Угольный брикет: что это такое, какое сырье применяется. Описание производственного процесса, изготовление своими руками

Содержание
  1. Производство угольных брикетов
  2. Виды оборудования для производства угольных брикетов.
  3. Технологический процесс производства угольных брикетов. Сырье и его обработка
  4. Производство брикетов для промышленных котлов
  5. Производство брикетов для бытового применения
  6. Заключение
  7. Брикетирование угля: технология, особенности и устройства для домашнего изготовления
  8. Технологии брикетирования угля
  9. Брикетирование угля в домашних условиях
  10. Брикетирование древесного угля
  11. Брикетирование угля своими руками – технология и оборудование
  12. Производство угольных брикетов в заводских условиях
  13. Как можно сделать брикеты из угля своими руками?
  14. Прессование вручную
  15. Брикетирование на экструдере
  16. О пользе брикетов из угля — выводы
  17. Угольные брикеты: технология брикетирования промышленным и домашним способом
  18. Что собой представляют угольные брикеты?
  19. Какие преимущества и недостатки имеют угольные брикеты
  20. Виды угольных брикетов
  21. Особенности технологии брикетирования угля
  22. Промышленные способы брикетирования угля
  23. Правила безопасности при обогащении и брикетировании углей
  24. Брикетирование древесного угля в каменноугольные брикеты
  25. Некоторые особенности технологии
  26. Стадии промышленного способа
  27. Оборудование для производства брикетов
  28. Домашняя фасовка твёрдого топлива
  29. Достоинства и недостатки продукта

Производство угольных брикетов

Угольный брикет: что это такое, какое сырье применяется. Описание производственного процесса, изготовление своими руками

Технология добычи угля представляет собой совокупность сложных и последовательных промышленных мероприятий, в процессе выполнения которых на поверхность поднимается не только высококачественная порода, но и невостребованные угольные пылеобразования.

Однако оптимизация производства, стремление к его абсолютной безотходности, и, соответственно, извлечению в дальнейшем максимальной экономической выгоды обязывает предпринимателей искать пути реализации добытого сырья в полном объёме.

Выполнить эту задачу можно по-разному и, в частности, с помощью брикетирования.

Брикет – это спрессованное из отходов сельского хозяйства, деревообработки, низкокачественного угля или торфа малоразмерное плотное формообразование, используемое в качестве топлива.

Соответственно, один из процессов получения брикетов представляет собой преобразование тонкодисперсного угольного сырья из сыпучего и крошащегося материала в спрессованные частицы, в ходе чего такие энергетические свойства, как длительность и равномерность горения и, естественно, теплоотдача существенно улучшаются. Кроме этого, брикеты имеют такое существенное преимущество, как удобная транспортировка. 

Виды оборудования для производства угольных брикетов.

Серийное производство задействует два основных вида промышленного оборудования: прессы и экструдеры. Так, автоматические или полуавтоматические электромеханические прессы, усиленные гидравлическими модулями, служат для массового выпуска брикетов различной формы и химического состава.

Вначале осуществляется просеивание первичного сырья и тщательное перемешивание его с вяжущими веществами и, как правило, с технической водой. Форма брикета зависит от модели сменной или стационарной матрицы, которая закреплена на рабочем элементе пресса (например, на вальцах).

Разумеется, что после изготовления, требуется определённое время для просушивания продукции, после чего брикеты будут готовы к погрузке и транспортировке.

Процесс производства с применением экструдеров основывается не только на усилии сдавливания, но и на технологии пластификации материала. Загруженное в приёмный бункер сырьё попадает в рабочий цилиндр экструдера, где работает шнек (два шнека) червячного типа.

Обрабатываемый материал перемешивается и нагревается за счет трения частиц между собой, лентой шнека и стенками цилиндра, вследствие чего происходит пластификация. Прессование суспензии выполняется при выдавливании материала шнеком через зауженное отверстие фильеры на выходе из цилиндра.

Последний элемент конструкции оснащается сменной матричной насадкой с отверстиями различного диаметра. Дальше они аналогично подлежат просушиванию, время которого зависит от типа угля и размера брикетов.         

Представленный перечень промышленного оборудования не является крупногабаритным, и оно может быть установлено даже на небольших производственных площадях, но одним из основных требований является наличие трёхфазной сети 380В.   

Технологический процесс производства угольных брикетов. Сырье и его обработка

Разумеется, что для скрепления химического состава угольной пыли требуются определённые связующие составы. Характеристики того или иного вяжущего вещества оказывают в дальнейшем определенное влияние на общие свойства полученных брикетов и непосредственно на их дальнейшее применение.

Разновидность связующих элементов очень велика, и их перечень постоянно расширяется за счёт новых научных изысканий.

Связующее вещество в идеале должно отвечать комплексу требований, среди которых: низкая себестоимость, свободный (законный) доступ в приобретении, улучшение энергетических свойств, уменьшение зольности, придание брикету механической стойкости и т.п.

Производство брикетов для промышленных котлов

Так, при переработке некоторых видов угля и мелкого кокса задействуют цемент и жидкое стекло. Смесь цемента, мелассы и глины делает брикеты очень крепкими, но понижает зажигательную способность. Примерно такой же недостаток и у брикетов, в которые вводят вяжущую смесь из торфа, портландцемента, глины и извести.

Известны связующие вещества из класса простых полиэфиров на основе пропиленгликоля, лигносульфонатов, а также нефтебитума. Полученные брикеты широко используются в металлургической отрасли и при топке различных промышленных котлов, то есть, везде, где не присутствует открытое горение.

Это обусловлено тем, что некоторые связующие составы могут выделять определенные токсичные газы. Один из способов получения угольных брикетов заключается в смешивании угольной пыли и раствора натриевой соли метилен-нафталин-сульфокислоты в соотношении 1% от массы шлама с последующим прессованием и сушкой с помощью углеводородсодержащего водостойкого покрытия.

Последний этап технологии вызывает определённые сложности и является недостатком данной рецептуры. Произведенные брикеты задействуются для топки котлов и для коксования. 

Производство брикетов без применения связующих веществ, основанное только на силе скрепляющего давления возможно, но, как правило, такие брикеты не будут обладать достаточной механической прочностью.

Хотя известны технологии, при которых изготовление брикетов промышленного назначения может обходиться и без вяжущих составов. Например, сырьё из бурого угля содержит до 20% битумов и не нуждается в связующем составе.

Такой материал дробят, подвергают термическому воздействию и просушке до влажности в 18-20%. Охлаждённая крошка загружается в пресс для получения брикетов.   

Производство брикетов для бытового применения

Брикеты, почти в идеале отвечающие большинству требованиям, производят с использованием суспензии на основе хлебных остатков пищи и кормов, в состав которых входят растительные белки и полисахариды.

В частности, мука и крахмал традиционно являются одними из самых популярных связующих веществ, применяемых для «бытового» брикетирования. Брикеты при горении не являются токсичными, почему и применяются широко в быту – для топки бани, камина, приготовления шашлыков и даже для курения кальяна.

К сожалению, именно из связующего элемента такого рода производство практически невозможно организовать в многотоннажном варианте.

Перспективным направлением в производстве брикетов может стать внедрение полимера на основе полиакриламида, химического аналога белка, который может стать универсальным связующим веществом.      

Брикеты из угольной пыли вполне можно получить и в домашних условиях.

При этом используются всё те же прессы или экструдеры, но их более компактные версии, которые можно установить где-нибудь в подсобном помещении и, которые, как правило, адаптированы для работы от центральной сети 220В.

Так, к примеру, кальянный уголь можно изготовить с помощью селитры или каких-либо иных аналогичных связующих. При этом самым основным условием производства «домашних» брикетов остаётся категорический запрет на использование токсичных вяжущих компонентов

Заключение

Исходя из вышесказанного, можно констатировать, что брикетирование угольной пыли не слишком затратное, но достаточно выгодное производство.

Материальные вложения в первичное сырьё (угольная пыль и большинство связующих веществ) не являются дорогостоящими в сравнении с полученной прибылью от реализации готовых угольных брикетов, популярность в использовании которых постоянно только увеличивается.

Да, качественное оборудование стоит недёшево, но и оно окупается достаточно быстро, а экономить в этом направлении представляется легкомыслием.   

Источник: https://eurasia-group.ru/articles/proizvodstvo_ugolnykh_briketov/

Брикетирование угля: технология, особенности и устройства для домашнего изготовления

Угольный брикет: что это такое, какое сырье применяется. Описание производственного процесса, изготовление своими руками

Примерно 25% добываемого угля имеют мелкую и пылевидную фракцию. Этот тип топлива не пользуется спросом у потребителей из-за низкой тепловой отдачи.

Неудобен он и для отопления частных домов: просыпается через колосниковую решетку и потому имеет низкую эффективность, часто большое количество мелкого или пылевидного топлива перекрывает доступ кислорода, из-за чего печь затухает.

 По этим причинам множество пыли и угля мелких фракций (размером до 6 мм) скапливается на складах, в топливных сараях на частных подворьях. Проблема решается при производстве брикетированного угля. Эта технология позволяет из угольной пыли при высоком давлении изготовить топливные брикеты.

Чем же хороши брикеты из угля? Они хорошо переносят транспортировку и хранение, имеют большую теплотворную способность по сравнению с исходными материалами (не менее 6000 ккал/кг), не выделяют дыма и газов, прогорают полностью, не спекаясь, а распадаясь в золу (зольность качественного каменноугольного брикета не более 10% от объема, но обычно намного меньше).

Брикетирование угля позволяет из отходов получать топливо с хорошими характеристиками

Технологии брикетирования угля

Угольные брикеты изготавливают из бурого угля, крошки и пыли антрацитов и каменных углей, полукоксовой и коксовой мелочи. В зависимости от типа исходного сырья в него добавляются или нет связующие компоненты.

Формирование брикетов из бурого угля происходит без добавления связующих, так как сам материал содержат до 20% битумов. При переработке сырье измельчают, нагревают и сушат, доводя до 18-20% влажности.

После охлаждения полученную крошку подают в пресс высокого давления, где формируется кусковое топливо.

Их после охлаждения можно использовать или улучшить качественные характеристики в установках по полукоксованию.

Пресс для брикетирования угля

Брикетирование мелочи каменных углей также может происходить как с использованием связующих, так и без них. При промышленном изготовлении в качестве связующего элемента добавляют следующие вещества:

  • нефтебитум;
  • лигносульфонаты;
  • меласса;
  • жидкое стекло;
  • цемент.

Жидкое стекло и цемент используются при переработке некоторых видов угля и мелкого кокса. Такие брикеты применяют в металлургии в тех процессах, где наличие подобных составляющих допустимо.

Каменноугольная смола и нефтебитум также используются для производства топлива промышленного применения.

Для отопления домов такие брикеты не подходят: при сгорании выделяется бензопирен и другие вредные вещества, так что они запрещены СЭС и спрос на них весьма ограничен.

Есть две технологии брикетирования: с добавлением связующего компонента или без него

Для брикетов бытового использования в качестве связующего элемента используют чаще всего крахмалы, которые добавляют в крошку до получения вязкой массы. Иногда добавляют сахара, целлюлозу, патоку.

Глина, гипс и известь используются реже, так как увеличивают зольность и снижают  удельную теплоемкость топлива. Тип и количество связующего компонента подбирается исходя из качеств угольного сырья в процессе производства.

Ориентиром служат механические характеристики брикета, но важна также и энергетическая ценность получаемого топлива.

Изготовление угольных брикетов для бытового использования состоит из следующих этапов:

  • Сушка. Чем меньше влаги в сырье, тем прочнее будут брикеты.
  • Удаление летучих составляющих. Этот этап необходим при переработке угля низких сортов с содержанием большого количества летучих веществ. Используют для этого коксовую печь или перегонный аппарат.
  • Измельчение.
  • Добавление связующих веществ и перемешивание его с угольной крошкой. Данный состав называют шихтой.
  • Смесь подается на пресс, где под давлением формуются брикеты.
  • В некоторых случаях (зависит от используемого связующего компонента) требуется нагрев в печи до 300оС.
  • Охлаждение.

Разработки последних лет позволили формировать каменноугольные брикеты без применения связующих из любых отходов угольной промышленности. Брикетирование в таких установках  проходит в два этапа.

Сначала измельченный уголь проходит первоначальное уплотнение за счет удаления пустот между частицами. Затем путем повышения давления до 100—200 Мн/м2 происходит деформация и уплотнение самих частиц.

Так выглядит прессованный уголь

При этом выделяются фенолы и смолы, которые при добавлении воды образуют натуральный связующий компонент. Весь процесс находится под контролем микропроцессора. Полученные таким способом брикеты горят без дыма и не выделяют вредных веществ.

Стоит ли говорить, что подобный пресс для брикетирования угля стоит немало? Отсюда и высокая стоимость конечной продукции.

Зато перерабатывается уголь любой марки, брикеты получаются крепкие, с большой теплотворной способностью, горят без дыма и  каких-либо существенных выделений атмосферу.

Теплотворная способность брикетов из каменного угля 6000ккал/к

Есть еще несколько технологий, позволяющих  делать каменноугольные брикеты без связующих.  Для этого используют специальные валковые прессы, но перерабатываются таким способом не все марки.

В некоторых разработках к крошке высокосортных углей добавляют некоторую часть сырья с высоким содержанием смол (спекающиеся угли).

Полученную смесь разогревают до температур пластификации спекающихся углей, после чего смесь немного остужают и затем формуют брикеты.

Брикетирование угля в домашних условиях

Так как оборудование для производства каменноугольных брикетов дешевым не назовешь, покупать его для домашнего использования нерентабельно. Но народные умельцы и тут нашли выход из положения. Есть такой способ из угольной пыли сделать приемлемое топливо:

  • Взять глины 5-10% от массы имеющегося угольного сырья, развести ее до кашеобразного состояния и перемешать с угольной крошкой.
  • В заготовленные формы плотно уложить состав.
  • Сформованный брикет вывернуть на полиэтиленовую пленку, где оставить сохнуть. Через несколько дней они становятся достаточно прочными, чтобы складировать в невысокие штабеля.

Для отопления частного дома такой вид топлива подойдет. Но перевозить такие брикеты невозможно – они рассыпаются. Горят лучше, чем пыль, и выдают больше тепла, но имеют довольно большую зольность – к «собственной» золе добавляется глина.

Есть еще механический способ брикетирования мелкого угля и его пыли. С использованием такого пресса промышленных объемов не достигнешь и транспортирования получаемая продукция не перенесет, но из пыли сформовать вполне пригодное для своей печи топливо можно.

Вот как эти брикеты горят.

Согласитесь, установка выглядит вполне работоспособной, а имея руки сделать ее не так и сложно.

Брикетирование древесного угля

При производстве древесного угля примерно четверть его получается некондиционной – мелкие куски и пыль. Чтобы эти отходы превратить в доходы можно сделать из них брикеты.

Брикеты из древесного угля можно делать и в домашних условиях, если нужно, можно для этого изготовить сырье (древесный уголь самостоятельно).

Принцип брикетирования древесного угля ничем не отличается от формирования такого же топлива из каменного угля:

  • Некондиционный уголь измельчают.
  • Смешивают со связующим. В данном случае неплохо с задачей справится обычный клейстер из крахмала. На выходе должна получиться чуть влажная масса. Часть пыли при этом скатывается в небольшие комки.
  • Полученная смесь подается в пресс, где происходит формование брикетов.

На этом видео наглядно видна вся технология брикетирования древесного угля, но ребята создали форму специально для заказчика (были заказаны церковные таблетки из древесного угля для ладана). Аналогично можно изготовить форму любой конфигурации.

Выводы. Брикеты из крошки угля и пыли  (каменного и древесного) можно сделать в домашних условиях. Добиться при этом коммерческих результатов сложно (только за счет автоматизации, а значит, дорогого оборудования), но для домашнего использования изготовить простую установку реально.

Источник: https://teplowood.ru/briketirovanie-uglya.html

Брикетирование угля своими руками – технология и оборудование

Угольный брикет: что это такое, какое сырье применяется. Описание производственного процесса, изготовление своими руками

Домовладельцы, обогревающие свои жилища котлами и печами на твердом топливе, хорошо знают, насколько сложно и неудобно сжигать мелкие фракции угля, а тем более угольную пыль. Часть такого топлива ссыпается в зольный отсек и попадает в отход, другая перекрывает поток воздуха из колосниковой решетки и оттого плохо горит.

Решение проблемы — спрессовать эту мелочевку в брикеты, дающие хорошее горение и выделяющие много тепла. Промышленное брикетирование угля применяется достаточно давно, но технологию прессования можно реализовать и в домашних условиях. Как это сделать – изучаем в данном материале.

Производство угольных брикетов в заводских условиях

Мелкие каменноугольные фракции и пыль отличаются невысокой плотностью и низкой удельной калорийностью. Зато их можно дешево купить, а потом превратить в качественное горючее путем уплотнения в ограниченном объеме. Проще говоря, изготовить прессованные угольные брикеты, чья плотность и теплотворная способность гораздо выше.

Так горят заводские (слева) и самодельные (справа) брикеты из угля

Чтобы сделать такие брикеты из мелкого каменного угля своими руками, нужно разобраться, как и с помощью каких станков их штампуют на заводе. Оборудование для производства отопительных брикетов представляет собой технологическую линию, состоящую из таких установок:

  • дробилка;
  • сушильная камера;
  • пресс для брикетирования.

Примечание. Единицы оборудования перечислены в той же очередности, в какой они стоят согласно технологии. Подача сырья и его перемещение между установками производится посредством ленточных либо шнековых конвейеров.

Процесс прессования каменноугольного топлива происходит следующим образом:

  1. В дробилке угольная мелочевка измельчается до частиц одинакового размера, зависящего от характеристик прессового оборудования. Максимально допустимая крупность фракции – 6 мм.
  2. В сушилке влажность сырья уменьшается до значения 15% (максимум).
  3. Последний этап – прессование, выполняемое под давлением от 20 до 120 МПа, в зависимости от используемой технологии.

Штемпельные (валковые) прессы производительностью 10 и 25 тонн в час

Иногда для прочности конечного продукта в сырье добавляются органические или минеральные связующие, а перед уплотнением смеси ее нагревают до температуры 250—350 °С. Существует 2 способа прессования угольных брикет для отопления:

  • на штемпельных (валковых) прессах;
  • посредством экструзионных машин.

Штемпельный пресс сдавливает нагретую угольную смесь в специальных формах, развивая усилие 100—120 МПа, после чего брикетированный уголь проходит процесс охлаждения и фасовки. На выходе получаются изделия в виде «таблеток», «подушечек», цилиндров и кирпичиков с отверстиями.

Данный способ производства угольных брикетов используется для изготовления топлива в больших количествах и влечет за собой немалые финансовые и энергетические затраты.

Изготовление методом экструзии заключается в продавливании сырья шнековым прессом сквозь матрицу с калиброванными отверстиями. На выходе имеем угольный брикет цилиндрической формы в виде «колбаски». Это более дешевая, но менее производительная технология брикетирования угля.

Экструдеры для прессования угольной пыли

На характеристики горючего влияет состав первоначального сырья – бурый либо каменный уголь, наличие связующих веществ и другие факторы. Но обычно теплотворная способность заводского брикета составляет не менее 7 кВт/кг при влажности 8% и максимальной зольности 8.5%.

Как можно сделать брикеты из угля своими руками?

В домашних условиях невозможно реализовать промышленную технологию.

Причины — высокая цена оборудования для производства угольных брикетов, большие энергозатраты и необходимость согласования своих действий с местными властями.

Но хозяину частного дома и не нужно разворачивать грандиозное по масштабам производство, чтобы обеспечить отопление жилища. Достаточно изготовить 3—4 тонны угольных брикет, которых хватит на всю зиму.

Прессованный уголь в брикетах можно получить двумя способами:

  • сварить станок для формовки брикета из металлопроката и выдавливать изделия вручную;
  • собрать своими руками шнековый пресс, чтобы брикетировать каменноугольную мелочь методом экструзии.

В том и другом случае не удастся добиться характеристик, близких к показателям топлива заводского изготовления. Зато вы сможете успешно отапливать дом, сжигая вместо угольной пыли самодельные брикеты, что гораздо удобнее и практичнее.

Прессование вручную

Для ручного выдавливания подойдет хорошо известный многим мастерам – умельцам станок для изготовления кирпичей в домашних условиях.

Его рама сваривается из профильных труб и уголков 40х40 мм, сверху устанавливается приемный бункер. К раме крепится ручной механизм для прессования изделий в прямоугольной форме.

Чертеж самодельного пресса для ручного брикетирования угля показан на рисунке:

Прямоугольную форму, используемую для изготовления кирпичей, можно заменить на цилиндрическую, а внутри поместить заглушенные трубки, чтобы в изделиях были сквозные отверстия. Они нужны для лучшего горения угольного брикета, сделанного своими руками.

Технология ручного брикетирования углей выглядит так:

  1. Сырье нужно постараться измельчить. Чем меньше будет фракция, тем прочнее и качественнее выйдет самодельный брикет.
  2. Залить немного воды и перемешать, чтобы смесь лепилась руками. Некоторые домашние умельцы добавляют в качестве связующего глину, но это приведет к увеличению зольности горючего.
  3. Засыпать смесь в бункер, а оттуда наполнить форму. Выдавить брикет нажатием рычага.
  4. Рычаг при обратном ходе выталкивает изделие наружу. После его следует снять и расположить на солнечной площадке для высыхания. Подробности прессования показаны на видео:

Брикетирование на экструдере

Этот более производительный способ потребует финансовых затрат на сборку шнекового пресса, состоящего из таких элементов:

  • корпус из толстостенной стальной трубы, проточенной изнутри под размер шнека, либо сделанный из цельной металлической болванки на токарном станке;
  • шнек из углеродистой стали повышенной твердости;
  • из той же стали делается матрица с одним или несколькими отверстиями;
  • электродвигатель мощностью не менее 4 кВт;
  • ременная передача на многоручьевых шкивах (не менее 3 ремней);
  • приемный бункер.

Примечание. Вместо ременной передачи можно использовать редукторную, но тогда привод будет жестко соединен с валом. В случае какой-либо аварии редуктор или шнек может выйти из строя.

Принцип действия брикетировочного экструдера и самодельный шнек (справа)

Сложнее всего изготовить корпус, матрицу и шнек. За этим лучше обратиться к знакомому токарю, он заодно выточит вам многоручьевые шкивы нужных размеров.

Обратите внимание: диаметры шкивов следует подобрать так, чтобы скорость вращения шнека не превышала 200 оборотов в минуту.

 Мощный двигатель станка надо заземлить и подключить к домовой электросети через автоматические выключатели.

Небольшой самодельный экструдер

Технология брикетирования на экструдере довольно проста и реализуется в несколько этапов:

  1. Сырье по возможности измельчить и перемешать с водой до густой консистенции.
  2. Включить электродвигатель экструдера и лопатой загрузить порцию угольной смеси в бункер.
  3. Появляющиеся из отверстий матрицы «колбаски» отламывать по желаемой длине и раскладывать на стеллаже для просушки.

Процесс изготовления топливных брикет из угля подробно показан в следующем видео:

О пользе брикетов из угля — выводы

Если рассуждать теоретически да принимать во внимание заверения производителей угольных брикет, то по теплотворности они должны побеждать все остальные виды твердого топлива. Ведь только чистый антрацит способен выделить при сжигании 7.7—8 кВт с 1 кг. Дрова, пеллеты и древесные брикеты по удельной теплоте сгорания сильно отстают, поскольку выделяют не более 5 кВт/кг.

Но судя по отзывам пользователей твердотопливных котлов на тематических форумах, спрос на брикетированные угли уступает любым разновидностям древесины в силу таких причин:

  • плохо разгораются и отдают мало тепла;
  • образуют большое количество золы, а то и камешков, повторяющих форму брикетов;
  • рассыпаются в труху еще во время транспортировки;
  • выделяют слишком неприятный запах до и в процессе горения.

Качественные брикеты (справа) своим черным блеском заметно отличаются от топлива из бурого угля, которое не очень хорошо сгорает в отопительных котлах и печах

Если проанализировать все отзывы об угольных брикетах, то выяснится, что 70% из них – негативные. Это связано в первую очередь с тем, что производители топлива стараются получить прибыль, используя бросовое сырье – шлам, шихту и прочие непотребные разновидности каменных и бурых углей. Брикет, спрессованный из остатков антрацита, встречается нечасто.

Отсюда напрашивается вывод: если хотите получить хорошее топливо, то применяйте для брикетирования своими руками соответствующее сырье. Когда же в вашем распоряжении есть только пыль и мелочь низкокалорийных сортов угля, то прессовать их не всегда целесообразно. С другой стороны, подобные брикеты можно сжигать вместе с дровами, уменьшив затраты на их приобретение.

Источник: https://otivent.com/briketirovanie-uglja

Угольные брикеты: технология брикетирования промышленным и домашним способом

Угольный брикет: что это такое, какое сырье применяется. Описание производственного процесса, изготовление своими руками

Не зря владельцы твердотопливных котлов предпочитают пользоваться углем в брикетах. По сравнению с рассыпным материалом спрессованный лучше горит и выделяет больше тепла для обогрева. Брикетирование угля позволяет превратить дешевую угольную пыль в качественное топливо для частного и промышленного использования.

Что собой представляют угольные брикеты?

Раньше для отопления зданий самым популярным материалом считались дрова. Сейчас промышленность шагнула вперед, и обычные поленья вытеснили топливные брикеты из древесного угля. Примерно 25% добываемого угля — это мелкая фракция и угольная пыль, попросту говоря отходы.

Для полноценного отопления они не пригодны, т.к. имеют низкую теплоотдачу, просыпаются через колосниковую решетку в печи и потому имеет низкую эффективность. Проблемой использования некондиции становится то, что мелкий уголь перекрывает доступ кислорода, из-за чего печь затухает.

Угольные брикеты

Брикеты из угля представляют собой твердотопливный продукт, изготовленный в виде брусков различных форм и размеров, которые спрессовываются под высоким давлением и температурой. Для скрепления применяют различное сырье органического и неорганического происхождения.

В основном брикетированный древесный уголь используется для отопления частных домов, но некоторые металлургические и химические предприятия также предпочитают применять именно этот вид топлива. Единственное условие для использования брикетов — наличие специального твердотопливного оборудования.

Какие преимущества и недостатки имеют угольные брикеты

Нельзя с точностью утверждать, что брикетированный угол является единственным правильным решением для отопления жилища. Но, если сравнивать брикетированный уголь с другими видами топлива, то можно выделить ряд преимуществ, которые выдвигают данное топливо в ряды лидеров. К ним относится:

  • долго горят и выделяют много тепла;
  • одинаковые размеры брикетов выделяют тепло равномерно;
  • брикеты легкие компактные, что упрощает их транспортировку и хранение;
  • качественный продукт не выделяет угарный газ, поэтому его можно использовать в жилых помещениях с хорошей вентиляцией;
  • при правильном производстве угольные брикеты не крошатся и не загрязняют помещение;
  • разжигаются всего за 10-15 минут.

Угольные брикеты долго горят и выделяют много тепла

Кроме достоинств спрессованного угольного топлива, нужно упомянуть и про его недостатки. Брикеты, склеенные связующими веществами нельзя использовать в мангалах, барбекю и грилях. Температура тепла, выделяемая углем может превышать требуемую и оборудование выйдет из строя.

Также некоторые брикеты выделяют вредные для организма канцерогены, которыми пропитаются приготовленные продукты, становясь непригодными для дальнейшего употребления. Для применения угля в качестве растопки домашних печей нужно соблюдать правила безопасности при обогащении и брикетировании углей.

В продаже есть специальный экологичный брикетированный уголь для мангалов.

Уголь для мангала

Виды угольных брикетов

Для качественного обогрева помещения большое значение имеет вид угольных брикетов. Все изделия делятся на подвиды в зависимости от материала изготовления, формы, типа скрепляющего материала и упаковочной тары.

Тип сырья, используемый для изготовления брикетов:

  • антрацит — самый качественный и дорогой уголь, отвечающий высоким требованиям в плане отопления;
  • древесный уголь — делается из переработанной древесины. В качестве немного уступает антрациту;
  • бурый уголь — самый дешевый из всех предложенных. В его изготовлении участвуют мелкие фрагменты и пыль угля. Отдача тепла ниже, чем у первых двух видов.

Безопасность и качество использования определяет связующее вещество:

  • каменноугольная смола;
  • глина;
  • сода;
  • патока;
  • белок;
  • известь;
  • декстрин;
  • жидкое стекло;
  • цемент и др.

Для изготовления угольных брикетов используют антрацит

Для бытового применения нужно выбирать брикеты на основе натуральных связующих веществ, например, белка или патоки. Для промышленности подойдет топливо на цементе или смоле, т.к. зачастую на производствах есть специальные уловительные системы для вредных испарений.

Форма изделий зависит от способа прессования угля. На штемпельном прессе получаются цилиндры с отверстиями, кирпичики, «подушечки» или «таблетки». На экструзионной машине изготавливаются «колбаски» с калиброванными отверстиями.

Особенности технологии брикетирования угля

Производство брикетов из угольных отходов началось еще в 19 веке. Изготовление включало в себя скрепление между собой угольных частиц и пыли с помощью смолы и трамбования механическим прессом.

Недостатком таких брикетов считалось выделение вредных смолянистых продуктов во время горения, т.к.

в процессе изготовления не сильно озадачивались правилами безопасности при обогащении и брикетировании углей.

В настоящее время используются усовершенствованные технологии и, хотя производство брикетов не вышло на масштабный уровень, они весьма востребованы среди потребителей.

Для бытового использования предлагаются брикеты без связующих веществ или с веществами, безопасными для здоровья человека.

Поэтому перед покупкой обязательно нужно изучить информацию от производителя, особенно тот пункт, который говорит о его составе.

Брикетирование угля состоит из нескольких этапов производства:

  • сушка для удаления влаги из сырья;
  • переработка сырья, его измельчение на одинаковые частицы;
  • добавление связующих компонентов;
  • нагрев угля до определенной температуры;
  • прессование;
  • сушка с доведением до влажности в пределах 18-20 %;
  • охлаждение.

В современном производстве можно сформировать брикеты из каменноугольных отходов без добавления связующих. Для этого необходимо специальное оборудование для брикетирования угля. В нем сырье проходит только два этапа:

  • уплотнение сырья для удаления между частицами пустот;
  • сжимание и уплотнение самих частиц под повышенным давлением до100—200Мн/м2.

Выделяемые в процессе смолы и будут служить скрепляющим компонентом. Изготовленные подобным образом брикеты горят без дыма и выделения вредных веществ в воздух.

Промышленные способы брикетирования угля

Рассмотрим технологию производства брикетов из угля в заводских условиях с применением каменноугольной смолы и угольной пыли.

Это самое дешевое сырье, которое позволяет организовать производство качественных брикетов с хорошей теплоотдачей, не вкладывая больших средств.

Для организации процесса применяют ряд установок: дробилку, пресс и сушилку. Материал перемещается от одного этапа к другому с помощью ленточного конвейера.

  1. Вначале уголь промывают от мусора, чтобы получить чистый продукт без лишних примесей.
  2. Далее очищенное сырье дробят до частиц с размером 6 мм и меньше.
  3. В паровой или газовой сушилке уголь высушивают до показателя влажности 15 %.
  4. Состав охлаждается и переходит на этап прессования под давлением 20-150 МПа.
  5. Готовую продукцию переправляют на склад для хранения.

Технология производства брикетов для использования на промышленных предприятиях разрешает добавление таких связующих, как цемент, нефтебитумная смесь, жидкого стекло и др. Но приобретать каменноугольные брикеты с таким составом для отопления жилого помещения запрещено требованиями СЭС.

Правила безопасности при обогащении и брикетировании углей

Если вы решили использовать в качестве топлива брикетированный уголь, следует подойти к его изготовлению со всей ответственностью. Подбираются составляющие для изготовления твердого топлива в зависимости от места его использования. В состав брикетов не должны входить вредные компоненты, чтобы не отравиться продуктами их сгорания.

Некачественный продукт может обладать плохой теплоотдачей и не справляться со своими прямыми обязанностями обогрева помещения. Плохо спрессованные брикеты быстро превратятся в труху и «уйдут» в отходы.

Источник: https://pechiexpert.ru/briketirovanie-uglya-01/

Брикетирование древесного угля в каменноугольные брикеты

Угольный брикет: что это такое, какое сырье применяется. Описание производственного процесса, изготовление своими руками

Нестабильность рынка энергоносителей заставляет заняться поиском альтернативных решений и вспомнить о демократичной угольной пыли. Использовать её в чистом виде невыгодно: она проваливается через прутья колосника или спекается, засоряя топливник.

Добавки к дровам дают выраженный эффект, но посыпать надо часто и понемногу, чтобы не нарушить циркуляцию газов. И только спрессованные из пыли угольные брикеты просты в применении и горят с высокой теплоотдачей.

Угольные брикеты имеют свойство долгого горения

Некоторые особенности технологии

Путём брикетирования можно превратить в товарную продукцию угольную пыль, мелочь, отсевы и некондицию. Сырьём для этого служат бурые и чёрные угли, поступающие после мойки и просеивания на ситах.

При низкой плотности и малой теплоте сгорания они имеют важное достоинство — дешевизну. Антрацит служит дорогим, но высокоэффективным продуктом, имеющим лучшие показатели теплоотдачи, а бурый уголь — самым распространённым и экономичным вариантом.

Прессованный древесный уголь потребует сложных технологий и дополнительного оборудования.

Форма и плотность брикетов влияют на показатели энергоэффективности: они легко воспламеняются, равномерно прогорают, поддерживают постоянную температуру в топке и не разваливаются до окончания процесса.

Время экзотермической реакции составляет от 6 до 12 часов, а после этого остаётся всего 3% золы, тогда как традиционный уголь образует её порядка 30%. Фасованное твёрдое топливо способно храниться на открытом воздухе, оно не замерзает на морозе и не разрушается до самого конца горения.

В упакованном виде продукция поступает в розничную торговлю или поставляется на экспорт.

В этом видео вы узнаете, как изготавливаются брикеты из угольной пыли:

Свойства брикетированного угля зависят от исходного сырья, его экологической чистоты и защищённости, формы упаковки.

Но главное отличие существует между двумя основными разновидностями, предназначенными для применения:

  • в промышленности (в составе присутствуют добавки связующего: угольного пека, нефтяного битума, смолы, мелассы и извести, лигносульфоната аммония или полимеров);
  • в быту (без добавок связующего).

Изготовители твёрдого топлива для нужд металлургии и нефтехимии вводят в угольное сырьё добавки жидкого стекла, цемента, битумных смесей, что делает такое твёрдое топливо неприемлемым для использования в жилых помещениях.

Поэтому брикеты первого вида категорически запрещены при разведении огня для приготовления пищи в домашних грилях, мангалах и прочих печах.

Высокие температуры, создаваемые брикетами, выведут бытовое оборудование из строя.

Продукты питания, контактирующие с дымом от термического разложения связующих, станут непригодными к употреблению. При горении выделяются ядовитые вещества, которые в промышленных условиях улавливаются, очищаются и выбрасываются в атмосферу специальными устройствами.

Изготовители брикетов бытового назначения в качестве связующего использовали патоку и крахмал, но сегодня эти технологии утратили практическое значение.

Стадии промышленного способа

Изготовление каменноугольных брикетов имеет давнюю историю и получило новое развитие с появлением специальных прессов. Это повысило производительность труда и позволило выпускать продукцию с достойными показателями плотности и теплоотдачи при сохранении низкой себестоимости.

В заводских условиях для изготовления угольных брикетов применяется технологическая цепочка, состоящая из сушилки, дробилки и пресса, а доставка продукции обеспечивается ленточным конвейером.

Брикетирование проходит множество стадий

Брикетирование с использованием добавок связующего осуществляется в несколько стадий:

  1. Сушка исходного сырья. Возможен прямой способ, использующий подогретый газ, или косвенный, где работает тёплый пар. Прочность готового брикета зависит от того, сколько влаги содержали исходные компоненты. Допустимая влажность составляет порядка 15%.
  2. Извлечение летучих веществ. Необходимо для углей низкого качества, загрязнённых примесями. Осуществляется в перегонном аппарате или коксовой печи.
  3. Сортировка по фракциям. Мелочь с размером частиц до 6 мм направляется в специальный бункер для смешивания, а сырьё более 6 мм — в дробилку.
  4. Измельчение крупной фракции в дробилке до размера частиц менее 6 мм. Чем меньше габариты зёрен, тем прочнее получается брикет.
  5. Соединение со связующими веществами при нагревании в лопастном смесителе или глиномешалке. Требуется, чтобы обеспечить достаточную прочность изделий при транспортировке и применении. Массовая доля добавок колеблется от 5 до 15%.
  6. Уплотнение прессованием в оборудовании различных конструкций. В зависимости от особенностей установок рабочее давление достигает 150 МПа. Плотность смеси из угля и связующего увеличивается в несколько раз — от 1,5 до 3.
  7. Обжиг в замкнутом конвейере с подогревом от высокотемпературных газов. Для укрепления брикетов ряд связующих (лигносульфонаты аммония, нефтяной битум) требует дополнительной термообработки при 300°C.
  8. Охлаждение в бункере с воздушной циркуляцией. За 8 часов готовые изделия приобретают температуру окружающей среды, а отходящие газы собираются, очищаются и удаляются в атмосферу. Возможен вариант охлаждения путём гашения специально подготовленной водой.
  9. Упаковка и транспортировка на склады хранения.

Прессованные кирпичи и цилиндры с успехом заменяют кондиционные угли в качестве топлива для предприятий металлургической или химической промышленности, а также частных котельных установок.

Оборудование для производства брикетов

Способ формирования изделий зависит от используемой оснастки. Возможны два принципиально разных типа агрегатов:

  1. Штемпельный пресс. Подходит для выпуска больших партий брикетов ввиду энергоёмкости и финансовой затратности. Разогретой угольной массой заполняют формы и прессуют под давлением от 100 до 120 МПа. Готовая продукция охлаждается и приобретает вид кирпичей, таблеток и подушек.
  2. Экструзионная машина. Имеет меньшую затратность и более скромную производительность. Пластичная угольная смесь подаётся шнеком в матрицу и продавливается через неё. Экструдированные брикеты имеют форму цилиндров с отверстием в центре.

Факторами, определяющими размер частиц, влажность и давление при брикетировании, являются назначение продукта и особенности оборудования. Качество исходного сырья влияет на энергоёмкость процесса. Хорошо поддаются переработке мелкие антрацитовые фракции и пыль, а остальные виды углей ведут себя хуже.

Для получения подобного брикета используется несколько оборудований

Домашняя фасовка твёрдого топлива

Процесс кустарного брикетирования отличается от происходящего в заводских условиях невысоким уровнем механизации и тем, что вместо того, чтобы сушить исходные компоненты, их смачивают.

Для нужд отопления стандартного частного дома не придётся организовывать грандиозное производство с серьёзными энергозатратами и дорогостоящим оборудованием.

Заготовить на осенне-зимний период три или четыре тонны экономичного твёрдого топлива можно и старинными дедовскими методами.

Стадии домашнего брикетного производства:

  1. Угольная пыль берётся в чистом виде или с добавками глины в пропорции 10:1 и разбавляется водой до получения необходимой густоты. Безопасное глиняное связующее препятствует разрушению готовых брикетов, но повышает зольность. Высокое качество перемешивания позволяет получить использование строительного миксера.
  2. Однородным раствором заполняются подготовленные формы. Для этого подойдут как специальные ёмкости, так и кастрюли, вёдра или бывшие в употреблении контейнеры. Брикеты можно просто лепить руками, как делали раньше.
  3. Готовая продукция сушится и складывается в местах хранения.

Самодельные каменноугольные брикеты отличаются от фабричных невыгодными качествами. Они имеют неидеальную форму, разный уровень влажности и теплоотдачи, невысокую прочность, затрудняющую транспортировку изделий.

Но это не мешает самодельным угольным брикетам быть экономичными и удобными в применении, иметь низкую себестоимость и высокую теплотворную способность. Эти преимущества выгодно отличают их от спёкшейся пыли.

Домашнее производство при желании и присутствии средств поддаётся автоматизации. Для этого необходимо приобрести или сделать собственноручно станок ручного брикетирования.

При создании оборудования, аналогичного промышленному, за основу берётся пресс для выпуска самодельных кирпичей. Его усовершенствуют загрузочным бункером и устройством для формирования брикетов в виде брусков, подушек или цилиндров. Если предусмотреть образование сквозных отверстий, то это будет способствовать лучшему горению и увеличит теплоотдачу готовых изделий.

Можно и в домашних условиях осуществить прессовку

Технология кустарного прессования брикетов выглядит таким образом:

  1. Угольная пыль и некондиция тщательно измельчаются, от этого зависят конечные показатели прочности.
  2. Сырьё смешивается с водой и глиной до получения вязкой и липнущей к рукам консистенции.
  3. Масса загружается в бункер и нажатием рычага выдавливается, заполняя форму.
  4. Когда рычаг движется обратно, готовый брикет выталкивается наружу, удаляется и раскладывается на солнце для сушки.

Производство станка для домашнего брикетирования древесного угля методом экструзии стоит доверить профессиональному токарю. За материалы и работу по изготовлению корпуса, матрицы и шнека придётся заплатить немалую сумму, но и производительность такого оборудования будет выше.

Достоинства и недостатки продукта

Продавцы угольных брикетов настаивают на том, что теплотворная способность их товара значительно выше, чем у остальных видов топлива. Это может соответствовать действительности, поскольку теплота сжигания 1 кг антрацита составляет 8 киловатт, а дрова и брикеты на основе древесины выделяют до 5 кВт/кг. К преимуществам брикетированного угля также относятся:

  • укрупнение частиц исходной фракции;
  • уменьшение объёма вредных выбросов в атмосферу при горении;
  • высокое качество продукции при стандартных показателях;
  • лёгкость хранения и транспортировки;
  • простота контроля расходования;
  • борьба с самовозгоранием угольной мелочи;
  • экологическая чистота и отсутствие вредных химических добавок;
  • высокая теплоотдача;
  • лёгкость воспламенения и длительность горения.

Однако владельцы твердотопливных котлов называют ряд причин низкой популярности угольных брикетов в сравнении с древесными аналогами. К недостаткам можно отнести следующее:

  • оборудование тяжело растапливается, а тепла топливо даёт недостаточно;
  • при горении в помещениях присутствуют неприятные запахи;
  • изделия свободно крошатся и становятся бесформенными при транспортировке;
  • образуется большое количество золы.

Негативные отзывы объяснимы, если вспомнить, что недобросовестные производители с целью получения максимальной прибыли пытаются использовать шихту, шлам и другие угольные продукты, непригодные для отопительных нужд.

Настоящие антрацитовые брикеты с насыщенно-чёрным глянцевым цветом найти в продаже трудно.

Отсюда следуют закономерные выводы, что предпочтительнее изготавливать угольные брикеты самостоятельно и приобретать для этого сырьё высокого качества.

Не стоит тратить силы и средства на прессование низкокалорийных сортов угля, хотя и такие брикеты в грамотном сочетании с дровами значительно снизят общие затраты в отопительный сезон.

Изготовленные кустарным способом, они невыгодно отличаются от заводских аналогов: дают немного тепла при горении, хрупкие и разрушаются при перевозке. Но здесь есть возможность позаботиться о качестве исходного материала и отрегулировать содержание добавок.

А себестоимость домашних кирпичиков, подушечек и колбасок получается значительно привлекательнее, чем цены их фабричных собратьев.

Источник: https://kaminguru.com/kotel/kamennougolnye-brikety.html

О бизнесе
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: