Станки для брикетирования угольной пыли своими руками. Технология прессования угольной пыли

Технологии брикетирования угля предназначены для получения товарной продукции из угольной пыли, отсева, некондиционного и некачественного угля. В качестве сырья могут использоваться черные или бурые угли, а также кокс.

Брикетирование угля является очень старой технологией, которая получила развитие с использованием двух-роликовых валковых прессов , что позволило повысить производительность и качественно улучшить экономическую привлекательность этого бизнеса.

SAHUT-CONREUR была одной из компаний, начавших производство двух-роликовых прессов в начале XX столетия. Мы находимся в северной Франции и, с начала XX века, установили более 1000 заводов по брикетированию в разных частях света, из них более 350 для брикетирования угольного отсева.

Технология брикетирования угля на роликовых прессах была разработана для выпуска брикетов из угольной мелочи, поступающей после угольных сит и мойки. Брикеты предназначены для использования в качестве топлива для частных или промышленных котельных тем же способом, что и кондиционный уголь, а также упаковываются для розничной продажи и в этом виде могут поставляються на экспорт.

В большинстве случаев процесс брикетирования угля происходит с добавлением связующего (угольный пек, нефтяной битум, смола, меласса и известь, лигносульфонат, крахмал, полимеры …). В отдельных случаях брикетирование возможно также и без связующего.

ПРЕИМУЩЕСТВА БРИКЕТИРОВАННОГО УГЛЯ

Техническое решение:

• Получение продукта одинакового размера, объема, формы и веса.
• Устранение проблемы образования пыли и брака при транспортировке.
• Заданная твердость и прочность брикета.
• Утилизация отходов в товарную продукцию

Потребительские и маркетинговые преимущества:

• Более высокая энергетическая ценность
• Более длительное горение
• Зола в виде порошка
• Меньше эмиссия CO2 и серы
• Легче упаковка, транспортировка, складирование
• Готово для автоматической подачи в топку
• Возможность упаковки для потребительского рынка
• Поставки на экспорт

БРИКЕТИРОВАНИЕ УГЛЯ БЕЗ СВЯЗУЮЩЕГО

Завод брикетирования угля без связующего состоит из следующих компонентов:

Мощность завода по брикетированию угля без связующего может быть от нескольких тонн в час до приблизительно 25 т/ч.

БРИКЕТИРОВАНИЕ УГЛЯ СО СВЯЗУЮЩИМ

Завод по брикетированию угля со связующим состоит из следующих участков:

• участок сортировки и измельчения угля, если размеры угля слишком велики
• участок сушки, если влажность угля слишком высокая
• участок добавления связующего
• участок брикетирования на двух-роликовом прессе
• (опционально) участок пост-обработки (охлаждение, дозревание и сушка в зависимости от используемого связующего)

Мощность завода по выпуску брикетов из угля со связующим может быть от нескольких тонн в час до 100 т/ч для больших прессов.

Возможные связующие

• угольный пек
• нефтяной битум
• смола
• меласса и известь
• лигносульфонат
• крахмал
• полимеры и др

Конкретное связующее для угольных брикетов определяется доступностью в регионе и требованиями к конечному продукту. Оптимальные пропорции связующего и параметры готового брикета определяются при тестировании угля во Франции на пилотном заводе "Sahut-Conreur".

Тестирование сырья и связующего для угольных брикетов

Уголь в каждом конкретном месторождении имеет индивидуальные химические и физические характеристики, в каждом регионе могут быть доступны различные связующие.

Для точного определения требуемого состава и характеристик оборудования необходимо проведение предварительного тестирования материала заказчика на заводе изготовителе компании "Sahut Conreur SA" во Франции. Для проведения тестов заказчику необходимо отправить уголь во Францию на тестирование.

В результате тестов можно будет:

• определить требуемый состав и характеристики оборудования
• определить вид и пропорции связующего
• получить готовый брикет и определить его характеристики
• рассчитать точные экономические показатели производства

Также только при тестировании возможно определить, годится ли уголь для брикетирования без связующего и какими в этом случае будут технико-экономические показатели производства, а также качественные характеристики брикета.

СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ брикетирования угля со связующим и без

Брикетирование угля с использованием связующего:

• + Годится для любого каменного или бурого угля
• + Высокая производительность (до 100 т/ч)
• +
• + Возможность получать влагозащищенные брикеты
• + Низкая стоимость расходных материалов
• - Дороже и сложнее оборудование, требуется связующее

Брикетирование угля без связующего:

• - Применимо только для определенных углей
• - Обязательна сушка
• - Ограниченная производительность (до 25 т/ч)
• - Высокое удельное энергопотребление
• - Высокая стоимость расходных материалов
• + Нет связующего, проще и дешевле оборудование

Технология брикетирование угля без связующих добавок кажется более привлекательной на первый взгляд, однако при этом в разы повышаются энергозатраты, снижается производительность и качество брикета.

После тестирования обычно становится очевидно, что брикетирование с применением связующего более оправдано экономически, даже с учетом затрат на закупку, доставку и хранение этих материалов.

Этапы технологического процесса брикетирования угля и кокса

Измельчение угля в молотковой дробилке

Измельчение угля необходимо для получения требуемой однородной фракции, поэтому перед сушкой или после уголь пропускают через молотковую дробилку.

Сушка угля в сушильном барабане

Сушка необходима для понижения влажности угля перед введением связующего. Степень сушки зависит от используемого связующего и технологии. Конечный продукт имеет влажность 5-10%.

Прессование измельченного угля и угольной пыли

Прессование угольной пыли и измельченной угольной фракции выполняется на двух-роликовых прессах, которые соответствуют требованиям отрасли:

• Высокая производительность
• Низкое удельное энергопотребление
• Высокая надежность

Нашим партнером является мировой лидер в производстве этого оборудования французская фирма "Sahut Conreur".

Постобработка (Дозревание) угольного брикета

В зависимости от вида угля и связующего в технологии бывает необходимо специальным образом охлаждать и выдерживать готовый брикет некоторое время в специальных бункерах, в течение которого брикет приобретает прочность.

Время выдерживания индивидуально и определяется на этапе тестирования.

В случае, если Вас интересует технология производства угольных брикетов будем рады ответить на

Все чаще люди покупают твердотопливные печи и котлы. Все дело в постоянно растущей стоимости коммунальных услуг за отопление. И счастливчики, живущие в частных домах, могут отказаться от центральной подачи тепла, и перейти не просто на автономное отопление, а пользоваться обогревом, который не зависит от газа и электричества. Однако для таких приборов нужно покупать топливо, видов которого огромное количество. Чтобы вам было легче выбрать наилучший вариант, мы расскажем вам о таком виде топлива, как угольные брикеты.

Что такое угольные брикеты

Существует масса разновидностей топлива для отопления дома. Раньше самым популярным вариантом были дрова, а потом начали появляться топливные брикеты . Этот материал постепенно начал вытеснять из использования обыкновенные дрова.

Их главным преимуществом является возможность изготовления из различных отходов. Это не только снижает стоимость подобных материалов, но и не так вредит природе. Также прессованные брикеты дольше горят и имеют высокий КПД.

В брикеты спрессовывают разные материалы. Древесные отходы, сельскохозяйственные отходы и уголь, вернее его пыль. Такие каменноугольные брикеты горят без отходов и при этом обладают высоким КПД.

Брикетированный уголь использовался уже в конце девятнадцатого века. Тогда такое топливо изготавливалось из отходов древесного угля: его бракованных частиц и пыли. Чтобы скрепить элементы между собой, использовалась смола и механический пресс.

Угольные брикеты, которые изготавливают в наше время, имеют схожую технологию производства. Однако брикетирование древесноугольных отходов в основном носит хаотичный характер. Такое топливо производится небольшими предприятиями.

Что добавляют для скрепления угольных отходов в наше время:

1. Обычно сцепление сырья происходит за счет битумных присадок. Однако такие составляющие при горении выделяют вредные для здоровья вещества.
2. Еще один способ – это скрепление частиц угля полиэтиленом. Однако такой прессованный уголь тоже вредин для здоровья.
3. Самым безопасным считается уголь, который скрепляется с помощью клея ПВА. Это вещество абсолютно безвредно, но в этом случае производство имеет более высокую себестоимость.

Безопасную технологию изготовления угля использует лишь малая часть производителей. Поэтому нужно очень внимательно относится к подобному топливу.

Преимущества угля в брикетах

Котел для отопления дома может работать на разных материалах. Угольные брикеты – это не самый распространенный вариант. Однако он достаточно перспективен, особенно если его производство выйдет на более качественный уровень.

Уголь в брикетах не используют для мангалов, барбекю и печей. Он может выделять канцерогены и имеет высокую температуру горения, которая может испортить подобные конструкции.

Преимущества, которые имеют прессованные древесно-угольные брикеты, неоспоримы. Благодаря этому этот материал сомнительного качества используют для обогрева дома.

Достоинства угольных брикетов:

1. Угольные брикеты горят долго и выделяют много тепла. Поэтому они экономичны и пользуются популярностью.
2. Применение такого топлива пользуется популярностью потому, что его брикеты имеют одинаковые размеры. Это позволяет получать равномерное тепло.
3. Помимо того, что брикеты горят в два раза дольше дров, они еще и достаточно легкие и компактные. Благодаря этому топливо занимает в два раза меньше места.
4. Качественные угольные брикеты при горении не выделяют угарный газ. Благодаря этому они безопасны в использовании, при условии, что у вас в доме хорошая вентиляционная система.
5. Такие брикеты выделяют больше тепла, чем дерево, уголь из дерева и камня.
6. В процессе транспортировки и использования топливные угольные брикеты не крошатся. Поэтому они не пылят и не загрязняют помещение, в котором хранятся.
7. Если вы научитесь их правильно разжигать, то вам потребуется всего 15 минут для такой процедуры.

Такие преимущества делают древесный уголь отличным топливом для котлов. Если этот продукт начнут производить в соответствии со всеми требованиями безопасности, то в перспективе оно может стать очень популярным.

Виды угольных брикетов для отопления

При горении обычного угля в камине остается много пыли. Горелка в котле при этом может забиваться. Именно поэтому уголь не нашел свое полноценнее применение в отоплении квартир.

Так как качество и безопасность угля напрямую зависят от его состава, очень важно уделить достаточно внимания этому фактору. Вы можете попросить у продавца сертификат качества или обратиться к производителю за презентацией процесса производства и увидеть оборудование и сырье для его производства. Однако лучше всего сделать такое топливо в домашних условиях своими руками.

Большое значение играет вид угольного прессованного топлива. Они делятся на классы по нескольким параметрам. Давайте посмотрим, по каким.

По каким параметрам делится прессованный уголь на классы:

• Первоочередное значение имеет материал, из которого производят топливо;
• Форма угольных брикетов – это лишь вопрос внешнего вида;
• Экологичность угольного прессованного топлива зависит от его скрепляющего материала;
• Тип упаковки отвечает за сохранность сырья.

Самое главное значение в классификации прессованного угольного топлива играет тип самого сырья. Именно он определяет характеристику и стоимость брикетов. Всего существует три вида сырья, используемого для создания угольных брикетов. Давайте посмотрим какие.

Виды угольных брикетов:

1. Бурый уголь имеет наименьшую цену. Для изготовления из него брикетов используют пыли и мелкие частицы. Имеет самую низкую калорийность.
2. Второй по стоимости древесный уголь. Однако при этом его калорийность ниже чем у бурого угля. Его делают из переработанной древесины.
3. Антрацит – это самый качественный и калорийный уголь. Из него получаются наиболее качественные брикеты. Однако они имеют самую высокую стоимость.

Выбирать угольные брикеты нужно исходя из их сырья и скрепляющего материала. Именно эти параметры определяют безопасность и качество топлива.

Технология брикетирования угля

Вы можете изготавливать угольные брикеты для себя в домашних условиях. В этом случае вам даже не понадобится дорогостоящее оборудование. Для этого вам придется найти лишь формы и приобрести само сырье.

Как сделать угольные брикеты у себя дома:

• Перемешайте одну часть сухой глины с десятью частями угольной пыли;
• Постоянно помешивая, добавляйте воду до получения нужной консистенции;
• Разложите смесь по формам и оставьте до полного высыхания.

Конечно, такой материал будет уступать по своим качествам угольным брикетам, приготовленным с помощью специального оборудования. Но для домашнего отопления они вполне сгодятся.

Для чего используются угольные брикеты (видео)

Угольные топливные брикеты – это топливо, которое в перспективе будет занимать первые места по популярности. Однако сейчас его производство имеет сомнительный уровень. Поэтому многие избегают его использования.

Требования к условиям окружающей среды в месте установки

Получаемый продукт:

Описание оборудования. Технические характеристики

Рама

Рама пресса представляет собой сварную конструкцию, изготовленную таким образом, что силы прессования гасятся внутри рамы и не переносятся на фундамент.

Для облегчения замены валков торцевые щеки рамы связаны с верхними/нижними поясами шарнирными болтами. При ослаблении верхнего болта их (щеки) можно откинуть в горизонтальное положение, они служат для снятия валков.

Валки

Валки с осевыми цапфами изготовлены из кованой стали.

Пресс-формы

Применяются пресс-формы из износостойкого материала, пресс-формы крепятся на корпусе валка.

Установка зазора валков

Расстояние и зазор валков регулируется через промежуточные детали, вставленные между корпусом подшипников качения.

По желанию зазор можно контролировать индуктивным датчиком перемещений, наблюдая за параметрами на панели управления.

Опора с наполнением смазкой

Валки установлены на шарикоподшипниках с втулками, корпуса которых герметизированы лабиринтными уплотнениями и кольцами. Подшипники при монтаже наполнены смазкой.

Гидравлическая система запрессовки

Валок опирается корпусом подшипника на гидравлическое устройство запрессовки, которое необходимо для равномерности силы прессования, а также для равномерного распределения нагрузки на раму и защищает пресс от перегрузки.

Включает в себя:

• Цилиндр под давлением
• Азотный аккумулятор
• Манометр
• Дистанционный датчик давления
• Предохранительные клапана
• Масляный бак с насосом
• Приводной двигатель 3 кВт
• Арматура
• Контролер уровня заполнения
• Измеритель температуры

Гидравлическая система поддерживает установленное давление и обеспечивает постоянную силу прессования.

Кожух валков

Для предотвращения появления пыли валки окружены кожухом, который герметизирован во вращающихся частях лабиринтными уплотнениями. Кожух имеет на конце фланец для соединения с лотком. Для соединения с устройством пылеудаления предусмотрены отверстия.

Подача материала

Устройство подачи самотеком смонтировано на раме пресса и состоит из:

• Плита перекрытия с загрузочной воронкой
• Загрузочная воронка

Главный привод

Привод состоит из:

• Редуктора с двумя отводными цапфами
• Предохранительной муфты между мотором и редуктором
• Двух двойных зубчатых муфт между редуктором и пресс-валком

КИП и А

Приборы КИП соединены в клеммных коробках (пункт передачи) метрическими кабельными вводами на клеммных панелях. Кабель к прессу проложен в гибких шлангах. Обозначение кабеля по DIN/IEC.

Следующие приборы установлены на прессе:

• датчик приближения с реле изменения скорости вращения на главном приводном двигателе, сигнал 24В пост. тока
• датчик давления на гидравлической системе запрессовки для измерения давления масла пассивный сигнал 4 - 20 мА
• Магнитный клапан давления масла
• Манометр для контроля давления гидравлической системы

Пульт управления на месте (настенный монтаж)

Для обслуживания валкового пресса в процессе производства рядом с прессом устанавливают пульт управления.

Пульт оснащен следующими приборами:

Покраска - стандартная

Разное

1 комплект инструментов для монтажа опор валков

1 комплект для проверки и заливки гидросистемы

Материальное исполнение

Все части, соприкасающиеся с продуктом, изготовлены из конструкционной стали, если не указано иное.

В объем поставки входит вышеперечисленное оборудование, за исключением специально обозначенного. Также входят чертежи, необходимая документация для пуска, эксплуатации, список запчастей.

Опционально

• Организация места установки, включая очистку и выравнивание, топографические исследования, анализ почвы, организация инфраструктуры
• Разрешения, требуемые государственными и правительств органами
• Строительство и поставка зданий, а также внутреннее строительство платформ для эксплуатации и техобслуживания
• Изготовление и поставка механических подсоединений к оборудованию Заказчика в установке
• Обеспыливание трубопроводов
• Изоляция и мероприятия по ее установке
• Расходные материалы такие, как масла и смазки
• Запчасти и быстроизнашивающиеся части
• Транспортировка и хранение сырья
• Материалы, вспомогательные устройства (инструменты, подъемные краны) и персонал для монтажа и пуска
• Программирующее устройство
• Электрооборудование между распределителями низкого напряжения, пультами управления и электроагрегатами, КИП, приборы техники безопасности (пожарозащита и др)
• Ведомственная приемка и пуск
• Транспортировка, хранение и упаковка и прочих готовых продуктов
• Другие услуги и оборудование, не указанные в предложении

Сушильная установка для обеспечения необходимой влажности сырья перед подачей его на установку брикетирования

Если различные древесные отходы в виде опилок и щепы достаточно легко сжигать в специально приспособленных для этого котлах длительного горения, то с угольной мелочью и пылью дело обстоит иначе. Тот, кто хоть раз пытался топить печь или котел мелкими фракциями угля, знает, что половина топлива пропадает впустую, просыпаясь сквозь колосники в зольник, а другая половина спекается и перекрывает доступ воздуха в топку. Из-за этого интенсивность горения резко снижается. В то же время выбрасывать такое горючее глупо, ведь оно содержит массу тепловой энергии. В подобной ситуации может помочь брикетирование угля, о чем и будет рассказано в данной статье.

О технологии брикетировании угля

Один из способов сжигания угольной мелочи – это растопить котел дровами, а потом сверху на горящие поленья подсыпать пыльную фракцию топлива. Но это слишком хлопотное дело, поскольку угольная пыль должна подсыпаться небольшими порциями, а значит, - часто.

Если же загрузить большую порцию, то часть горючего обязательно просыплется в зольник и уйдет в отходы, а остальное топливо заполнит щели между древесиной. Воздух перестанет поступать в зону горения и в результате топка начнет затухать.

Наилучший способ – это методом прессования формировать из мелкой фракции брикеты, которые после этого очень хорошо горят, выделяя большое количество теплоты. Такое решение, как брикетирование углей, было предложено еще в начале позапрошлого века в России изобретателем А.П. Вешняковым и по сей день успешно используется как в промышленных целях, так и в быту. Суть его в том, что уплотнение угольной мелочи с помощью высокого давления на специальном оборудовании позволяет получать топливо, чья теплотворная способность не меньше, чем у качественных углей.

Глубоко не вдаваясь в тонкости технологического процесса и классификацию разных марок горючего, отметим, что подобные брикеты производятся в двух видах:

• со связующими веществами для промышленных целей;
• без связующих, предназначаются для сжигания в бытовых котельных установках.

Примечание. Брикеты, спрессованные со связующими веществами, нельзя использовать в быту. Эти вещества при сгорании образуют вредные либо токсичные соединения, которые в промышленности улавливаются разными способами. В бытовое топливо раньше в качестве связующих тоже добавляли крахмалы или патоку, но данная технология устарела.

Поскольку нас интересует технология производства угольных брикетов без всяких добавок для бытовых целей, то стоит рассмотреть именно ее. Итак, последовательность процесса следующая:

• сначала уголь проходит операцию измельчения, при этом допускается максимальная крупность фракции 6 мм;
• следующая операция – сушка с целью добиться оптимальной влажности 15%. Для этого применяется особое оборудование для производства угольных брикетов – паровые или газовые сушилки;
• после сушки состав охлаждается и подается на прессование. Операция проходит при давлении 100-150 МПа в так называемом штемпельном прессе;
• окончательное охлаждение и отгрузка на склад.

Примечание. Здесь описан традиционный технологический процесс, но требования к крупности фракции и влажности сырья могут изменяться в зависимости от используемого оборудования. Например, современный мини-завод российской компании ЮНИТЕК требует размеров частиц до 0.25 мм с влагосодержанием от 6 до 16%. То есть, в этом случае технология брикетирования угля должна предусматривать более качественное измельчение, зато и давление прессования применяется гораздо ниже.

На выходе получается угольный брикет, чья зольность не превышает 15-20%, максимально допустимая механическая нагрузка – 3 кг/см2, а при падении с высоты до 2 м изделие теряет не более 15% своей массы в результате удара. Теплота сгорания зависит от марок углей, из которых брикет спрессован.

Производство угольных брикет в домашних условиях

Понятно, что промышленное оборудование для брикетирования угля недоступно обычному домовладельцу в силу своей высокой стоимости. Однако, еще наши деды знали, каким образом можно делать брикеты без всякого оборудования. Для этого угольную пыль и крошку смешивали с водой в таком соотношении, чтобы получалась густая масса, а потом из нее вручную формовали лепешки. После просушивания такие изделия успешно сжигались в домашней печке. То есть, вопреки производственной технологии, смесь для производства брикетов из угля не просушивается, а наоборот, увлажняется.

В домашних условиях брикеты изготавливают 2 способами:

• с помощью ручного пресса;
• на самодельном шнековом экструдере.

Первый способ хорош тем, что прессовый станок можно недорого приобрести либо изготовить самостоятельно. Его недостаток – низкая производительность, чтобы наделать себе топливных брикет на весь сезон, придется очень хорошо потрудиться. Во втором случае брикетирование угольной пыли происходит достаточно быстро, поскольку весь процесс механизирован. Но здесь на первый план выходит стоимость агрегата, даже самодельная установка потребует ощутимых затрат. Нужно будет приобрести мощный электродвигатель, редуктор и прочие детали.

Алгоритм, согласно которому выполняется изготовление угольных брикетов своими руками, следующий:

• надо постараться любым доступным способом измельчить угольную крошку. Чем меньше будет фракция, тем качественнее получится изделие;
• смешать получившийся состав с водой. Точные пропорции указать нет возможности, так как они зависят от содержания пыли. Главное, чтобы смесь была очень густой и лепилась вручную. Добавлять глину не нужно, это только повысит зольность;
• составом наполнить форму и привести в действие ручной механизм;
• извлечь брикетированный уголь из формы и оставить сушиться на воздухе.

В результате получаем хрупкие изделия, непригодные к перевозке, зато неплохо сгорающие в печке. Один из способов брикетирования угля в домашних условиях можно узнать, просмотрев видео:

Когда в наличии имеется шнековый пресс, то производство значительно упрощается и ускоряется. Включив электродвигатель, вышеуказанную смесь загружают лопатой в приемный бункер экструдера. На выходе получаются «колбаски» цилиндрической формы отличного качества. Стоит отметить, что подобные брикеты из угольной пыли обладают хорошей прочностью, их даже можно транспортировать.

Подробнее о работе экструдера смотрите на видео:

Заключение

Конечно, изготовленные в домашних условиях брикеты далеки от идеала. Они имеют невысокую плотность и повышенную влажность, а потому дадут тепла меньше, чем заводские изделия. Тем не менее, в печке или котле они горят хорошо, это не то что жечь угольную пыль, спекающуюся коржом. Да и по стоимости самодельные брикеты из каменного угля обойдутся дешевле.