Способ производства гранул из больших кусков возобновляемого волокнистого сырья


 


Владельцы патента RU 2483098:

АМАНДУС КАЛ ГМБХ ЭНД КО. КГ (DE)

Изобретение относится к способу производства гранул из больших кусков возобновляемого волокнистого сырья. Описан способ, согласно которому сырье измельчают, сушат и затем перерабатывают в гранулы в матричном прессе, где материал, предварительно грубо измельченный в соответствующих случаях в измельчителях, измельчают до сушки в первом матричном прессе. Технический результат - экономическая выгода способа. 1 н. и 7 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к способу производства гранул из больших кусков возобновляемого волокнистого сырья, такого как, в частности, дерево, солома или растения, выращиваемые для производства топлива, согласно которому сырье измельчают, сушат и затем перерабатывают в гранулы в матричном прессе.

Обычно возобновляемое волокнистое сырье, такое как, в частности, дерево, солома или растения, выращиваемые для производства топлива, после уборки и доставки на завод по производству гранул в влажном состоянии грубо измельчают, сушат, снова измельчают тонко и затем, после добавления пара или воды, а иногда подходящих связующих, перерабатывают в гранулы (цилиндрические тела с диаметром 6-12 мм) в матричных прессах. Такие гранулы используются для сжигания как промышленные гранулы в большем или меньшем масштабе в домашних условиях (печи, камины). Возобновляемое сырье доступно в больших объемах не только в форме деревьев и других быстро растущих растениях, но и в форме древесных отходов, например стружки, и других отходов деревообрабатывающей промышленности. Не дающее CO2 использование этого сырья для сгорания высоко целесообразно не только по причинам защиты окружающей среды, но и по экономическим причинам в связи с ростом цен на нефть и растущий спрос на энергию.

Грубое измельчение сырого сырья (например, рубленой соломы или древесных опилок с размерами от G10 до G100, главным образом G30 или G50) традиционно проводят в дорогостоящих и больших молотковых дробилках с расходом электроэнергии 25-35 кВт·ч на тонну измельчаемого продукта. Недостатком таких молотковых дробилок также является то, что их приходится эксплуатировать с потоками воздуха, что требует сложных пылеулавливающих фильтров для отходящего воздуха. Как альтернатива, в последнее время также используют устройства для измельчения стружки, которые потребляют приблизительно такое же количество энергии, но требуют значительного объема технического обслуживания, поскольку измельчающие ножи быстро изнашиваются и требуют замены и заточки один раз в смену.

Для производства гранул используют матричные прессы. В матричных прессах желобчатые валы движутся по матрице с отверстиями, продавливая материал, находящийся на матрице, через отверстия и уплотняя его там в гранулы (EP 0143415 A2). В этом отношении различают кольцевые матричные прессы и плоские матричные прессы. Обе прессовые системы доказали свою пригодность для превращения возобновляемого сырья, в частности соломы или древесины, в гранулы в течение многих лет. Тогда как в кольцевых матричных прессах вращающиеся валы равномерно проходят по всей ширине матрицы над совместно вращающимися фиксированными дисковыми жерновами, в случае плоского матричного пресса дисковые жернова, проходящие по матрице, совершают круговое движение. В противоположность кольцевому матричному прессу, в последнем случае материал не только уплотняется между дисковым жерновом и матрицей и продавливается через отверстия матрицы для формирования требуемых гранул, но и дополнительно подвергается срезывающему действию за счет разных относительных скоростей у дискового жернова и матрицы на пути дискового жернова.

Цель изобретения заключается в том, чтобы предложить способ вышеупомянутого типа, который требует меньше энергии для производства гранул.

В решении согласно изобретению материал, предварительно грубо измельченный в соответствующих случаях в измельчающих устройствах, до сушки измельчают в первом матричном прессе.

В одном предпочтительном варианте осуществления материал измельчают в первом матричном прессе при содержании воды по меньшей мере 15-20 мас.% в случае соломы и по меньшей мере 40-50 мас.% в случае древесины и другого сырья.

Измельчение происходит не в молотковой дробилке или режущем устройстве, как в уровне техники, а в матричном прессе. Общеизвестно измельчение сырья с длинными волокнами, например соломы, частей растений и древесных отходов, до производства гранул в матричном прессе (EP 0143415 A2). Там, однако, измельчают сухой материал, поскольку производство гранул осуществляют сразу же после измельчения, поскольку в ином случае содержание влаги в сырье будет слишком высоким для гранул приемлемого качества. Без достаточного трения материал будет проходить через отверстия без достаточного уплотнения. Более того, при высоком содержании влаги материал на выходе из уплотнительных каналов, в которых существует высокое давление, будет быстро испаряться в результате нагрева в втором прессе для производства гранул, что приведет к появлению неприемлемых трещин в гранулах, приводящих к их разрушению, в частности при дальнейшем обращении с ними. Типичное содержание влаги в материале для производства гранул поэтому составляет 10-15%, когда гранулы производят из опилок или стружки.

Настоящее изобретение основано на неочевидном факте, что измельчение все еще влажного сырья в матричном прессе, в частности в плоском матричном прессе, как альтернатива мокрому измельчению в молотковых дробилках или режущих устройствах, дает ряд преимуществ. Известно, что продукты в общем могут быть измельчены в матричном прессе. Однако такое измельчение выполняют только в отношении сухого продукта как последний этап способа сразу же перед производством гранул.

В случае возобновляемых волокнистых продуктов, в частности соломы или древесины, неожиданно было выявлено, что продукт, измельченный в матричном прессе, в частности в плоском матричном прессе, в мокром состоянии (в частности, с содержанием воды приблизительно 40-50% для древесины) имеет полностью другую структуру, которая значительно лучше для последующего производства гранул, чем в случае использования молотковых дробилок или режущих устройств. Поскольку встречаются подобные стружке удлиненные продукты, в порядке работ согласно изобретению срезывающие силы, возникающие между дисковым жерновом, материалом и матрицей в матричном прессе, приводят к образованию в большей степени волокнистых, почти похожих на вату продуктов, которые из-за их структуры могут быть переработаны после сушки в более стойкие гранулы по сравнению с традиционным измельчением. Из-за другой структуры сушка продукта, измельченного в соответствии с изобретением также происходит быстрее и с лучшим качеством чем после обработки в молотковой дробилке. Высокое содержание влаги, которое вызывает проблемы при производстве гранул, как уже было сказано, в данном случае не приводит к трудностям при измельчении.

Основной экономической выгодой способа согласно изобретению также является то, что при традиционном мокром измельчении в молотковых дробилках или режущих устройствах необходимы большие объемы воздуха, чтобы эксплуатировать такие устройства, причем такие объемы воздуха насыщаются пылью и должны быть очищены в фильтрационных системах перед выбросом в атмосферу. В способе согласно изобретению очищающие системы такого типа можно не использовать.

Плоский матричный пресс также хорошо подходит для варки целлюлозы, поскольку его дисковые измельчающие валы имеют прямой привод. Это приводит к измельчению подаваемого материала в результате действия давления валов, требуемого для прохождения по нему. При дисковых измельчающих валах без прямого привода, таких, например, как у кольцевых матричных прессах, существует опасность того, что без собственного вращения дисковые измельчающие валы будут проскальзывать по влажному материалу, не оказывая никакого измельчающего действия.

В плоском матричном прессе предпочтительно использовать цилиндрические, а не приблизительно конические, дисковые измельчающие валы, чтобы получить дополнительное срезывающее действие за счет разных относительных скоростей дискового измельчителя и матрицы по пути прохождения дискового измельчителя.

Неожиданно было установлено, что при мокром измельчении согласно изобретению в матричном прессе, в частности в плоском матричном прессе, количество подводимой энергии, при улучшенном результате измельчения, заметно ниже, чем в традиционных способах измельчения трепанием или резкой в молотковой дробилке или режущем устройстве.

Если материал недостаточно измельчен в первом матричном прессе, он может быть дополнительно измельчен после сушки в молотковой дробилке. Однако для этой цели больше не требуются вышеупомянутые молотковые дробилки, поскольку материал в любом случае достаточно предварительно измельчен. Вместо этого, как правило, тонкое измельчение материала после сушки может быть выполнено в менее дорогостоящих и сложных молотковых дробилках, например в применяемых в производстве кормов.

1. Способ производства гранул из больших кусков возобновляемых волокнистых сырьевых материалов, в котором сырьевой материал измельчают, затем сушат и впоследствии перерабатывают в гранулы в матричном прессе, отличающийся тем, что материал, предварительно грубо измельченный в соответствующих случаях в измельчителях, измельчают до сушки в первом матричном прессе.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что материал измельчают в первом матричном прессе с содержанием воды по меньшей мере от 15 до 20 мас.% в случае соломы и по меньшей мере от 40 до 50 мас.% в случае древесины и других материалов.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что первым матричным прессом является плоский матричный пресс.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что дисковые измельчающие валы первого матричного пресса цилиндрические.

5. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что дисковые измельчающие валы имеют привод.

6. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что материал дополнительно измельчают в молотковой дробилке после сушки и до переработки в гранулы.

7. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что плоский матричный пресс используют как матричный пресс, в котором материал перерабатывают в гранулы.

8. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что кольцевой матричный пресс используют в качестве матричного пресса, в котором материал перерабатывают в гранулы.



 

Похожие патенты:
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 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 способу получения топливных брикетов из биомассы, включающему термическую обработку биомассы при температуре 200-500°C без доступа воздуха, подготовку связующего вещества, получаемого растворением декстрина в пиролизном конденсате в соотношении 1:(5÷20), смешивание связующего с измельченным до 2 мм углеродистым остатком, формирование из полученной смеси топливного брикета и его сушку при комнатной температуре в течение 2-5 суток

Изобретение относится к способу и устройству для производства твердого углеводородного топлива

Изобретение относится к способу изготовления топливных брикетов, включающему измельчение горючих твердых компонентов, их смешение со связующим, прессование и сушку брикетов, отличающемуся тем, что в качестве горючих твердых компонентов используют утилизируемые артиллерийские пороха баллиститного типа или безвозвратные отходы порохового производства, измельченные на модернизированной дисковой мельнице до размеров частиц 0,5-1,0 мм, и отсевы активированного древесного угля, измельченные на двухвалковой дробилке до размеров частиц менее 4,0 мм, и смешивают их в 8,0-10,0% водном растворе связующего полиакриламида или натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в смесителе непрерывного или периодического действия с горизонтальными мешалками, затем прессуют в топливные брикеты на валковом прессе-грануляторе, сформированные брикеты подвергают сушке воздухом на трехсекционной ленточной сушилке при температуре 100…105ºС в течение 3 ч, затем охлаждают и провяливают в течение суток. Изобретение направлено на расширение сырьевой базы производства топливных брикетов, экологически безопасную утилизацию снимаемых с вооружения артиллерийских порохов, отходов баллиститного производства и отсевов активированного древесного угля, не нашедшего применения в качестве адсорбента, повышение энергоемкости и теплотворной способности топливных брикетов. 1 ил., 2 пр.
Изобретение относится к способу получения топливных окатышей, включающий смешивание наполнителя, содержащего отходы обработки древесного сырья, горючего компонента в виде отходов нефтепродуктов и связующего, где в качестве горючего компонента используют также масложировые отходы пищевой промышленности, горючий компонент служит одновременно связующим, в смешиваемую массу добавляют порошкообразный загуститель из горючего материала, при этом вначале производят в течение 1,5-2 минут смешивание загустителя и горючего связующего в соотношении 0,2-1,0:1 для загущения последнего, затем в загущенную массу постепенно вводят наполнитель, составляющий в целом 0,5-1,0:1 к горючему связующему и снова перемешивают в течение 35-40 мин до образования окатышей устойчивой формы, затем снова добавляют загуститель в количестве 10-20% его первоначальной массы для предотвращения слипания окатышей и перемешивают еще 2-4 мин до получения готового продукта в виде округлых окатышей. Получаемые топливные окатыши находят применение как топливо в быту, в котельных коммунально-бытового назначения, в качестве растопочного средства для розжига. Заявляемый способ получения является более простым, менее затратным и более экологичным. 14 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии производства формованного твердого топлива на основе обезвоженных илов очистных сооружений осадков городских сточных вод (ОСВ) и может быть использовано для коммунально-бытовых нужд, а также в промышленности в котлах твердотопливных котельных, при этом частично решается проблема снижения загрязнения окружающей среды отходами. Способ переработки обезвоженных илов очистных сооружений в топливные брикеты в форме цилиндров включает дозирование и перемешивание в смесителе твердых компонентов, илов очистных сооружений, формование смеси и последующую сушку формованного топлива в виде брикетов, отличается тем, что после смешивания в смесителе подготовленную массу подают в специальный роторно-пульсационпый аппарат, где смесь под давлением 15÷20 МПа подвергают механоактивации, гомогенизации и реструктуризации, далее выдерживают в течение 2÷3-х часов, после чего обогащают иефтешламом и подают в формовочный экструдер, при этом для смешения используют илы очистных сооружений с содержанием воды 55÷25 мас.%. Сушат брикеты при 70÷80°С в течение 30÷50 минут или при комнатной температуре 2÷3 суток до влажности 17÷22%, при этом формованное топливо содержит, мас.%: измельченные твердые компоненты, содержащие древесные, растительные отходы, торф, угольную мелочь - 40÷70%; нефтешлам - 5÷6%; илы очистных сооружений - остальное. Технический результат - формованное топливо обладает высокой механической прочностью, позволяющей снизить затраты на его хранение, погрузку, разгрузку и транспортировку. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к топливу и способу его получения, способу получения тепловой энергии из биомассы с низкой температурой плавления золы, в частности из барды процесса производства биоэтанола. Описано топливо, представляющее собой смесь, один компонент которой состоит из частично обезвоженной барды из процесса производства биоэтанола, а другой компонент состоит из молотых материалов, где отношение веса натрия и веса калия в зольных остатках к весу других негорючих компонентов составляет менее чем 1:5,85 и/или это отношение выбирается с расчетом достижения температуры плавления золы указанной смеси свыше 760°С, также описан способ производства топлива, способ получения тепловой энергии из топлива и устройство для осуществления этого способов. Технический результат - комплексная обработка барды в целях производства энергии посредством экологически приемлемой технологии, которая не производит ненужных отходов, требующих утилизации. 5 н. и 36 з.п. ф-лы, 2 табл., 11 пр., 6 ил.

Изобретение относится к способу получения топлива из прессованной биомассы, при котором влажную биомассу перед процессом прессования в форме подвергают процессу сушки, перед процессом сушки процессу механического обезвоживания для уменьшения содержания влаги и перед механическим процессом обезвоживания процессу измельчения, при этом в процессе измельчения посредством размалывания, доведения до пюреобразного состояния, протирания через сито, приготовления мезги или аналогично механического измельчения биомассу подвергают тонкому измельчению так, что в значительной степени разрушаются клеточные структуры и образуется биомасса с консистенцией от кашеобразной до жидкой. Изобретение относится также к приспособлению для получения топлива из прессованной биомассы для осуществления заявленного способа. Тонкое измельчение позволяет в совокупности удалить больше воды из биомассы механически или на стадии предварительного обезвоживания. Это ведет к снижению содержания опасных при сжигании веществ, уменьшению коррозии отопительного котла, повышению теплоты сгорания, понижению содержания золы и увеличению точки плавления золы. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Настоящее изобретение относится к брикету, способу изготовления такого брикета и к применению такого брикета в горелках для выработки тепла. Брикет состоит из спрессованного лигноцеллюлозного тела, содержащего: (а) от 60 до 90 вес.% обрезков травяных стеблей и (b) от 10 до 40 вес.% трепаного лигноцеллюлозного связующего со степенью трепания от 38 до 75°RS (градусы Шоппера-Риглера), предпочтительно от 45 до 70°RS (указанные проценты выражены в сухом весе относительно сухого веса суммы (а) и (b)) и из жидкого при комнатной температуре топлива, имеющего температуру вспышки от 30 до 150°С, пропитывающего спрессованное лигноцеллюлозное тело, причем указанный брикет имеет по существу цилиндрическую форму и имеет центральный дымоотвод со звездообразным поперечным сечением. Способ изготовления брикетов включает стадии: (1) смешение водной суспензии лигноцеллюлозного связующего (b) с обрезками травяного стебля (а) в таких пропорциях, что отношение (на сухой вес) лигноцеллюлозного связующего (b) к обрезкам травяного стебля (а) лежит от 10/90 до 40/60; (2) формование смеси, полученной в подходящем агрегате типа форма (охватывающая часть) - противоформа (охватываемая часть) при температуре от 40 до 120°С под давлением от 3 до 12 бар, прилагаемом в течение времени от 5 до 120 с; (3) извлечение из пресс-формы полученного спрессованного тела; и (4) пропитывание извлеченного из пресс-формы спрессованного тела жидким при комнатной температуре топливом, имеющим температуру вспышки от 30 до 150°С. Технический результат - получение твердого топливного брикета с малым весом и геометрией, обеспечивающей множество точек зажигания, укрытых внутри центрального дымоотвода. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройству для брикетирования отходов жизнедеятельности животных и птицы, содержащему загрузочный бункер, установленный в полом корпусе конический шнек, расположенный в нижней части корпуса скребковый транспортер, со стороны вершины конического шнека на выходе из корпуса установлена подпружиненная пластина в виде лыжи, при этом оно дополнительно содержит смеситель, состоящий из корпуса, патрубков ввода заполнителя и наполнителя, причем вдоль вертикальной оси корпуса смесителя размещен ротор с лопастями, расположенными под углом друг к другу, нижняя часть смесителя через шибер и трубопровод соединена с нижней частью устройства для смешивания материала со связующим, состоящего из корпуса и патрубка ввода связующего, внутри корпуса, на его противоположных сторонах размещены два шнека в виде спирали с противоположной навивкой, вращающихся с помощью электродвигателей, с внешней стороны корпуса устройства для смешивания по его периметру расположен змеевик с теплоносителем. Лопасти, установленные на роторе смесителя, имеют форму прямоугольного треугольника. Применение заявленного устройства позволяет использовать отходы жизнедеятельности животных (навоз, помет), а также использовать местные ресурсы в виде легкодоступных и безопасных для окружающей среды материалов. Полученные брикеты используют для получения тепла. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу получения гранул или брикетов из лигнинсодержащего материала, причем способ включает стадии, в которых: пропускают лигнинсодержащий материал с содержание влаги менее чем около 30% по весу в реактор; нагревают материал до температуры 180-235ºС нагнетанием пара в реакторе в течение 1-12 минут; снижают давление и формуют обработанный материал с образованием гранул или брикетов. Изобретение относится также к лигнинсодержащей грануле или брикету, используемых в качестве источника топлива, полученных указанным ранее способом. Также описывается способ получения гранул или брикетов из биомассы, включающий стадии, в которых: предоставляют материал, имеющий содержание влаги 0-30% по весу; нагревают паром при температуре 180-235ºС в течение по меньшей мере 1 минуты; снижают давление и формуют брикеты. Получаемые гранулы или брикеты обладают улучшенными физическими характеристиками, легко транспортируются, хранятся и в установках для сжигания может быть более высокая выходная мощность. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх