Твердое биотопливо и способ его получения

(51) 10 5/44 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ 2010/1173.1 23.09.2010 16.05.2011, бюл. 5 Шарафадинов Нурадин Сражадинович Тусупова Меруерт Кырыкбаевна 2237083 1, кл. 10 5/44, 20041458377, кл. 10 5/44, 1989(57) Изобретение относится к твердым топливам органического происхождения и способам их получения и может быть использовано для промышленных и коммунально-бытовых нужд и в топливной промышленности. Техническим результатом изобретения является получение тврдого биотоплива в виде гранул и отсутствие каких-либо добавок для его получения, в том числе связующего материала, вследствие чего,достигается снижение себестоимости топлива,повышение экологической и пожарной безопасности. Это достигается тем, что твердое биотопливо,содержащее в качестве твердой основы - отходы Изобретение относится к твердым топливам органического происхождения и способам их получения и может быть использовано для промышленных и коммунально-бытовых нужд и в топливной промышленности. Изготовление топливных гранул - хорошая альтернатива прямому использованию древесных,сельскохозяйственных отходов в виде топлива. Гранулы выделяют больше тепла, чем опилки, щепа и соломы, увеличивая коэффициент полезного действия котельных, не требуют больших складских площадей и при хранении не самовоспламеняются. Гранулы производятся без химических закрепителей под высоким давлением. Содержание энергии в килограмме древесных гранул соответствует 0,5 литра жидкого топлива, экономического эффекта,использование гранул (пеллет) способствует снижению вредных выбросов в атмосферу. По своим теплотворным характеристикам древесные и соломенные гранулы не уступают традиционным видам топлива природному газу, каменному углю и нефти, опережая их более низкой ценой, а сельскохозяйственного производства, имеет форму в виде гранул с соотношением диаметра и длины 61214-35 мм. При этом в качестве отходов сельскохозяйственного производства предпочтительно используют рисовую солому. Гранулы биотоплива имеют насыпную плотность 719.4 кг/м 3. Способ получения твердого биотоплива,включающий измельчение органического материала, увлажнение и прессование полученного материала, согласно изобретению, в качестве органического материала используют отходы сельскохозяйственного производства, измельчение органического материала осуществляют до 1-3 мм,сушку измельченного материала проводят до влажности 11-12, увлажнение - до влажности 1415 и прессование полученного материала осуществляют в матрицах с соотношением диаметра и длины канала 6-1260-80 мм под давлением 4-5 МПа с последующим охлаждением. При этом в качестве отходов сельскохозяйственного производства предпочтительно используют рисовую солому. экологические параметры гранул (пеллет) вообще вне конкуренции. Рисовая солома как отход сельскохозяйственного производства сжигается в больших объемах, в результате чего загрязняется окружающая среда. При создании биотоплива из отходов сельскохозяйственного производства решается ряд проблем, таких как, утилизация отходов и др. Известно твердое биотопливо, содержащее твердую основу органического происхождения и связующее, при этом в качестве твердой основы используют отходы лущения гречишных зерен, а в качестве связующего - муку отходов лущения гречишных зерен, природную пыль и древесные опилки. / 2237083 С 1, 27.09.2004/ Недостатком известного твердого топлива является сложный состав, введение дополнительных компонентов, отсутствие возможности утилизации отходов производства. Известен способ получения твердого биотоплива,включающий измельчение органического материала до 0,1-0,5 мм, увлажнение,нагрев д о 90-100 С в течение 3-8 мин, смешение с 23910 4-25 мас. торфяной пыли и прессование смеси под давлением 40-70 МПа в матрице, нагретой до 180210 С в котором измельченные до 0,1-0,5 мм древесные отходы нагревают до 90-100 С в течение 3-8 мин и / 1458377, 15.02.1989/. Недостатками известного способа являются отсутствие возможности утилизации отходов,образующихся при переработке зерновых культур,поскольку в данном случае для изготовления твердого топлива используется кроме основного исходного материала(древесные опилки) связующий материал - торф. Следовательно, растет себестоимость продукта, удлиняется и усложняется технологический процесс, и продукты сгорания имеют более сложную структуру, а значит, больше загрязняют окружающую среду. Задачей изобретения является создание твердого биотоплива и разработка способа его получения. Техническим результатом изобретения является получение твердого биотоплива в виде гранул и отсутствие стадии нагревания и каких-либо добавок для его получения, в том числе связующего материала, вследствие чего, достигается снижение себестоимости топлива, повышение экологической и пожарной безопасности. Это достигается тем, что твердое биотопливо,содержащее в качестве твердой основы - отходы сельскохозяйственного производства, имеет форму в виде гранул с соотношением диаметра и длины 61214-35 мм. При этом в качестве отходов сельскохозяйственного производства предпочтительно используют рисовую солому. Гранулы биотоплива имеют насыпную плотность 719.4 кг/м 3. Способ получения твердого биотоплива,включающий измельчение органического материала, увлажнение и прессование полученного материала, согласно изобретению, в качестве органического материала используют отходы сельскохозяйственного производства, измельчение органического материала осуществляют до 1-3 мм,сушку измельченного материала проводят до влажности 11-12, увлажнение - до влажности 1415, а прессование полученного материала осуществляют в матрицах с соотношением диаметра и длины канала 6-1260-80 мм под давлением 4-5 МПа с последующим охлаждением. При этом в качестве отходов сельскохозяйственного производства предпочтительно используют рисовую солому. Изобретение осуществляется следующим образом. Отходы сельскохозяйственного производства измельчают до 1-3 мм на измельчительном устройстве ИРТ-165 и КДУ-2. Измельченное сырье поступает в пресс-гранулятор,в котором оно проходит через матрицу под высоким давлением и в результате формируется гранула. В процессе сжатия выделяется тепло в виде пара. При необходимости производится увлажнение. Затем гранулы охлаждаются и направляются в фасовочное устройство. Соотношение диаметра отверстий матрицы к их длине составляет 6-1260-80 мм, при таком соотношении происходит наиболее успешное формирование гранул. Соотношение подобрано экспериментальным путем. Гранулы получаются соответственно диаметром от 6 до 12 мм и длиной от 14 до 35 мм. Нижеследующий пример иллюстрирует предлагаемое изобретение. Пример Сырье (рисовая солома) с исходной влажностью 8-12 и естественной фракционностью подают на устройства ИРТ-165 и КДУ-2. Измельченное сырье до 1-3 мм поступает в пресс-гранулятор ОГМ-1,5. Гранулирование происходит под давлением от 4 до 5 МПа. В процессе сжатия выделяется тепло в виде пара с температурой до 130 С. Затем оно проходит через матрицу диаметром 8 мм и длиной канала 80 мм, в котором формируется гранула. При необходимости производится увлажнение. Полученные гранулы охлаждаются. Готовая продукция имеет вид гранул (пеллет) с размерами диаметр 8 мм при длине от 14 до 35 мм. Полученные гранулы имели следующие характеристики Влажность - 5,8/ 14774-2 Насыпная плотность - 719.4 кг/м 3 Теплотворная способность - высшая 3729 ккал/кг, низшая 3419 ккал/кг/ 14918 Зольность - 12,81171 Все параметры определялись в лаборатории, Латвия. При измельчении рисовой соломы менее 1 мм требуются большие затраты на измельчение из-за повышенного потребления электроэнергии,необходимости дополнительного технологического оборудования, а при измельчении рисовой соломы более 3 мм гранулы получаются нестабильными,легко ломаются, крошатся, а следовательно, не пригодны к транспортировке. При давлении менее 4 МПа не наблюдается процесса гранулирования, так как исходное сырье проходит через матрицы свободно не меняя форму,а при давлении более 5 МПа растет энергоемкость,необходимо дополнительное технологическое оборудование, растет себестоимость производства гранул. Соотношение диаметра и длины гранулы выбрано 6-1214-35, поскольку при меньшем соотношении уменьшается производительность оборудования,что ведет к увеличению себестоимости продукции, происходит ускоренный износ дорогостоящего технологического оборудования, а при большем соотношении диаметра и длины гранулы не наблюдается процесса гранулирования совсем или гранула получается нестабильная, хрупкая. Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать топливные гранулы из рисовой соломы,являющейся отходом сельскохозяйственного производства. Полученное топливо отвечает требованиям, предъявляемым к топливу, и одновременно является дешевым, экологически чистым. При использовании предлагаемого способа также решается задача утилизации отходов сельскохозяйственного производства. 23910 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Твердое биотопливо, содержащее твердую основу органического происхождения,отличающееся тем, что в качестве твердой основы используют отходы древесины и сельскохозяйственного производства, имеет форму ввиде гранул с соотношением диаметра и длины 61214-35 мм. 2. Биотопливо по п.1, отличающееся тем, что в качестве отходов сельскохозяйственного производства используют рисовую солому. 3. Биотопливо по п.1, отличающееся тем, что гранулы имеют насыпную плотность 719.4 кг/м 3. 4. Способ получения твердого биотоплива,включающий измельчение органического материала, увлажнение, прессование полученного материала, отличающийся тем, что в качестве органического материала используют отходы сельскохозяйственного производства, измельчение органического материала осуществляют до 1-3 мм,сушку измельченного материала, увлажнение, а прессование полученного материала осуществляют в матрицах с соотношением диаметра и длины канала 6-1260-80 мм под давлением 4-5 МПа с последующим охлаждением. 5.Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве отходов сельскохозяйственного производства используют рисовую солому. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что сушку проводят до влажности 11-12, а увлажнение - до влажности 14-15.