Твердое топливо


 


Владельцы патента RU 2542363:

Криэйтив Ко. Лтд. (JP)

Изобретение относится к твердому топливу из древесины и бумаги, в состав которого входят древесная щепа размером от 1 до 50 мм (компонент А), обрезки бумаги размером от 1 до 50 мм (компонент В), связующее вещество в виде крахмала, полученного из морских водорослей (компонент С-1), формообразующее вещество в виде натурального каучука (компонент С-2) и повышающая теплотворную способность добавка в виде вещества, содержащего растительное масло (компонент D); данную смесь компонентов подвергают формованию прессованием, при этом общее количество компонентов А и В составляет от 15 до 45 весовых частей из расчета на 100 весовых частей смеси, общее количество компонентов С-1, С-2 и D составляет от 55 до 85 весовых частей из расчета на 100 весовых частей смеси, а весовое соотношении компонента А к компоненту В составляет от 20:80 до 80:20. Технический результат заключается в уменьшении образования вредных газов и вредных остаточных продуктов при горении, а также в снижении выбросов диоксида углерода. 9 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 пр.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к твердому топливу. В частности, оно относится к твердому топливу, обеспечивающему эффективное использование древесных отходов, бумажных отходов, связующего и формообразующего вещества, а также добавки, повышающей теплотворную способность. Говоря еще точнее, настоящее изобретение относится к такому твердому топливу, обеспечивающему эффективное использование древесных и бумажных отходов, связующего и формообразующего веществ и добавки, повышающей теплотворную способность, которое при сжигании обладает стабильно высокой теплотворной способностью, производит минимально возможное количество вредных газов и остаточных продуктов горения и обеспечивает низкие показатели объема выделяемого диоксида углерода. Предлагаемое твердое топливо пригодно для использования в качестве топлива для генерации электрической энергии.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Одновременно с улучшением жизни коммунальные, промышленные и перерабатывающие предприятия в большом количестве производят древесные, бумажные, пластиковые и другие отходы, утилизация которых становится социальной проблемой. Большую часть таких отходов собирают и сжигают или закапывают. Вместе с тем, доля отходов, перерабатываемых в товары повседневного спроса или используемых в качестве источника энергии, постепенно увеличивается, хотя и недостаточно быстро.

В частности, древесные отходы от сноса старых домов, прореживания лесов и использованной бумаги сжигают ввиду высоких затрат на сбор и сортировку таких отходов, а также вследствие сложности их переработки. В связи с частыми широкомасштабными катастрофами, вызванными, по всей вероятности, глобальным потеплением, каждое государство стремится уменьшить выброс диоксида углерода (углекислого газа), который относится к группе парниковых газов, но эти попытки пока нельзя назвать успешными. В энергетических котлах в качестве альтернативы нефти и углю используется твердое топливо, производимое с применением древесных, бумажных и пластиковых отходов, однако эффект от такого топлива в виде снижения выброса диоксида углерода также недостаточен.

В области техники известны решения, которыми предлагается перерабатывать древесные, бумажные и пластиковые отходы в твердое топливо.

Так, в патентном документе JP-A 57-57796 предлагается твердое топливо, полученное совместным прессованием пластиков, древесной муки, коры и использованной бумаги с последующим гранулированием полученного продукта. Несмотря на то что по фигурам 2-4 доля содержащихся в твердом топливе пластиков может быть определена как 10-80%, в действительности доля пластиков в данном топливе составляет 15% и более предпочтительно - 50% и более. Существенным недостатком данного топлива является то обстоятельство, что в качестве связующего вещества и топлива в нем используются пластики в значительных количествах. Поскольку пластики производятся из нефтепродуктов, такое твердое топливо не может быть эффективно использовано для снижения выброса диоксида углерода в атмосферу. Кроме того, значительное присутствие отходных пластиков не позволяет достичь стабильности удельной теплоты сгорания топлива, а также вызывает наличие значительных количеств хлора и других вредных веществ в газах, образующихся при сжигании топлива.

Известно также твердое топливо, описанное в патентном документе JP-A 7-82581 (Murata F., Inoue M. Solid fuel produced from waste material. // Patent application № JP 19930249773. Publication № JP 7082581. Prior. 10.09.1993. Publ. 28.03.1995. Перевод - Мурата Ф., Иноуе M. Твердое топливо, полученное из отходных материалов. // Заявка на патент Японии № JP 19930249773. Публикация № JP 7082581. Приор. 10.09.1993. Опубл. 28.03.1995). Данное твердое топливо является наиболее близким к предлагаемому и служит прототипом настоящего изобретения. Для производства данного известного топлива используются, главным образом, отходная бумага и отходные пластики, при этом доля последних достаточно высока (как указывают авторы, предпочтительно 20-50% по массе). При формировании известного твердого топлива вместо бумаги может быть применена отходная древесина (количество отходной древесины, используемое в примерах данного патентного документа, не превышает 10% по весу). Известное топливо имеет следующие существенные недостатки. Состав известного твердого топлива характеризуется отсутствием сбалансированности компонентов. В результате данное твердое топливо содержит отходные пластики в относительно большой пропорции. Значительное присутствие отходных пластиков не позволяет достичь стабильности удельной теплоты сгорания топлива. Кроме того, присутствие пластиков вызывает риски интоксикации людей и повреждения поверхности печи хлорсодержащими газами и иными вредными веществами во время сжигания известного твердого топлива. Применение данного топлива по назначению приводит к сравнительно большому выбросу диоксида углерода в атмосферу.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Проблемы, которые необходимо решить изобретением

Автор настоящего изобретения провел глубокие исследования, направленные на разработку твердого топлива, пригодного для использования в качестве источника энергии, способного внести вклад в снижение выброса диоксида углерода в атмосферу. Разработанное твердое топливо формируется без использования значительного количества вырабатываемых из нефтепродуктов пластиков; при этом в топливе применяются древесные и бумажные отходы, полезная переработка которых затруднена. В результате автор обнаружил, что если измельчить древесные и бумажные отходы до определенного размера, смешать эти частицы с небольшим установленным количеством связующего вещества, формообразующего вещества и повышающей теплотворную способность добавки (используемой вместо пластиков, выделяющих при сжигании вредные газы) и изготовить из полученной смеси путем прессования твердый продукт определенной формы и размеров, то такой топливный элемент будет прекрасно сохранять форму, обладать высокой теплотворной способностью и будет производить при сгорании вредные газы или остаточные продукты горения в минимальных количествах. Такое твердое топливо послужит целям снижения выброса диоксида углерода (ввиду растительного происхождения основных его компонентов) и может быть использовано в качестве твердого топлива при выработке энергии. Таким образом, согласно настоящему изобретению, возможно изготовление твердого топлива, которое обеспечивает эффективное использование бесполезных древесных и бумажных отходов, подлежавших ранее ликвидации путем сжигания, в целях производства энергии из экологически чистых материалов.

Средства для решения проблем

В соответствии с настоящим изобретением предлагается следующее твердое топливо.

(1) Твердое топливо, состоящее из смеси древесной щепы размером от 1 до 50 мм (компонент А), бумажных обрезков размером от 1 до 50 мм (компонент В), связующего вещества в виде крахмала, полученного из морских водорослей (компонент С-1), формообразующего вещества в виде натурального каучука (компонент С-2) и повышающей теплотворную способность добавки в виде вещества, содержащего растительное масло (компонент D), в котором общее количество в смеси компонентов А и В составляет от 15 до 45 частей по массе (далее - весовых частей), количество компонентов С-1, С-2 и D составляет от 55 до 85 весовых частей из расчета на 100 весовых частей смеси, а весовое соотношение компонента А к компоненту В в смеси составит от 20:80 до 80:20, и полученную смесь отформовывают прессованием. Здесь и далее при отсутствии дополнительных указаний размер означает максимальный диаметр.

(2) Указанное в предыдущем параграфе (1) твердое топливо, в котором общее количество компонентов С-1 и С-2 составляет от 25 до 60 весовых частей из расчета на 100 весовых частей смеси.

(3) Указанное в предыдущем параграфе (1) твердое топливо, в котором количество компонента D составляет от 15 до 60 весовых частей из расчета на 100 весовых частей смеси.

(4) Указанное в предыдущем параграфе (1) твердое топливо, в котором весовое соотношение компонента С-1 к компоненту С-2 составляет от 6:4 до 8:2.

(5) Указанное в предыдущем параграфе (1) твердое топливо, в котором весовое соотношение компонента А к компоненту В составляет от 25:75 до 75:25.

(6) Указанное в предыдущем параграфе (1) твердое топливо со средним объемом элементов от 10 до 100 см3.

(7) Указанное в предыдущем параграфе (1) твердое топливо с элементами призматической или цилиндрической формы.

(8) Указанное в предыдущем параграфе (1) твердое топливо с кажущейся плотностью вещества от 0,3 до 0,6 г/см3. При этом под кажущейся плотностью вещества понимают плотность вещества в общем объеме. Известно, что плотность вещества - это скалярная физическая величина, определяемая для однородного вещества его массой в единице объема. Для пористых тел, к которым относится предлагаемое твердое топливо, различают истинную плотность, определяемую без учета пустот, и кажущуюся плотность, рассчитываемую как отношение массы вещества ко всему занимаемому им объему.

(9) Указанное в предыдущем параграфе (1) твердое топливо с теплотворной способностью (удельной теплотой сгорания) от 20 до 30 МДж/кг.

(10) Указанное в предыдущем параграфе (1) твердое топливо, используемое для производства тепловой энергии.

Технические результаты изобретения

При осуществлении настоящего изобретения достигаются следующие основные технические результаты.

1. При использовании предлагаемого твердого топлива обеспечивается более выраженная стабильность удельной теплоты сгорания твердого топлива.

2. При использовании предлагаемого твердого топлива отмечается сниженное, по сравнению с аналогами, образование вредных газов и вредных остаточных продуктов горения.

3. Применение предлагаемого топлива по назначению снижает, по сравнению с аналогами, выброс диоксида углерода в атмосферу.

В дополнение к этому следует отметить, что предлагаемое твердое топливо может эффективно применяться в качестве нового источника энергии, главным образом, в качестве источника энергии для генерации электричества. Предлагаемое твердое топливо обеспечивает использование древесных и бумажных отходов, ликвидировавшихся ранее путем сжигания. При этом удельная теплота сгорания топлива достаточно высока.

Благодаря тому что соотношение компонентов в предлагаемом твердом топливе сбалансировано, обеспечивается стабильность удельной теплоты сгорания твердого топлива. Тем самым становится возможным рассчитывать используемое количество топлива, параметры огнеупорных материалов печи и др.

При использовании данного твердого топлива отмечается сниженное образование вредных газов и вредных остаточных продуктов горения (главным образом, по причине отсутствия пластических материалов в составе твердого топлива, в том числе поливинилхлорида).

Применение в предлагаемом твердом топливе связующего вещества растительного происхождения, формообразующего вещества, а также повышающей теплотворную способность добавки без значительной доли вырабатываемых из нефтепродуктов пластиков оказывает существенное влияние на снижение выброса диоксида углерода. При этом топливо обладает высокой теплотворной способностью и обеспечивает сниженный выброс также и других агентов, загрязняющих окружающую среду. Тем самым предлагаемое твердое топливо является экологически чистым.

После измельчения древесных и бумажных отходов на частицы определенного размера и смешивания их в определенном соотношении для получения предлагаемого твердого топлива в качестве связующего элемента используется связующее вещество в виде крахмала, полученного из морских водорослей, и формообразующее вещество в виде натурального каучука, а повышающая теплотворную способность добавка в виде вещества, содержащего растительное масло, эффективно применяется для обеспечения определенного уровня выделяемого тепла, что в результате позволяет прессовать твердое топливо.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаемое твердое топливо представляет собой твердое вещество, полученное прессованием смеси из древесной щепы, обрезков бумаги, связующего и формообразующего вещества, а также повышающей теплотворную способность добавки, в которой подлежавшие ликвидации отходы применяются в качестве сырья для производства древесной щепы и обрезков бумаги. Соотношение сырьевых компонентов и метод прессования описаны ниже.

(A) Древесная щепа

В качестве сырья для древесной щепы используются древесные отходы, получаемые в результате разрушения старой мебели и зданий, древесная стружка и обрезки с лесопилок, отходы прореживания лесов и использованная тара. Тип применяемой древесины особо не регламентируется. Если описанная выше древесина сухая, она используется в состоянии поставки, а если в ней содержится влага, производится сушка и дробление. Древесная стружка с лесопилок может использоваться в состоянии поставки без какого-либо дробления, если размеры стружки укладываются в указанный ниже диапазон.

Требуемый размер древесной щепы после дробления составляет от 1 до 50 мм. Используемый здесь термин "размер" означает максимальный диаметр каждой щепы. Выражаясь более точно, в качестве сырья может использоваться древесная щепа, проходящая сквозь сито с ячейкой не более 50 мм. Предпочтительный размер составляет от 1 до 25 мм. Форма древесной щепы особо не регламентируется при условии ее измельчения на ротационной дробилке с зубьями. Предпочтительно использование сухой древесной щепы, но может применяться и сырье с влагосодержанием до 20 процентов по массе (желательно не более 15 весовых процентов) без каких-либо проблем.

(B) Обрезки бумаги

В качестве сырья для обрезков бумаги могут использоваться не только печатные бумажные отходы (использованные книги, газеты, картон и канцелярская бумага), но и мелованная или ламинированная бумага, не подлежащая переработке в качестве бумажных отходов. Такое бумажное сырье нарезают или разрывают на куски размером от 1 до 50 мм. Используемый здесь термин "размер" означает размеры обрезков бумаги, проходящих сквозь сито с ячейкой не более 50 мм. Предпочтительный размер обрезков бумаги составляет от 1 до 25 мм. Желательно, чтобы используемая в качестве сырья бумага была сухой, но допускается влагосодержание до 15 процентов по массе (желательно не более 10 весовых процентов).

(С-1) Связующее вещество

В качестве связующего вещества применяется крахмал, полученный из морских водорослей, содержащих альгиновую кислоту, например агарозу, каррагинан, курдлан и глюкоманнан. Допускается применение любого из указанных выше высушенных связующих веществ или комбинации связующего и формообразующего вещества. Связующее вещество нарезают или разрывают до размера от 1 до 50 мм. Используемый здесь термин "размер" означает размеры частиц связующего вещества, проходящих сквозь сито с ячейкой не более 50 мм. Допускается порошкообразное связующее вещество.

(С-2) Формообразующее вещество

В качестве формообразующего вещества применяется растительный (натуральный) каучук или каучуксодержащий продукт. Варианты этого следующие: гуаровая смола, камедь тары, смола плодоворожкового дерева, смола семян тамаринда, смола семян подорожника, гуммиарабик, геллановая камедь, курдлан, пектин, целлюлоза, хитин, хитозан, ксантановая камедь, камедь карайи, арабиногалактан, камедь гхатти, трагантовая камедь, фурцеллан, пуллулан, смола аэромонас, сукциногликан агробактерий, смола азотобактера, смола льняных семян, камедь миндаля, камедь велана, камедь бактерий Erwinia mitsuensis, смола элеми, смола энтеробактера, камедь энтеробактерий, олигоглюкозамин, камедь кассии, смола бобов рожкового дерева, глюкозамин, смола семян артемизии, камедь склеро, камедь сесбании, декстран, смола триакантос, абельмускус маниока, смола макрофомопсиса, смола рамсан, леван, смола даруман, камедь персика и тамаринда. Допускается применение любого из указанных выше высушенных формообразующих веществ или комбинации связующего и формообразующего вещества.

Из этого предпочтительны следующие варианты: гуаровая смола, камедь тары, смола плодоворожкового дерева, смола семян тамаринда, смола семян подорожника, геллановая камедь, курдлан, ксантановая камедь, гуммиарабик, пектин, целлюлоза, хитин, хитозан, камедь карайи и смола бобов рожкового дерева. Наиболее предпочтительны гуаровая смола, камедь тары, смола плодоворожкового дерева, смола семян тамаринда, смола семян подорожника, геллановая камедь, курдлан и ксантановая камедь.

Формообразующее вещество нарезают или разрывают до размера от 1 до 50 мм. Используемый здесь термин "размер" означает размеры частиц формообразующего вещества, проходящих сквозь сито с ячейкой не более 50 мм. Допускается порошкообразное состояние формообразующего вещества.

(D) Добавка, повышающая теплотворную способность

В качестве повышающих теплотворную способность добавок применяются вещества, содержащие растительное масло: Sapium sebiferum, Quercus suber, просо, рис, пищевой карбид, лен, джут, рами, кенаф, Abutilon avicennae, розелла, Musa basjoo, Juncus effuses L. var. decipens Buchen, Cyperus monophyllus Vahl, окра, Morus bombycis, банан, ананас, Agave Tequilana, сараго, глициния, липа, бамбук, камыш, эспарто, трава сабай, Alpinia zerumbet, Hermerocallis aurantiaca, трава раран, трава морочи, папирус, трава риусу, Pueraria lobata, Edgeworthia chrysantha, аотан, орехи кешью, овес, люпин, календула, кофе, фундук, молочай, тыква, кориандр, горчичное семя, Carthamus tinctorius, какао, Tenderstem broccoli, Brassica campestris, орех макадамия, орехи, Ricinus communis, Jatropha curcas, пальма, сахарный тростник, Sorghum bicolor, картофель, пшеница, Oryza sativa, оливки, подсолнечник, соя, сафлор, арахис, ива, тополь, просо, слоновая трава, Evodiopanax innovans, кактус, древесина, сахарная свекла, Pistacia chinesis Bunge, хлопок, копайский бальзам, Pongamia pinnata, жожоба, Euphorbia tirucalli, Zea mays, батат, Sargassum fulvellum, сезам, артишок, авокадо, кусабиноки, кинуа, Guizotia abyssinica, конопля и адамово дерево. Sapium sebiferum, Ricinus communis, Jatropha curcas, пальма, сахарный тростник, Zea mays и отходы их переработки являются предпочтительными и применяются в качестве источников тепла при сжигании твердого топлива на энергетической установке.

Термин "отходы переработки" означает жмых, полученный после отжима масла из плодов и семян следующих растений: Sapium sebiferum, Quercus suber, просо, рис, пищевой карбид, лен, джут, рами, кенаф, Abutilon avicennae, розелла, Musa basjoo, Juncus effuses L. var. decipens Buchen, Cyperus monophyllus Vahl, окра, Morus bombycis, банан, ананас, Agave Tequilana, сараго, глициния, липа, бамбук, камыш, эспарто, трава сабай, Alpinia zerumbet, Hermerocallis aurantiaca, трава раран, трава морочи, папирус, трава риусу, Pueraria lobata, Edgeworthia chrysantha, аотан, орехи кешью, овес, люпин, календула, кофе, фундук, молочай, тыква, кориандр, горчичное семя, Carthamus tinctorius, какао, Tenderstem broccoli, Brassica campestris, орех макадамия, орехи, Ricinus communis, Jatropha curcas, пальма, сахарный тростник, Sorghum bicolor, картофель, пшеница, Oryza sativa, оливки, подсолнечник, соя, сафлор, арахис, ива, тополь, просо, слоновая трава, Evodiopanax innovans, кактус, древесина, сахарная свекла, Pistacia chinesis Bunge, хлопок, копайский бальзам, Pongamia pinnata, жожоба, Euphorbia tirucalli, Zea mays, батат, Sargassum fulvellum, сезам, артишок, авокадо, кусабиноки, кинуа, Guizotia abyssinica, конопля и адамово дерево. Поэтому предпочтительно использовать семена плодов или продукт размола Sapium sebiferum, Ricinus communis, Jatropha curcas, пальмы, сахарного тростника и Zea mays. Из перечисленных особо предпочтительны семена плодов или продукт размола Sapium sebiferum, Ricinus communis и Jatropha curcas. Эти содержащие растительные масла продукты нарезают или разрывают до размера от 1 до 50 мм. Используемый здесь термин "размер" означает размеры частиц материала, содержащего растительное масло, которые проходят сквозь сито с ячейкой не более 50 мм. Несмотря на использование главным образом семян, допускается частичное примешивание ветвей и стволов.

(Е) Состав

Общее количество древесной щепы (компонент А) и обрезков бумаги (компонент В) составляет от 15 до 45 весовых частей (предпочтительно 20-40 весовых частей), а общее количество связующего вещества (компонент С-1), формообразующего вещества (компонент С-2) и повышающей теплотворную способность добавки (компонент D) составляет от 55 до 85 весовых частей (предпочтительно 60-80 весовых частей) из расчета на 100 весовых частей смеси всех компонентов. Весовое отношение компонента А к компоненту В составляет от 20:80 до 80:20 (предпочтительно от 25:75 до 75:25).

Общее количество компонентов С-1 и С-2 составляет от 25 до 60 весовых частей (предпочтительно 30-55 весовых частей), количество компонента D составляет от 15 до 60 весовых частей (предпочтительно 18-55 весовых частей) из расчета на 100 весовых частей смеси.

Весовое соотношение компонента С-1 к компоненту С-2 составляет от 6:4 до 8:2 (предпочтительно от 6,5:3,5 до 7,5:2,5). Весовое соотношение компонента А к компоненту В составляет от 20:80 до 80:20 (предпочтительно от 25:75 до 75:25).

В указанных выше диапазонах предлагаемое твердое топливо может затвердевать при использовании относительно небольшого количества связующего вещества, формообразующего вещества, а также повышающей теплотворную способность добавки, обеспечивая сбалансированную переработку древесных и бумажных отходов при достижении устойчивой теплотворной способности. Если общее количество древесной щепы и обрезков бумаги составляет от 15 до 45 весовых частей, то общее количество связующего вещества, формообразующего вещества, а также повышающей теплотворную способность добавки составляет от 55 до 85 весовых частей. Это соотношение изменяется в зависимости от необходимой теплотворной способности твердого топлива.

(F) Метод формования

Прессование описанной выше смеси древесной щепы, обрезков бумаги, связующего вещества, формообразующего вещества, а также повышающей теплотворную способность добавки в указанном выше соотношении лучше всего производить при максимальном перемешивании компонентов.

Предпочтительным является смешивание древесной щепы с обрезками бумаги и примешивание к полученной смеси связующего вещества, формообразующего вещества и повышающей теплотворную способность добавки в мешалке одношнекового или двухшнекового экструдера. Наиболее целесообразно использование двухшнекового экструдера. Сжимаемый и выпрессовываемый экструдером состав выталкивается из призматической или цилиндрической насадки и нарезается на нужную длину для получения призматического или цилиндрического отформованного продукта.

Нужный размер элементов твердого топлива обеспечивается регулированием диаметра цилиндрической насадки в пределах от 5 до 50 мм, а длины - в диапазоне от 10 до 100 мм.

(G) Характеристики твердого топлива

Предпочтительным способом изготовления предлагаемого твердого топлива является описанная выше технология промышленного прессования, поэтому целесообразна цилиндрическая или призматическая форма элементов топлива (особо предпочтительна цилиндрическая). Предпочтительный средний объем элементов твердого топлива составляет от 10 до 100 см3. Предпочтительная кажущаяся плотность твердого топлива составляет от 0,3 до 0,6 г/см3.

Удельная теплота сгорания твердого топлива сохраняется в диапазоне от 20 до 30 МДж/кг. Таким образом, предлагаемое твердое топливо, которое представляет собой определенное соотношение древесных и бумажных отходов, связующего и формообразующего вещества, а также повышающей теплотворную способность добавки, имеет весьма стабильную теплотворную способность и оказывает поразительное влияние на снижение выброса диоксида углерода, следовательно, является предпочтительным топливом для производства тепловой энергии.

Примеры

Приведенные ниже примеры обеспечивают дополнительное пояснение к настоящему изобретению.

В приведенных примерах используется описанная ниже древесная щепа, обрезки бумаги, связующее вещество, формообразующее вещество, а также повышающая теплотворную способность добавка.

(a) Древесная щепа (компонент А)

Древесную щепу (размером не более 25 мм) получают путем измельчения древесных отходов (например, строительных материалов и обрезков лесоматериалов).

(b) Обрезки бумаги (компонент В)

Обрезки бумаги (размером не более 25 мм) получают путем измельчения отходов оберточной и ламинированной бумаги.

(c) Связующее вещество (компонент С-1), формообразующее вещество (компонент С-2)

Связующее вещество (компонент С-1) получают путем измельчения высушенных морских водорослей до размера не более 25 мм (агароза).

В качестве формообразующего вещества применяется порошковая гуаровая камедь (компонент С-2).

(d) Добавка, повышающая теплотворную способность (компонент D)

Семена выращиваемого растения Ricinus communis (клещевина обыкновенная) и продукты его размола.

Пример 1

15 весовых частей компонента С-1, 10 весовых частей компонента С-2 и 55 весовых частей компонента D смешиваются с 5 весовыми частями компонента А и 15 весовыми частями компонента В, а полученная смесь выпрессовывается на двухшнековом экструдере для получения цилиндрических элементов твердого топлива диаметром около 35 мм (длина 50 мм). Кажущаяся плотность (удельный вес сыпучего материала), теплотворная способность, содержание хлора и устойчивость формы определяются по соответствующей методике для данного твердого топлива и указаны в Табл. 1.

Пример 2

20 весовых частей компонента С-1, 5 весовых частей компонента С-2 и 55 весовых частей компонента D смешиваются с 15 весовыми частями компонента А и 5 весовыми частями компонента В, а полученная смесь выпрессовывается на двухшнековом экструдере для получения цилиндрических элементов твердого топлива диаметром около 35 мм (длина 50 мм). Кажущаяся плотность (удельный вес сыпучего материала), теплотворная способность, содержание хлора и устойчивость формы для данного твердого топлива указаны в Табл. 1.

Пример 3

28 весовых частей компонента С-1, 7 весовых частей компонента С-2 и 25 весовых частей компонента D смешаны с 10 весовыми частями компонента А и 30 весовыми частями компонента В, а полученная смесь выпрессовывается на двухшнековом экструдере для получения цилиндрических элементов твердого топлива диаметром около 35 мм (длина 50 мм). Кажущаяся плотность (удельный вес сыпучего материала), теплотворная способность, содержание хлора и устойчивость формы для данного твердого топлива указаны в Табл. 1.

Пример 4

24 весовых частей компонента С-1, 16 весовых частей компонента С-2 и 20 весовых частей компонента D смешиваются с 30 весовыми частями компонента А и 10 весовыми частями компонента В, а полученная смесь выпрессовывается на двухшнековом экструдере для получения цилиндрических элементов твердого топлива диаметром около 35 мм (длина 50 мм). Кажущаяся плотность (удельный вес сыпучего материала), теплотворная способность, содержание хлора и устойчивость формы для данного твердого топлива указаны в Табл. 1.

Проверка устойчивости формы твердого топлива

Выполнена проверка устойчивости формы каждого из описанных выше образцов (1)-(4). Выражение "весовое отношение частиц" означает соотношение полной массы частиц размером около 10 см3 или менее, полученных просеиванием твердого топлива, к массе твердого топлива до просеивания.

Стабильность сохранения формы проверялась путем двукратной загрузки 500 кг прессованного твердого топлива из складского сооружения в транспортное средство с помощью погрузочного механизма.

Получены следующие результаты.

Образец (1): Элемент твердого топлива имеет хорошую прессованную форму и сохраняет соответствующую форму и размеры даже после доставки в складское сооружение и погрузки в транспортное средство (весовое соотношение частиц: 3%)

Образец (2): Элемент твердого топлива имеет хорошую прессованную форму и сохраняет соответствующую форму и размеры даже после доставки в складское сооружение (весовое отношение частиц: 5%)

Образец (3): Элемент твердого топлива имеет хорошую прессованную форму и сохраняет соответствующую форму и размеры даже после доставки в складское сооружение (весовое соотношение частиц: 2%)

Образец (4): Элемент твердого топлива имеет хорошую прессованную форму и сохраняет соответствующую форму и размеры даже после доставки в складское сооружение (весовое соотношение частиц: 4%)

Оценки в связи с используемым весовым соотношением частиц: 0-5% - хорошо, 6-10% - удовлетворительно, 11-15% - плохо.

Любое из положений (в том числе квалифицируемых как признаки предлагаемого изобретения), приведенных в любом из следующего: в разделе описания "Область техники, к которой относится изобретение", в разделе описания "Раскрытие изобретения", в разделе описания "Осуществление изобретения", в реферате - может быть и при необходимости будет включено в формулу настоящего изобретения. Последнее предложение следует расценивать как указание на необходимость включения в формулу изобретения признаков изобретения, приведенных в перечисленных разделах описания и в реферате.

1. Твердое топливо из древесины и бумаги, отличающееся тем, что в состав данного твердого топлива входят древесная щепа размером от 1 до 50 мм (компонент А), обрезки бумаги размером от 1 до 50 мм (компонент В), связующее вещество в виде крахмала, полученного из морских водорослей (компонент С-1), формообразующее вещество в виде натурального каучука (компонент С-2) и повышающая теплотворную способность добавка в виде вещества, содержащего растительное масло (компонент D); данную смесь компонентов подвергают формованию прессованием; при этом общее количество компонентов А и В составляет от 15 до 45 весовых частей из расчета на 100 весовых частей смеси, общее количество компонентов С-1, С-2 и D составляет от 55 до 85 весовых частей из расчета на 100 весовых частей смеси, а весовое соотношение компонента А к компоненту В составляет от 20:80 до 80:20.

2. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что общее количество компонентов С-1 и С-2 составляет от 25 до 60 весовых частей из расчета на 100 весовых частей смеси.

3. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что количество компонента D составляет от 15 до 60 весовых частей из расчета на 100 весовых частей смеси.

4. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что весовое соотношение компонента С-1 к компоненту С-2 составляет от 6:4 до 8:2.

5. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что весовое отношение компонента А к компоненту В составляет от 25:75 до 75:25.

6. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что средний объем каждого куска отформованного топлива составляет от 10 до 100 см3.

7. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что куски отформованного топлива имеют призматическую или цилиндрическую форму.

8. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что его кажущаяся плотность составляет от 0,3 до 0,6 г/см3.

9. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что его удельная теплота сгорания составляет от 20 до 30 МДж/кг.

10. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что используется для генерации электрической энергии.



 

Похожие патенты:

Изобретения могут быть использованы в области переработки лигноцеллюлозного материала. Способ обжига лигноцеллюлозного материала включает сушку лигноцеллюлозного материала в осушителе (2).

Изобретение относится к способу получения топливного брикета, который включает измельчение древесных отходов, их смешение, сушку и последующее прессование, при этом в качестве дополнительного элемента брикет содержит сердечник из прессованных опилок осины с отверстием для тяги.

Изобретение относится к системам управления давлением и температурой реактора и может быть использовано в реакторах, содержащих водный раствор при температуре, близкой к температуре его кипения.

Изобретение относится к способу изготовления брикетов из соломы зерновых культур, которую измельчают и затем прессуют, причем измельченную солому предварительно высушивают до влажности 15-20%, затем подают в шнековый экструдер и постепенно прессуют до тех пор, пока она не нагреется до температуры выше 290 °С, а ее плотность не составит более 1,3 г/см3, далее полученную массу выдавливают в виде цилиндра, имеющего однородную структуру, причем во время выдавливания в формующей головке экструдера поддерживают постоянную температуру, не превышающую 340 °С.

Изобретение относится к средству для розжига, включающему множество свитых по спирали волокон горючего материала, покрытому улучшающим горение агентом, нанесенным методом распыления, при этом средство для розжига содержит внутреннюю часть и внешнюю часть, и плотность внешней части составляет от 0,03 до 0,13 кг/м3, а плотность внутренней части - примерно от 0,15 до 0,5 г/см3, при этом горючим материалом является древесина, а улучшающим горение агентом является воск.

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 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.

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.

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 к топливу и способу его получения, способу получения тепловой энергии из биомассы с низкой температурой плавления золы, в частности из барды процесса производства биоэтанола.
Изобретение относится к способу глубокой переработки древесных опилок и листьев без использования химических скрепляющих компонентов, характеризующийся тем, что их пропускают через сито для удаления крупноразмерных элементов, загружают в сушилку для снижения влажности до 10%, измельчают до получения смеси из частиц менее 15 мм и объемом отдельных частиц не более 0,5-1,0 см3, формуют, прессуют под давлением при 120-140 кг/см2 и температуре 250-350°С без доступа воздуха. Изобретение описывает также брикет, полученный указанным способом. Технический результат заключается в получении прочных брикетов из древесных опилок и листьев, без использования химических скрепляющих компонентов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 8 пр.

Изобретение относится к способу получения множества продуктов из биомассы видов водных растений. Получают биомассу, разрушают ее, разделяют указанную биомассу с получением сока и твердой фазы, фильтруют и осветляют сок. Коагулируют белок из осветленного сока с получением бульона, включающего влажный белковый концентрат. Отделяют указанный концентрат от бульона. Сушат влажный белковый концентрат с получением сухого белкового концентрата. Твердую фазу используют для получения влажного биосырья. Сушат указанное биосырье с получением по меньшей мере одного продукта, выбранного из сухого биосырья и богатой углеводами муки. Способ является экологичным и позволяет получить множество продуктов, выбранных из сухого белкового концентрата, сухого биосырья и богатой углеводами муки. По меньшей мере 50% белка во множестве продуктов присутствует в концентрации сухого белка. 34 з.п. ф-лы, 39 ил., 7 табл., 25 пр.

Изобретение описывает способ получения биодизельного топлива из сырья растительного происхождения, включающий обработку смеси растительного масла, спирта и щелочи физическим воздействием, при этом обработку проводят потоком СВЧ-энергии, а в качестве спирта используют изопропанол, причем смесь помещают в резонатор, выполняющий функцию реакционной емкости, над резонатором размещают магнетрон, между резонатором и магнетроном устанавливают с возможностью перемещения в вертикальной плоскости волновод и в процессе получения биодизельного топлива обрабатываемую смесь перекачивают по замкнутому контуру. Технический результат заключается в ускорении процесса при одновременном улучшении потребительских характеристик готового продукта - биодизельного топлива и исключении из процесса метанола. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение описывает твердое топливо, состоящее исключительно из компонентов растительного происхождения, при этом топливо содержит связующее вещество в виде крахмала, полученного из морских водорослей (компонент А), формообразующее вещество в виде натурального каучука (компонент В) и вещество, содержащее растительное масло, в виде семян Ricinus communis или Jatropha curcas либо в виде семян этих растений в порошкообразном состоянии (компонент С); топливо изготавливают из смеси данных компонентов формованием прессованием; при этом количество компонента А составляет от 1 до 85 весовых частей из расчета на 100 весовых частей смеси, количество компонента В - от 1 до 55 весовых частей из расчета на 100 весовых частей смеси, а количество компонента С составляет от 10 до 85 весовых частей из расчета на 100 весовых частей смеси. Твердое топливо обладает устойчивой теплотворной способностью и обеспечивает низкий выброс диоксида углерода. 8 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способу производства гидроугля из смеси твердых и жидких компонентов, состоящей из воды и содержащего углерод компонента, в котором смесь твердых и жидких компонентов перерабатывается при температуре 100-300°C и давлении 5-70 бар в реакторе с ламинарным потоком, состоящем минимум из двух удерживающих смесь отрезков и минимум из одного изменяющего направление потока участка, распложенного под ними, в котором: а) средняя скорость потока смеси твердых и жидких компонентов на нижнем изменяющем направлении потока участке равна 1-1000, 10-500 или 30-200 м/мин или в 1,5-1000, 5-300 либо 20-100 раз выше , чем в удерживающих отрезках; б) направление усредненного потока смеси твердых и жидких компонентов в удерживающем смесь отрезке отклонено от горизонтали или вертикально; с) общее время выдержки в находящихся под давлением теплообменниках и реакторе составляет более 2 часов. Изобретение описывает варианты способа производства гидроугля. Также описывается устройство для переработки смеси твердых и жидких компонентов, его варианты, а также устройство для сепарации твердых и жидких компонентов. Технический результат заключается в получении гидроугля с высокой энергетической ценностью, который можно использовать в качестве топлива. 9 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Устройство для производства мелкозернистого топлива из твердого или пастообразного энергетического сырья при помощи высушивания, содержащее ударный реактор с ротором и ударными элементами, причем указанный ударный реактор является термостойким вплоть до 350°С, устройство подачи горячего высушивающего газа в нижней части ударного реактора, устройство подачи твердого или пастообразного энергического сырья в верхней части реактора, по меньшей мере одно устройство для выпуска газового потока, содержащего дробленые, высушенные частицы энергического сырья, и устройство для разделения и выгрузки дробленых, высушенных частиц энергетического сырья из газового потока, выпущенного из ударного реактора, при этом высушивающий газ введен в ударный реактор возле лабиринтного уплотнения и/или через лабиринтное уплотнение, расположенное возле вала ротора ударного реактора. Также описывается способ производства мелкозернистого топлива в реакторе c замкнутым контуром. Технический результат изобретения заключается в уменьшении потребности в техническом оснащении обычной цепи обработки и в снижении времени при получении топлива. 2 н. и 15з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение описывает состав для производства твердотопливных изделий, включающий углеродсодержащие отходы, связующее, при этом в качестве углеродсодержащих отходов он содержит лигноцеллюлозные отходы, состоящие из древесных биомасс, опилок, измельченной древесной коры, травяных биомасс, плодовых биомасс, отходов целлюлозно-бумажного производства, отходы гидролизного производства и/или торфа, древесного угля или их смесь, а в качестве связующего - наноорганоминеральную или наноорганическую композицию. Технический результат заключается в повышении значений низших тепловых эффектов сгорания топливных брикетов, увеличении плотности, снижении крошимости и образовании в них трещин. 6 з.п. ф-лы, 2 табл., 10 пр.

Изобретение описывает растопочное средство, содержащее основу, обработанную горючей жидкостью, характеризующееся тем, что основа представляет собой стержни початков кукурузы, причем основа пропитана горючей жидкостью и помещена в герметичную упаковку. Техническим результатом является повышение длительности и интенсивности горения растопочного средства. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение описывает твердое топливо, состоящее исключительно из компонентов растительного происхождения, при этом топливо содержит композицию, в которой не менее 70% по массе в пересчете на сухое вещество составляют семена плодов или жмых семян плодов любого из следующего растений: а) Ricinus communis, б) Triadica sebifera, в) Jatropha curcas, г) Brassica rapa L. var. nippo-oleifera, d) Palmae, e) Zea mays, ж) Prosopis glandulosa; причем оставшаяся масса топлива выполнена каучуком растительного происхождения или крахмалом растительного происхождения, а куски твердого топлива получают горячим прессовым формованием. Предлагаемое твердое топливо пригодно для генерации тепловой энергии, имеет высокую степень сохранения формы, не выделяет вредных газов при сгорании и приводит к снижению производства диоксида углерода. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 пр.
Наверх