Технические характеристики установки по производству торфо-угольного топлива

                 I. Назначение и принцип работы
                II. Схемы установки агрегатов
               III. Характеристики

Вид производимого топлива: жидкое (типа мазут) и твердое брикетирование.
Режим работы: полуавтоматический.
Производительность установки: 500 кг. жидкого топлива и 500 кг. твердого топлива.
Емкость бункера для сырья - 4 куб.м.
Количество бункеров - 2 шт.
Крупность фракции сырья, используемого для переработки - 3 мм.
Крупность частиц в жидком топливе не более 5 мкм.
Объем емкостей перерабатывающих агрегатов 500 литр.
Объем емкостей для хранения 1500 литр.
Процентное соотношение угольной суспензии 50/50 ± 20 % (вода, уголь).
Процентное соотношение состава жидкого топлива:

    40 % - торфо-угольной пасты;

    40 % - угольной суспензии;

    20 % - нефть.

        Процентное соотношение состава торфо-угольного брикета:

    35 % - уголь;

    35 % - торф;

    20 % - торфо-угольная паста 10 % жидкое топливо.

        Температура сушки брикетов 120 град. Влажность брикетов после сушки не более 40 %. Время сушки 1,5 часа. Расход топлива на сушку 20 кг/час.

I. Назначение и принцип работы

        1. Установка предназначена для получения новых видов топлива из тради­ционных источников сырья - уголь, торф, нефть или мазут с новыми потреби­тельскими свойствами в виде торфо-угольных брикетов и жидкого топлива. Основное содержание предлагаемой технологии заключается в глубокой переработке отходов добычи топлива и придания им новых качеств, которые соответствуют показателям стандартных видов топлива. В качестве сырья используется торф и отходы уголедобычи. Нефть или мазут используются при наличии в качестве модификатора. В данной проектируемой установке решается задача по использованию технологии переработки сырья для промышленных целей. В проекте учтены возможности масштабирования установки по ее производительности, энергозатратам, транспортировочным свойствам, автоматизации, контролю качества продукции.
        2. Данная установка производит два вида топлива: торфо-угольные брикеты и жидкое топливо типа мазут. Так как оба вида топлива имеют одинаковые компоненты и отличаются только рецептурой, то это дает возможность объединить их производства на одной комплексной установке. Установка строится по блоковому принципу. Передаточные функции между блоками осуществляются шнековыми питателями и полочными транспортерами (при загрузке и выгрузке сушила). В предлагаемом варианте установка состоит из четырех основных блоков:

    блок подготовки сырья, который служит для хранения запаса сырья и его переработки (измельчение и разделение на фракции);

    блок обработки служит для получения жидких составляющих топлива, получения готового жидкого топлива, а также для их хранения;

    блок прессования служит для дозирования, перемешивания торфо-угольной массы и прессования топливных брикетов;

    блок сушки или сушило предназначено для сушки твердого топлива при определенных технологией условиях с использованием полученного на установке жидкого топлива для нагревания воздуха.

        3. Общая компоновка установки, является одним из вариантов, предлагаемых к разработке, и не является обязательной. Особенности установки:

    возможность производства продукции как одновременно, так и отдельно вне зависимости друг от друга;

    возможность замены агрегатов на ремонт в процессе работы установки (частичное дублирование основных перерабатывающих агрегатов);

    возможность максимального использования автоматики на всех стадиях производственного процесса;

    минимальная материалоемкость за счет качества применяемых товаров;

    ресурсная возможность установки должна обеспечивать работу в двух­сменном режиме в течении года, т.е. 3500 часов;

    возможность проведения профилактических работ на время установки производства (промывка систем трубопроводов и агрегатов, а также сбор и сброс отходов производства).

II. Схемы установки агрегатов

Все нижеприведенные схемы установки агрегатов являются базовыми при детальной разработке. Если разработчик предложит другое конструктивное решение при сохранении функций агрегата, оно должно быть согласовано с заказчиком.

1. Блок подготовки сырья состоит из двух основных агрегатов: 2-х бункеров для хранения производственного запаса угля и торфа, дробилки для торфа и двух встроенных шнековых питателей для подачи сырья в грохот, где происходит раз­деление сырья на фракции.

        а) бункеры выполнены на единой раме и имеют возможность опускаться и подниматься для осуществления загрузки бункеров с помощью самосвала или погрузчика. Бункеры снабжены лебедками для вышеуказанной операции и для подъема крышек бункеров. Внутри бункера находится шнековый питатель и два рыхлителя (для предотвращения зависания сырья), которые приводятся в движение от винта шнека. На выходе торфяного питателя устанавливается ножевая дробилка для измельчения крупных включений в торфе. Дробилка для угля в комплект данной ус­тановки не входит, она либо должна устанавливаться перед бункером, либо должно использоваться измельченное сырье. Емкость каждого бункера -4м. Подача одного питателя не менее 5000 кг/час.

        б) грохот состоит из рамы, заключенной в корпус, на которой устанавливаются два цилиндрических сита, снабженных качающим тангенциальным механизмом и ленточным шнеком, подающим материалы по оси сита. Под каждым ситом устанавливаются два шнековых питателя для крупной и мелкой фракции сырья. Шнеки для крупной фракции сбрасывают отсев при пуске установки и при производстве только жидкого топлива.

Привод сит и их шнеков осуществляется от одного двигателя через импульсный редуктор, кривошипный механизм и цепную передачу. Питатели имеют собственные привода - двигатель и планетарный редуктор.Размер фракции обеспечивается ячейкой сит, имеющей угол наклона оси в 15град., и обеспечивает более тщательное отделение мелкой фракции.

Производительность сит и питателей должна соответствовать общей производительности линии на каждом ее участке, т.е. 500 кг/час на каждый вид сырья. Мелкая фракция подается в блок обработки, крупная - в блок прессования. Автоматика должна обеспечивать работу всех ветвей блока подготовки сырья в зависимости от режима работы всей установки.

2. Блок обработки конструктивно представляет собой раму, на которой расположены емкости перерабатывающих агрегатов, снабженные внутренним механизмом для перемешивания, агрегаты переработки, емкости для хранения и расходования компонентов, площадки для обслуживания.

Емкости для хранения нефти, жидкого топлива и торфяной пасты снабже­ны насосами центробежного типа. Перерабатывающие агрегаты- кавитаторы, представляют собой механизмы, производящие обработку сырья с помощью искусственно созданного кавитационного поля. Емкости и агрегаты соединены между собой системами трубопроводов с клапанами дистанционного управления. Емкости перерабатывающих агрегатов снабжаются весовыми датчиками, датчиками предельного уровня.

Емкости трубопроводы и агрегаты блока оборудованы системой промывки при длительной остановке работы и сбросом промывочной воды. Для этих целей установлены насосы и осуществляют промывку в автоматическом режиме. К емкостям переработки подведена технологическая вода.

При обработке угля должен соблюдаться следующий порядок загрузки и включения агрегатов. Емкость заполняется водой на 50 % от веса обрабатываемого состава, запускается кавитатор, затем постепенно добавляется уголь до полного заполнения. Время обработки зависит от качества полученной суспензии, которая контролируется по крупности частиц (не более 5 мкм) и удельному весу суспензии -1,2кг./дм3.

При обработке торфа последовательность загрузки зависит от рецептуры, но твердые составляющие загружаются постепенно и в последнюю очередь. Количе­ственные пропорции могут изменяться в зависимости от рецептуры и влажности торфа. Качество торфяной пасты, получаемой в результате обработки контролируется прибором контроля качества, что и определяет время обработки.

Агрегат приготовления жидкого топлива может работать в любом порядке заполнения при сохранении весовой дозации согласно рецептуре. Качество контролируется по однородности полученной структуры жидкого топлива. Продукты переработки (паста, жидкое топливо) перекачиваются в емкости хранения.

Все емкости оборудованы технологическими крышками для обеспечения очистки емкостей при ремонтах. Емкости для хранения изготавливаются объемом 1500 литров, емкости для переработки объемом 700 литров.

3. Блок прессования представляет собой комплекс агрегатов и приборов, объединенных в одном корпусе. В комплекс блока прессования включаются два весовых автоматических дозатора непрерывного действия и два дозатора для жидкости. Все дозаторы имеют диапазон регулировки 50 % от номинала.

Конструктивно пресс-мешалка представляет собой лопастную мешалку непрерывного действия и конусный шнековый пресс, установленные в общем корпусе и имеющие общий привод в виде редуктора и двигателя.Мешалка представляет собой двухопорный вал с поворотными лопатками, позволяющими регулировать подачу засыпаемого материала, согласуя ее с подачей пресса при наладочных работах. Корпус мешалки должен позволять быстро выполнять эти операции, то есть быть быстроразъемным или оборудованным технологическими люками.

Конусный шнековый пресс должен обеспечивать уплотнение массы с уси­лием 80-100 кг/см и формирование торфо-угольной смеси в брикеты диаметром 40 мм. и длинной 100-150 мм. Формующая насадка на пресс может иметь несколько отверстий, общая площадь которых должна быть равной площади выходного отверстия пресса или иметь постепенно увеличивающуюся площадь на 10-15 %, как условие качества поверхностей брикетов. Насадка должна свободно сниматься и устанавливаться на пресс. Желательно иметь сменные насадки с другими сечениями отверстий, с теми же условиями соотношения площадей.

Производительность пресса должна иметь больше общей производительности линии на 25-30 % и составлять не менее 700 кг/час сырой массы. На выходе пресса устанавливается наклонный приемный лоток длиной не менее 1000 м., с которого брикеты под собственным весом направляются на ленточный скребковый наклонный конвейер загрузки сушила. Можно рекомендовать рассмотреть вопрос об отсекателе брикетов от пресса с приводом от приводной станции конвейера. В верхней части конвейера предусмотрен поворотный шибер, закрывающий входное отверстие сушила. Шибер приводится в движение скребками конвейера.

Ширина конвейера - 900 мм. Угол наклона и его длина определяются из условий конструкции и расположения сушила. Скорость движения ленты согласована как с производительностью пресса, так и с производительностью сушила. Подобный конвейер применен и при загрузке брикетов из сушила, с той лишь разницей, что отсекающий шибер находится внизу конвейера и закрывает нижний выход из сушила.

4. Сушило - это комплекс агрегатов и приборов, обеспечивающих сушку торфо-угольных брикетов при температуре 120° С в течении 1,5 часов нахождения брикетов в сушиле. Брикет должен при выходе из сушила иметь влажность не более 30° С. Верхний предел температуры в сушиле 120° С ограничен из-за условий возгорания брикетов. Сушка производится горячим воздухом, поступающим из теплообменника.

Сушило состоит из трех основных агрегатов: собственно сушила, теплообменника и камеры сгорания, работающей на жидком топливе. Корпус сушила представляет собой замкнутый объем в виде цилиндра с двумя стенками, внешняя оболочка служит для термозащиты и направляющим кожухом для холодного воздуха и теплообменник, где он предварительно подогревается от внутреннего корпуса. Внутри сушила расположен спиральный перфорированный желоб, который имеет пульсирующее тангенциальное движение, за счет чего брикеты имеют возможность перемещения по желобу сверху вниз. Скорость движения брикетов определяется временем сушки и задается углом наклона желоба и частотой пульсирующего движения и составляет 0,008 м/сек. Угол наклона составляет 2 , частота 1 гц., амплитуда 8 мм. Движение воздуха через теплообменник и сушило осуществляется за счет вентилятора, установленного отдельно от сушила и создающего пониженное давление во всей системе.

Весь тракт системы представляет схема:

Атмосфера - кожух - теплообменник - сушило - циклон - вентилятор - атмосфера.

Выбросы воздуха используются для обогрева помещений, так как он имеет еще повышенную температуру около 100 С. Обмен воздуха в сушиле составляет около 300 раз в час, что позволяет вести активную сушку топливных брикетов, для этого устанавливается вентилятор № 6 производительностью 500 м /час, мощность двигателя 4 к Вт. Движение топливных брикетов по сушилу осуществляется навстречу потоку воздуха. Желоб приводится в движение механизмом встряхивания и механизмом пульсации. Механизм встряхивания работает только в аварийном режиме, при застревании брикетов в каком-либо месте на желобе. Общая площадь желоба составляет 70 м , полная загрузка при условии однорядности около 1500 кг.

Сушило непосредственно опирается на встроенный трубчатый двухпоточный теплообменник. Температура воздуха контролируется датчиками температуры и фиксируется на ленте, отклонения температуры воздуха в сушиле не должны превышать 10 С от заданной 120 С. Регулировка температуры осуществляется изменением подачи количества топлива в камеру сгорания и регулировкой подачи холодного воздуха в смеситель перед теплообменником.

Камера сгорания служит для нагрева воздуха продуктами сгорания и подачи горячих газов в теплообменник. Общее количество тепла, требуемое для нагрева воздуха составляет около 180000 ккал/час, что составит расход топлива для получения этого количества тепла 20 кг./час при условии калорийности топлива 9000 ккал/кг. Камера сгорания выполняется из огнеупорного кирпича, уложенного в металлическом корпусе. Камера снабжается двумя форсунками для основного топлива, которое вырабатывается на данной установке, и топлива подсветки (нефть) в зависимости от выбранной конструкции форсунок могут быть установлены до­полнительные насосы высокого давления.

Регулировка подачи топлива в форсунки осуществляется автоматически в зависимости от температуры воздуха в сушиле. Отработанные газы после теплообменника отсасываются дымососом в ат­мосферу.

Высушенные брикеты транспортером разгрузки подаются в бункер готовой продукции объемом не менее 15м, бункер разгружается непосредственно на транспорт.

III. Характеристики

• Производительность 4 тонн/час х 3 = 12 тонн/час.

• Объем перерабатываемого материала 4224 тонн/мес.

• Годовая продукция 50 688 тонн/год.

• Площадь производства 300 кв. м.

• Площадь складских помещений 500 кв. м.

• Количество служащих 30 чел.

• Месячное потребление электроэнергии 900 мВт.