Способ получения топливных элементов


 


Владельцы патента RU 2421504:

Государственное научное учреждение "Смоленский научно-исследовательский институт сельского хозяйства" Российской академии сельскохозяйственных наук (RU)

Изобретение относится к технологии изготовления топливных элементов из собственных возобновляемых ресурсов, в частности из древесных опилок. Для осуществления способа древесные опилки смешивают в соотношении 1:1 по объему с бесподстилочным навозом крупного рогатого скота естественной влажности 80-90%. Затем полученную смесь формуют и подвергают сушке в естественных условиях. В результате достигается упрощение технологического процесса, исключение энергозатрат в процессе подготовки компонентов. Теплотворная способность и механическая прочность топливных элементов отвечают высоким требованиям. 2 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к технологии изготовления топливных элементов из собственных возобновляемых ресурсов, в частности к способу получения топливных элементов из древесных опилок, которые могут быть использованы для отопления подсобных помещений на фермах крупного рогатого скота (КРС) и в быту сельским населением, то есть в сельском хозяйстве страны. Известен способ получения топливных брикетов [1]. Согласно этому авторскому свидетельству способ содержит операцию смешения высушенной смеси измельченных твердых топлив и связующего на основе отходов нефтеперерабатывающего производства - нефтешлама и/или отработанного машинного масла с дополнительными добавками в определенных % соотношениях, а именно - в % от массы брикетируемой смеси:

Связующие: нефтешлам и др. 10-32
Измельченные твердые топлива из группы:
древесные опилки, торф и др. до 100

Указанную смесь далее подвергают брикетированию и сушке при температуре менее 300°С.

В условиях ферм КРС и быта сельского населения для обеспечения потребностей в топливе за счет собственных возобновляемых ресурсов известный способ мало пригоден ввиду своей сложности (много компонентов, трудность поддержания их по массе % соотношений), а также значительных затрат тепловой энергии как при подготовке исходных компонентов, так и в процессе сушки брикетов.

Кроме того, известна композиция для древесных брикетов [2], включающая измельченные древесные отходы - опилки или стружки и экскременты животных, отличающаяся тем, что она содержит экскременты животных - навоз с содержанием воды 50-66% при соотношении компонентов, мас.%:

Древесные опилки или стружки 50-80
Навоз с содержанием воды 50-66% Остальное

В этом случае используется энергоемкая технологическая операция по доведению до необходимых размеров опилок и стружки путем измельчения. Кроме того, применяют навоз в свежеполученном (1-6 дней) виде с содержанием воды в диапазоне 50-66% или несвежий навоз, который смешивают с горячей водой и доводят содержание ее в навозе до 50-66%. Известно [3], что влажность навоза колеблется в пределах 70-95%, из авторского свидетельства не ясно, как доводят влажность этого компонента до 50-66%, согласно формуле авторского свидетельства [2]. Указанные ограничения, во-первых, усложняют процесс подготовки компонентов, а в случае несвежего навоза требуется дополнительная тепловая энергия для приготовления горячей воды, используемой для доводки навоза до требуемой влажности.

Цель предлагаемого изобретения на способ:

- упрощение технологического процесса за счет замены весовых соотношений используемых компонентов объемными - как более простыми в реализации, за счет использования бесподстилочного навоза, имеющего влажность 80-90%, и опилок, не требующих дополнительной подготовки к смешиванию;

- исключение энергозатрат в процессе подготовки компонентов на измельчение, сушку и доведение навоза до необходимой влажности, а также в процессе брикетирования и сушки брикетов (как это должно выполняться согласно технологии в рассмотренных выше способах) [1, 2].

В предлагаемом способе в качестве связующего в смеси с опилками используется бесподстилочный навоз (полужидкий либо разжижаемый, состоящий из кала и мочи), влажность которого составляет 80-90% (в этом заключается новизна решения), который получается при содержании КРС без подстилки, например, на щелевых полах [3], и такой навоз называют бесподстилочным. Понятие - бесподстилочный навоз используется при описании технологий, связанных с получением удобрений [4].

Пример: древесные опилки тщательно смешивают с бесподстилочным навозом (КРС), в качестве связующего, естественной влажности 80-90% в соотношении 1:1 по объему, получают тестообразную массу, которую при комнатной температуре формуют под давлением 0,02-0,04 МПа и сушат в естественных условиях (на воздухе).

Предлагаемые и контрольный составы приведены в табл.1.

В табл.2 представлены полученные по результатам лабораторных испытаний показатели прочности и теплотворной способности образцов топливных элементов, изготовленных по предлагаемому способу, а также контрольного образца брикета, изготовленного известным способом [2].

Таблица 1.
Компоненты Содержание компонентов
Объем % в составе Масса % в составе
1 2 3 4
Древесные отходы - опилки 50 50 50 50*
Навоз бесподстилочный
с влажностью:
80% 50 - - -
85% - 50 - -
90% - - 50 -
Навоз влажностью 50-66% - - - 50*
Примечание. Состав 4 - контрольный, где содержание компонентов, мас.% [Авт.св. 1713923 (опилки - 50%, навоз с содержанием воды 50-66% - 50%, то есть состав 1)].
Таблица 2.
Состав Характеристики топливных элементов
теплотворная способность, ккал/кг прочность отдельного образца, кГс/см2 крошимость, % использование горячей воды при доводке до необходимой влажности
1 3690 4,9 - отсутствует
2 3610 4,9 - отсутствует
3 3526 4,9 - отсутствует
4 4100 - 1,1 да (в случае несвежего навоза)

Теплотехнические показатели топливных элементов, полученных предлагаемым способом: теплотворная способность и механическая прочность отвечают высоким требованиям. В частности, теплотворная способность топливных элементов приближается к теплотворной способности некоторых углей [5]. Исключены затраты энергии при подготовке исходных компонентов (измельчение высушенной смеси твердых топлив и связующего) [1]. Работа по приготовлению смеси с объемными составами проще, нежели приготовление смеси по массе. В предлагаемом способе применяется бесподстилочный навоз с присущей ему влажностью 80-90% [3], который не требует дополнительных затрат энергии для использования.

Ввиду большей влажности применяемого навоза процесс перемешивания компонентов до получения тестообразной массы в предлагаемом способе в сравнении с известным способом [2] облегчается.

Источники информации

1. Авт.св. RU №2130047 C1, 6 C10L 5/02, 5/44, 5/12.

2. Авт.св. RU №1713923 A1, C10L 5/44, 5/42.

3. А.П.Онегов и др. Справочник по гигиене сельскохозяйственных животных. Москва, Россельхозиздат. - 1975 г., стр.151 (1-20 строка сверху,) стр.154 (15-18 строка снизу).

4. Денисов В.А., Колесникова Т.Н. Перспективные технологии производства комплексных органоминеральных удобрений на основе бесподстилочного навоза // Сб.«Научно-технические проблемы механизации и автоматизации животноводства», т.8, ч.1, стр.231. 1999.

5. Киселев Н.А. Котельные установки. Москва, «Высшая школа», 1975 г., стр.19.

Способ получения топливных элементов из древесных опилок, отличающийся тем, что в качестве связующего в соотношении 1:1 по объему с опилками применяют бесподстилочный навоз крупного рогатого скота (КРС) естественной влажности 80-90% с дальнейшей формовкой смеси и сушкой элементов в естественных условиях.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сельского хозяйства и биоэнергетике. .
Изобретение относится к области утилизации древесных отходов и может быть использовано при производстве экологически чистых биотоплив для промышленных и коммунально-бытовых нужд.
Изобретение относится к производству твердого формованного топлива из биологических отходов, пищевых и деревообрабатывающих производств. .
Изобретение относится к способу изготовления на основе мелкофракционных углеродсодержащих материалов брикетного твердого топлива, используемого для сжигания в топках малых котельных жилищно-коммунального хозяйства и промышленных предприятий, железнодорожных вагонов, бытовых печах населения и других энергетических установках малой мощности, а также в качестве каминного топлива.
Изобретение относится к способам получения твердого топлива растительного происхождения и может быть использовано для промышленных и коммунально-бытовых нужд и в топливной промышленности.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях шнековых пресс-экструдеров, предназначенных для переработки различных видов сыпучих и волокнистых материалов, преимущественно для изготовления брикетов различного назначения путем прессования и шнекового экструдирования.

Изобретение относится к области утилизации древесных отходов и может быть использовано при производстве экологически чистых биотоплив для промышленных и коммунально-бытовых нужд.

Изобретение относится к способу получения топливных гранул из биологического материала, предпочтительно опилок, древесины и т.п., отличающийся тем, что материал подают на стадию сушки (1) и сушат этот материал до значения относительной влажности от 40-65 мас.% до 30-45 мас.%; материал подают со стадии сушки (1), возможно через промежуточную стадию хранения (2), на реакторную стадию (3, 3 ) и обрабатывают материал при повышенном давлении и нагревании до 200-300°С путем подачи пара; материал выдерживают в реакторе при достигнутой температуре в течение времени, достаточного для размягчения материала; давление на реакторной стадии (3, 3 ) снижают по меньшей мере в две стадии, при этом первую стадию снижения давления осуществляют для разделения материала на волокна и выделения лигнина, а вторую стадию снижения давления - для подачи материала с реакторной стадии (3, 3 ) на дополнительную стадию сушки (5), возможно, через промежуточную стадию хранения (4), и материал гранулируют.

Изобретение относится к способам изготовления древесных гранул (пеллет) и может быть использовано в производстве топлива из цельной древесины. .

Изобретение относится к отвержденной биомассе, применяемой в качестве альтернативного вида топлива для угольного кокса, а также в качестве материала для различных целей применения, и способам ее получения.
Изобретение относится к технологии получения твердого углеродсодержащего топлива, в частности к составу для получения твердого формованного топлива, которое может быть использовано как бытовое топливо и в промышленности

Изобретение относится к области биотехнологии
Изобретение относится к технологии брикетирования коксовой пыли, угольной и коксовой мелочи, в частности к составу для получения твердого композиционного высокоуглеродсодержащего топлива

Изобретение относится к области создания экологически чистого топлива на базе возобновляемых ресурсов органического растительного происхождения
Изобретение относится к технологии получения твердого органического топлива, в частности топливных брикетов, и может использоваться для обогрева бытовых помещений, в полевых условиях, на транспорте и в промышленности
Изобретение относится к топливно-энергетической сфере для улучшения свойств лигнина, используемого в качестве горючего

Изобретение относится к брикетированию горючих углеродсодержащих материалов и может быть использовано для получения топливных брикетов из угольных и бумажных отходов
Изобретение относится к техническим средствам, используемым в качестве твердого топлива
Изобретение относится к области утилизации древесно-растительных отходов и торфа и может быть использовано при производстве экологически чистых биотоплив в виде активных брикетов и гранул (пеллет) для промышленных и коммунально-бытовых нужд
Изобретение относится к способу производства гранул из больших кусков возобновляемого волокнистого сырья
Наверх