Ключевые слова

2411-3336

2541-9404

Записки Горного института

Journal of Mining Institute

Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ

Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University

10.18454/pmi.2016.4.538

pmi-5145

https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/5145

Горное дело

Mining

Coal-peat compositions for co-combustion in local boilers

Угле-торфяные композиции для сжигания в котельных

Mikhailov

A. V.

Михайлов

А. В.

Mikhailov

A. V.

epc68@mail.ru

Санкт-Петербургский горный университет (Санкт-Петербургс, Россия) Saint-Petersburg Mining University (Saint-Petersburg, Russia)

22 08 2016

2016

220 538 544 05 10 2015 14 12 2015 22 08 2016

2016

А. В. Михайлов

A. V. Mikhailov

Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)

This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0)

https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/5145

В статье описаны результаты экспериментов по созданию угольно-торфяных топливных композиций для сжигания в твердотопливных котлах. Основная цель исследования состояла в разработке комбинации угольной пыли и натурального торфа без связующих добавок. Торф повышает эффективность процесса гранулирования, являясь натуральным связующим. Метод гранулирования позволяет утилизировать отходы угольной промышленности. Совместное сжигание двух видов топлива – угольной пыли и торфа снижает эмиссию диоксидов серы. Стоимость торфяного сырья ниже, чем искусственных связующих, применяемых для брикетирования угольной пыли. Состав смеси угольной пыли и торфа варьировался в объемном соотношении 2:1, 1:1 и 1:2 при влажности смеси перед экструзией 65 %. В процессе подготовительных операций угольного сырья выполнялось его дробление и просеивание через сито 24 меш (0,707 мм). Процедура пере-мешивания образцов угля и торфа проводилась до получения гомогенной смеси. После перемешивания смесь помещалась в поршневой пресс для получения гранул. Угольная пыль и влажный торф проходили полужесткую экструзию на поршневом прессе с образованием цилиндрических гранул диаметром 16 мм. После экструзии гранулы подсушивались до эксплуатационной влажности 25 %. Угольно-торфяные топливные гранулы показали достаточную механическую прочность для транспортирования и механической подачи в твердо-топливные котлы. Сжигание угольно-торфяных топливных гранул в лабораторных условиях при температуре 800 С не приводило к спеканию золы. Проведенные предварительные исследования показали перспективность утилизации угольных отходов методом гранулирования в смеси с натуральным торфом.

In article results of experiments on creation of coal and peat fuel compositions for burning in solid-fuel boilers are described. The main objective of research consisted in development of combination of coal dust and natural peat without binding additives. The role of peat consists that it increases efficiency of process of granulation, being natural binding. The method of granulation allows to utilize waste of the coal industry. Joint burning of two types of fuel – coal dust and peat reduces emission of sulfur dioxides. The cost of peat raw materials is lower, than artificial binding, applied to briquetting of coal dust. The composition of mix of coal dust and peat varied in the ratio 2:1, 1:1 and 1:2 in volume ratio at humidity of mix before extrusion of 65 %. In the course of preparatory operations of coal raw materials its crushing and sifting through sieve of 24 mesh (0,707 mm) was carried out. Procedure of hashing of samples of coal and peat was carried out before receiving homogeneous mixture. After hashing mix was located in piston press for receiving granules. Coal dust and wet peat pass semifixed extrusion on piston press with formation of cylindrical granules with a diameter of 16 mm. After extrusion of granule are dried to operational humidity of 25 %. Coal and peat fuel granules showed sufficient mechanical strength for transportation and power feed in solid-fuel boilers. Burning of coal and peat fuel granules in vitro at temperature of 800 °C does not lead to ashes agglomeration. The conducted preliminary researches showed prospects of utilization of coal waste by granulation method in mix with natural peat.

Ключевые слова угольная пыль торфяное топливо смешивание гранулирование гранулированный продукт

Keywords coal fines peat fuel mixing pelletizing granular product

Требования к торфяному сырью для производства окускованного топлива / А.В.Михайлов, А.В.Большунов, Э.А.Кремчеев, К.В.Епифанцев // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2012. № 4. С.59-63.

Biopact. Canadian researchers study co-firing of peat and biomass with coal. URL: www.news.mongabay.com/bioenergy/2007/12/canadian-researchers-study-co-firingof.html (дата обращения апрель 2016).

Briquette Binder Products. URL: www.humicacidcn.com/PRODUCTS/ShowArticle.aspArticleID=71 (дата обращения апрель 2016).

Kelly John, Woodworth Robert, Namazian Mehdi, Miller George. Reconstitution of Beneficiated Coal Using the BioBinder process. Proceedings of Tenth Annual Coal Preparation, Utilization, and Environmental Control Contractors Conference. Pittsburgh, Pennsylvania. 1994. Vol.I, p.25-34.

Cooper M. et al. Research and Development for Storage, Transport and Handling of Coal-Based Fuels. Proceedings of the Sixth Annual Coal Preparation. Utilization and Environmental Control Contractors Conference. August 6-9, 1990, p.26-34.

Donald H. White, Pelletizing and briquetting of coal fines using binders produced by liquefaction of biomass. U.S. Patent 5916826 A. June 29. 1999.

Gholipour Zanjani N., Zarringhalam Moghaddam A., Dorosti S. Physical and chemical properties of coal briquettes from biomass-bituminous blends. Petroleum & Coal. 2014. 56(2), p.188-195.

Hupa M. Interaction of fuels in co-firing in FBC. Fuel; 2005. 84, p.1312-1319.

Kelly John, Miller George, Namazian Mehdi. A Low Cost and High Quality Solid Fuel From Biomass and Coal Fines. Final Report DOE Contract No. DE-AC26-99FT40157. July 2001. URL: www.osti.gov/scitech/servlets/purl/795777 (дата обращения апрель 2016).

Orjala M., Ingalsuo R. Sulphur dioxide reduction in co-firing of peat and wood in fluidized bed boilers. 5th International Conference on Technologies and Combustion for a Clean Environment. 1999. 12(15), р.685-689.

Quality guidelines for fuel peat: fuel classification and quality assurance, sampling and analysis of properties. NT Envir. 009, Nordic Innovation Centre, Approved 2005-11, р.24.

Shao Yuanyuan. Investigation of Ash Deposition During Co-Firing Biomass/Peat with Coal in a Pilot-Scale Fluidized-Bed Reactor. Electronic Thesis and Dissertation Repository. 2011, p.108.

Sudol S. Peat Fuel – A Clean Solution to Northwestern Ontario's Energy Crisis. INORD Commentary. URL: www.inord.lauren-tian.ca/commentaries.htm. (дата обращения апрель 2016).

Telford P.G. Peat fuel – a sustainable bioenergy resource. IASTED International Conference Environmental Management and Engineering (EME 2009). Banff, Canada, July 7-8. 2009, p.6-10.

Theis M., Skrifvars B.J., Hupa M., Tran H. Fouling tendency of ash resulting from burning mixtures of biofuels. Part 1. Deposition rates. Fuel. 2006. 85(7-8), p.1125-1130.

Van Loo S, Koppejan J. Handbook of biomass combustion and co-firing. London, UK, Earthscan, 2008, р. 442.

Woodworth R., Kelly J., Namazian M., Miller G. Biobinder process for reconstitution of fine coal. URL: www.netl.doe.gov/publications/proceedings/96/96jpfs/jpfs_pdf/biofuel.pdf (дата обращения апрель 2016).

You-lian Zhou, Yuan-bo Zhang, Bing-bing Liu, Guang-hui Li, Tao Jiang. Effect of modified humic acid binder on pelletisation of specularite concentrates. Journal of Central South University. April 2015. Vol.22. Is.4, p.1247-1255.