udział paliw alternatywnych może już sięgać około 25%, a w niektórych cementowniach przekracza on 80%.
Górnictwo węglowe jest jedną z gałęzi polskiego przemysłu generującą największe ilości odpadów. Obecnie wydobycie każdej tony węgla powoduje powstanie średnio 0,3 tony odpadów. Powstają one głównie w trakcie odkamieniania urobku. Odkamienianie prowadzone jest metodą suchą lub mokrą. Podczas wzbogacania surowego urobku węglowego powstają odpady, które ze względu na sposób powstawania, uziarnienie oraz możliwości późniejszego zagospodarowania dzielone są na trzy grupy:
gruboziarnisty materiał skalny z robót przygotowawczych, złożony ze skał piaskowca i mułowca, łupek z mechanicznej przeróbki węgla o uziarnieniach 120-20 mm i poniżej 20 mm, oraz materiały poflotacyjne o uziarnieniu 0-0,5 mm.
Najczęściej wykorzystywane gospodarczo są odpady z grupy drugiej, stosowane w drogownictwie i budownictwie.
Rzadziej wykorzystywane są zawiesinowe materiały poflotacyjne nazywane potocznie w gwarze górniczej „czarnymi wodami”. Ta zawiesina wodna ma w swoim składzie drobiny węgla i drobiny skały płonnej, w tym minerały zawierające żelazo takie jak piryty i syderyty. Ze strumienia czarnych wód wydziela się na prasach filtracyjnych wodę technologiczną - zawracaną do obiegu, uzyskując wilgotny materiał o konsystencji pasty, w którym sucha masa zawiera wagowo w przybliżeniu równe części węgla i skały płonnej o uziarnieniu do 0,5 mm. Masa ta stanowi kłopotliwy produkt uboczny, bowiem mimo istotnej wartości energetycznej - na poziomie niewiele poniżej 20 GJ/tonę, wysoka zawartość skały płonnej daje w wyniku spalania znaczne ilości popiołu, także trudnego w zagospodarowaniu oraz kłopotliwego w odbieraniu i składowaniu.
Obecnie, nieoczekiwanie okazało się, że możliwe jest opracowanie rozwiązania umożliwiającego sprawny odbiór i zagospodarowanie materiałów poflotacyjnych z procesu wzbogacania surowego urobku węglowego, po wydzieleniu z nich wody technologicznej, z pełnym wykorzystaniem ich wartości energetycznej oraz suchej pozostałości po ich spaleniu.
PL 241 523 B1
Z przeprowadzonych analiz wynika, że ograniczenia w dotychczasowym wykorzystaniu frakcji materiałów poflotacyjnych spowodowane są stosunkowo wysoką zawartością wody (około 33% wag. po zagęszczeniu na prasie filtracyjnej).
Z drugiej jednak strony, skład mineralogiczny skały płonnej nie odbiega od składu surowców, z których produkowany jest klinkier cementu portlandzkiego, a ze względu na stosunkowo dużą zawartość żelaza skała płonna może być cennym dodatkiem do wsadu surowcowego do pieca cementowego. Także węgiel zawarty we frakcji materiałów poflotacyjnych jest cennym źródłem energii.
Jednocześnie, każda ilość energii cieplnej doprowadzanej do procesu wypalania klinkieru cementu portlandzkiego odpowiednio zmniejsza niezbędny wsad energetyczny wprowadzany do palnika głównego pieca cementowego w postaci pyłu węglowego.
Celem wynalazku jest zapewnienie paliwa alternatywnego, zwłaszcza do produkcji klinkieru cementu portlandzkiego. Celem wynalazku jest także zapewnienie sposobu wytwarzania tego paliwa alternatywnego, jak również jego różnorodnych zastosowań.
Paliwo alternatywne, zwłaszcza do produkcji klinkieru cementu portlandzkiego, według wynalazku cechuje się tym, że stanowi je materiał poflotacyjny z procesu wzbogacania surowego urobku węgla kamiennego, stanowiący uciążliwy produkt uboczny, którego większość - korzystnie 80%, stanowi frakcja o uziarnieniu poniżej 0,5 mm, o ujednoliconej konsystencji pasty, porcjowany i zabezpieczony przed rozformowaniem za pomocą wodoodpornych osłonek zabezpieczających lub alternatywnie suchej posypki mineralnej, po oddzieleniu wody technologicznej, z zachowaniem wartości energetycznej każdej porcji do 125 MJ/kg i/lub masy do 25 kg.
Zgodnie z wynalazkiem, osłonki zabezpieczające są korzystnie paroprzepuszczalne i wykonane z naturalnych i/lub syntetycznych termoplastycznych tworzyw polimerowych, z parafinowanego papieru lub innych produktów przemysłu celulozowego, bądź z tkanin lub dzianin, korzystnie impregnowanych.
Korzystnie, suchą posypkę mineralną stanowią popioły elektrowniane po spaleniu węgla kamiennego lub brunatnego, którymi oprószone są porcje przeznaczone do bezpośredniego wykorzystania w sąsiadującym piecu, w którym to paliwo alternatywne ma być zużywane.
Sposób wytwarzania paliwa alternatywnego, zwłaszcza do produkcji klinkieru cementu portlandzkiego, według wynalazku polega na tym, że po ujednorodnieniu frakcji materiału poflotacyjnego z procesu wzbogacania surowego urobku węgla kamiennego, stanowiącego uciążliwy produkt uboczny, której większość - korzystnie 80%, ma uziarnienie poniżej 0,5 mm oraz po odprowadzeniu wody technologicznej zawracanej do flotacji, uzyskaną masę o konsystencji pasty odbiera się z prasy filtracyjnej i poddaje porcjowaniu przez napełnianie wodoodpornych osłonek zabezpieczających porcjami pasty o zadanej wartości energetycznej do 125 MJ/kg każda i/lub masie do 25 kg lub przez oprószanie każdej porcji pasty suchą posypką mineralną, zabezpieczając je przed rozformowaniem.
W sposobie według wynalazku zabezpieczanie przed rozformowaniem polega na tym, że stosuje się osłonki zabezpieczające, korzystnie paroprzepuszczalne, z naturalnych i/lub syntetycznych termoplastycznych tworzyw polimerowych, z parafinowanego papieru lub innych produktów przemysłu celulozowego, bądź z tkanin lub dzianin, korzystnie impregnowanych.
Korzystnie, stosuje się osłonki polietylenowe.
Korzystnie, porcjowanie prowadzi się przy użyciu urządzenia tłokowego, wsypując każdorazowo do jego gardzieli - po wycofaniu tłoka, a przed zadozowaniem kolejnej porcji pasty, dostateczną ilość suchej posypki mineralnej, zapewniającej eliminację zalegania pasty w komorze tłokowej i jednocześnie oprószając suchą posypką każdą porcję wytłaczaną przez ustnik urządzenia, a przeznaczoną do bezpośredniego wykorzystania w piecu sąsiadującym ze wskazanym urządze niem tłokowym, w którym to piecu takie paliwo alternatywne ma być zużywane.
Zgodnie z wynalazkiem, jednokrotne zadozowanie urządzenia tłokowego stosuje się do wytworzenia pojedynczej dużej porcji lub kilku mniejszych, o masie do 25 kg i/lub wartości opałowej do 125 MJ/kg.
Korzystną suchą posypkę stanowią popioły elektrowniane po spaleniu węgla kamiennego lub brunatnego.
Alternatywnie, porcjowanie prowadzi się przy użyciu urządzenia z podajnikiem ślimakowym, dzieląc odbierane pasmo pasty na fragmenty (porcje) o założonej masie do 25 kg i/lub wartości opałowej do 125 MJ/kg.
Wynalazek dotyczy także zastosowania obecnego paliwa alternatywnego w procesie wypalania klinkieru cementu portlandzkiego.
PL 241 523 B1
Dodatkowo, paliwo alternatywne według wynalazku znajduje zastosowanie jako wsad energetyczno-mineralny w procesie produkcji kruszywa syntetycznego.
Innym zastosowaniem paliwa według wynalazku jest jego wykorzystanie w produkcji mieszanin wybuchowych, w szczególności dla ładunków materiałów wybuchowych skalnych - przeznaczonych do stosowania na otwartych terenach, takich jak kamieniołomy, odkrywki węgla brunatnego i tym podobne, w mieszaninie z materiałami zdolnymi do wybuchu, o dodatnim bilansie tlenowym i/lub z utleniaczami, przykładowo z azotanami i/lub nadchloranami, korzystnie amonu i/lub sodu, i/lub potasu, i/lub wapnia, oraz korzystnie zawierającymi substancje żelujące, jak przykładowo krochmal, guma guar i tym podobne, a także korzystnie zawierającymi dodatek pyłu glinowego.
Niniejszy wynalazek zapewnia tani, bezodpadowy sposób otrzymywania konfekcjonowanego paliwa alternatywnego, zwłaszcza do produkcji klinkieru cementu portlandzkiego. Paliwo według wynalazku jest korzystne zarówno pod względem energetycznym, jak i z uwagi na skład surowcowy. Jest łatwe do transportowania oraz załadunku i dozowania do pieca obrotowego do produkcji klinkieru cementu portlandzkiego lub kruszywa syntetycznego.
Niniejszy wynalazek bliżej objaśnia poniższy opis z odniesieniem do załączonego rysunku, na którym:
fig. 1 przedstawia diagram zależności wartości energetycznej (opałowej) materiału poflotacyjnego z procesu wzbogacania surowego urobku węgla kamiennego, o uziarnieniu do 0,5 mm, od stosunku ilościowego węgla do skały płonnej w suchej masie, fig. 2 przedstawia typowe proporcje stosowania paliwa alternatywnego według wynalazku, o 33% zawartości węgla, w produkcji cementu portlandzkiego; wartości odczytywane na osi rzędnych oznaczają ekwiwalent wagowy, tj. masę paliwa alternatywnego według wynalazku jaką należy użyć w charakterze zamiennika 1 kg innych paliw stosowanych dotychczas w cementowniach, fig. 3 ilustruje proporcje stosowania paliwa alternatywnego według wynalazku, o 33% zawartości węgla, w produkcji kruszywa syntetycznego z popiołów lotnych; wartości odczytywane na osi rzędnych oznaczają konieczny dodatek paliwa alternatywnego według wynalazku, wyrażony w kg na 1 tonę suchego surowca do produkcji kruszywa syntetycznego, jako uzupełnienie ilości węgla zawartego w spiekanym popiele, do uzyskania korzystnego bilansu energetycznego, fig. 4 ilustruje typowe proporcje stosowania paliwa alternatywnego według wynalazku, o 33% zawartości węgla, jako zamiennika oleju w mieszankach wybuchowych dla ładunków stosowanych na otwartej przestrzeni, przykładowo w kamieniołomach; wartości odczytywane na osi rzędnych oznaczają procentowy dodatek paliwa alternatywnego według wynalazku do mieszanin wybuchowych (MW) o różnej zawartości oleju oraz o różnych ilościach dodanego sproszkowanego glinu, konieczny do uzyskania zerowego bilansu tlenowego.
Szczegółowy opis wynalazku
Jak wspomniano, „czarne wody” po wzbogacaniu urobku węgla kamiennego na drodze flotacji są uciążliwym produktem ubocznym, pomimo stosunkowo wysokiej wartości opałowej.
Czynnikiem limitującym ilość tego materiału podawanego do pieca cementowego może być zawartość wody w tym alternatywnym strumieniu. Ten aspekt wykorzystania wilgotnego materiału poflotacyjnego o wielkości ziaren poniżej 0,5 mm w produkcji klinkieru wiąże się z trudnościami w podawaniu i w precyzyjnym dozowaniu tego materiału do procesu wypalania klinkieru.
Każda ilość alternatywnego źródła węgla skutecznie wprowadzonego w toku procesu wypalania klinkieru obniża wymagany wsad energetyczny w postaci pyłu węglowego podawanego do palnika głównego pieca cementowego.
Niniejszy wynalazek zapewnia taki sposób przerobu materiału po flotacyjnym wzbogacaniu urobku węgla kamiennego, że z pasty usuwanej z pras filtracyjnych otrzymuje się paliwo alternatywne w takiej formie (postaci), która pozwala na jego łatwy i bezpieczny transport, również w otwartych środkach transportu oraz proste i jednocześnie precyzyjne dozowanie do szybu obrotowego pieca cementowego.
Zgodnie z wynalazkiem sposób wytwarzania paliwa alternatywnego składa się z operacji odbioru pasty z prasy filtracyjnej, dozowania jej do urządzenia wytłaczającego, brykietowania w urządzeniu tłokowym lub wytłaczania w urządzeniu z podajnikiem ślimakowym, podziału pasma na założone fragmenty i/lub konfekcjonowania wytłoczonych fragmentów pasma w wodoodporne osłonki zabezpieczające,
PL 241 523 B1 korzystnie paroprzepuszczalne, przykładowo z naturalnych lub syntetycznych termoplastycznych tworzyw polimerowych, których przykładem jest folia polietylenowa o odpowiedniej wytrzymałości.
Niniejszy wynalazek ma szereg cech, które decydują o jego unikalnym charakterze oraz praktycznej przydatności.
Podstawowym surowcem do produkcji paliwa alternatywnego do wykorzystania zwłaszcza w piecach obrotowych do produkcji klinkieru cementu portlandzkiego jest poflotacyjny materiał ze wzbogacania urobku węgla kamiennego o uziarnieniu poniżej 0,5 mm, który po odfiltrowaniu z tzw. „czarnych wód” ma konsystencję pasty zawierającej średnio 33% wag. węgla, 33% wag. skały płonnej, bogatej w minerały mające w swoim składzie żelazo oraz 33% wag. wody.
Zgodnie z wynalazkiem, formowanie porcji paliwa alternatywnego o zadanej wartości opałowej lub masie - prowadzone jest w urządzeniu tłokowym lub w urządzeniu z podajnikiem ślimakowym.
Wsypując do gardzieli urządzenia tłokowego, każdorazowo po wycofaniu tłoka, a przed zadozowaniem kolejnej porcji pasty, pewną ilość suchej posypki lub proszków, przykładowo takich jak popioły elektrowniane po spaleniu węgla kamiennego lub brunatnego, wióry, trociny, mączka kostna, odpadowa krzemionka i jednocześnie oprószając suchymi proszkami walec pasty wytłaczanej przez ustnik tego urządzenia, doprowadza się do podziału pasty na walcowate porcje nadające się do ich przemieszczania na niewielkie odległości środkami transportu wewnętrznego, a także do dozowania do sąsiedniego pieca, w którym takie paliwo alternatywne jest zużywane.
Jeśli porcje paliwa alternatywnego według wynalazku przeznaczone są do transportowania na większe odległości i/lub w otwartych skrzyniach samochodowych czy wagonach kolejowych, w warunkach narażenia na oddziaływanie jednostajnych drgań oraz wpływów atmosferycznych, to poszczególne porcje wytłaczanej pasty wymagają trwałego wyodrębnienia poprzez konfekcjonowanie i zamykanie w wodoodpornych, korzystnie paroprzepuszczalnych osłonkach zabezpieczających, które w docelowym piecu ulegną spaleniu razem z paliwem alternatywnym.
Do takiego konfekcjonowania zgodnie z wynalazkiem stosuje się typowe, dostępne na rynku urządzenia tłokowe, a korzystniej urządzenia z podajnikami ślimakowymi wraz z ich oprzyrządowaniem.
W charakterze wodoodpornych osłonek zabezpieczających dla poszczególnych porcji paliwa alternatywnego według wynalazku wykorzystuje się osłonki z naturalnych i/lub syntetycznych termoplastycznych tworzyw polimerowych, z parafinowanego papieru lub innych produktów przemysłu celulozowego, takich jak tektura, bądź z tkanin lub dzianin, korzystnie impregnowanych.
Wybór właściwej osłonki zabezpieczającej uzależniony jest od gabarytów indywidualnej porcji paliwa, a te z kolei - od przeznaczenia paliwa alternatywnego według wynalazku i/lub warunków, w których paliwo to jest stosowane. Najbardziej wytrzymałe osłonki z impregnowanych tkanin lub dzianin stosowane są do zabezpieczenia przed rozformowaniem porcji paliwa alternatywnego o najwyższej wartości opałowej i największej masie.
Jak to zilustrowano na diagramie przedstawionym na rysunku fig. 1 wartość energetyczna i zawartość mineralna materiałów poflotacyjnych zależy od stosunku wagowego węgla do skały płonnej. Stosunek ten jest różny w różnych złożach i w różnych strefach złóż węgla kamiennego podlegających eksploatacji górniczej.
Surowiec do produkcji paliwa alternatywnego według wynalazku wymaga zgrubnej oceny stosunku ilościowego węgla do skały płonnej w suchej masie surowca i odpowiedniego przezbrojenia linii do porcjowania paliwa alternatywnego, tak aby ich gabaryty zapewniały zakładaną wartość energetyczną, niezależnie od masy.
Wykorzystując paliwo alternatywne według wynalazku do produkcji klinkieru cementu portlandzkiego dozowanie tego paliwa do pieca cementowego opiera się na uwzględnieniu wartości energetyczno-mineralnej wyjściowego surowca.
Na załączonym rysunku, fig. 2 ilustruje typowe proporcje wykorzystania paliwa alternatywnego według wynalazku w produkcji cementu portlandzkiego zamiast niezbędnego wsadu pyłu węglowego podawanego do palnika pieca cementowego, dla zawartości węgla około 33% wagowych, fig. 3 ilustruje proporcje przy wykorzystaniu paliwa alternatywnego według wynalazku w produkcji kruszywa syntetycznego z popiołów po spalaniu węgla kamiennego, a także węgla brunatnego i/lub biomasy, zaś fig 4 - wykorzystanie tego paliwa w materiałach wybuchowych, w szczególności w materiałach wybuchowych skalnych, przeznaczonych do stosowania na otwartej przestrzeni, przykładowo w kamieniołomach.
Claims (13)
- PL 241 523 B1Dalsze szczegóły niniejszego rozwiązania podane są w poniższych przykładach realizacji.P r z y k ł a d 1Materiał poflotacyjny zawierający 33,3% wag. wody, 33,2% wag. węgla kamiennego i 33,5% wag. związków nieorganicznych (skały płonnej), o wartości opałowej 15,21 MJ/kg porcjowany jest z zastosowaniem prasy tłokowej przy użyciu do 5% lotnych popiołów ze spalania węgla kamiennego jako suchej posypki. Porcję popiołów wsypuje się każdorazowo do gardzieli prasy tłokowej po wycofaniu tłoka, a przed zadozowaniem kolejnej porcji pasty i jednocześnie oprósza się suchymi popiołami walec pasty wytłaczany przez ustnik prasy. Tak uformowane walcowate porcje paliwa o masie do 25 kg nadają się do transportowania na niewielkie odległości transportem wewnętrznym, takim jak podajnik taśmowy, do sąsiedniego zespołu piecowego. Mogą one być precyzyjnie dozowane, gdyż nie ulegają podczas takiego krótkotrwałego transportu ani istotnej deformacji ani połączeniu z sąsiednimi fragmentami w trudną do rozdzielenia bezkształtną masę.P r z y k ł a d 2.Materiał zawierający 28,8% wag. wody, 40,2% wag. węgla kamiennego i 31,0% wag. związków nieorganicznych (skały płonnej), o wartości opałowej 19,30 MJ/kg nabojowany jest do wodoodpornych osłonek polietylenowych, korzystnie paroprzepuszczalnych. Tak uformowane porcje paliwa alternatywnego o masie do 25 kg są trwałe w warunkach długotrwałych drgań i wpływów atmosferycznych, to znaczy są przystosowane do transportu samochodowego lub kolejowego i/lub do składowania na otwartej przestrzeni. Poszczególne porcje paliwa w osłonkach zabezpieczających zamykane są klipsami metalowymi tak, by uzyskać długość co najmniej 500 mm, a następnie rozdzielane. Za pomocą podajnika taśmowego przenoszone są do kontenera przeznaczonego do transportu. Paroprzepuszczalność zastosowanych osłonek pozwala na składowanie porcjowanego paliwa w warunkach podwyższonej temperatury, przykładowo w bezpośrednim sąsiedztwie pieca lub na nieosłoniętym od słońca placu magazynowym.Zastrzeżenia patentowe1. Paliwo alternatywne, zwłaszcza do produkcji klinkieru cementu portlandzkiego, znamienne tym, że stanowi je materiał poflotacyjny z procesu wzbogacania surowego urobku węgla kamiennego, stanowiący uciążliwy produkt uboczny, którego większość - korzystnie 80%, stanowi frakcja o uziarnieniu poniżej 0,5 mm, o ujednoliconej konsystencji pasty, porcjowany i zabezpieczony przed rozformowaniem za pomocą wodoodpornych osłonek zabezpieczających lub alternatywnie suchej posypki mineralnej, po oddzieleniu wody technologicznej, z zachowaniem wartości energetycznej każdej porcji do 125 MJ/kg i/lub masy do 25 kg.
- 2. Paliwo według zastrz. 1, znamienne tym, że osłonki zabezpieczające są paroprzepuszczalne i wykonane z naturalnych i/lub syntetycznych termoplastycznych tworzyw polimerowych, z parafinowanego papieru lub innych produktów przemysłu celulozowego, bądź z tkanin lub dzianin, korzystnie impregnowanych.
- 3. Paliwo według zastrz. 1, znamienne tym, że suchą posypkę mineralną stanowią popioły elektrowniane po spaleniu węgla kamiennego lub brunatnego, którymi oprószone są porcje przeznaczone do bezpośredniego wykorzystania w sąsiadującym piecu, w którym to pa liwo alternatywne ma być zużywane.
- 4. Sposób wytwarzania paliwa alternatywnego, zwłaszcza do produkcji klinkieru cementu portlandzkiego, znamienny tym, że po ujednorodnieniu frakcji materiału poflotacyjnego z procesu wzbogacania surowego urobku węgla kamiennego, stanowiącego uciążliwy produkt uboczny, której większość - korzystnie 80%, ma uziarnienie poniżej 0,5 mm oraz po odprowadzeniu wody technologicznej zawracanej do flotacji, uzyskaną masę o konsystencji pasty odbiera się z prasy filtracyjnej i poddaje porcjowaniu przez napełnianie wodoodpornych osłonek zabezpieczających porcjami pasty o zadanej wartości energetycznej do 125 MJ/kg każda i/lub masie do 25 kg lub przez oprószanie każdej porcji pasty suchą posypką mineralną, zabezpieczając je przed rozformowaniem.
- 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że zabezpieczanie przed rozformowaniem polega na tym, że stosuje się osłonki zabezpieczające, korzystnie paroprzepuszczalne, z naturalnych i/lub syntetycznych termoplastycznych tworzyw polimerowych, z parafinoPL 241 523 B1 wanego papieru lub innych produktów przemysłu celulozowego, bądź z tkanin lub dzianin, korzystnie impregnowanych.
- 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stosuje się osłonki polietylenowe.
- 7. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że porcjowanie prowadzi się przy użyciu urządzenia tłokowego, wsypując każdorazowo do jego gardzieli - po wycofaniu tłoka, a przed zadozowaniem kolejnej porcji pasty, dostateczną ilość suchej posypki mineralnej, zapewniającej eliminację zalegania pasty w komorze tłokowej i jednocześnie oprószając suchą posypką każdą porcję wytłaczaną przez ustnik urządzenia, a przeznaczoną do bezpośredniego wykorzystania w piecu sąsiadującym ze wskazanym urządzeniem tłokowym, w którym to piecu takie paliwo alternatywne ma być zużywane.
- 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że jednokrotne zadozowanie urządzenia tłokowego, stosuje się do wytworzenia pojedynczej dużej porcji lub kilku mniejszych, o masie do 25 kg i/lub wartości opałowej do 125 MJ/kg.
- 9. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że suchą posypkę mineralną stanowią popioły elektrowniane po spaleniu węgla kamiennego lub brunatnego.
- 10. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że porcjowanie prowadzi się przy użyciu urządzenia z podajnikiem ślimakowym, dzieląc odbierane pasmo pasty na porcje o założonej masie do 25 kg i/lub wartości opałowej do 125 MJ/kg.
- 11. Zastosowanie paliwa określonego w zastrz. 1, jako paliwa alternatywnego w procesie wypalania klinkieru cementu portlandzkiego.
- 12. Zastosowanie paliwa określonego w zastrz. 1, jako wsadu energetyczno-mineralnego w procesie produkcji kruszywa syntetycznego.
- 13. Zastosowanie paliwa określonego w zastrz. 1, w mieszaninach wybuchowych, w szczególności dla ładunków materiałów wybuchowych skalnych - przeznaczonych do stosowania na otwartej przestrzeni, w mieszaninie z materiałami zdolnymi do wybuchu, o dodatnim bilansie tlenowym i/lub z utleniaczami, takimi jak azotan i/lub nadchloran, korzystnie amonu i/lub sodu, i/lub potasu, i/lub wapnia, korzystnie zawierającymi substancje żelujące zwłaszcza, takie jak krochmal i guma guar, a także korzystnie zawierającymi dodatek pyłu glinowego.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL418548A PL241523B1 (pl) | 2016-09-01 | 2016-09-01 | Paliwo alternatywne, sposób jego wytwarzania oraz jego zastosowanie |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL418548A PL241523B1 (pl) | 2016-09-01 | 2016-09-01 | Paliwo alternatywne, sposób jego wytwarzania oraz jego zastosowanie |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL418548A1 PL418548A1 (pl) | 2018-03-12 |
| PL241523B1 true PL241523B1 (pl) | 2022-10-17 |
Family
ID=61534514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL418548A PL241523B1 (pl) | 2016-09-01 | 2016-09-01 | Paliwo alternatywne, sposób jego wytwarzania oraz jego zastosowanie |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL241523B1 (pl) |
-
2016
- 2016-09-01 PL PL418548A patent/PL241523B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL418548A1 (pl) | 2018-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mokrzycki et al. | Alternative fuels for the cement industry | |
| Zieri et al. | Alternative fuels from waste products in cement industry | |
| EP0159989B1 (en) | Solid fuel and method of manufacture thereof | |
| WO2011092503A1 (en) | Pellets and processes therefor | |
| US4164396A (en) | Production of combustible products from waste materials | |
| AU2005258956B2 (en) | Fuel product and process | |
| US20080022586A1 (en) | Fuel Product and Process | |
| CN104160042A (zh) | 转炉用加热材料 | |
| JPH10501569A (ja) | 廃棄物から固体燃料を製造する方法 | |
| PL241523B1 (pl) | Paliwo alternatywne, sposób jego wytwarzania oraz jego zastosowanie | |
| Borowski et al. | Using agglomeration techniques for coal and ash waste management in the circular economy | |
| EP1837390A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Rohholz o. dgl. Brenngut | |
| EA015368B1 (ru) | Производство углеродсодержащих металлорудных гранул | |
| RU2299868C2 (ru) | Смесь добавок для производства цементного клинкера и ее применение | |
| RU2078794C1 (ru) | Способ получения угольных брикетов | |
| RU2134288C1 (ru) | Способ получения твердого топлива | |
| RU2268914C2 (ru) | Топливный брикет | |
| KR100796048B1 (ko) | 바텀애쉬를 골재로 이용한 아스콘 혼합물 및 그 제조방법 | |
| Akkapeddi | Alternative solid fuels for the production of Portland cement | |
| Karwat et al. | Using alternative fuels in the production of cement Wykorzystanie paliw alternatywnych przy produkcji cementu | |
| RU2224785C2 (ru) | Композиционное топливо из отходов угольных обогатительных фабрик | |
| JPH09155314A (ja) | 石炭灰の処理方法 | |
| CN202415505U (zh) | 一种利用污泥制燃煤装置 | |
| RU2277073C1 (ru) | Керамическая масса для изготовления преимущественно кирпича | |
| KR20200064871A (ko) | 시멘트 제조공정에서 발생하는 더스트의 처리방법 및 용도 |