Способ получения топливных брикетов из древесных отходов



Способ получения топливных брикетов из древесных отходов
Способ получения топливных брикетов из древесных отходов
Способ получения топливных брикетов из древесных отходов
Способ получения топливных брикетов из древесных отходов
Способ получения топливных брикетов из древесных отходов
Способ получения топливных брикетов из древесных отходов
Способ получения топливных брикетов из древесных отходов

Владельцы патента RU 2653362:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна" (RU)

Изобретение описывает способ получения топливных брикетов из древесных отходов, включающий измельчение, сушку до влажности 12-16%, смешение компонентов смеси, включающей технический гидролизный лигнин, причем подготовку связующей шихты осуществляют путем добавления к техническому гидролизному лигнину 70-80% карбоната натрия 5-10% и дальнейшей механоактивации с последующим добавлением подогретого до 90°C таллового пека 15-20%, полученную шихту в количестве 10-15% смешивают с древесными отходами, измельченными до 1-5 мм в количестве 85-90%, а брикетирование смеси осуществляют при температуре 90±2°C и давлении 45-50 МПа. Техническим результатом является повышение технологичности способа за счет снижения давления прессования при одновременном повышении плотности брикета, уменьшение содержания серы в брикете при сохранении теплоты сгорания, при уменьшении зольности. 3 табл.

 

Настоящее изобретение относится к технологии производства топливных брикетов из отходов деревоперерабатывающих производств, в частности к составам брикетированного топлива, которое может быть использовано в быту и промышленности. Описывается способ брикетирования древесных отходов, включающий предварительную подготовку отходов деревообработки, введение связующей композиции в подготовленную древесную массу и последующее брикетирование при необходимом давлении и температуре.

Известен состав древесных брикетов (авт. св. СССР N 1713923 27.12.1997). Он содержит, мас.: древесные отходы 25-65, навоз 30-60, отходы переработки нефти 5-15. Недостатком данного изобретения является использование навоза, вследствие чего недостаточная механическая прочность брикета.

Известен способ получения топливных брикетов из древесных отходов (опилок, стружки, шлифовальной пыли и др.) путем их измельчения до крупности не более 5 мм, сушки до влажности 12% и последующего прессования при 100-120 МПа (РФ N 1458377, C10I 5/44, 15.02.89). Изготовленные известным способом топливные брикеты имеют плотность 950 кг/м3, зольностью не более 5%, сопротивление на сжатие 3,0-5,0 МПа и теплоту сгорания рабочую до 4500 ккал/кг. Недостатками известного способа являются высокие энергетические затраты на измельчение древесных отходов и их прессование, а также малая величина сопротивления на сжатие и сравнительно низкая теплота сгорания получаемых брикетов.

Наиболее близким к предлагаемому способу является принятый за прототип способ получения топливных брикетов из растительной смеси, содержащей в качестве компонентов следующее соотношение масс. %: древесные отходы 20-70 и технический гидролизный лигнин 30-80. В данном способе получение брикетов осуществляют путем измельчения отходов древесины до крупности не более 8 мм, сушки смеси до влажности 12-16%, ее последующего смешения и прессования. При этом прессование смеси ведут при температуре 25°C и давлении 80-100 МПа в непрерывном потоке. Патент RU 2131912, МПК C10L 5/44 20.06.1999 г.

Полученные брикеты имеют сопротивление на сжатие 25 МПа; зольность 2,8%; плотность 1300 кг/м3 (1,3 г/см3), теплота сгорания 23,6 МДж/кг (5640 ккал/кг) и высокое содержание серы в составе, связанное с тем, что не проводится нейтрализация остаточной серы, что подтверждается химическим анализом. В результате топливные брикеты не соответствуют ГОСТР 55115-2012 с нормативным показателем содержания серы в брикете 0,04%.

При удовлетворительной теплоте сгорания в то же время следует отметить, что при сгорании брикетов происходит выделение сернистого газа, который негативно влияет на экологию и котельное оборудование. Плотность брикета не обеспечивает длительного хранения и транспортировки, вызывая крошение и частичное разрушение.

К недостаткам способа относятся высокое давление прессования, вследствие чего высокие энергозатраты.

Технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение технологичности способа за счет снижения давления прессования при одновременном повышении плотности брикета, уменьшение содержания серы в брикете при сохранении теплоты сгорания, при уменьшении зольности.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения топливных брикетов из древесных отходов, включающем измельчение, сушку до влажности 12-16%, смешение компонентов смеси, включающей технический гидролизный лигнин, причем подготовку связующей шихты осуществляют путем добавления к техническому гидролизному лигнину 70-80% карбоната натрия 5-10% и дальнейшей механоактивации с последующим добавлением подогретого до 90°C таллового пека 15-20%, полученную шихту в количестве 10-15% смешивают с древесными отходами, измельченными до 1-5 мм в количестве 85-90%, а брикетирование смеси осуществляют при температуре 90±2°C и давлении 45-50 МПа.

Существенными признаками заявляемого способа являются вся последовательность действий в режимных показателях и использование шихты следующего состава: талловый пек 15-25%, карбонат натрия 5-10%, механоактивированный гидролизный лигнин 75-85% и отходы деревообработки 85-90%. Использование в шихте в сочетании таллового пека и карбоната натрия в известном уровне техники не обнаружено.

Заявленный способ обеспечивает достижение поставленной задачи, указанной выше. Ниже представлен пример реализации способа.

Технический гидролизный лигнин массой 29,25 кг с влажностью 12-16% и характеристиками, указанными в табл. 2, подвергают механоактивации вместе с карбонатом натрия с массой 4,5 кг в мельнице в течение 10 минут, затем в смеситель конвейером подают на смешивание механоактивированный лигнин, карбонат натрия, италловый пек 11,25 кг. Далее 300 кг отходов деревообработки с влажностью не более 16% измельчают до крупности 1-5 мм. Измельченные отходы деревообработки транспортером подают на смешение в бункер с механоактивированным лигнином, карбонатом натрия и подогретым до 90°C талловым пеком. Смешивают композицию в течение 10 минут. Далее смесь шнековым транспортером подают в приемную камеру пресса. Смесь брикетируют в прессах при температуре 90±2°C и давлении 45-50 МПа.

Полученные брикеты имеют следующие характеристики: влажность 15%, зольность 0,7%, содержание серы 0,03%, плотность частиц 1400 кг/м3, механическую прочность >95%.

Брикеты имеют форму цилиндра, поэтому плотность частиц находили: ρ=m/V= кг/м3, где m - масса брикета, V - объем брикета. Остальные характеристики исследовались согласно следующим стандартам: ГОСТ Р 54186, ГОСТ Р 54192, ГОСТ Р 54211, ГОСТ Р 54185, ГОСТ Р 54191, ГОСТ Р 54215. Брикеты изготавливались на следующем парке оборудования: поршневой пресс гидравлического типа с диаметром пуансона 30 мм, потоковая сортировка SWC11/21, ленточный транспортер, шнековый транспортер, бункер временного хранения отходов, сушильная установка ленточного типа CMBD, шаровая мельница типа МШСП.

Остальные примеры представлены в табл. 3. В табл. 1 и 2 представлены характеристики исходного сырья:

Количественные значения компонентов выбраны с учетом получения топлива высокого качества. Их увеличение или уменьшение приведет к большим расходам как при сушке, так и при брикетировании.

Было установлено, что брикетирование заявляемой композиции компонентов с крупностью более 5 мм снижает прочностные свойства топливных брикетов. Таким образом по сравнению с прототипом заявляемая технология отличается повышенной технологичностью за счет снижения давления прессования со 100 МПа до 45-50 МПа. Уменьшение содержания серы в брикете за счет совместной механоактивации технического гидролизного лигнина и карбоната натрия. Заявленный способ обеспечивает повышение плотности брикета с 1300 кг/м3 до 1400 кг/м3. Повышение плотности до 1400 кг/м3 связано с механоактивацией и с повышением температуры прессования до 90±2°C. Так же как и увеличение плотности, ее уменьшение связано с количеством связующего (см. примеры табл. 3). Введение таллового пека в композицию в целом обеспечивает при заявленных режимах как получение топливных брикетов с высокой теплотой сгорания при уменьшении зольности, так и утилизацию некондиционного древесного сырья. Вне зависимости от использования сосны пример (1, 2, 3) табл. 3, березы пример (4, 5, 6), ели пример (7, 8, 9), осины пример (10, 11, 12) и их смеси примеры (13, 14, 15) динамика показателей сохраняется.

Способ получения топливных брикетов из древесных отходов, включающий измельчение, сушку до влажности 12-16%, смешение компонентов смеси, включающей технический гидролизный лигнин, отличающийся тем, что подготовку связующей шихты осуществляют путем добавления к техническому гидролизному лигнину 70-80% карбоната натрия 5-10% и дальнейшей механоактивации с последующим добавлением подогретого до 90°С таллового пека 15-20%, полученную шихту в количестве 10-15% смешивают с древесными отходами, измельченными до 1-5 мм в количестве 85-90%, а брикетирование смеси осуществляют при температуре 90±2°С и давлении 45-50 МПа.



 

Похожие патенты:

Изобретение раскрывает способ автоматизированного управления процессом прессования торфяного топлива, включающий измерение влажности, температуры, расхода сырья и последующее сравнение измеренных данных с значениями, заданными на микроконтроллере, при этом дополнительно включает в себя автоматическое измерение и регулирование давления прессования, скорости движения, а также времени выдержки материала в матричном (прессующем) канале.
Изобретение описывает полено длительного горения, представляющее собой монолитное изделие объемом более 0,5 л и весом более 500 г, содержащее парафин, стеарин, воск или их смеси, древесную муку, измельченную солому, бумагу не более чем 1 мм в диаметре или их смеси, древесные пеллеты до 4 мм в диаметре и с влажностью не более 8%, с массовой долей в %: парафин, стеарин, воск 30-40 древесная мука, измельченная солома, бумага 20-60 древесные пеллеты 10-40 Технический результат заявленного изобретения заключается в увеличении длительности горения полена, а также его однозначной идентификации.
Изобретение раскрывает непрерывный способ получения торрефицированной уплотненной биомассы, включающий стадии:(a) обеспечения подачи уплотненного материала биомассы, (b) погружения уплотненного материала биомассы в горючую жидкость, (c) торрефикации уплотненного материала биомассы в горючей жидкости при температуре или в пределах диапазона температур от примерно 270°C до примерно 320°C в течение периода времени от по меньшей мере 10 минут до примерно 120 минут с образованием торрефицированной уплотненной биомассы, (d) транспортировки торрефицированной уплотненной биомассы из горючей жидкости в ванну с водой и (e) извлечения охлажденной торрефицированной уплотненной биомассы из ванны с водой, при этом торрефицированная уплотненная биомасса, извлеченная на стадии (e), содержит не более чем примерно 20% мас./мас.
Изобретение относится к способу производства обогащенного углеродом материала биомассы, к полученному таким способом материалу, а также к его применению. Способ производства обогащенного углеродом материала биомассы включает стадии: (i) обеспечивают лигноцеллюлозный материал в качестве исходного сырья, (ii) подвергают указанное исходное сырье обработке при температурах в диапазоне от 120°С до 320°С в присутствии субстехиометрического количества кислорода при концентрации О2 или эквивалентов О2 в диапазоне 0,15-0,45 моль/кг высушенного лигноцеллюлозного материала при условии, что полное сгорание лигноцеллюлозного материала требует стехиометрического количества кислорода в герметичном реакционном сосуде, (iii) открывают указанный реакционный сосуд, и (iv) выделяют твердый продукт из реакционной смеси.

Изобретение описывает способ получения древесно-угольных топливных брикетов, включающий измельчение, смешивание и прессование с предварительным подогревом смеси до 80-100°С при давлении 170-200 МПа и влажности 10-12%, характеризующийся тем, что при подготовке смеси в уголь добавляют 5-10 мас.% опилок.

Изобретение относится к способу и системе для отделения лигнина от лигнинсодержащей жидкостной среды, такой как черный щелочной раствор, получаемый на предприятии переработки целлюлозы, и к обработке отделенного лигнина.

Изобретение раскрывает способ для получения топлив из биомассы, в котором биомассу подвергают тепловой обработке в температурном диапазоне от 150 до 300°C, реакторе (11) с давлением, повышенным паром и воздухом, в котором давление по завершении обработки сбрасывают, при этом увеличенный от сброса давления объем пара и других газов временно накапливают в контейнере (14) с адаптивным объемом, а пар и другие газы подвергают теплообмену по меньшей мере в одном теплообменнике (13) так, что конденсируемые газы конденсируются и выделяют теплоту конденсации по меньшей мере в одном теплообменнике (13).

Изобретение раскрывает комплекс оборудования для производства топливных и кормовых брикетов и гранул, включающий измельчитель, сушилку, бункер-дозатор, смеситель, формовочное устройство, охладитель брикетов, устройство подачи жидких компонентов, при этом он снабжен измельчителем рулонов, тюков соломы и древесного сырья, дробилкой резки соломы и измельченного древесного сырья, соединенной пневмотрубопроводом с вентилятором и циклоном со смесителем, который соединен транспортером с бункером-охладителем или норией с охладительной колонкой гранул, а формовочное устройство выполнено в виде брикетировщика-гранулятора.

Изобретение раскрывает состав для получения топливного брикета, содержащий мелкозернистый углеродсодержащий материал минерального происхождения, в качестве связующего мелассу и известьсодержащий компонент, характеризующийся тем, что в качестве известьсодержащего компонента использован фильтрационный осадок свеклосахарного производства при следующем соотношении компонентов, масс.
Изобретение раскрывает альтернативное твердое топливо, содержащее материал растительного происхождения и связующее, при этом в качестве связующего используют шелуху семян рапса и жмых, а материал растительного происхождения включает пожнивные остатки зерновых культур, измельченные стебли кукурузы и подсолнечника, древесные ветки тополя, ольхи, вербы при соотношении компонентов, мас.

Изобретение раскрывает способ получения топливных гранул, включающий дозирование и смешивание активного ила, образующегося на станциях биологической очистки сточных вод, с обезвоживающей добавкой, обезвоживание полученной смеси и последующее формование смеси, при этом используют активный ил с содержанием воды 97-99% масс., в качестве обезвоживающей добавки используют шлам химводоочистки тепловой электрической станции (ТЭС) влажностью не более 3%, дозирование и смешение активного ила с шламом химводоочистки ТЭС осуществляют в соотношении (7-10):(1-2)% масс., полученную смесь обезвоживают в две стадии, при этом на первой стадии осуществляют центрифугирование в течение 1-3 минут до получения смеси влажностью 69-74%, а на второй стадии - осуществляют сушку на ленточной сушилке при температуре 105-115°С в течение 20-40 минут до получения смеси влажностью 40-45%, далее обезвоженную смесь формуют путем гранулирования и затем гранулы покрывают органической добавкой, при этом топливные гранулы содержат, % масс.: активный ил - 65-75, шлам химводоочистки ТЭС - 6-10, органическая добавка - остальное.

Изобретение описывает изделие из древесного угля, содержащее цилиндрическое тело и опорные элементы, причём его донная поверхность выполнена в форме вогнутой линзы, а опорные элементы разделены воздушными проходами-диффузорами, имеющими с внешней стороны арочно-криволинейную конфигурацию и расширяющимися вовнутрь.

Изобретение раскрывает способ производства топливных брикетов и гранул, включающий измельчение, сушку, дозирование, подачу, смешивание, брикетирование, гранулирование и охлаждение, характеризующийся тем, что брикеты и гранулы производят на основе смеси соломенной резки с добавлением до 20-30% стеблей топинамбура или подсолнечника и его корзинок, или 30-40% высушенных измельченных древесных лесных или садовых отходов, или до 20% опилок.

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.

Настоящее изобретение относится к экологически чистому и высокоэффективному способу получения твердого топлива с использованием органических отходов с высоким содержанием воды, который включает: (a) стадию смешивания отходов, на которой органические отходы с высоким содержанием воды и твердые бытовые отходы подаются в реактор на Fe основе и смешиваются; (b) стадию гидролиза, на которой в реактор на Fe основе подается высокотемпературный пар для гидролиза смеси; (c) стадию снижения давления, на которой пар из реактора сбрасывается и давление внутри реактора быстро, чтобы обеспечить низкомолекулярный вес органических отходов после стадии (b) или так, чтобы увеличить удельную площадь поверхности бытовых отходов после стадии (b); (d) стадию вакуума или дифференциального давления для удаления воды; и (e) стадию получения твердого топлива, на которой продукт реакции после стадии (d) подвергается естественной сушке и компрессионному прессованию с получением твердого топлива с содержанием воды от 10 до 20%.

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.

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 описывает способ изготовления топливных брикетов из твердых бытовых отходов (ТБО) и других органических отходов, включающий сортировку ТБО с выделением горючей массы, измельчение выделенной из ТБО горючей массы, сушку, подогрев измельченного материала, формирование из измельченного материала гранул, при этом сортировка исходных ТБО с выделением горючей массы осуществляется гидромеханическим способом, измельчению подвергается масса с влажностью 40…55%, подогрев массы осуществляется в интервале температур 550…1000°С, энергообеспечение производства топливных брикетов производится полностью за счет скрытой внутренней энергии горючей массы ТБО, в качестве связующего при формировании брикетов используется смолистый конденсат, выделенный из газообразных продуктов термического распада горючей массы, нагретой до температуры 550…1000°C.

Изобретение относится к способу и устройству для торрефикации (высушивания) биомассы при низкой температуре так, чтобы получить продукт с высоким содержанием углерода, обладающий возможными гидрофобными свойствами.
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 раскрывает способ автоматизированного управления процессом прессования торфяного топлива, включающий измерение влажности, температуры, расхода сырья и последующее сравнение измеренных данных с значениями, заданными на микроконтроллере, при этом дополнительно включает в себя автоматическое измерение и регулирование давления прессования, скорости движения, а также времени выдержки материала в матричном (прессующем) канале.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2017-04-11 2018-05-11T14:13:25
Наверх