Длительная хозяйственная деятельность человека и его потребительское отношение к природе привели к климатическим изменениям. Энергетика, ориентированная на сельские районы, должна способствовать использованию источников энергии, работающих на недорогих природных и возобновляемых видах топлива. Устойчивое развитие сельских районов во многом связано со спросом на электрическую и тепловую энергию и их предложением, стимулированием процесса перехода на экологически безопасные и экономичные системы энергоснабжения сельских территорий. Технология получения угольных брикетов с использованием в качестве связующих свиного навоза известна давно. В Сибири и Красноярском крае, как и во всех угледобывающих районах, существует проблема эффективного использования некондиционного угля и отходов углепереработки. К тому же в крае за год накапливается в среднем 858 тыс. т. навоза, утилизация которого – большая проблема. При сжигании топливных брикетов коэффициент полезного использования химической энергии угля составляет 70–80 %. Преимущество объясняется тем, что практически полностью исключаются провалы несгоревшего угля на колосник, уменьшаются физический и химический недожоги из-за лучших условий доступа воздуха к поверхности брикетов, снижается содержание в дымовых газах оксида углерода и сажи.
В качестве исходного сырья использовали: свиной навоз , уголь марок Б2 Березовского месторождения и Д Балахтинского месторождения, шлам крупнозернистый и мелкозернистый Характеристика исходных материалов и гранулометрический состав представлены в табл.1 и 2.
В ходе экспериментальных работ рассчитывали состав смеси по ГОСТ 27313.95. Исходные компоненты перемешивали в смесителе в течение 7 мин. Смесь прессовали на гидравлическом прессе с давлением 300–500 кгс/см2 в матрице, имеющей 20 пресс-форм с диаметром 35 мм каждая.
Полученные брикеты анализировали на влажность по ГОСТ 27314.91, зольность по ГОСТ 11022.95, сушили при 100 и 150 °С, испытывали на сопротивление сбрасыванию по ГОСТ 21289.75. Высушенные брикеты сжигали в лабораторной установке.
Исследовали влияние количественного состава исходных сырьевых компонентов в брикетах на их качество. На основании данных исследований выявлены оптимальные соотношения исходных компонентов в брикетной смеси: уголь (%) – 5:95; 10:90; 15:85; 20:80; 25:75; 30:70. В ходе экспериментальных работ установили, что брикеты из угля марки Д при всех соотношениях не сохраняют свою форму при обработке в прессе под давлением от 250 до 500 кгс/см2. Брикеты из бурого угля и щламов более устойчивы при обработке давлением от 300 до 500 кгс/см2 и сохраняли свою форму после сушки и испытания на сопротивление сбрасыванию. Прочность на сбрасывание составила в основном 80–90 % при всех вышеуказанных соотношениях. Исследованы композиции углей разной стадии метаморфизма и отходов углепереработки в процессе получения брикетов. Установлено, что лучшими композициями с учетом прочности получаемых брикетов являются брикеты с соотношением уголь марки Д – до 10 %: марки Б2 – от 60 %: навоз влажностью 72 % – не более 30 %. Следует отметить, что получение брикетов на основе шламов, т.е. отходов угледобычи, практически не вызывает технологических и технических проблем. Подогрев исходной смеси до 50–60 °С улучшает прочностные характеристики брикетов из всех углей. Анализ данных по кинетике сушки брикетов показал, что при влажности 36,8 % и температуре 100 °С время сушки 78 мин, при 150 °С – 52 мин, то есть снижение длительности сушки составило около 27 %; при соотношении 20 % шлама мелкозернистого и 80 % шлама крупнозернистого с влажностью 15,3 % и температуре 100 °С время сушки 43 мин, при 150 °С – 27 мин, то есть снижение длительности сушки составило 32,5 %. Остаточная влажность брикетов из шламов после высушивания на воздухе в течение 14 сут составила:
Wt r=1,9 %; навозно-угольных брикетов после высушивания на воздухе в течение 3 сут – Wt r=36,8 %. Масса брикетов составляла в среднем 17,3–18,1 г.
Провели расчеты низшей теплоты сгорания. Установлено, что для брикетов (навоз 30 %) и уголь Д (70 %) при влажности 30 % низшая теплота сгорания составляет 3000 ккал/кг; для брикетов после просушки навоз (30 %) и уголь Б2 (70 %) при влажности 36,8 % – 2676 ккал/кг; для брикетов навоз (30 %) и шлам мелкозернистый (70 %) при влажности 52,1 % – 2031 ккал/кг; для брикетов шлам мелкозернистый (20 %) и шлам крупнозернистый (80 %) при влажности 10 % низшая теплота сгорания составляет 6050 ккал/кг; для брикетов шлам мелкозернистый (30 %) и шлам крупнозернистый (70 %) при влажности 10 % – 6000 ккал/кг. Таким образом, определено влияние влажности исходного сырья на прочность получаемых брикетов. Установлено, что увеличение влажности исходных угольных материалов улучшает процессы брикетирования и повышает прочность навозно-угольных топливных брикетов. Причем повышение остаточной влаги в брикетах закономерно снижает низшую теплоту сгорания брикетов. Определено наиболее эффективное процентное соотношение твердой фазы и навоза как связующего. Получены теплоэнергетические характеристики брикетов.
Больше подробностей можно получить в редакции журнала "Сельский Механизатор" тел. 8 (499) 153-11-05
При копировании ссылка на журнал обязательна.
Журнал "Сельский механизатор" включен в перечень ведущих рецензируемых журналов ВАК Минобрнауки РФ по группам научных специальностей: 05.14.00 – энергетика; 05.20.00 – процессы и машины агроинженерных систем; 08.00.00 – экономические науки.
Мы публикуем научные статьи ведущих ученых и специалистов агропромышленного комплекса России, а также материалы о научно-технических новинках, статьи о современных технологиях и разработках, обзоры продукции. Среди наших подписчиков – специалисты высшего и среднего звена агропромышленных комплексов, руководители территориальных органов управлений АПК, инженеры инспекций гостехнадзора, владельцы сельскохозяйственной и автомобильной техники, директора и главные инженеры хозяйств, научные сотрудники научно-исследовательских институтов, студенты аграрных вузов, техникумов и колледжей.
#мояферма #подсобноехозяйство #ферма #отопление #своимируками #сельскиймеханизатор
