Способ глубокой переработки растительного органического топлива без использования химических скрепляющих компонентов и брикетированное топливо



Владельцы патента RU 2551856:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" (RU)

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.

 

Способ и брикетированное топливо из опилок и листьев относятся к производству твердого топлива в виде брикетов и может быть использовано в качестве заменителя природного твердого топлива для коммунально-бытовых нужд и в промышленности.

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. Брикетирование ведут при давлении 1-30 МПа, а сушку осуществляют при температуре менее 300°С. Компоненты связующего перед прессованием перемешивают и нагревают до 60-80°С или перемешивают с подогревом при этой температуре [1].

Ограничением способа получения брикета является то, что требуется применение связующего.

Наиболее близким относительно предлагаемого изобретения по сущности и достигаемому результату является изобретение, которое относится к производству твердого топлива в виде брикетов и может быть использовано в качестве заменителя природного твердого топлива для коммунально-бытовых нужд и в промышленности. Топливный брикет содержит 10-30% измельченного растительного компонента и/или торфа, 2-10% нейтрализующей добавки, 30-60% кислого гудрона и остальное до 100 - осадка от очистки сточных вод. Способ получения этого брикета включает дозирование и перемешивание вышеуказанных компонентов и сушку брикетов при температуре 20-200°С в течение 0,5-20 часов [2].

Недостатком известного брикетированного топлива является недостаточная механическая прочность, что приводит к разрушению брикетов при транспортно-грузовых работах и, соответственно, к увеличению затрат при использовании брикетов.

Для решения этой задачи предложен способ изготовления брикета с высоким содержанием лигнина, решается сезонная проблема опавшей листвы при получении данного вида топлива.

Технический результат - упрочнение брикетов и уменьшение затрат при их использовании.

Предложен способ 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/см и температуре 250-350°С без доступа воздуха. Способ характеризуется тем, что обрабатывают смесь, состоящую из 80% листьев и 20% древесных опилок.

Брикет характеризуется тем, что он содержит листву и опилки, имеет оплавленную поверхность.

Брикет характеризуется тем, что содержит листву и опилки хвойных пород в соотношении соответственно 80% и 20%.

Брикет характеризуется также тем, что имеет прямоугольную форму.

Производство данного биоэнергетического топлива целесообразно организовать на базе производства пеллетного топлива, что позволит избежать указанный сезонный фактор.

Ниже приведены примеры получения твердого топлива из различных смесей.

Пример 1.

Растительное топливо (ветки, листва, древесные опилки, торф, обезвоженный навоз) массой 950 кг пропускают через сито для удаления крупноразмерных элементов, загружают в сушилку для снижения влажности до 10%, измельчают до получения смеси из частиц 10 мм и объемом отдельных частиц 0,5 см3, формуют, прессуют под давлением при 140 кг/см2 и температуре 350°С без доступа воздуха. Получают прочные брикеты с оплавленной поверхностью.

Пример 2.

Сезонную листву и опилки пропускают через сито для удаления крупноразмерных элементов, загружают в сушилку для снижения влажности до 10%, измельчают до получения смеси из частиц 12 мм и объемом отдельных частиц 0,8 см3, формуют, прессуют под давлением при 130 кг/см2 и температуре 300°С без доступа воздуха. Получают прочные прямоугольные брикеты.

Пример 3.

Листву и опилки хвойных деревьев (800 и 200 кг соответственно) пропускают через сито для удаления крупноразмерных элементов, загружают в сушилку для снижения влажности до 10%, измельчают до получения смеси из частиц 14 мм и объемом отдельных частиц 1,0 см3, формуют, прессуют под давлением при 120 кг/см2 и температуре 250°С без доступа воздуха.

Получают прочные прямоугольные брикеты с оплавленной поверхностью.

Пример 4.

Обрабатывают смесь из 30% опилок (300 кг) и 30% соломы (300 кг) и 40% полиэтилена высокого давления (400 кг), влажность снижают до 8,5%, прессуют в виде гранул, топливо выдерживали три месяца на открытой площадке на топливном складе. Влажность топлива после выдержки составила 9,5%.

Пример 5.

Обрабатывают смесь, содержащую 300 кг древесины, 300 кг зерновых отходов, 10 кг шелухи, 150 кг торфа (с влажностью после сушки 10%) и 250 кг полиэтилена низкого давления, влажность снижают до 9%, прессуют в виде гранул, топливо выдерживали три месяца на открытой площадке на топливном складе. Влажность топлива после выдержки составила 10%.

Пример 6.

Обрабатывают смесь из 670 кг бумажных отходов, 300 кг стеблей растений (с влажностью после сушки 9%), 30 кг полипропилена, получают твердое топливо с влажностью 8,9% в виде гранул, которое выдерживают три месяца на открытой площадке на топливном складе. Влажность после выдержки составила 8%.

Пример 7.

Из смеси, содержащей 300 кг древесины, 300 кг зернового 10 кг шелухи, 150 кг торфа (с влажностью после сушки 10%) и 250 кг полиэтилена низкого давления, получили твердое топливо с влажностью 8,9% в виде гранул, которое выдерживали три месяца на открытой площадке на топливном складе. Влажность после выдержки составляла 9,5%. Твердое топливо сжигалось в котле 15 «Алтай».

Пример 8.

Из смеси, содержащей 670 кг бумажных отходов, 300 кг стеблей растений (с влажностью после сушки 10%), 30 кг полипропилена, получили твердое топливо с влажностью 8,9% в виде гранул, которое выдерживали три месяца на открытой площадке на топливном складе. Влажность после выдержки составила 9,5%. Твердое топливо сжигалось в котле «Алтай». Гранулы подавались в камеру газогенерации. Температура в камере составляла 600°С. Недостаточное количество воздуха в камере обусловило протекание процесса газификации, при котором твердое топливо превращалось в синтез-газ. При сжигании синтез-газа температура составляла 1250-1450°С. Удельная теплота сгорания топлива с влажностью 8,9% составляет 25,2 МДж/кг, топлива с влажностью 9,5% - 24,9 МДж/кг.

Лиственный брикет из органических материалов, преимущественно из листвы, изготавливают путем сжатия листвы под давлением примерно 120 кг/см2. При таком давлении из 20% опилок и 80% листвы выделяется клейкое вещество лигнин натурального происхождения. Поэтому брикеты не рассыпаются после снятия давления.

Так, смесь из 20% древесных опилок (200 кг) и 80% листьев (800 кг), пропущенных через крупное сито для удаления крупноразмерных элементов, загружают в барабанную сушилку для последующего снижения влажности до приемлемых 10%.

В основе технологии производства топливных брикетов из листвы лежит процесс прессования мелко измельченных отходов древесины (опилок) 20% и 80% листвы под высоким давлением при нагревании 250-350°С с минимальным доступом воздуха. Получаемые топливные брикеты не включают никаких связующих веществ, кроме одного натурального лигнина, содержащегося в клетках растительных отходов. Температура при прессовании способствует оплавлению поверхности брикетов, которая благодаря этому становится более прочной, что немаловажно для транспортировки брикетов.

Технологическая цепочка: заготовка сырья (отходы рециркулируемые), приготовление биоэнергетической составляющей (шредер/тонкий помол, сушка), смеситель нагрева, формирование прямоугольной формы с округлыми краями - агломерат, экструдер. Возможно использовать сушильно-перемолочный котел высокой мощности, чтобы избежать проблем ввиду 4 класса опасности городской листвы

Целесообразно использование листвы хвойных пород. Целесообразно также, чтобы добавляемые опилки принадлежали к хвойным породам ввиду большого содержания лигнина и высокой энергетической емкости.

Описанный брикет может быть использован в качестве топлива в котельных, а также в домашнем секторе с котлами закрытого типа и дымоходной системой прямого вывода.

Данный брикет поможет решить в том числе сезонную проблему опавшей листвы.

Источники информации

1. Патент РФ Топливный брикет и способ его получения, №2130047, МПК6 C10L 5/02, C10L 5/44, C10L 5/12, C10L 5/14, заявл. 06.04.1998.

2. Патент РФ Топливный брикет и способ его получения, №2205205 (С1), МПК7 C10L 5/44, C10L 5/46, C10L 5/48, C10L 5/1 6, заявл. 28.03.2002.

1. Способ 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.

2. Способ по п. 1, по которому обрабатывают смесь, состоящую из 80% листьев и 20% древесных опилок.

3. Брикет, полученный способом по п. 1, отличающийся тем, что он содержит листву и опилки, имеет оплавленную поверхность.

4. Брикет по п. 3, отличающийся тем, что содержит листву и опилки хвойных пород в соотношении соответственно 80% и 20%.

5. Брикет по п. 3, отличающийся тем, что имеет прямоугольную форму.



 

Похожие патенты:

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.

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 описывает систему супервысушивания биомассы, которая содержит множество резервуаров, включая, по меньшей мере, один высушивающий резервуар, содержащий расплавленную соль в качестве жидкого средства теплопередачи, которое находится в контакте с биомассой и превращает ее в биоуголь; и, по меньшей мере, один резервуар с водой, содержащий воду для промывки соли, которая находится в контакте с биоуглем и охлаждает биоуголь, для удаления соли, прилипшей к биоуглю, и систему транспортирования, перемещающую биомассу через множество резервуаров в первом направлении при перемещении биоугля во втором направлении, противоположном первому направлению, таким образом, что, по меньшей мере, один резервуар с водой, содержащий воду для промывки соли, предварительно нагревает биомассу и одновременно охлаждает биоуголь.

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 термической обработке биомассы. Изобретение касается способа, включающего стадии подачи биомассы (6) в реактор (16), в котором биомассу (6) нагревают до температуры от 180 до 350°C при условиях с низкой концентрацией кислорода, с получением компонентов, инертных по отношению к процессам биологического разложения, с образованием газообразных продуктов (10) реакции и термически обработанной биомассы (8), газообразные продукты (10) реакции подают в процесс (13) сжигания, а горячие дымовые газы (11) из процесса (13) сжигания подают в реактор (16) для осуществления термической обработки.

Изобретение относится к спрессованной основе для применения в энергоустановках совместного сжигания и обогреве дома, содержащей первые частицы, представляющие собой материал биомассы, выбранный из группы, включающей посадочный материал соевых бобов, шалфей, посадочный материал кукурузы и посадочный материал подсолнечника, и вторые частицы, представляющие собой частицы угля, где спрессованная основа, содержащая первые и вторые частицы, а также связующее, которое представляет собой водоросли или воск, является устойчивой к фрагментации.

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 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.
Изобретение относится к применению брикета экструзионного (БРЭКСа), полученного методом жесткой вакуумной экструзии, включающего отходы обогащения угля и, по необходимости, угольные отсевы, минеральное связующее и бетонит, в качестве топлива для промышленных топок и бытовых печей.

Изобретение относится к способу и устройству для производства твердого углеводородного топлива. .

Изобретение относится к способу получения биодизельного топлива из илов и/или осадков очистных сооружений, включающему предварительную обработку сырья, экстракцию липидной фракции, переэтерификацию липидной фракции, разделение полученных фракций и осушение биодизеля.
Изобретение относится к производству твердого топлива, в котором описана твердотопливная гранулированная композиция на основе углеродсодержащего компонента, где в качестве углеродсодержащего компонента вводят дисперсный активированный продукт низкотемпературного пиролиза отходов резинотехнических изделий и полимерных отходов (пирокарбон с удельной поверхностью S=5000-8000 см2 /г), в качестве растительных отходов вводят древесные опилки.
Изобретение относится к применению брикета экструзионного (БРЭКСа), полученного методом жесткой вакуумной экструзии, включающего отходы обогащения угля и, по необходимости, угольные отсевы, минеральное связующее и бетонит, в качестве топлива для промышленных топок и бытовых печей.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2015-05-27 2015-05-27T03:16:12
Наверх