Твердое топливо

Авторы патента:


Владельцы патента RU 2591853:

Криэйтив Ко. Лтд. (JP)

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.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к твердому топливу. В частности, оно относится к твердому топливу, которое обеспечивает эффективное использование плодов (в особенности семян) некоторых видов растений, произрастающих в больших количествах в природе и содержащих значительные количества масляного компонента, или же эффективное использование жмыха, получаемого после извлечения масляного компонента из семян этих растений. Говоря еще точнее, изобретение относится к твердому топливу, которое обеспечивает эффективное использование указанных плодов (в особенности семян) или их жмыха, производит как можно меньшее количество вредных газов и остаточных продуктов горения, генерирует большое количество тепла и приводит к снижению выброса диоксида углерода в атмосферу. В частности, настоящее изобретение относится к твердому топливу, пригодному для использования в качестве топлива для генерации тепловой энергии.

Уровень техники

К причинам глобального потепления, которое является одной из важнейших экологических угроз современности, относится увеличение количества диоксида углерода в атмосферном воздухе. В мире реализуются различные подходы к снижению выброса диоксида углерода в атмосферу. В качестве одного из таких подходов можно назвать разработку различных видов биотоплива и их использование в автомобилях и энергетических котлах в качестве альтернативы ископаемым видам топлива, таким как каменный уголь и бензин.

Однако использование пищевых продуктов, например кукурузы, в качестве сырья для производства биотоплива нарушает экологический баланс и экономический баланс на планете. Следовательно, нельзя расценивать данный подход как наилучший. Действительно, при решении проблемы глобального потепления необходимо, с одной стороны, принимать во внимание экологические аспекты, но при этом не допускать простого сжигания того сырья, которое могло бы быть применено при производстве одежды, продовольствия и строительных материалов, столь же необходимых для жизни людей, как и топливо.

Различные исследования проводятся в настоящее время для решения данной проблемы, но она пока далека от разрешения. Так, известен подход, в рамках которого в качестве альтернативы нефти и каменному углю применяется твердое топливо, содержащее пластики. Однако эффект данного твердого топлива в плане снижения выброса диоксида углерода в атмосферу не является удовлетворительным.

Растительные плоды, имеющие относительно большое содержание масляного компонента, существуют в природе, при этом они далеко не всегда являются съедобными. Имеется большое количество плодов (семян), из которых извлекается масляный компонент для использования в мыле и промышленных изделиях.

В области техники известно значительное количество технических решений, относящихся к твердому топливу, в том числе такие решения, которыми предлагается перерабатывать древесные, бумажные и пластиковые отходы в твердое топливо.

Известно, например, твердое топливо, описанное в патентном документе JP-А 7-82581 (Murata F., Inoue М. 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 М. Твердое топливо, полученное из отходных материалов. // Заявка на патент Японии №JP 19930249773. Публикация №JP 7082581. Приор. 10.09.1993. Опубл. 28.03.1995). Для производства известного твердого 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, т.е. также продукт растительного происхождения (количество отходной древесины, используемое в примерах данного патентного документа, не превышает 10% по массе). Известное топливо имеет следующие существенные недостатки. Состав известного твердого топлива характеризуется отсутствием сбалансированности компонентов. В частности, данное твердое топливо содержит отходные пластики в относительно большой пропорции. Значительное присутствие отходных пластиков не позволяет достичь стабильности удельной теплоты сгорания топлива, а также вызывает риски интоксикации людей и повреждения поверхности печи хлорсодержащими газами во время сжигания известного твердого топлива. За счет наличия пластиков в составе известного твердого топлива его сжигание приводит к значительному выбросу диоксида углерода в атмосферу. Отмечается также нестабильность удельной теплоты сгорания твердого топлива, связанная с негомогенным составом топлива (пластики являются более горючими).

Известно также твердое топливо, описанное в патенте РФ №2471859 (Кияма М. Твердое топливо. // Патент РФ №2471859. Приор. 11.07.2008. Опубл. 10.01.2013), отформованное из смеси продукта растительного происхождения - древесных кусков, имеющих размер 1-25 мм, а также из бумажных кусков, имеющих размер 1-25 мм, и термопластичной смолы. При этом смесь содержит 85-95 весовых частей древесных кусков и бумажных кусков и 5-15 весовых частей термопластичной смолы, а весовое соотношение древесных кусков и бумажных кусков составляет 20:80-90:10. Предлагаемое твердое топливо генерирует стабильное количество тепловой энергии, хорошо сохраняет форму и является нетоксичным, что достигается путем его изготовления из отходной древесины, отходной бумаги и отходной термопластичной смолы, используемых в заданном сбалансированном соотношении. Поскольку количество генерируемой теплоты (теплотворная способность или удельная теплота сгорания) может контролироваться посредством добавления малого количества смолы, а количество хлорсодержащей смолы, такой как поливинилхлорид, может быть сведено к минимуму, дехлорирование посредством тепловой обработки в данном случае фактически не требуется. Вместе с тем и это известное топливо выделяет при сгорании, пусть в меньших количествах, хлорсодержащие газы, что обусловлено присутствием незначительного количества пластических материалов.

Еще раз отметим, что общим недостатком вышеуказанных технических решений является то обстоятельство, что в качестве связующего вещества и топлива в известных видах твердого топлива используются пластики в ощутимых количествах. Поскольку пластики производятся из нефтепродуктов, такое твердое топливо не может быть эффективно использовано для снижения выброса диоксида углерода. Кроме того, пластики могут являться причиной выброса хлорсодержащих газов при сгорании топлива.

В области техники существуют также решения, суть которых состоит в изготовлении твердого топлива исключительно из компонентов растительного происхождения. В данной группе технических решений известно твердое топливо, описанное в патентном документе №ЕР 2216387 (Bruintjes Е. Fuel block such as a hearth block. // Patent application №EP 20100152795. Publication №EP2216387. Prior. 06.02.2009. Publ. 11.08.2010. Перевод - Брюинтьес Э. Топливный блок, такой как топливный блок для домашнего очага.// Заявка №ЕР 20100152795. Публикация №ЕР 2216387. Приор. 06.02.2009. Опубл. 11.08.2010). Данное топливо является наиболее близким к предлагаемому и служит его прототипом. В известном техническом решении для создания твердого топлива применяются горючие и связующие материалы. В качестве связующих материалов могут использоваться растительные и другие органические масла. Среди связующих материалов могут быть вещества с формообразующей функцией, такие как воски (в том числе растительные) и парафины. Из указанных компонентов изготавливаются блоки твердого топлива. При этом используется формование прессованием с включением в состав топлива древесных гранул в количестве 5-50% по массе.

Основным недостатком данного известного решения является использование древесины, но не морских водорослей или растительных отходов, остающихся после сбора семян, зерен или клубней, применение которых в целях производства твердого топлива позволило бы более рационально подойти к решению вопроса об использовании растительных ресурсов на планете. Кроме того, применение в качестве связующих и формообразующих элементов восков и парафинов может приводить к формированию при сгорании вредных газов и остаточных продуктов горения, а также к сравнительно высокой эмиссии диоксида углерода. К тому же наличие восков и парафинов, при условии их негомогенного смешивания с древесными гранулами, может приводить к нарушению стабильности удельной теплоты сгорания известного твердого топлива. Характеристики сохранения формы известного твердого топлива авторами не исследовались, но из общих соображений можно заключить, что описанное в прототипе топливо из относительно мягких компонентов растительного происхождения будет менее устойчивым к механическим воздействиям при транспортировке и хранении, чем те виды топлива, которые изготовлены из древесины и пластиков.

Раскрытие изобретения

Проблемы, которые необходимо решить изобретением

Разработчики настоящего изобретения обратили внимание на тот факт, что семена определенных растений (Ricinus communis, Triadica sebifera, Jatropha curcas, Brassica rapa L. var. nippo-oleifera, Palmae, Zea mays, Prosopis glandulosa) либо их жмых, полученный после того, как масляный компонент был извлечен из семян (далее именуемый просто ″жмыхом″), производятся в мире в больших количествах. Разработчики настоящего изобретения провели глубокие исследования, с тем чтобы разработать твердое топливо, которое обеспечивает эффективное использование семян или жмыха и может быть применено в качестве нового источника энергии, в частности, для снижения производства диоксида углерода. Как известно разработчикам изобретения, жмых производится почти в том же количестве, что и извлеченный масляный компонент, при этом небольшое количество масляного компонента остается в жмыхе. Также известно, что жмых сам по себе находится в форме состоящих из семян кусков и может быть использован в качестве топлива, но такое его использование распространено недостаточно.

Разработчики настоящего изобретения провели исследования для решения вышеназванной задачи и выяснили следующее. В том случае, когда семена определенных растений, в особенности их жмых (или композиция, содержащая семена и/или жмых в качестве основного компонента), термически прессуют и формуют при определенных условиях, твердое формованное изделие может быть получено без использования большого количества связующего (например, пластика) или удерживающего форму агента (например, каучука или клея). При этом полученное формованное изделие имеет достаточно большую теплотворную способность в качестве твердого топлива. Кроме того, разработчики настоящего изобретения выяснили, что, как ни удивительно, формованное изделие имеет достаточно высокие твердость и ударную вязкость, т.е. отличные характеристики сохранения формы, несмотря на то, что изделие содержит жмых в качестве основного компонента. Эта способность сохранять форму является одной из чрезвычайно важных характеристик твердого топлива, особенно топлива для генерации тепловой энергии. Твердое топливо после изготовления (формования) проходит через ряд этапов перед использованием, таких как хранение, транспортировка и разгрузка. Во время этих этапов отмечается фрагментация твердого топлива. Если фрагментация становится значительной, изделие становится не пригодным для использования в качестве промышленного твердого топлива.

Разработчики настоящего изобретения также выяснили, что фрагментация и дезинтеграция твердого топлива согласно настоящему изобретению почти не отмечается, в результате чего твердое топливо может сохранять форму в течение длительного времени и может использоваться в качестве промышленного топлива, имеющего подходящий полученный формованием размер. В частности, данное твердое топливо может использоваться для генерации тепловой энергии.

Средства для решения проблем

Настоящее изобретение было разработано на основании вышеописанного знания. Согласно настоящему изобретению предлагается твердое топливо, которое содержит композицию, содержащую 70% по массе или более в пересчете на сухое вещество семян плодов или жмыха семян плодов любого из следующих растений либо любой комбинации семян плодов или жмыха семян плодов любого из следующих растений: Ricinus communis, Triadica sebifera, Jatropha curcas, Brassica rapa L. var. nippo-oleifera, Palmae, Zea mays, Prosopis glandulosa, и которое получено горячим прессовым формованием.

Согласно предпочтительным аспектам настоящего изобретения предлагается следующее твердое топливо.

(1) Твердое топливо, в котором композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество семян плодов указанных растений или жмыха данных семян плодов.

(2) Твердое топливо, в котором композиция содержит не менее 85% по массе в пересчете на сухое вещество семян указанных плодов или жмыха данных семян плодов.

(3) Твердое топливо, которое получено прессовым формованием при температуре от 80 до 150°С.

(4) Твердое топливо, в котором композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Ricinus communis.

(5) Твердое топливо, в котором композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Triadica sebifera.

(6) Твердое топливо, в котором композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Jatropha curcas.

(7) Твердое топливо, в котором композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Brassica rapa L. var. nippo-oleifera.

(8) Твердое топливо, в котором композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Palmae.

(9) Твердое топливо, в котором композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Zea mays.

(10) Твердое топливо, в котором композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Prosopis glandulosa.

(11) Твердое топливо, имеющее теплотворную способность (удельную теплоту сгорания) 15-30 МДж/кг.

(12) Твердое топливо, отформованные куски которого имеют средний объем 15-3500 см3.

(13) Твердое топливо, имеющее кажущуюся плотность 0,3-0,6 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.

(14) Твердое топливо, имеющее степень фрагментации не более 5% по массе в испытании на сохранение формы.

(15) Твердое топливо, которое используется для генерации электроэнергии. Предлагается также использование указанного твердого топлива в качестве топлива для генерации электроэнергии.

Таким образом, согласно настоящему изобретению может быть получено твердое топливо в виде формованного изделия, демонстрирующего отличное сохранение формы. При производстве данного топлива используются семена или жмых семян определенных видов растений, произрастающих в больших количествах в природе (многие из этих семян или их жмых используются в качестве пищи или для получения масла). При этом твердое топливо по существу состоит из семян или жмыха семян растений. Следовательно, твердое топливо согласно настоящему изобретению по существу сформировано из растений в природе, не производит вредных газов при сгорании и приводит к снижению производства диоксида углерода.

Технические результаты изобретения

При осуществлении настоящего изобретения достигаются следующие основные технические результаты:

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

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

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

4. Предлагаемое твердое топливо демонстрирует более высокие, по сравнению с аналогами, характеристики сохранения формы при механических воздействиях.

В целом, применение предлагаемого топлива обеспечивает более рациональное использование ресурсов на планете, поскольку в производстве данного твердого топлива применяются отходы растений, ранее не находившие применения.

Предлагаемое твердое топливо может эффективно применяться в качестве нового источника энергии, главным образом в качестве источника энергии для генерации электричества. 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.

Осуществление изобретения

Твердое топливо согласно настоящему изобретению получено из семян плодов или из жмыха семян плодов Ricinus communis, Triadica sebifera, Jatropha curcas, Brassica rapa L. var. nippo-oleifera, Palmae, Zea mays или Prosopis glandulos и сформировано из композиции, по существу состоящей из семян плодов или из жмыха указанных семян плодов.

Рассмотрим более подробно растения, используемые для получения разработанного твердого топлива.

(1) Ricinus communis

Также известно под названием ″клещевина обыкновенная″. Многолетнее растение, которое произрастает в больших количествах в Африке, Индии и Китае. Масло, извлекаемое из его семян, используется в качестве сырья для получения касторового масла, однако оно имеет высокую токсичность и не находит широкого применения в качестве пищевого продукта. В настоящее время проводятся исследования масляного компонента данного растения для использования в качестве биотоплива или альтернативного топлива по отношению к сырой (неочищенной) нефти.

(2) Triadica sebifera

Также известно под названием ″сапиум салоносный″ или ″китайское сальное дерево″. Произрастает в больших количествах в Китае и на Тайване. Масляный компонент, извлекаемый из его семян, используется в качестве сырья для получения мыла или свечей, также находит ограниченное применение в медицинских целях.

(3) Jatropha curcas

Известно под названием ″слабительный орех″ или ″ятрофа куркас (ятрофа)″. Его семена имеют высокое содержание масла, оно произрастает в Центральной и Южной Америке. Урожайность данного растения очень высока. Поэтому его культивируют в больших количествах во многих регионах, таких как Индия, Китай, Африка и Южная Америка. Масло, извлекаемое из семян, используется в мыле и свечах и в настоящее время привлекает все большее внимание в качестве биодизельного топлива.

(4) Brassica rapa L., var. nippo-oleifera

Также известно под названием ″репа огородная″. Представляет собой крестоцветное двухлетнее растение, которое относится к роду Brassica. Это - сельскохозяйственная культура, которая культивируется как овощ для извлечения масла.

(5) Palmae

Это обобщающее название пальмовых растений. Они делятся на 11 подсемейств и 29 триб. Пальмовые произрастают в больших количествах в тропической зоне. Мякоть (мезокарпий) плода финиковой пальмы, имеющая высокое содержание сахара, использовалась в качестве пищи в течение 6000 лет на Среднем и Ближнем Востоке, а в наше время применяется при производстве сладостей, фруктозы и спиртов. Большое количество высококачественного масла производят из эндосперма Cocos nucifera L. или Elaeis guineensis Jacq. и используют в техническом мыле и маргарине. Сироп и сахар получают путем надрезания цветоножек некоторых сортов Arenga pinnata, вываривания сока из надрезанных концов и его высушивания.

(6) Zea mays

Данное растение известно под названием ″кукуруза сахарная″ или ″маис″. Является однолетним травянистым растением. Его семена в виде зерен используются в качестве пищи для людей и корма для скота, а также находят широкое применение как сырье для получения крахмала (крахмала из зерен), масла или биоэтанола. Годовое производство данного растения в мире составляет 600 млн тонн. Приблизительно 400 млн тонн из них используется в качестве корма для скота, а 200 млн тонн - для пропитания человека.

(7) Prosopis glandulosa

Называется также прозописом или мескитовым деревом. Распространено на юго-западе США от Техаса до Калифорнии и на севере Мексики. Произрастает на сухих равнинах, холмах и в пустынях. Его высота достигает приблизительно 6 м. Соцветия данного растения являются свисающими, а его ароматные бледно-желтые цветы благоухают с весны до лета. Созревающие летом плоды подобно бобам располагаются в стручках. Индейцы, живущие на юго-западе США, используют эти плоды в пищу.

Как описано выше, некоторые из семян плодов указанных растений используются в качестве сырья для получения пищи и масла. Поэтому твердое топливо согласно настоящему изобретению, предпочтительно, получено из жмыха семян указанных плодов. Жмых семян - это отходы, оставшиеся после того, как высушенные семена подверглись прессованию для выделения из них масляного компонента. Жмых семян содержит остаточные количества масла и он может быть непосредственно использован в качестве сырья в настоящем изобретении.

Твердое топливо согласно настоящему изобретению содержит не менее 70% по массе, предпочтительно - не менее 80% по массе, наиболее предпочтительно - не менее 85% по массе (в пересчете на сухое вещество) семян или их жмыха. Масса сухого вещества означает массу, полученную путем вычитания массы воды, содержащейся в семенах или их жмыхе.

Поскольку семена или их жмых содержат масло в некотором количестве, твердое топливо, имеющее отличное сохранение формы и достаточно большую теплотворную способность, может быть получено путем прессования и формования семян плодов или их жмыха без добавления связующего.

Дополнительным обязательным компонентом предлагаемого твердого топлива является натуральный каучук или крахмал растительного происхождения в количестве менее 30% по массе, предпочтительно - менее 20% по массе, наиболее предпочтительно - менее 15% по массе.

Как один из вариантов реализации настоящего изобретения может также расцениваться такой состав твердого топлива, который не включает в себя натуральный каучук или крахмал растительного происхождения, а представляет собой лишь семена вышеуказанных растений или жмых этих семян.

Из названных выше плодов растений плоды Ricinus communis, Triadica sebifera, Jatropha curcas, Brassica rapa L. var. nippo-oleifera или Palmae являются предпочтительными, а плоды Ricinus communis, Jatropha curcas или Palmae - наиболее предпочтительными.

Для формования твердого топлива согласно настоящему изобретению указанную композицию подвергают прессовому формованию при температуре 80-150°С, предпочтительно - 100-130°С. Для горячего прессования может быть использован одночервячный (одношнековый) или двухчервячный (двухшнековый) нагревающий экструдер.

Использование двухчервячного экструдера является наиболее желательным. Спрессованная композиция, экструдируемая экструдером, выходит из круглого отверстия и отрезается в подходящую длину для получения цилиндрического формованного изделия.

На этом этапе твердое топливо, имеющее желаемый размер, может быть получено путем задания диаметра круглого отверстия из диапазона 25-50 мм, предпочтительно - 30-40 мм, и длины отрезания из диапазона 20-70 мм, предпочтительно - 25-65 мм. Термин ″размер″ здесь и далее означает максимальный размер куска твердого топлива.

В связи с тем что твердое топливо согласно настоящему изобретению предпочтительно изготавливается вышеописанным способом формования, с промышленной точки зрения, его форма является предпочтительно цилиндрической или призматической, наиболее предпочтительно - цилиндрической. Что касается объема твердого топлива, его средний объем составляет 15-3500 см3, предпочтительно - 20-1000 см3.

Кажущаяся плотность этого твердого топлива составляет 0,3-0,6 г/см3, предпочтительно - 0,4-0,5 г/см3.

Разработанное твердое топливо имеет стабильную теплотворную способность в диапазоне 15-30 МДж/кг, предпочтительно - 20-28 МДж/кг. Таким образом, твердое топливо согласно настоящему изобретению имеет высокостабильную теплотворную способность и отличную способность сохранять форму, поэтому оно может быть успешно использовано в качестве топлива для генерации тепловой энергии.

Примеры

Испытание на сохранение формы проводили на твердых топливах, полученных в примерах, следующим образом.

100 кг твердого топлива помещали внутрь металлического цилиндрического резервуара, имеющего емкость 200 литров; резервуар катили 100 м по плоской асфальтированной дороге в течение 3 минут туда и столько же обратно и такое перемещение повторяли 5 раз (суммарное расстояние - 1000 м). После этого твердое топливо извлекали из металлического резервуара. Массовую долю твердого топлива (в процентах), проходящего сквозь сито, имеющее множественные отверстия диаметром 10 мм или менее, определяли в качестве меры сохранения формы. При этом массовую долю твердого топлива, проходящего сквозь сито, имеющее отверстие в 10 мм или менее, в диапазоне 0-5% расценивали как удовлетворительную, 6-10% - как приемлемую, 11-15% - как неудовлетворительную.

Примеры 1-7

Цилиндрическое твердое топливо, имеющее диаметр экструдирования приблизительно 50 мм (длину 65 мм), получали из жмыха семян каждого из плодов, показанных в Таблице 1, в качестве сырьевой композиции (каждая композиция содержала 80% по массе жмыха и 20% по массе натурального каучука) с помощью двухчервячного экструдера при нагреве до 130°С. Кажущаяся плотность (плотность вещества в общем объеме), теплотворная способность и результат испытания на сохранение формы каждого из полученных вариантов твердого топлива приведены в Таблице 1. Полученные фактические данные подтверждают заявленные свойства твердого топлива.

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, состоящее исключительно из компонентов растительного происхождения, отличающееся тем, что 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; при этом оставшаяся масса топлива выполнена каучуком растительного происхождения или крахмалом растительного происхождения, а куски твердого топлива получают горячим прессовым формованием.

2. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество семян плодов указанных растений или жмыха данных семян.

3. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что композиция содержит не менее 85% по массе в пересчете на сухое вещество семян плодов указанных растений или жмыха данных семян.

4. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что получено прессовым формованием композиции при температуре 80-150°С.

5. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Ricinus communis.

6. Твердое топливо, отличающееся тем, что композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Triadica sebifera.

7. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Jatropha curcas.

8. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Brassica rapa L. var. nippo-oleifera.

9. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Palmae.

10. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Zea mays.

11. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Prosopis gladulosa.

12. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что его удельная теплота сгорания составляет 15-30 МДж/кг.

13. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что средний объем каждого куска отформованного топлива составляет 15-3500 см3.

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

15. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что его степень фрагментации в испытании на сохранение формы составляет не более 5% по массе.

16. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что используется для генерации электроэнергии.

17. Использование твердого топлива по п. 1 в качестве топлива для генерации электроэнергии.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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 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.

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.

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.
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 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 и устройству для точного контроля и управления температурой обжига, которое позволяет точно управлять качеством и свойствами обожженного материала. Способ обжига биомассы включает в себя определение температуры поверхности биомассы в устройстве с помощью ИК-термометра в присутствии инертного, не активного в инфракрасной области газа, который подают в пространство между линзой ИК-термометра и биомассой, при этом температура инертного продувочного газа на выходе выше 150°С. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр., 1 табл.

Изобретение может быть использовано для получения экологичной энергии путем сжигания биомассы. Обработка биомассы включает загрузку биомассы в торрефикационную систему, нагревание биомассы, содержащей влагу, до температуры торрефикации. Торрефикационная система (1) содержит первое устройство обработки (3) и второе устройство обработки (18). В первом устройстве (3) биомассу нагревают до температуры 260-310°C в течение первого периода времени и подают во второе устройство (18) обработки при температуре 230-280°C в течение второго периода времени, который продолжительнее, чем первый период времени. При этом температуру во втором устройстве (18) поддерживают ниже, чем наивысшая температура в первом устройстве (3). Первый период времени составляет предпочтительно максимум 3 мин, а второй период времени, по меньшей мере, 3 мин. Изобретения обеспечивают улучшенную, экономичную технологию обработки биомассы с получением из биомассы топлива с особенно полезными свойствами - высокой теплотворной способностью и улучшенной распыляемостью. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение раскрывает аппарат (10; 110; 210; 310) для производства твердого топлива, включающий в себя: средство (10А; 210A; 310A) для изготовления смеси, выполненное чтобы изготавливать смесь (3) путем перемешивания горючих отходов (1), содержащих влагу, и дегидрирующего агента (2), служащего для ускорения удаления влаги из горючих отходов; средство (30; 130; 230) для хранения смеси, выполненное в виде цилиндра и с возможностью его вращения, и с возможностью хранения смеси (3) во внутреннем пространстве (30S; 130S, 230S); средство (33) для забора воздуха, выполненное с возможностью подачи атмосферного воздуха в средство для хранения смеси; средство (41; 241) отвода воздуха, выполненное с возможностью выпуска отработавшего воздуха из средства для хранения смеси; приводное устройство (51; 151; 251), выполненное с возможностью вращения средства для хранения смеси; средство (60; 160; 260) управления, выполненное с возможностью управления работой приводного устройства; и средство (72; 272) для измельчения, выполненное с возможностью измельчения смеси (3), содержащейся в средстве для хранения смеси, при этом дегидрирующий агент представляет собой вещество для обработки, изготовленное из эмульсии, содержащей синтетическую смолу; и средство для измельчения размещено вдоль внутренней периферийной стены (31; 231) средства для хранения смеси и выполнено с возможностью перемещения смеси (3) вверх во внутреннем пространстве и с обеспечением смеси (3) возможности свободного падения сверху во внутреннем пространстве с помощью вращения средства для хранения смеси. Также раскрывается способ производства твердого топлива, включающий сушку и измельчение горючих отходов для производства гранулированного твердого топлива (4), которые выполняются с использованием аппарата для производства твердого топлива. Технический результат заключается в получении гранулированного твердого топлива из отходов, которое обладает высокой энергетической ценностью. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 33 ил., 1 табл.

Изобретение раскрывает способ переработки помета птиц в топливные брикеты, предусматривающий предварительную подготовку компонентов исходного сырья, дозирование каждого компонента, измельчение исходного сырья, смешивание в смесителе принудительного типа с получением однородной массы, подготовленную массу подают в загрузочную воронку брикетера, в котором происходит уплотнение массы и формование формы и длины брикета, последующую сушку брикетов, при этом измельчение исходного сырья осуществляют после его перемешивания в смесителе, перед подачей на брикетирование, измеряют влажность полученной после измельчения массы и в зависимости от ее величины выбирают величину давления формования брикетов из диапазона 0, 2-1,0 МПа, сушку брикетов осуществляют в диапазоне температур 50-100°С в три этапа с различной выдержкой времени на каждом этапе, причем на первом этапе при температуре 50-60°С в течение 20-40 минут, на втором этапе при температуре 75-85°С в течение 3-4 часов, а на третьем этапе при температуре 80-100°С в течение 50-70 минут, затем брикеты охлаждают до температуры 40-30°С естественным или принудительным путем. Технической задачей изобретения является получение топливных брикетов, обладающих повышенной теплотворной способностью. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил., 1 пр.

Изобретение раскрывает способ производства высушенного горючего материала, включающий в себя: этап смешивания со смешиванием множества частиц, изготовленных из горючего материала, содержащего влагу, и дегидрирующей жидкости, изготовленной из эмульсии, содержащей синтетическую смолу, для формирования смеси, в которой поверхности частиц вступают в контакт с дегидрирующей жидкостью; а также этап сушки с формированием покрытия из синтетической смолы, изготовленного из дегидрирующей жидкости, высушенной на поверхностях частиц, с испарением влаги из частиц, чтобы сформировать покрытые частицы, включающие в себя частицы, имеющие пониженный процент влагосодержания, и покрытие из синтетической смолы, которое покрывает поверхность частиц, причем синтетическая смола, содержащаяся в дегидрирующей жидкости, представляет собой акриловую смолу, уретановую смолу или поливинилацетатную смолу, при этом получают высушенный горючий материал, образованный из покрытых частиц. Технический результат заключается в получении высушенного горючего материала с низким процентом влагосодержания. 17 з.п. ф-лы, 6 ил., 5 табл., 3 пр.

Изобретение раскрывает способ обжига древесной щепы, содержащий этапы, на которых: а) нагревают древесную щепу по меньшей мере в одной зоне нагрева таким образом, чтобы температура древесной щепы достигла диапазона температуры обжига в интервале 240-400°С; и б) обжигают нагретую древесную щепу с этапа а) в отдельной зоне обжига путем поддержания температуры в пределах диапазона температур обжига, причем нагретую древесную щепу с этапа а) подают в зону обжига в ее верхнюю часть, и обожженный материал извлекают из зоны обжига в ее нижней части таким образом, что древесная щепа движется вниз через зону обжига под действием силы тяжести, при этом в отдельную зону обжига не подается внешний нагрев; температуру обжига контролируют посредством измерения температуры поверхности древесной щепы с использованием первого ИК термометра в верхней части зоны обжига и второго ИК термометра в нижней части зоны обжига; и температуру поддерживают в пределах интервала температуры обжига путем управления количеством воздуха или кислорода, вводимого в зону обжига. Также раскрывается устройство для обжига древесной щепы. Технический результат заключается в разработке энергоэффективного процесса обжига, в котором регулирование температуры обжига осуществляется за счет введения контролируемого количества воздуха или кислорода в зону обжига. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение раскрывает способ получения продукта из отходов, включающий: a) обеспечение отходов; b) воздействие на отходы низкочастотным макроволновым излучением с длиной волны в диапазоне от 700 нм до 1 мм, с достижением температуры от 205°С до 900°С и давления от 1,0 бар до 19,0 бар, с образованием вследствие этого угля; при этом указанные отходы подвергают воздействию излучения в реакционном сосуде, имеющем двойную металлическую стенку, с обеспечением нагрева наружной металлической стенки указанного реакционного сосуда с помощью первичного источника излучения, нагретого до по меньшей мере 700°С, вследствие чего указанная наружная стенка препятствует переносу тепловой энергии путем проводимости и конвекции и в результате чего указанная наружная металлическая стенка представляет собой вторичный источник излучения для указанного материала, содержащегося в пределах указанной внутренней металлической стенки; и где указанные отходы содержат углерод в количестве от 9 до 85%, водород в количестве от 1 до 15% и кислород в количестве от 0 до 65% в пересчете на сухую массу материала. Изобретение также раскрывает вариант способа получения продукта из отходов и продукты, полученные указанными способами. Технический результат заключается в получении полезных продуктов из твердых органических и неорганических отходов, которые получены высокоэффективным и энергосберегающим способом, в котором мощность, передаваемая излучением, экспоненциально увеличивается с температурой излучающего источника тепла. 4 н. и 28 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 пр., 9 табл.

Изобретение описывает способ рафинирования брикетов, прессованных из биомассы, включающий следующие этапы: предоставление брикетов, прессованных из биомассы и выполнение тепловой обработки брикетов при нагревании до температуры между 210°С и 390°С в течение времени от 1 до 30 мин. Изобретение описывает также устройство, с помощью которого происходит рафинирование прессованных из биомассы брикетов. Обработанные таким образом брикеты являются водоотталкивающими и поэтому могут храниться на открытом воздухе. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение раскрывает способ торрефикации высушенной и нагретой биомассы, включающий в себя этап охлаждения упомянутой биомассы в течение реакции торрефикации в зоне торрефикации агрегата для торрефикации, так чтобы по меньшей мере частично нейтрализовать повышение температуры в зоне торрефикации, возникающее от экзотермических реакций торрефикации в зоне торрефикации, причем упомянутая биомасса является древесной биомассой из ели или эвкалипта. Также раскрывается агрегат для торрефикации. Указанные способ и агрегат предусматривают точный контроль температуры торрефикации, которая является решающей для тщательного контроля качества и свойств обжигаемого материала. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение описывает способ торрефакции биомассы в торрефакционном реакторе с получением обожженной биомассы и газов торрефакции, в котором в торрефакционный реактор в первом положении реактора подают содержащий кислород газ так, чтобы кислород вступил в реакцию с компонентами газов торрефакции с выделением теплоты, и в котором газы торрефакции отводят из торрефакционного реактора во втором положении торрефакционного реактора, и в котором первое положение расположено ниже по потоку от второго положения относительно направления движения биомассы в торрефакционном реакторе, так что газы торрефакции двигаются в торрефакционном реакторе в противоток движению биомассы, и при котором биомасса на входе в торрефакционный реактор имеет температуру от 30°С до 230°С. Также раскрывается вариант способа торрефакции биомассы, применение распыленной обожженной биомассы и система для торрефакции биомассы. Технический результат заключается в предоставлении процесса торрефакции, который повышает выход энергии в процессе торрефакции, повышает плотность энергии в обожженном продукте и сокращает потребность в энергии, необходимой для измельчения обожженного материала в мелкодисперсный порошок. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 3 пр.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-07-20 2016-07-20T00:51:03
Наверх