Активные пеллеты


 


Владельцы патента RU 2477305:

Общество с ограниченной ответственностью "ТОТЕК" (RU)

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. Твердое биотопливо на основе древесно-растительных компонентов и/или торфа дополнительно содержит катализатор горения при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Катализатор горения 0,001-10; Измельченный древесно-растительный компонент и/или торф до 100.

В качестве древесно-растительных компонентов оно содержит древесные опилки, щепу, кору, солому, полову, шелуху семян, жмых, стебли и листья растений, бумажные отходы, а в качестве катализатора горения - неорганические производные металлов I-II и VI-VIII групп Периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

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.

Гранулы (пеллеты) - это спрессованные частицы растительного происхождения, имеющие форму цилиндров диаметром до 25 мм.

Брикеты - спрессованные частицы растительного происхождения, имеющие форму цилиндров диаметром более 25 мм (либо имеющие в сечении многоугольник, иногда - с отверстием в центре).

Известен топливный брикет, полученный смешиванием измельченного <42 меш углеродного материала, такого как, например, торф, древесный уголь, растительный материал, лигнит и др., с кислотными шламами с последующим формованием полученной смеси [Пат. США 3592779].

Известен топливный брикет, содержащий высушенную смесь измельченных твердых топлив из группы: древесные опилки, торф, обезвоженный птичий помет, обезвоженный навоз и др. и/или их смесь, а также осадок от очистки сточных вод, и связующее, выбранное из группы: лигносульфонат, меласса, и/или глина, и/или парафин или парафиновый гач[Пат. России 2130047].

Недостатком этих технических решений являются повышенная зольность и кислотность.

Известен состав твердого биотоплива, который включает измельченный уголь, измельченные отходы деревопереработки, углеводородсодержащее связующее и воду [Пат. России 2098461].

К недостаткам данного состава относятся: повышенная зольность биотоплива, трудоемкость приготовления многокомпонентного состава сырья.

Известен состав твердого биотоплива из растительной смеси, включающий 30-60% - древесных отходов и технический гидролизный лигнин - остальное. [Пат. России 2131912].

К недостаткам способа относятся высокие затраты на транспортировку, хранение и переработку технического гидролизного лигнина, используемого в качестве связующего в процессе производства биотоплива, высокий показатель водопоглощения, повышенная зольность и сравнительно низкая теплота сгорания биотоплива.

Известно твердое биотопливо из растительной смеси состава (мас.%): древесные отходы - 99,0÷99,9; дизельное топливо - 0,1÷1 [Пат. России 2402598].

Это техническое решение принято за прототип.

Недостатком прототипа является наличие пожароопасного дизельного топлива, ухудшение экологических характеристик топлива при хранении за счет выделения вредных паров в атмосферу помещений хранения и использования топлива.

Целью данного изобретения является расширение ассортимента используемых твердых биотоплив, более полная утилизация различных древесно-растительных отходов и торфа при получении эффективных активных твердых биотоплив с минимальными затратами, повышение полноты сгорания биотоплива и снижение вредных веществ в отходящих газах при сжигании топлива.

Поставленная цель достигается тем, что активное твердое биотопливо содержит измельченный древесно-растительный компонент и/или торф, и катализатор горения при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Катализатор горения 0,001-10;
Измельченный древесно-растительный компонент и/или торф до 100.

1. В качестве катализаторов горения могут быть использованы органические и неорганические производные металлов I-II и VI-VIII групп Периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева.

В качестве древесно-растительных компонентов могут быть использованы древесные опилки, щепа, кора, солома, полова, шелуха семян, жмых, стебли и листья растений, бумажные отходы. Измельчение древесно-растительных компонентов и торфа может производиться любым известным способом, например в дезинтеграторе, мельнице и др. Растительные отходы могут смешиваться с торфом в любых необходимых соотношениях.

Способ получения твердого биотоплива заключается в дозировании и перемешивании измельченных используемых компонентов - измельченного растительного компонента и/или торфа, и катализатора горения с последующим их прессованием по стандартной технологии получения топливных пеллет [Древесная топливная гранула в России и СНГ: Справочник.: СПб., 2005. - 124 с.; Занегин Л.А., Воскобойников И.В., Кондратюк В.А., Щелоков В.М. Биомасса древесины и биоэнергетика: монография - М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2008, т.2. - 456 с.]. Либо введением в высушенную биомассу раствора катализатора с последующим их прессованием по стандартной технологии получения топливных пеллет и брикетов.

Для проверки эффективности активных пеллет, полученных из разного сырья в лаборатории, были изготовлены пеллеты диаметром 6 мм и длиной 12 мм из коры ели, измельченной щепы из березовых пней, жмыха семян подсолнечника, кленовых листьев, пшеничных соломы и половы, шелухи арахиса, торфа и бумажных отходов из офисного уничтожителя бумаги bLSRABBIT.

В качестве катализатора горения во всех лабораторных активных пеллетах использовался ацетилацетонат марганца в концентрации 5%.

Испытания лабораторных активных пеллет проводили по ГОСТ 2408.1-95 с некоторыми изменениями: вместо кислорода использовали воздух, а на выходе из печи газ поступал не в поглотительные склянки, а в лабораторный газовый хроматограф Кристалл 5000 исп.2. Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1.
Результаты испытаний лабораторных активных пеллет
№ п/п Состав пеллет Состав отходящих газов, мг/м3
СО NOx СхНх
1 кора ели 63 83 9
2 щепа из березовых пней 57 63 7
3 жмых семян подсолнечника 48 69 8
4 кленовые листья 51 71 6
5 пшеничная солома 53 73 5
6 пшеничная полова 52 68 6
7 шелуха арахиса 47 62 8
8 торф 43 103 9
9 бумажные отходы 67 90 11
10 опилки деревьев лиственных пород без катализатора 89 141 13

На производстве пеллет «Тотек» были получены опытные образцы активных пеллет «Тотек» с катализаторами горения. Три образца были получены при введении твердых катализаторов горения - ацетилацетонатов хрома и магния и олеиновокислой меди непосредственно в сухие опилки с нормализованной влажностью. Два других образца были получены при добавлении водных растворов ацетата никеля и перманганата калия к сухим опилкам.

Образцы 7-9, содержащие одновременно органические и неорганические производные металлов в соотношении 1:1 ацетилацетонат магния и перманганат калия, ацетилацетонат хрома и бихромат кальция, ферроцен и нитрат меди, были получены при введении твердых катализаторов горения непосредственно в сухие опилки с нормализованной влажностью.

Ввести катализаторы в виде водных растворов невозможно из-за практически полной нерастворимости органических производных в воде.

Использовать органические растворители нельзя из-за их высокой пожароопасности.

Испытания активных пеллет проводили сжиганием их в твердотопливном стальном пеллетном котле марки FACI 10 в следующей последовательности: пеллеты «Тотек» стандартные, пеллеты «Тотек», модифицированные катализаторами горения, и опять стандартные пеллеты «Тотек». Состав отходящих топливных газов определяли стационарным газоанализатором для непрерывного измерения IMR 7500. Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Представленные в таблицах данные подтверждают эффективность предложенного технического решения. Причем эффективно использование как смеси органических и неорганических производных металлов, так и каждого из катализаторов в отдельности. Однако применение смеси катализаторов более эффективно.

Таблица 2.
Результаты испытаний активных пеллет «ТОТЕК» с катализаторами горения
№ п/п Состав пеллет, % Состав катализатора Свойства пеллет Состав отходящих газов, мг/м3
опилки катализатор Влажность, % Плотность, кг/м3 Теплота сгорания, МДж/кг СО NOx СхНх
1 100 - - 10,3 1,11 18,3 87 134 12
2 97,0 3,0 ацетилацетонат магния 10,2 1,12 18,3 50 86 7
3 99,0 1,0 ацетилацетонат хрома 10,3 1,12 18,5 53 93 8
4 98,8 1,2 олеиновокислая медь 10,2 1,11 18,3 31 77 6
5 98,5 0,5 ацетат никеля 10,4 1,12 18,4 45 81 7
6 99,95 0,05 перманганат калия 10,2 1,11 18,5 27 63 5
7 97,0 3,0 ацетилацетонат магния:перманганат калия 1:1 10,2 1,11 18,5 21 58 4
8 95,0 5,0 ацетилацетонат хрома:бихромат кальция 1:1 10,2 1,12 18,4 35 64 5
9 98,0 2,0 ферроцен: нитрат меди 10,3 1,12 18,4 29 70 5
10 100 - - 10,3 1,11 18,3 85 131 11

1. Твердое биотопливо на основе древесно-растительных компонентов и/или торфа, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит катализатор горения при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Катализатор горения 0,001-10
Измельченный древесно-растительный компонент и/или торф до 100

2. Твердое биотопливо по п.1, отличающееся тем, что в качестве древесно-растительных компонентов оно содержит древесные опилки, щепу, кору, солому, полову, шелуху семян, жмых, стебли и листья растений, бумажные отходы.

3. Твердое биотопливо по п.1, отличающееся тем, что в качестве катализатора горения оно содержит органические и неорганические производные металлов I-II и VI-VIII групп Периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу получения угольных брикетов из угольного шлама и угольной мелочи со связующим - водным раствором полиэлектролита - флокулянта на основе полиакриламида (ПАА).

Изобретение относится к технологиям окисления и может быть использовано в системах сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива, применяемых в промышленности (обжиг, плавка, пирометаллургия и т.п.), коммунальном хозяйстве (сжигание отходов, бойлерные и т.п.), энергетике (различные виды двигателей внутреннего сгорания, теплоэнергетические установки и т.п.) для получения работы и/или получения энергии.
Изобретение относится к топливно-энергетической сфере для улучшения свойств лигнина, используемого в качестве горючего. .

Изобретение относится к технологии подготовки угольного топлива к сжиганию в энергетических котлах. .
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 области коксохимического и доменного производства. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях для повышения эффективности сжигания низкореакционного твердого топлива.
Изобретение относится к получению смесевых твердых топлив как источников энергии твердотопливных ракетных двигателей и газогенераторов различного назначения. .

Изобретение относится к области разработки металлизированных смесевых твердых топлив. .
Изобретение относится к техническим средствам, используемым в качестве твердого топлива. .

Изобретение относится к брикетированию горючих углеродсодержащих материалов и может быть использовано для получения топливных брикетов из угольных и бумажных отходов.
Изобретение относится к топливно-энергетической сфере для улучшения свойств лигнина, используемого в качестве горючего. .
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 области создания экологически чистого топлива на базе возобновляемых ресурсов органического растительного происхождения. .
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 биотехнологии. .
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 технологии изготовления топливных элементов из собственных возобновляемых ресурсов, в частности из древесных опилок. .

Изобретение относится к области сельского хозяйства и биоэнергетике. .
Изобретение относится к способу производства гранул из больших кусков возобновляемого волокнистого сырья
Наверх