для общего развития скопирую сюда стародавнюю статью за подписью следующих авторов:
А.Я. Киповский, к.т.н.,
доцент С.А. Прокофьев,
аспирант О.В. Алексеенко, ген.дир. ООО «Перун»

     История древесного угля и история металлургии тесно связаны. Древесный уголь долгие годы был единственным топливом для металлургии и кузни. Самого начала «железного века» от IX...VII веков до середины XVIII века, производство древесного угля было развитой отраслью промышленности. Наши предки применяли древесный уголь для выплавки железа в так называемых сыродутных печах и при дальнейшем усовершенствовании сталелитейной технологии  в доменных и пудлинговых  печах.  Металлургия и кузнечное дело - одни из первых промышленных применений древесного угля. Но после изобретения в середине XVIII века,  Абрагамом Дерби  способа получения кокса из каменного угля, кокс стал основным топливом для выплавки и термической обработки металлов, вытеснив с этого рынка древесный уголь. 
  В наши дни ситуация по применению каменноугольного кокса как топлива для металлургии кардинально изменилась. Глобальный дефицит кокса,  объясняемый ростом потребления сырья металлургами, ставят на  грань остановки производства свинца, никеля, чугуна, ферросплавов. Из-за роста стоимости коксующегося угля стоимость  кокса за последние два года выросла в несколько раз.
Сможет ли древесный  уголь в наше время заменить кокс и как топливо  отвечать современным  металлургическим требованиям?
Древесный уголь по ряду показателей превосходит каменноугольный кокс. Содержание фосфора и серы, что немало важно для металлургии, ниже чем у кокса. Также древесный уголь превосходит кокс по содержанию углерода. Применение древесного угля не сопровождается  выбросами в атмосферу парниковых или токсичных газов. Кокс, в свою очередь, превосходит древесный уголь по таким показателям, как теплотворная способность, насыпная плотность.
Древесно-угольные брикеты – топливо, соединяющее в себе свойства каменноугольного кокса и  древесного угля. 
Химический состав и плотность в брикетах формируются  искусственно, и эти показатели могут изменяться в зависимости от запросов потребителя. Современные возможности позволяют ввести в состав брикетов компоненты, которые могут регулировать длительность горения, реакционные возможности брикетов.  Также в состав могут быть включены компоненты, улучшающие качества выплавляемых металлов и сплавов.  Решением проблемы возрастающего дефицита  кусковой руды могут быть брикеты, содержащие в себе порошковую руду или пыль руды, получаемые при добыче. Если компонентами брикетов будут металлосодержащие отходы производств, это будет решением  проблемы свалок и могильников, усугубляющих экологическую обстановку вокруг металлургических и металлообрабатывающих предприятий. Потребление каменноугольного кокса растет с каждым днём.
Топливо для металлургии - это одно из множества возможностей применения древесного угля. Брикеты могут применяться как восстановитель при литье бронзы, латуни, при производстве  лантанидов, мельхиора, нейзильбера, оцинкованной проволоки, при производстве кристаллического кремния и карбида кремния.
Сможет  ли лесохимическая промышленность справиться с таким объёмом?
Как упоминалось ранее, древесно-угольные брикеты - продукт переработки отходов лесопромышленного комплекса. Их производство связано с возможностью многотоннажного использования неизбежных отходов древесного сырья при заготовке и его переработке на лесопильных и деревообрабатывающих предприятиях (опилок, щепы, горбыля и т.д.) Высокий темп роста лесопромышленного комплекса, который мы можем наблюдать за последние годы, а также отсутствие современных высокорентабельных технологий переработки отходов дают предпосылки для формирования сырьевой базы для организации производства древесно-угольных брикетов.

Глянул параметры предлагаемых одной фирмой коксобрикетов
Размер,мм 35 х 35х20; 65 х60х 30   Зольность, % до 19,0   Сера, % 0,8   Влага,% 5,0   Летучие, % 12,0
по параметрам зольности, серы и летучим у древесноугольных брикетов хорошие перспективы...

объясни подробнее о маршрутах
и что надо перестраивать в технологии

у кокса есть параметры (теплотворная способность, содержание летучих, зольность, содержание серы,влага и др.) с какими-то определёнными показателями, нужными конкретному металлургу для плавки металла и которые отслеживаются его лабораторией на входном контроле. Обычно пишут не больше(не меньше) какого-то значения. Если параметры древесноугольного брикета будут не больше(не меньше) этих нужных значений, то не вижу никаких разумных препятствий в его использовании.

ты не поверишь, но способны. Например - эти. У них производительность 100 тонн в 12-ти часовую смену. Правда, немного другого брикета. Но всё равно, они способны сделать маршрутную норму  нужного брикета...

его не надо искать, его надо сделать, как делают кокс из спекаемого угля коксохимики, примерно этим же надо заняться лесохимикам, переугливая любую древесину в древесно-угольную мелочь. Печь Гересгофа(или аналог) будет им в помощь...

Отредактировано ПЕССИМИСТ (17.10.2010 18:17)

если честно, у них вообще нет озабоченности в сырье. Им сбрикетировать коксовую мелочь, нефтекоксовую мелочь, которой везде завались - раз плюнуть! Про древесноугольную мелочь в больших объёмах они даже не думают. У них в другом проблема...

Как-то подозрительно, что такие объявления целиком идут из Омска и Омской области. Это касаемо этого объявления, а также и этого. Причём, в одном случае объявка завуалирована, в другом - просто не отвечают на письма.
Что касается возможности такой цены, то сразу вспомнился этот пост полуторагодовой давности. Автор этого поста хотел завалить рынок древесноугольными брикетами в форме "седловидная подушечка" рублей по 10 за кг, причём древесноугольный отсев был покупным, с ценником не меньше 2,5 рубля за кг.

Вот эту фразу не понял... Обычно брикетное производство идёт придатком к углевыжигательной печи, причём избыточное тепло(снятое через утилизатор) подаётся в сушильную камеру, для сушки брикетов.

а видели его на практике? Эскизик можете набросать?

Всё уже придумано до нас:
"Влагоустойчивый топливный брикет готовят следующим образом. Нагревают до температуры 50-70oC связующее - полисахарид в количестве 4-10 мас.%, кубовые остатки нефтепереработки в количестве 0,26-0,78 мас.% и углеродсодержащий компонент - остальное. Смешивают связующее - полисахарид и кубовые остатки нефтепереработки в соотношении 1,0:(12,8-15,4), полученную смесь смешивают с углеродсодержащим компонентом  и перемешивают до равномерного распределения компонентов. При этом достигают объемной гидрофобизации брикета. Брикет прессуют при давлении 25-45 МПа(давление прессования ниже 25 МПа не обеспечивает достаточной механической прочности брикета. Давление прессования выше 45 МПа нерационально из-за перерасхода энергии. Необходимая механическая прочность брикета достигается в интервале давления прессования 25-45 МПа). Отпрессованные брикеты доупрочняют при охлаждении в естественных условиях или ускоряют доупрочнение принудительной сушкой при температуре 105-110oC в течение 30-45 мин.
Полученные брикеты влагоустойчивы и не разрушаются под воздействием атмосферных осадков, обладают высокой термостойкостью.

Связующим-полисахаридом может служить как продукт целевого назначения, являющийся высокополимерным углеводом, так и отход сахарного, винодельческого, крахмального, целлюлозно-бумажного производства. Представители целевых продуктов, такие как крахмал, декстран, целлюлоза, декстрин, сахар и др., в процентном отношении по химическому составу сходны между собой, но отличаются размером макромолекул и строением.
В качестве кубовых остатков нефтепереработки могут быть использованы кубовые остатки первичной переработки нефти и кубовые остатки вторичной переработки нефти. Кубовые остатки нефтепереработки, являющиеся анионактивным гидрофобизатором, адсорбируясь на поверхности угольных частиц на активных центрах, в порах и капиллярах, вытесняют воду, модифицируют поверхность угольных частиц. Вода избавляется от контактов с углеродной поверхностью и поэтому сравнительно легко покидает угольные капилляры. Удаление воды облегчается с приложением усилия прессования".

набросаю ещё "красивостей":
"Вокруг угольных частиц с модифицированной поверхностью благодаря действию водородных связей и электростатических сил формируется тонкая адсорбционная клеевая прослойка введенного связующего - полисахарида, активированного кубовыми остатками нефтепереработки - анионактивным гидрофобизатором. Взаимодействие угольных частиц происходит через эти адсорбционные клеевые слои высокой степени упорядоченности.
Анионактивный гидрофобизатор хорошо сочетается со связующим, образуя гомогенный полимерный раствор. Наличие анионактивного гидрофобизатора повышает поверхностную активность связующего, усиливая его клеящую способность. Кроме того, кубовые остатки нефтепереработки создают структурирующий эффект, проявляющийся в усилении когезионного взаимодействия в связующем - полисахариде, что в конечном итоге обеспечивает высокую прочность брикета. Вязкость адсорбционного слоя связующего при наличии анионактивного гидрофобизатора повышается, что обусловливает высокую липкость связующего, и это способствует улучшению прочностных и других показателей физико-механических свойств брикета.
Проникновение макромолекул кубовых остатков нефтепереработки в адсорбционные слои (клеевые прослойки) связующего - полисахарида приводит к гидрофобным взаимодействиям, вследствие которых "блокируются" гидрофильные центры системы "модифицированная твердая поверхность - связующее". В результате сродство к воде у такой системы понижается.
Помимо вытесняющего действия, анионактивный гидрофобизатор, в качестве которого использованы кубовые остатки нефтепереработки, проявляет одновременно и солюбилизирующее действие, которое приводит к снижению вредного влияния воды, проникающей в связующее диффузионным путем. Прочность связи достигает максимума в случае, когда клеевые прослойки в местах контакта становятся равными толщине адсорбционного слоя. Прилагаемое усилие прессования способствует сближению угольных частиц до соприкосновения адсорбционных слоев связующего. Уплотнение смеси при прессовании с давлением 25-45 МПа способствует обеспечению водоустойчивого, прочного адгезионного соединения.
Все эти факторы: модифицирование поверхности углеродсодержащего компонента, активизация связующего, блокирование гидрофильных центров системы "твердое тело - связующее", обеспечивающее объемную гидрофобизацию, структурирование связующего, солюбилизация и иммобилизация воды и усиление адгезионных связей при прессовании - обеспечивают получение влагоустойчивых, термостойких и прочных брикетов".

у нас так-то тема "брикеты для промышленности"...
я не думаю, что металлурги принюхиваются к запаху горящей серы, содержащейся в коксе. По содержанию серы коксы делят на малосернистые (до 1 %), среднесернистые (до 1,5 %), сернистые (до 4 %) и высокосернистые (выше 4,0 %). Как видим из таблицы 1, во влагостойких брикетах пограничное состояние между мало- и среднесернистым коксом.
Думаю, если использовать в качестве анионактивного гидрофобизатора что-нибудь типа этого, то можно вообще не увидеть серы в составе брикета...

Я тут не так давно написал письмо на Чусовской металлургический завод примерно такого содержания:
"У меня к Вам вопрос и требуется Ваша консультация по одной проблеме. Мне очень хотелось бы узнать Вашу точку зрения на экономическую целесообразность и возможность применения древесноугольных брикетов для нужд металлургов.  Древесно-угольные брикеты – топливо, соединяющее в себе свойства каменноугольного кокса и  древесного угля. Химический состав и плотность в брикетах формируются  искусственно, и эти показатели могут изменяться в зависимости от запросов потребителя. Современные возможности позволяют ввести в состав брикетов компоненты, которые могут регулировать длительность горения, реакционные возможности брикетов.  Также в состав могут быть включены компоненты, улучшающие качества выплавляемых металлов и сплавов. Сейчас кокс нереально вырос в цене, и у меня сложилось мнение, что можно было-бы "вернуться к истокам" и древесноугольный брикет был-бы идеальной заменой коксу...
Вопрос: реально ли ввести в один из Ваших(на ЧМЗ) технологических переделов, вместо используемого кокса древесноугольный брикет фракции примерно 65Х65Х30 мм(после валкового пресса) с параметрами(твёрдость, зольность, летучие, влага и др.), примерно такими же, как у кокса (ну,или чуть лучше!). Или это "голимая" теория, а на практике это не осуществимо?"
Сегодня получил ответ:
"Добрый день, Олег Викторович!
Ваше письмо, направленное директору  по техническому развитию  ЧМЗ  переадресовано для дальнейшей работы. Действительно древесный уголь по сравнению с коксом имеет преимущества  по содержанию серы и фосфора, но этом все преимущества и заканчиваются. По сравнению с коксом древесный уголь имеет гораздо худшие прочностные характеристики, именно по этой причине высота доменных печей , работающих на угле, ограничивалась высотой в пределах 15-16 метров. Соответственно , объём и удельная производительность доменных печей работающих на древесном угле существенно ниже , чем на коксе.
Однако учитывая высокую долю кокса в себестоимости чугуна, можно рассмотреть возможность частичной замены кокса на предлагаемые Вами брикеты. Для дальнейшей работы Вам  необходимо представить фактические характеристики брикетов: зольность, барабанную прочность, химсостав золы, летучие, тип применяемой связки. Кроме этого, хотелось бы получить опытные образцы, в количестве 5-10 кг для проведения собственных исследований.
С уважением,
Начальник  отдела ТСАиФП ЧМЗ
Вот сижу и думаю... где взять брикеты нужного качества???
Кто найдёт ответ на этот вопрос и предоставит опытные образцы может в дальнейшем получить( в случае "одобрямс!") перспективный круглогодичный сбыт данного брикета в хороших количествах!
ЧМЗ - это никакая-то захудалая "литейка"!

А какой смысл давать им брикеты, расчитанные на бытового потребителя? По нашей рецептуре мы в шихту чего только не примешали...и древесной муки(для лучшего розжига) и известковой муки. Плюс от нашего связующего в виде патоки они будут не в восторге...
Я написал им ответ, чтобы они предоставили те требования и параметры используемого у них на производстве кокса, чтобы уже потом "подогнать" параметры получаемого для них брикета под эти требования.
Ответ не застал себя долго ждать. Вот они:
-зольность - не более 12 %
-массовая доля серы- не более 0,5%
-массовая доля влаги- не более 5%
-выход летучих- не более 1,2 %
-массовая доля кусков размером менее 25 мм- не более 4%
-прочность для кусков более 40 мм:М10 не более 10%;
                                                      М40  не менее 60%
Кроме названных показателей, важно также знать реакционную способность кокса(брикета)(CRI) и послереакционную прочность(CSR).
Самым "проблемным" для брикетов показателем я считаю "выход летучих". Ввод при смешивании практически любого связующего в хорошо прокаленный мелкий уголь даст увеличение летучести "в разы". Чтобы снизить "летучие" до приемлимых 1,2% стопроцентно понадобится последующая карбонизация брикетов. А это - новый технологический передел, новые капзатраты. И не в любой печи проведёшь такую карбонизацию... Только печь Гересгофа и справилась бы с такой задачей. Пол-месяца бы работала на получение древесноугольной мелочи, а остальные пол-месяца карбонизировала бы готовые брикеты.

так-то они ведь не кременьщики... они же выпускают  феррованадий

кстати, жидкое стекло и используется в чёрной металлургии как связующий материал при изготовлении форм и стержней.
Жидкое стекло достаточно дорогое связующее, хотя, наверно не дороже известных связующих, содержащие материал на основе технических лигносульфонатов и органических модификаторов, в качестве которых, например, используются формамид, моноэтаноламин, триэтаноламин или кубовые остатки от дистилляции глицерина-сырца.
Для брикетов промышленного назначения хотелось бы связующего рубля по 3 или до 6 рублей за кг... ну и чтоб  отвердевало всё без термического воздействия.

эти?

Кто там "главный" по лесохимии?

отстойная смола состоит из летучих продуктов термического разложения древесины, не растворимых в водном дистилляте. Отмывая её, мы добъёмся снижения летучих веществ, которые нам так нежелательны в составе будущего брикета? Так?