Технология брикетирования угля

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.

Можно ли своими руками делать угольные брикеты?

Еще один вопрос, которым сегодня задаются многие. Но до этого рассмотрим еще один важный момент: описанный выше процесс производства такого топлива считается традиционным, однако требования к уровню влажности и размерам фракции могут несколько меняться в зависимости от типа применяемого оборудования. К примеру, небольшие заводы, которые производятся отечественным предприятием ЮНИТЕК, требуют, чтобы размеры частиц не превышали 0,25 миллиметра, а показатель влажности сырья находился в пределах 6-16 процентов. Иными словами, в данном случае имеет место более тщательное измельчение, хотя давление для прессования здесь будет на порядок ниже.

В результате получается брикетированное топливо с показателем зольности в 15-20 процентов. Что касается теплоты сгорания, то она может варьироваться в зависимости от марки угля, используемых для прессования брикетов.

А теперь рассмотрим, как можно производить угольные брикеты самому. Начнем с того, что описанное ранее оборудование, предназначенное для брикетирования, простому смертному не по карману по причине высокой стоимости. Однако в свое время для создания таких брикетов воду перемешивали с угольной крошкой, причем соотношение должно было быть таким, чтобы полученная смесь имела достаточно густую консистенцию, после чего формировали своего рода «лепешки», причем голыми руками. такие «лепешки» просушивались, после чего их сжигали в домашних печах. Проще говоря, невзирая на современные технологии брикетирования, смесь не просто не просушивали, а, напротив, даже увлажняли.

Существует два способа изготовления данного топлива:

• посредством ручного пресса;
• с использованием шнекового экструдера.

Преимущество первого метода заключается в том, что подходящий пресс стоит достаточно дешево, а при необходимости его можно даже сделать в домашних условиях. Но есть и минус – это невысокая производительность (вам придется хорошенько постараться, чтобы запастись брикетами на весь отопительный сезон). Второй же метод характеризуется тем, что угольная пыль крайне быстро брикетируется, потому что весь процесс производства механизирован. Однако в данном случае решающим фактором является цена шнекового экструдера, более того, даже агрегат, изготовленный своими руками, потребует немалых капиталовложений (вам придется покупать редуктор, сильный электрический двигатель и другие комплектующие).

Чтобы изготовить угольные брикеты самостоятельно, придерживайтесь следующего алгоритма действий.

Шаг 1. Вначале постарайтесь максимально измельчить угольную крошку, используя любые доступные методы. Запомните: качество конечной продукции обратно пропорционально размеру фракций сырья.

Шаг 2. После измельчения смешайте полученное вещество с водой. Здесь невозможно привести точные пропорции, поскольку они во многом зависят от состава пыли

Важно другое: готовая смесь должна быть достаточно густой, чтобы ее можно было лепить вручную

Шаг 3. Полученной смесью заполните формы. Запустите работу ручного механизма.

Шаг 4. Готовые брикеты извлеките из формы, затем разместите на свежем воздухе для просушивания. В итоге вы получите достаточно хрупкий материал, который нельзя перевозить.

Тем не менее, такие брикеты отлично горят. Чтобы детальнее ознакомиться с процессом, посмотрите тематический ролик.

https://youtube.com/watch?v=ZBSURtfZK-U

Со шнеком работа не только ускоряется, но и упрощается. После запуска двигателя загрузите состав в приемный бункер и получите на выходе «сосиски». Они будут высокого качества и с отменными прочностными характеристиками. Детальнее – в видеоролике. На этом все, удачи и теплых зим!

Брикетирование угля в домашних условиях

Для брикетирования угля в домашних условиях промышленная технология не подходит. Высокая цена оборудования для производства угольных брикетов, большие энергозатраты, необходимость получения огромного количества разрешений от госорганов в разы увеличивает себестоимость готовой продукции. Но с целью отопления небольшого частного дома необходимости в организации масштабного производства нет. Для изготовления 3-4 тонн брикетов (зимний запас) вполне можно обойтись подручными средствами.

Оборудование для брикетирования в домашних условиях

Самый простой способ, который был хорошо знаком еще нашим прадедам:

Угольная пыль смешивается с глиной в соотношении 10:1 с добавлением небольшого количества воды для образования густой массы. Глина является безопасным связующим компонентом, который не даст брикетам развалиться

Важно тщательно перемешать все компоненты смеси. С этой целью часто используют строительный миксер.
Далее раствор разливается по формам

Это могут быть как специальные емкости, так и бывший в употреблении инвентарь (старые кастрюли, ведра, ящики). Если нет емкостей, угольные лепешки можно формировать и вручную, как делали наши предки.
После полного высыхания брикетированный уголь можно отправлять на хранение.

Несмотря на то, что, согласно производственной технологии, смесь сушится, во время домашней заготовки брикетов смесь увлажняется. В данном случае угольные брикеты, сделанные своими руками, имеют следующие отличительные черты:

• Неидеальная форма.
• Разный уровень влажности и, следовательно, теплоотдачи.
• Невысокая прочность, которая не позволяет транспортировать брикеты.

Самодельный угольный брикет

Но данные свойства не мешают изделиям с низкой себестоимостью хорошо гореть, особенно по сравнению со спекшейся пылью. Такой вариант гораздо удобнее и практичнее.

А если процесс все-таки хочется как-то автоматизировать, то можно последовать примеру домашних умельцев и самостоятельно изготовить оборудование, похожее на производственное:

• Станок, позволяющий сделать брикеты вручную. Инструкцию того, как сделать станок, легко найти в сети Интернет. Для ручного прессования хорошо подходит агрегат, предназначенный для домашнего производства кирпичей. Материалами, позволяющими сварить раму, являются профильная труба и уголок 40*40 мм. Сверху монтируется приемный бункер. Сбоку крепится ручной механизм для брикетирования смеси в изделия прямоугольной или цилиндрической формы. Технология:
  • Сырье максимально измельчается. Мелкая фракция обеспечивает прочность и качество брикета.
  • Добавление воды позволит приготовить липкую к рукам смесь. Допустимо добавление глины в небольшом количестве, чтобы несильно повысить зольность горючего.
  • Далее смесь засыпается в бункер, откуда происходит наполнение формы. Брикет выдавливается нажатием рычага.
  • Обратное движение рычага приводит к выталкиванию брикета из формы. Он снимается и располагается на солнце для высыхания.
• Шнековый пресс, где изделия брикетируются методом экструзии. В данном случае финансовые затраты на сборку машины, как и ее производительность будут больше. Вам понадобится:
  • Толстостенная труба из стали для изготовления корпуса. Внутри она протачивается согласно желаемому размеру шнека.
  • Шнек, произведенный из углеродистой стали повышенной прочности.
  • Матрица с одним или несколькими отверстиями из того же материала.
  • Электродвигатель мощностью от 4 кВт.
  • Ременная передача (минимум 3 ремня).
  • Приемный бункер.

Технология изготовления брикетов угля без связующего

Изготовление корпуса, матрицы, шнека лучше доверить хорошему токарю

Важно, чтобы диаметры шкивов обеспечивали скорость вращения шнека не более 200 оборотов/мин. Двигатель необходимо заземлить перед подключением его к домовой электросети

Технология производства:

• Сырье измельчается и смешивается с водой.
• При включенном двигателе смесь загружается в бункер.
• Появляющиеся «колбаски» режутся на кусочки желаемой длины и выкладываются на стеллаж для просыхания.

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

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.

Как сохранить жар дольше?

Обычно при использовании угольных брикетов температура в гриле снижается на 40 °C каждые 40–60 минут. Древесный уголь, как правило, остывает еще быстрее. Чтобы поддерживать в гриле рекомендуемую температуру, необходимо периодически подкладывать угли. Стандартным угольным брикетам нужно около 20 минут, чтобы раскалиться до максимума. Так что подкладывать их стоит заранее, лучше всего за 20–30 минут до того, как вы начнете готовить.

Натуральный древесный уголь и брикеты из него горят быстрее, чем обычные брикеты для гриля. Времени на подготовку древесного угля требуется меньше, поэтому подкладывайте его в гриль пораньше — за 5–10 минут до того, как начнете готовить.

Мелкий уголь прогорает быстрее, поэтому его надо подкладывать чаще. Крупный уголь разгорается медленнее, зато горит дольше. Преимущество натурального древесного угля и брикетов из него заключается в том, что даже на начальном этапе горения они не выделяют посторонних запахов.

Для поддержания необходимой температуры при приготовлении блюд на гриле необходимо каждые 45–60 минут подкладывать в него по 10–15 угольных брикетов или соответствующее количество древесного угля.

Промышленное производство

Для производства брикетов промышленного типа применяют такие связующие вещества:

• нефтебитумная смесь;
• цемент;
• лигносульфонатные добавки;
• жидкое стекло;
• меласса.

Для переработки мелких частиц кокса и некоторых других сортов угля, часто используют цемент, а так же жидкое стекло. Такие материалы используют в основном в металлургии, там, где применение этих веществ допускается.

Каменноугольная смола с нефтебитумом так же применяют для изготовления промышленных угольных брикетов. Топить жилые дома ими нельзя, так как происходит выделение большого количества бензопирена и прочих токсичных элементов, запрещенных СЭС.

Древесные брикеты для гриля

Сегодня главным «конкурентом» традиционным углям из дерева являются древесные брикеты. Они производятся из нескольких ингредиентов. В составе могут присутствовать:

• древесный уголь;
• торф;
• опилки;
• солома;
• и другие отходы из древесины и легковоспламеняющиеся вещества.

Они превращаются в брикеты особым образом, под давлением. Обычно это делается с применением картофельного крахмала, смолы или клея.

Такая технология производства делает брикеты более компактными, чем уголь. Этот материал не деформируется сам по себе, что делает его более воспламеняемым. Еще брикеты лучше загораются, дольше горят и способны производить более высокую температуру. В отличие от углей, брикеты могут гореть по нескольку часов.

Однако такой вид топлива для мангалов, грилей и барбекю будет стоить на порядок дороже. К тому же, брикеты от некоторых производителей могут содержать в себе вредные вещества, которые могут осесть на вашем мясе и других приготавливаемых блюдах

Вот почему, при выборе топливных брикетов для гриля следует обратить внимание на:

Химический состав

Как уже упоминалось, дешевые и некачественные брикеты содержат большое количество химических компонентов, которые могут повлиять на вкус и состав шашлыка и других приготавливаемых блюд

Поэтому, при покупке брикетной упаковки, обращайте внимание на то, была ли она на 100% приготовлена ​​из натуральных ингредиентов. Проверьте также, содержит ли используемый брикетный связующий материал натуральные вещества растительного происхождения

Брикет для гриля. Цена

Что касается цен, то брикетное топливо обойдется дороже — от 180 рублей за упаковку 2,5 кг. Скорее всего, это будет брикет, при производстве которого использовался синтетический клей, поэтому лучше потратить немного больше денег, чтобы быть уверенным в его качестве.

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.

• Покрывала жаккардовые и гобеленовые
• 5 простых и эффективных средств по удалению пятен на ковре
• Как убрать запах кошачьей мочи на диване: 7 способов устранения вони навсегда!
• Как стирать хлопок в стиральной машине и вручную
• Мультиварка «Тефаль»: общий обзор техники
• Выбор утюга исходя из его уровня защиты. Безопасность устройства
• Делаем антидождь для авто своими руками
• Как заставить кастрюли блестеть
• Обзор лучших средств по уходу за акриловой ванной, советы по выбору
• Лимонная кислота в быту — все способы эффективного применения

← Наружная реклама будущего — мэппинг, рекламные щиты, билбордыДомашняя метеостанция — как выбрать? →

Особенности конструкции

Высокие тепловые нагрузки в зоне сгорания топлива требуют применения устойчивых к окислению материалов. Колосниковая решетка для угольной печи делается исключительно из серого чугуна. А для повышения пропускной способности по воздуху зазоры между прутьями делаются больше, чем в дровяных аналогах.

Расчетный срок службы большинства металлических печей составляет 5-10 лет. Чтобы топка «выходила» этот срок на угле, толщина ее стенок должна быть увеличена. Многие производители (в том числе и мы) применяют в конструкции хромсодержащие нержавеющие стали, которые имеют следующие характеристики:

• жаропрочность или устойчивость к разрушению при высоких температурах;
• низкая окислительная способность;
• невысокий коэффициент температурного расширения;
• высокая температура плавления.

Особые требования предъявляются к конструкции топочной дверцы. Во избежание попадания дымовых газов в помещение они должны плотно прилегать к стенкам и иметь замок. Дверцы печей, работающих на угле, часто отливают из чугуна.

Топка для сжигания угля имеет форму усеченной пирамиды, обращенной основанием вверх. Колосниковая решетка занимает всю ее нижнюю поверхность. Такая конструкция, напоминающая бункер, обеспечивает хорошую продувку воздухом и равномерное проседание топлива в процессе прогорания и уменьшения в объеме.

Из-за сравнительно низкой температуры отходящих газов для реализации функции длительного горения угля необходимо подавать подогретый вторичный воздух. В печах с возможностью двойного дожига он сперва проходит по каналам, расположенным под кожухом, а затем подается в топку.