Способ получения топливных брикетов из древесных отходов

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.

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.

Наверх