початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2255955

СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ кускових КОМУНАЛЬНО-ПОБУТОВОГО БІОПАЛИВА

Ім'я винахідника: Косів В.І. (RU); Бєляков А.С. (RU)
Ім'я патентовласника: Косів Володимир Іванович (RU)
Адреса для листування: 170026, г.Тверь, наб. А. Нікітіна, 22, ТДТУ, Відділ охорони авторських прав і захисту інформації, А.К. Борисенко
Дата початку дії патенту: 2004.02.16

Винахід відноситься до виробництва композитного комунально-побутового палива на основі відходів торфу і може бути використано в гірничій галузі, малої енергетики, житлово-комунальному господарстві, металургії, залізничному транспорті та охороні навколишнього середовища. Технічним результатом є розробка екологічно чистого, економічного і енергетично ефективного біопалива. Для цього спосіб включає введення в торф добавки, перемішування маси, пресування і сушіння. Причому фрезерний торф вологістю 40-65% сепарують, в суміш з попередньо замочених відходів деревини з вугільної дрібницею додають при безперервному перемішуванні мазут - дизельне паливо або сланці, змішують цю суміш з торфом і в однорідну масу вводять сапропель природної вологості 85-94%, отриману суміш перемішують і доводять до вологості 80 - 85%, після чого формують. Сушку здійснюють в два етапи: в штучному режимі при температурі 150-200 ° С з доведенням до вологості 35-50% і в природних умовах з доведенням до вологості 25-33%, при цьому компоненти беруть в наступному співвідношенні, мас.%: Відходи деревини - 5-10, вугільна дрібниця - 10-20, мазут або сланець - 5-10, сапропель природної вологості - 10-30, фрезерний торф до 100%.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до виробництва композитного комунально-побутового палива на основі відходів торфу і може бути використано в гірничій галузі, малої енергетики, житлово-комунальному господарстві, металургії, залізничному транспорті та охороні навколишнього середовища.

Відомий спосіб отримання торфоугольних брикетів, що включає змішання вугільної дрібниці, торфу, добавки і формування брикетів, причому вугільну дрібницю попередньо обробляють водним розчином добавки, в якості якої використовують лігносульфонат з розрахунку 4-16% по сухій речовині від маси вугільної дрібниці і вологості суміші 16- 21%, а співвідношення вугільної дрібниці і торфу становить від 2: 1 до 1: 2 по сухій речовині, причому використовують торф при природної вологості (SU №2019554 А1, 15. 09.1994, MПК: C 10 F 7/06).

Недоліками цього способу є низькі показники по щільності і міцності брикету, невисока теплотворна здатність, висока крошімость шматка, значні енерговитрати при брикетуванні і, як наслідок, низька якість палива.

Відомий спосіб виробництва кускового торфу з торф'яних покладів верхового типу, що містить введення в торф'яну масу перед формуванням модифицирующей добавки - екстракту кубового залишку поверхнево-активної речовини в кількості 0,005-0,1% на суху речовину торфу (SU №717122 А1, 25.02.1980, МПК: C 10 F 7/00).

Недоліком відомого способу є низька щільність і міцність кускового палива за рахунок пухкої структури верхового виду торфу і, як наслідок, низька теплотворна здатність (менш 2200 ккал / кг). Мала кількість модифицирующей добавки не робить істотного впливу на якість кускового палива.

Відомий і спосіб виробництва кускового торфу з торф'яних покладів низинного типу, що включає обробку торфу модифицирующей добавкою, формування шматка і його сушку, причому спочатку виробляють формування шматка, а потім проводять обробку поверхні шматка модифицирующей добавкою, в якості якої використовують 0,1-3% - ний водний розчин модифицирующей добавки при наступному співвідношенні компонентів, мас.%:

Дизельне паливо 45-50

латекс 1-5

Натрієві солі спиртів жирних кислот фракції

C ₁₇ -C ₂₀ 1-2

Вода інше (SU 1289992 А1, 15.02.1987, МПК: Е 21 С 49/00).

Недоліками відомого способу є вузький діапазон сировинної бази, так як використовуються торф'яні поклади тільки низинного типу, і мала величина доз добавок, що модифікують, що пов'язано з труднощами при технічній реалізації способу - поверхневому нанесенні їх на шматок. Якість продукції, як комунально-побутового палива, підвищується несуттєво.

Відомий спосіб виробництва кускового торфу, що включає введення в торф органічних відходів виробництва, перемішування маси, пресування і сушіння, причому в якості органічних відходів виробництва вводять попередньо подрібнені до розмірів 0,1-0,5 мм органічні відходи шкіряного виробництва в кількості 1-40 мас .% на суху речовину, при цьому вологість торфу і відходів становить 78-85%, а сушку здійснюють до вологості 30-33% (RU 2147596 С1, 20.04.2000, МПК: C 10 F 7/06).

Недоліком даного способу є отримання палива з невисокою теплотворною здатністю, обмежена сировинна база (відходи шкіряного виробництва), невисокі значення щільності і міцності і, як наслідок, висока крошімость шматка.

Найбільш близьким технічним рішенням до пропонованого по технічній сутності і досягається результату є спосіб виробництва окускованного паливного торфу, що включає введення в торф упрочняющей добавки у вигляді відходів паперового виробництва (органічні відходи виробництва), перемішування маси, пресування і сушіння до необхідної вологості 30-33%, причому в якості відходів паперового виробництва використовують скопа вологістю 80-95% в кількості 5-35% на суху речовину торфу (SU 1705575 А1, 15.01.1992., МПК: Е 21 С 49/00).

Недоліками відомого технічного рішення є вельми низькі значення щільності, міцності і теплотворної здатності окускованного торфу, що знижує його споживчі властивості і конкурентну спроможність на ринку комунально-побутового, місцевого палива.

В основі винаходу лежить завдання по розробці екологічно чистого, економічного і енергетично ефективного многокомпонентного комунально-побутового біопалива, що володіє високими показниками по щільності і міцності, низьким ступенем крошімості і високою теплотворною здатністю, що перевищує в 2-2,5 рази дрова і торф (як фрезерний, так і брикетований). Економічність визначається утилізацією відходів деревини, вугільної дрібниці, важких фракцій мазуту - дизельного палива, сланців і сапропелю, що накопичується в донних відкладеннях при інтенсивній евтрофікації озер.

Поставлена ​​задача досягається тим, що у відомому способі отримання комунально-побутового біопалива на основі торфу, що включає введення в торф модифицирующей добавки, перемішування маси, пресування і сушіння, фрезерний торф з вологістю 40-65% і розміром фракції до 10 мм спочатку сепарують, а потім в нього послідовно додають суміш відходів деревини та вугільної дрібниці, попередньо просочених мазутом - дизельним паливом або сланцем, після цього в суміш додають сапропель природної вологості 85-94%, перемішують і доводять суміш до вологості 80-85%, після чого здійснюють формування шматка діаметром 25-35 мм і довжиною 40-60 мм під тиском методом екструзії через фільєри зі швидкістю 0,5-10 мм / с, а потім здійснюють сушку кускового палива в два етапи: штучну з доведенням до вологості 35-50% при температурі 150 -200 ° с і природну з доведенням до вологості 25-33%, при цьому компоненти беруть в наступному процентному співвідношенні, мас.%: відходи деревини у вигляді тирси - 5-10%, вугільна дрібниця 10-20%, мазут або сланець - 5-10%, сапропель природної вологості - 10-30%, фрезерний торф до 100%.

Підданий сепарації фрезерний торф з відділенням великих деревних включень понад 10 мм володіє насипний щільністю 200-300 кг / м і при формуванні методом екструзії під тиском має невисоку щільність 350-400 кг / м, низьку теплотворну здатність - 2000-2500 ккал / кг, вельми низьку міцність і високі значення крошімості (до 80% шматків розсипається при сушінні). Шматок, сформована з чистого фрезерного торфу, має високу Водопоглощаемость при намоканні, втрачає повністю споживчі властивості, не задовольняє вимогам, що пред'являються до комунально-побутового палива. Пропонований же спосіб передбачає використання багатокомпонентної суміші, при цьому отриманий паливний брикет відповідає всім вимогам, що пред'являються технічними умовами до сучасного комунально-побутового палива.

Введення в торф відходів деревини дозволяє утилізувати їх і використовувати як наповнювач, що заповнює просторовий, легко деформується торф'яної каркас. Причому відходи деревини змішують з відходами вугілля, вугільної дрібницею, формуючи тим самим щільну структуру маси.

Розмір фракцій деревних відходів становить 0,1-5,0 мм, вугільної дрібниці менше 1 мм. Вугільна дрібниця з розміром фракції менше 1 мм різко збільшує насипну щільність суміші, оскільки її насипна щільність в 2-3,5 рази вище насипної щільності торфу. Крім того, теплотворна здатність вугільного пилу в 1,8-2,6 рази вище теплотворної здатності деревини і торфу.

В результаті проведення експериментальних досліджень було встановлено певний оптимальне співвідношення заявлених компонентів.

Введення відходів деревини у вигляді тирси менше 5% в розрахунку на повітряно-суху речовину структуроутворюючої матриці торфу недоцільно, оскільки просторова структура торфу повністю не заповнюється. При збільшенні концентрації понад 10% зростає межа розділу фаз торф - тирса, знижується інтенсивність сушки і теплотворна здатність палива, зростає крошімость одержуваних шматків палива (Таблиця 3).

При додаванні вугільної дрібниці менше 10% щільність кускового палива зростає несуттєво, всього в 1,15 рази. При концентрації більше 20% позначаються різні усадкові ефекти органічних і мінеральних матеріалів, що призводить до зростання утворення тріщин, зниження міцності і крошімості шматків після їх сушіння до вологості 33% (Табл. 4), крім того, в 5-8 разів знижується продуктивність формування шматків , в 13-25 разів зростає енергоємність при формуванні шматка за рахунок тертя і абразивних якостей вугільної дрібниці, яка виводить з експлуатації шнекові механізми.

Попереднє замочування відходів деревини (тирса, кора, сучки, коріння і т.д.) з вугільної дрібницею дозволяє полегшити процес перемішування, знижує абразивність вугільної дрібниці, енергоємність формування під тиском, а й підвищує якість змішування суміші.

Введення в отриману суміш при безперервному перемішуванні відходів мазуту - дизельного палива або сланцю обумовлено тим, що ці компоненти грають роль ущільнюючої і модифікує мастила. Знижується енергоємність, підвищується продуктивність і якість шматка при формуванні за рахунок утворення гладкої поверхні і відсутності "йоржистий" і тріщин, які при сушінні привели б до руйнування суцільності шматка і збільшення крошімості (Таблиця 5).

Відходи мазуту або дизельного палива і їх важкі фракції накопичуються повсюдно в нафтосховищах і обумовлюють проблему їх утилізації. При їх спалюванні або спалюванні сланців, як палив в чистому вигляді, виділяється значна кількість сірковмісних і токсичних речовин, що забруднює атмосферу. Перевищення значень ГДК по діоксиду сірки при спалюванні мазуту і сланців екологічно небезпечно при використанні їх в якості палива. При їх незначному введенні в органовмісних суміш різко знижується викид в атмосферу сірку речовин, що позитивно позначається на екологічній обстановці і, крім того, різко підвищується загальна теплотворна здатність біопалива і якість його горіння.

Введення в суміш останнього компонента - модифікує добавки сапропелю забезпечує отримання високопластичне, реологічні, Напівколоїдні маси з гомогенної мікромозаічной полідисперсної структурою оптимальної 80-85% -ної вологості формування під тиском. При даній вологості не спостерігається "ершенние" поверхні шматка, утворення тріщин і крошение при екструзії.

Сапропель в складі многокомпозітной суміші відіграє роль модифицирующей добавки колоїдної структури, яка при висиханні збільшує міжмолекулярної взаємодії агрегатів і "склеює" частинки. Крім того, компактне агрегування призводить до зростання інтенсивності сушіння матеріалу в 1,2-1,37 рази і об'ємною усадки в 1,3-1,6 рази.

При введенні в суміш сапропелю в кількості менше 10% і більше 30% спостерігаються досить низькі показники по щільності, міцності, зростає крошімость шматка.

Введення сапропелю в суміш в кількості 10-30% є оптимальним діапазоном. При 20% -ної добавці сапропелю щільність шматків зростає в 1,76 рази, міцність в 4,8 рази, а крошімость знижується в 8 разів (Таблиця 2).

Перевагою є і те, що за рахунок добавки мазуту - дизельного палива, сланців і сапропелю при висиханні кускового палива до споживчої вологості 33% різко зростають його гідрофобні властивості, що істотно знижує водопоглощаемость атмосферних опадів і підвищує якість такого палива.

Оскільки торф, сапропель, відходи деревини є широко поширеними природними органічними ресурсами, такими, що підлягають використанню і утилізації, то в даному випадку вирішується питання ресурсозбереження, а використання компонентів в певному кількісному співвідношенні і за новою технологією вирішує екологічну проблему охорони навколишнього середовища.

Отримане біопаливо може бути використано не тільки для потреб малої енергетики при вирішенні питань опалення в житлово-комунальному господарстві, але може бути застосовано для отримання легованих сталей як малосірчисте паливо в металургії, в залізничному транспорті для опалювання вагонів і т.д.

Отримане біопаливо обумовлено більш ніж на 70% біологічним походженням компонентів: відходи деревини, торф і сапропель - донний мул.

Приклад здійснення способу.

Брали 100 кг низинного, кришиться деревно-тростинного торфу зі ступенем розкладання 30%, видобутого фрезерним способом (методом пошарового фрезерування і роздільного збирання з нарощуваних валків) вологістю від 40 до 65%. Такий діапазон вологості торфу пояснюється різним ступенем його зволоженості атмосферними опадами на поверхні і всередині штабеля. Потім торф піддавали сепарування і відділенню фракцій понад 10 мм. У процесі сепарації і фракціонування відбувалося осреднение вологості торфу як вихідної сировини. Потім брали попередньо замочені тирсу хвойних порід дерев масою 8 кг при вологості 14% і вугільну дрібницю масою 15 кг і додавали в цю суміш 7 дм ³ мазутно-дизельного палива при постійному перемішуванні в шнековом апараті. Після отримання однорідної і жідкообразной маси у вигляді текучої пасти змішували її з торфом і при безперервному перемішуванні додавали 100 кг 90% -ної вологості органічного сапропелю, видобутого з озера Серемо, водної системи оз. Селігер.

Пропорція сапропелю по відношенню до торфу склала 20%. Після ретельного перемішування в шнековом механізмі однорідну масу подавали в екструдер, де методом тиску через фільєри діаметром 30 мм видавлювали зі швидкістю 10 мм / сек шматки, які секатором відсікали рівною довжиною в 40 мм. Сформовані шматки вистилали на сітчастий безперервний транспортер і подавали в сушильну камеру з температурою повітря 150-200 ° С. Шматки розміром 30 мм в діаметрі і довжиною 40 мм протягом години висихали до вологості 35-50%, а потім їх піддавали природної 36-годинний досушке при температурі 20-25 ° С.

Шматки менших розмірів, як показали експерименти, протягом години пересихали і раскрашивались, а більшого - не висихала до необхідної вологості і деформувалися при їх зсипання в бункер для досушування в природних умовах.

Далі, отримані шматки у вигляді окускованного палива піддавали лабораторним механічним - теплофізичних випробувань і результати порівнювалися з прототипом (Таблиця 1).

Таким чином, заявляється спосіб отримання паливних брикетів є досить доступним і ефективним для реалізації в виробничих умовах. Використання даних паливних брикетів як твердого палива при істотному підвищенні їх якісних характеристик значно знижує екологічну небезпеку від викидів шкідливих речовин в атмосферу.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб отримання кускового біопалива на основі торфу, що включає введення в торф добавки, перемішування маси, пресування і сушіння, який відрізняється тим, що фрезерний торф вологістю 40-65% сепарують, в суміш з попередньо замочених відходів деревини з вугільної дрібницею додають при безперервному перемішуванні мазут - дизельне паливо або сланці, змішують цю суміш з торфом і в однорідну масу вводять сапропель природної вологості 85-94%, отриману суміш перемішують і доводять до вологості 80-85%, після чого формують, а сушку здійснюють в два етапи: в штучному режимі при температурі 150-200 ° с з доведенням до вологості 35-50% і в природних умовах з доведенням до вологості 25-33%, при цьому компоненти беруть в наступному співвідношенні, мас.%: відходи деревини - 5-10%, вугільна дрібниця - 10-20%, мазут або сланець - 5-10%, сапропель природної вологості - 10-30%, фрезерний торф до 100%.

2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що розмір фракцій торфу становить менше 10 мм, розмір фракцій деревних відходів 0,1 - 5,0 мм, розмір фракцій вугільної дрібниці менше 1 мм.

3. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що формування торфу виробляють під тиском методом екструзії через фільєри зі швидкістю 0,5-10 мм / с.

4. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що торф формують у вигляді брикету діаметром 25-35 мм і довжиною 40-60 мм.

Версія для друку
Дата публікації 16.01.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів