Спосіб одержання гранульованого палива

Спосіб одержання гранульованого палива, який включає попередню підготовку складових гранульованого палива, їх змішування та пресування, який відрізняється тим, що дрібна фракція торфу розміром не більше 4,0 мм змішується з попередньо висушеними та подрібненими відходами деревини, текстилю та/або паперу і картону в кількості не більше 50 % до маси готового продукту, після чого одержана суміш вологістю 18,020,0% гранулюється. (19) (21) u201103982 (22) 04.04.2011 (24) 26.09.2011 (46) 26.09.2011, Бюл.№ 18, 2011 р. (72) СНЄЖКІН ЮРІЙ ФЕДОРОВИЧ, МИХАЙЛИК ВЯЧЕСЛАВ АВРАМОВИЧ, КОРІНЧУК ДМИТРО МИКОЛАЙОВИЧ, МИХАЙЛИК ТАМАРА ОЛЕКСІЇВНА, БЯКОВА ОЛЕНА МИХАЙЛІВНА (73) ІНСТИТУТ ТЕХНІЧНОЇ ТЕПЛОФІЗИКИ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ 3 ми відходами деревини, текстилю, паперу та картону та їх гранулювання при вологості 18 - 20%, що забезпечить оптимальну технологічність процесу, збільшення теплотворної здатності гранульованого палива та зниження його зольності при збереженні стабільно високих механічних властивостей. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання гранульованого палива, який включає попередню підготовку складових гранульованого палива, їх змішування та пресування, згідно з корисною моделлю, дрібна фракція торфу розміром не більше 4,0 мм змішується з попередньо висушеними та подрібненими відходами деревини, текстилю та/або паперу і картону в кількості не більше 50 % до маси готового продукту, після чого одержана суміш вологістю 18,0-20,0 % гранулюється. Сушіння органічних побутових відходів здійснюється відхідними газами пилоосаджувальних циклонів з додаванням, в разі необхідності, димових газів з топки. Зольність гранульованого палива залежить від процентного співвідношення компонентів, доданих до торф'яної маси і за вимогами діючих стандартів не повинна перевищувати 20-25 %. Для підвищення теплотворної здатності та зниження зольності паливних гранул використовуються органічні побутові відходи. Присутність в гранулах відходів деревини, текстилю та/або паперу і картону підвищує їх пористість, що забезпечує інтенсивне стійке горіння в порівнянні з чисто торф'яними гранулами. Згідно з даними термічного аналізу гранульованого палива, збільшення вмісту наповнювача до оптимального значення сприяє підвищенню теплоти згоряння палива до 16-17,5 МДж/кг, що перевищує теплоту згоряння чисто торф'яних гранул на 10 %, та зменшенню його зольності до 7-10 %. Дослідження горіння гранульованого палива дозволило візуально спостерігати розкриття поверхні та підвищення газопроникності (паливо стає більш пористим), що супроводжувалося стійким горінням. Міцність гранул палива визначається кількісним вмістом наповнювача. Фізичні властивості наповнювача багато в чому схожі з торфом, але по механічних показниках відрізняються від нього підвищеною міцністю та пружністю. Відходи деревини, утворюючи армований каркас, підвищують опір на зламування гранул. Збільшення вмісту деревини понад 40 %, внаслідок переваги пружних деформацій в гранульованому паливі, призводить до зменшення міцності та питомої ваги. Міцність гранул з наповнювачем у вигляді подрібнених відходів паперу та картону, через сегрегацію частинок, залежить від складу і вологості матеріалу та розподілу наповнювача в масі. Плоска форма частинок паперу з рівною та гладкою поверхнею заважає формуванню адгезийних контактів в паливі. Тому оптимальний вміст наповнювача з відходів паперу становить 22 % , а текстилю – 28 %. Розмір частинок наповнювача також впливає на його міцність. Як засвідчили досліди, гранульо 63166 4 ване паливо ставало міцнішим, коли розмір наповнювача знаходиться в межах до 10 мм. При використанні більш крупних частинок наповнювача, структура гранульованого палива ставала неоднорідною і розшаровувалася через збереження пружних властивостей в крупних частинках. Додатковою перевагою корисної моделі є те, що показники викидів NOх та CO для композиційного палива на 20-30 % нижчі у порівнянні з торф'яними брикетами та вугіллям, а вміст сажі на 3040 % менший, ніж у торф'яних, що дозволяє віднести їх до продукції вищої якості. Діоксид сірки є одним із продуктів окиснення палива. Але, оскільки в біопаливі вміст сірки незначний, то в процесі згоряння біомаси діоксид сірки практично не виділяється. Навіть ті невеликі обсяги викидів, що утворюються, є ланкою природного циклу, оскільки ці речовини виділяються при перегниванні деревини. Вміст важких металів у біомасі так само незначний, отже, згоряння біопалива не призводить до їхнього виділення та концентрування. В процесі виробництва гранульованого палива здійснюється утилізація органічних побутових відходів, відходів деревообробної та целюлознопаперової промисловості, ткацького і швейного виробництва. Крім того, в технології, що заявляється, передбачена більш глибока утилізація теплоти газів з пилоосаджувальних циклонів за рахунок їх використання для сушіння органічних побутових відходів в сушарці. Для зневоднення органічних побутових відходів у випадках надвисокої їх вологості використовується суміш газів: з пилоосаджувальних циклонів та частини димових газів з топки. Спосіб одержання гранульованого палива простий в технологічному виконанні, не потребує значного переобладнання торф'яного підприємства і базується на принципі безвідходної технології. Спосіб одержання гранульованого палива здійснюється наступним чином. Фрезерний торф вологістю 55-65 з транспортних засобів подається в приймальний бункер, після чого надходить на подрібнення та розсіювання. Частинки більш 10-15 мм надходять на повторну переробку, а дрібна фракція торфу з частинками не більше 10 мм подається живильником в рукав сушарки, де суміш підхоплюється потоком сушильного агента з температурою 600 - 900 °С, що надходить з топки. Торфогазова суміш подається в шахтний млин, де торф подрібнюється і підсушується, після чого виноситься в сепараторну шахту, а далі на циклони, звідки частинки торфу розміром, що не перевищують 4,0 мм надходять в змішувач, де ретельно перемішується з попередньо підготовленими відходами деревини, текстилю та/або паперу та картону. Отримана в змішувачі суміш торфу з органічними побутовими відходами вологістю 18,0-20,0 % гранулюється. Одержані гранули діаметром 8-16 мм транспортують в охолоджувач для видалення надлишкової вологи і подають на сортування та пакування. Нагріте повітря при охолодженні гранул разом з відходами, одержаними в процесі просіювання торфу та гранулювання, повертається в топку сушильної установки. 5 Приклад 1. Для одержання гранульованого палива осаджений в циклонах торф, з розміром частинок не більше 4,0 мм надходить в змішувач, де ретельно перемішується з попередньо висушеними і подрібненими до розміру не більше 10 мм відходами деревини, текстилю, паперу та картону. Суміш вологістю 18 - 20 % гранулюється. Одержані гранули діаметром 8-16 мм транспортують в охолоджувач, де гранули набувають необхідної міцності та вологості згідно ГОСТ 18132-72. Приклад 2. Для одержання гранульованого палива осаджений в циклонах торф з розміром частинок не більше 4,0 мм подається в змішувач, де ретельно перемішується з попередньо висушеними і подрібненими до розміру не більше 10 мм відходами деревини, паперу та картону. Суміш вологістю 18-20 % надходить у розподільник, з якого подається на прес-гранулятор. Гранульоване паливо охолоджують і розфасовують у паперові мішки або у м'які контейнери типу "Big-Bag". Вологість палива складає 12 %. Механічна міцність композиційних гранул залежить від оптимального співвідношення торфу та наповнювачів. Вміст наповнювача в композиційних сумішах до 50 % дозволить отримувати гранульоване паливо, міцність якого перевищує міцність торф'яних брикетів. Подальше зростання вмісту наповнювача є неефективним через збільшення Комп’ютерна верстка Мацело М. 63166 6 обсягу порожнин, повітряних проміжків між частинками. їх наявність призводить до зменшення площі контакту і відповідно до зменшення сил молекулярної дії. В гранульованому паливі з вмістом деревини до 30 % спостерігається міцне з'єднання деревних частинок з торф'яними, Такі ж ефекти спостерігаються з наповнювачами з відходів текстилю, що пояснюється збігом структур наповнювачів. Поверхня зламу такого палива характеризується зламом часток наповнювача, що свідчить про їх міцний, адгезійний зв'язок з торфом. Ретельне перемішування суміші торфу з органічними відходами при вологості 18-20 % позитивно впливає на технологічний процес гранулювання і механічну міцність гранул. Вплив температури суміші та гранулювання в межах 20-100 °С, виходячи з дослідних даних, незначний і не перевищує 10 % приросту міцності. Збільшення температури приводить до термічного розкладу торфу та утворення газів що призводить до руйнування гранул. Охолодження виготовлених гранул стабілізує сили пружності матеріалу і збільшує їх насипну щільність до рівня торф'яних. Простота виготовлення, доступність сировини та ефективність використання є основними перевагами зазначеного способу виробництва гранульованого палива. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601