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).

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.

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.

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 300 о С.
• 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/м 2 происходит деформация и уплотнение самих частиц.

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.

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 (). 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.

Рано или поздно каждое предприятие, занимающееся работами, связанными с продажей или обработкой любого вида угля, сталкивается с проблемой накопления угольной мелочи и пыли. Пылевидная фракция от 0 до 6 мм составляет в среднем не менее 25% от общей массы поступающего сырья и как правило влечет за собой возникновение трудностей сбыта этого объема или существенное снижения стоимости его продажи.

Одним из самых эффективных методов решения этой проблемы является использование накопившейся угольной пыли для производства угольного брикета. Изготовление топливного брикета, при всей привлекательности этой идеи имеет не такую уж длинную историю. Реальный интерес к этому вопросу приобрел свою остроту и актуальность только в последнее время, в связи с значительным подорожанием топлива в том числе и угольной продукции.

Большинство попыток организовать производство угольных брикетов сводилось на нет либо дороговизной технологии, либо неудовлетворительным качеством и характеристиками полученных брикетов, связанными с применением дешевых, но плохо горючих связующих веществ, которые многократно увеличивали зольность и минимизировали результативность продаж.
Наша компания предлагает эксклюзивный комплекс оборудования, которое позволяет используя достаточно простую технологию избежать применения при производстве брикета связующих веществ и других посторонних примесей за исключением простой воды.

Это позволяет получить в итоге брикет по составу и характеристикам не чем не уступающий исходному сортовому виду угля и избежать обычных недостатков (посторонний запах, большая зольность, низкая калорийность и т.д.) Основной рабочей единицей, предлагаемого оборудования являются экструдерные прессы, которые разработаны специально для брикетирования горных пород, антрацитового штыба, каменноугольных шламов, крошки бурого угля, торфа и т.д. В основе технологии прессования лежат адгезионно-химические процессы, протекающие в вязко-химических системах, образованных тонко-дисперсными частицами ископаемых углей, которые сами выступают вяжущими веществами. А попросту говоря, в процессе работы пресса создаются такие физико-химические условия, которые заставляют уже входящие в состав угля ископаемые органические компоненты (фенолы, смолы, воск и т.п.) при участии воды поляризоваться на поверхности частиц заставляя их связываться между собой. При остывании и обсушивании брикет твердеет и закрепляется. Брикетированное топливо обладает высокими теплоэнергетическими свойствами, в частности достаточной механической прочностью, водостойкостью и термостойкостью. Слой такого топлива при сжигании имеет хорошую газопроницаемость, что обеспечивает полную степень сгорания даже при относительно высокой зольности. Для достижения максимальной производительности брикетировочных прессов нашей компанией разработаны накопительные бункера со шнековыми подпрессовщиками, которые обеспечивают бесперебойную подачу шихты под необходимым давлением и с расчетной скоростью. Кроме того, в состав линии брикетирования входят коробчатые конвейеры с воздушными охладителями и термогротом. Для получения шихты необходимой влажности разработаны смесительные барабаны емкостью до одной тонны готового сырья.
Благодаря простоте технологического процесса, оборудование не имеет сложных технологических узлов, в процессе эксплуатации и ремонта не требует высококвалифицированного обслуживающего персонала и надежно работает в любых условиях.

1. Линия для брикетирования 16 тонны в смену (смена 8 рабочих часов). Следующей комплектации:

Комплектация	Производительность т/ч	Количество единиц	Энергопотребление кВт/ч
Дробилка молотковая	2-10	1	15
Смеситель принудительный	2-3	1	3
Экструдерный пресс	2	1	18
Сушилка конвейерная (2 ур.)	2	1	20
Конвейер ленточный	2	3	1,5
Конвейер охлаждения	2	1	2,5

2. Линия для брикетирования 40 тонн в смену (смена 8 рабочих часов). Следующей комплектации:

Комплектация	Производительность т/ч	Количество единиц	Энергопотребление кВт/ч
Дробилка молотковая	5	1	22
Смеситель принудительный	5	1	3
Экструдерный пресс	5	1	40
Сушилка конвейерная (3 ур.)	5	1	30
Конвейер ленточный	5	3	3
Конвейер охлаждения	5	1	3

Древесный уголь — это твёрдый пористый высокоуглеродистый продукт, получаемый из древесины нагреванием без доступа воздуха (или при незначительном доступе его) в ретортах, печах или кучах. Многие компании,производящие древесный уголь,сталкиваются с проблемой большого отхода древесного угля в виде пыли и мелких кусков (отсева)из-за чрезмерной хрупкости материала.

Наша компания нашла РЕВОЛЮЦИОННОЕ решение этой проблемы и представила на рынок НОВИНКУ -оборудование для производства древесно-угольных брикетов в виде экструдерно-брикетировачного пресса с термоактивной выходной фильерой, ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ от 500 до 1500 кг/час!!! Специальная технология производства позволяет достичь высокого качества и экологической чистоты готовой продукции. Древесно-угольные брикеты изготовляются путем прессования смеси отсева, размельченного в пыль, со связующим веществом на экструдерном прессе, благодаря высокому давлению в конусной камере сжатия (около 2000 кг/см.кв.) и термической обработкой на выходе. Это позволяет изготовить высококачественные брикеты разных форм:
1. Круглый типа «Nestro»,диаметром от 40 до 60 мм-по желанию заказчика.
2. Восьмигранный или квадратный типа Pini-Key « от 50Х50 до 63Х63 с отверстием по центру.

Древесно-угольный брикет (брикетированный уголь) - экологически чистый продукт, который используется для приготовления пищи гриль, барбекю и т.п., а также он является идеальным топливом для мангалов, печей, каминов, всех видов топок, для обогрева палаток, теплиц. Брикет из древесного угля - незаменимое средство для создания комфорта в походных условиях, на пикнике, рыбалке, охоте.

Длительность горения угольных брикетов составляет 4-5 часов, в отличие от обычного древесного угля, который горит 1-2 часа.

Постоянство температуры при сгорании на протяжении 4-5 часов выгодно отличает брикеты от обычного древесного угля.

Возможность многократно применять брикеты из древесного угля - после применения их можно залить водой, под воздействием солнечных лучей и ветра брикеты высыхают и снова готовы к использованию.

Древесно-угольные брикеты горят без дыма, не искрятся, во время горения практически не выделяют никаких летучих веществ, что исключает возможность распространения неприятного запаха.

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.