Спосіб отримання паливних гранул

Реферат: Винахід належить до способу виробництва твердого органічного палива, зокрема палива з лігніновмісної рослинної сировини. Заявлено спосіб отримання паливних гранул, який включає операції підготовки сировини із відходів рослинного походження, формування паливних гранул в матричному пресі, охолодження отриманих паливних гранул в матричному пресі, їх сепарації з виділенням товарних паливних гранул і відходів у вигляді дрібної або пиловидної фракції, причому формування паливних гранул в матричному пресі із підготовленої сировини 2 здійснюють під тиском 700-1500 кг/см , при цьому сировину із відходів рослинного походження підготовляють з вмістом лігніну не менше 12 %, причому як підготовлену рослинну сировину використовують подрібнений очерет вологістю 8-12 % або подрібнені відходи деревини вологістю 6-18 %, або подрібнені відходи сільськогосподарських, зернових та зернобобових культур вологістю 6-16 %, або їх суміші. UA 110686 C2 (12) UA 110686 C2 UA 110686 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до виробництва твердого органічного палива, зокрема паливних гранул із відходів рослинного походження. Відомий спосіб отримання паливних брикетів за а.с. SU 763454 А від 16.04.74, бюл. № 34 1980 р., МПК C10L 5/44, який включає операції підготовки сировини із відходів рослинного походження, формування паливних гранул в пресі, охолодження отриманих паливних гранул їх сепарації з виділенням товарних паливних гранул і відходів у вигляді дрібної або пиловидної фракції. На відміну від заявленого способу отримання паливних гранул, у способі за а.с. SU 763454A перед подачею в матрицю преса подрібненої сировини з відходів рослинного походження, її обробляють перегрітою парою з температурою 300-400 °C і тиском (0,1-0,2) атм. до заданої вогкості. Виконання наведеної операції значно ускладнює технологічний процес отримання формованих виробів, тобто паливних гранул, і здорожує їх вартість. При цьому формування гранул з підготовленої сировини проводять в штемпельному пресі з 2 питомим тиском 1000-1200 кг/см з витримкою під тиском 5-10 сек. при (150-200) °С, яка створюється в пресі за рахунок сил тертя і адіабатичних процесів, що відбуваються при різкому стисненні сировини. В результаті випробування наведеного способу в промислових умовах встановлено, що при виробництві паливних гранул з використанням операції обробки подрібненої сировини з відходів рослинного походження перед подачею її на прес перегрітою парою та наведених режимів тиску та вологості, готова продукція відрізняється значним вмістом браку у вигляді розвалених на шматки гранул через надлишок вологи або гранул низької якості. Обумовлено, по-перше, тим, що пресування гранул здійснюють за допомогою штемпельних пресів з питомим тиском 2 1000-1200 кг/см , де при різкому стисненні сировини збільшується температура пресування і досягає понад 120 °С, за рахунок сил тертя і адіабатичних процесів які створюється в пресувальному каналі. При цьому в гранульованій сировині відбуваються незворотні процеси, які приводять до погіршення якості продукції. По друге, вказані недоліки виникають у зв'язку із неузгодженням параметрів тиску при грануляції сировини, вмісту в ній лігніну та вологості сировини яка подається на формування гранул. Найбільш близьким аналогом до заявленого винаходу за сукупністю ознак і очікуваним технічним результатом є спосіб отримання паливних гранул з сировини рослинного походження приведеного у документі Технология производства разных видов биотоплива. /Интернет публикация/, http://web.archive. org/web/20130729011844/http://bio-: що включає операції підготовки сировини із відходів рослинного походження, формування паливних гранул в матричному пресі, охолодження отриманих паливних гранул, їх сепарації з виділенням товарних паливних гранул і відходів у вигляді дрібної або пиловидної фракції. В даній технології отримання паливних гранул сировину із відходів рослинного походження перед подачею у прес перегрітиою парою не обробляють, а формування паливних гранул проводять за допомогою матричного преса, зокрема у плоскоматричному, який через конструктивні особливості не вимагають додавання пари. Однак одержання паливних брикетів із використанням наведеної технології не досягається їх визначена якість. Пояснюється це тим, що для отримання відповідної якості паливних гранул потрібні оптимальні умови для їх одержання, зокрема узгоджені параметри тиску, вмісту лігніну та вологості, які в даній технології не визначені. В основу винаходу поставлена задача удосконалити спосіб отримання паливних гранул шляхом зміни умов виконання дій способу, зменшити вміст браку в готовій продукції у вигляді розвалених на шматки гранул через надлишок вологи та за рахунок цього поліпшити якість товарних гранул і зменшити частку відходів у вигляді дрібної або пиловидної фракції. Задача вирішена тим, що в способі отримання паливних гранул, який включає операції підготовки сировини із відходів рослинного походження, формування паливних гранул в матричному пресі, охолодження отриманих паливних гранул їх сепарації з виділенням товарних паливних гранул і відходів у вигляді дрібної або пиловидної фракції, згідно з винаходом, формування паливних гранул в матричному пресі із підготовленої сировини здійснюють під 2 тиском 700-1500 кг/см , при цьому сировину із відходів рослинного походження підготовлюють із вмістом лігніну не менше 12 %. Згідно з винаходом в способі отримання паливних гранул як підготовлену рослинну сировину використовують подрібнений очерет вологістю 8-12 %, подрібнені відходи деревини вологістю 6-18 %, подрібнені відходи сільськогосподарських, зернових та зернобобових культур вологістю 6-16 %, або їх суміші. Формування паливних гранул в матричному пресі із підготовленої сировини під тиском 7002 1500 кг/см , використання сировини із відходів рослинного походження із вмістом лігніну не 1 UA 110686 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 менше 12 % із відповідною вологістю дозволило значно зменшити вміст браку в готовій продукції у вигляді розвалених на шматки гранул через надлишок вологи або гранул низької якості. Граничні межі параметрів тиску і вологості встановлені експериментально. В результаті 2 2 експериментальних досліджень встановлено, що при тиску від 700 кг/см до 1500 кг/см стабільно забезпечується нагрів гранульованої сировини до температури 60-90 °С, необхідної і достатньої для забезпечення заданої щільності і міцності товарних гранул або брикетів при вмісті лігніну у вихідній подрібненій сировині не менше 12 %. Приклад 1 виконання способу отримання паливних гранул, де як подрібнену сировину із відходів рослинного походження використовують подрібнений очерет. Попередньо роблять підготовку сировини з очерету. Так як в біомасі очерету вміст вологи досягає до 50 %, який на момент збирання в зимовий час знижується до 10-25 %, згаданий очерет подають на подрібнення без попереднього сушіння. Подрібнення очерету здійснюють у молотковій дробарці, зокрема до фракції 1,5-3,5 мм. Беручи до уваги те, що межі вологості очерету знаходяться у великому діапазоні, зумовлені місцепоходженням очерету, то і вологість вихідної подрібненої сировини зі згаданого очерету буде також знаходиться у великому діапазоні, що негативно може позначитися на якості паливних гранул. У цьому зв'язку перед формуванням паливних гранул для кожної підготовленої сировини з відходів рослинного походження визначають робоче значення вологості, при якій забезпечуються якісні показники паливних гранул. Робоче значення вологості для вихідної сировини, що подається на грануляцію, встановлюють експериментально і становить для очерету 8-12 %. Потім вимірюють фактичне значення вологості згаданої сировини і при неузгодженості значень робочої вологості і фактичної, вихідну подрібнену сировину з очерету, доводять до робочого значення вологості шляхом додавання води в процесі змішування. Далі підготовлену подрібнену сировину з очерету, доведену до робочого значення вологості із вмістом лігніну до 24 % подають на грануляцію. Грануляцію сировини 2 проводять за допомогою матричного пресу під тиском 700-1500 кг/см , який через конструктивні 2 особливості не вимагають додавання пари. При даному тиску 700-1500 кг/см температура пресування, яка виникає за рахунок сил тертя і адіабатичних процесів в пресувальному каналі, не перевищує 60-90 °С. Це дало можливість уникнути виникнення незворотних процесів, які приводять до погіршення якості продукції, якщо температура пресування перевищує 60-90 °С. Таким чином, одержання паливних гранул в матричному пресі із підготовленої сировини під 2 тиском 700-1500 кг/см , використання сировини із відходів рослинного походження із вмістом лігніну не менше 12 % із відповідною вологістю дозволило значно зменшити вміст браку в готовій продукції у вигляді розвалених на шматки гранул через надлишок вологи або гранул низької якості. Окрім того, високий рівень вмісту лігніну - полімеру в очереті, що є природним натуральним сполучником, сприяє поліпшенню експлуатаційних і фізичних властивостей паливних гранул і брикетів, зокрема таких властивостей як щільність, міцність і стійкість до стирання. Далі, отримані з виходу гранулятора паливні гранули охолоджують з метою зниження температури і відводу надлишкової вологості. Після охолодження міцність гранул зростає. Охолодження гранул здійснюють повітрям в бункерних або конвеєрних охолоджувачах до досягнення вологості не більше 14 %. Охолоджені гранули, сепарують шляхом їх пропускання через аспіраційну камеру. У процесі сепарації виділяють товарні паливні гранули і відходи у вигляді дрібної або пиловидної фракції. Після чого, товарні паливні гранули пакетують, а значно зменшена частина відходів, у вигляді дрібної або пиловидної фракції, додається у вихідну підготовлену сировину рослинного походження. Приклад 2 виконання способу отримання паливних гранул, де як сировину використовують подрібнену деревину. Для отримання паливних гранул або брикетів з подрібненої деревини використовують сукупність операцій і послідовність їх виконання аналогічним способом отримання, згідно з прикладом 1, за винятком того, що робочу вологість експериментально визначають для вихідної подрібненої лігніновмісної сировини з дерева, яка становить 6-18 %, а вміст лігніну 30 %. Приклад 3 виконання способу отримання паливних гранул або брикетів, де як подрібнену лігніновмісну рослинну сировину використовують подрібнені очерет, деревину, бамбук, торф, листя дерев, відходи, у вигляді стебел, і листя сільськогосподарських культур, таких як пшениця, соя, кукурудза, ріпак, цикорій, папайя, лушпиння або лузгу зернових, зернобобових та олійних культур або їх суміші. Для отримання паливних гранул з перерахованих вище компонентів або їх сумішей також використовують сукупність операцій і послідовність їх виконання аналогічним способом отримання, згідно з прикладом 1, за винятком того, що робочу вологість експериментально 2 UA 110686 C2 визначають для вихідної подрібненої лігніновмісної сировини з вищевказаних компонентів, взятих у вигляді їх сумішей або кожен окремо становить 6-16 %, а вміст лігніну не менше 12 %. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 Спосіб отримання паливних гранул, який включає операції підготовки сировини із відходів рослинного походження, формування паливних гранул в матричному пресі, охолодження отриманих паливних гранул в матричному пресі, їх сепарації з виділенням товарних паливних гранул і відходів у вигляді дрібної або пиловидної фракції, який відрізняється тим, що формування паливних гранул в матричному пресі із підготовленої сировини здійснюють під 2 тиском 700-1500 кг/см , при цьому сировину із відходів рослинного походження підготовляють з вмістом лігніну не менше 12 %, причому як підготовлену рослинну сировину використовують подрібнений очерет вологістю 8-12 % або подрібнені відходи деревини вологістю 6-18 %, або подрібнені відходи сільськогосподарських, зернових та зернобобових культур вологістю 6-16 %, або їх суміші. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3