CZ18234U1

CZ18234U1 - Směs k přípravě komprimovaných biopaliv

Info

Publication number: CZ18234U1
Application number: CZ200719409U
Authority: CZ
Inventors: Váňa@Jaroslav; Usťak@Sergej
Original assignee: Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i.
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2008-02-05

Description

Řešení se týká směsi k přípravě komprimovaných biopaliv, zejména topných pelet a briket na bázi upravené biomasy, přičemž zdrojem této biomasy jsou cíleně pěstované energetické rostliny a vedlejší rostlinné produkty nevyužité pro výrobu potravin.

Dosavadní stav techniky

V současnosti jsou komprimovaná biopaliva vyráběna především ze dřevní fytomasy včetně pilařských odpadů. Vzhledem k omezeným zdrojům dřevní fytomasy se hledá další obdobná fýtomasa k přípravě komprimovaných biopaliv. Je využívána sláma obilnin a olejnin, travní a jetelo10 travní fytomasa a Iytomasa cíleně pěstovaných energetických rostlin, zejména energetického šťovíku, miscantu, sidy a rychle rostoucích dřevin a konopí. K. výrobě komprimovaných biopaliv byly využity i odpady z čištění semen nebo suchého odkomění, řepné řízky, čistírenské kaly a aerobně stabilizované komposty z bioodpadů. Použití rostlinné biomasy s nižší mírou lignifikace rostlinných pletiv přináší problémy s mechanickými vlastnostmi vyrobených pelet a briket a to zejména s mírou mechanické pevnosti a s vyšším otěrem. Proto se jako kompenzaci nedostatku ligninu, který je přirozeným pojivém, používá v surovinové skladbě směsi 0,3 až 2 % hmotn. přídavek melasy. Melasa je v současné době nedostatkovou surovinou a jako přídavek do směsí k výrobě komprimovaných pelet je nutno pro uspokojivou homogenizaci ji aplikovat v 10% vodním roztoku. Nevýhodou směsí pro výrobu komprimovaných paliv na bázi slámy s podílem více než 75 % hmotnosti v surovinové skladbě směsi je nízká teplota tání popele komprimovaných paliv, která se pohybuje v rozmezí 850 až 860 °C a vede k zanášení roštů kotlů. Tato nepřiměřená vlastnost slámy bývá v palivových směsích často kompenzována přídavkem práškovitého černého nebo hnědého uhlí. Výsledný produkt již není čisté komprimované biopalivo, ale biopalivo směsné. Zvýšený podíl biomasy šťovíku a to již nad 30 % hmotnosti surovinové skladby významně zhoršuje mechanické vlastnosti pelet a briket a to zejména snížení mechanické pevnosti pelet i briket a zvýšený otěr u pelet z biomasy, vyrobených na granulačním lisu. Biomasa šťovíku je často zdrojem těžkých kovů, které negativně ovlivňují složení popele i plynných emisí. Nadměrný podíl travní a jetelotravní fytomasy nad 50 % hmotnosti v surovinové skladbě směsi je často příčinou zvýšených koncentrací oxidů dusíku v emisích. V palivových zkouškách nadlimitní koncentrace kyseliny chlorovodíkové bývá 173 N.m'³, nadměrná koncentrace polyaromatických uhlovodíků 134mg/.m³ a koncentrace polychlorovaných dibenzofuranů a dibenzodioxinů představovala 1,909 mg TEQ/Nm'³.

Je žádoucí, aby směs k přípravě komprimovaných biopaliv zabezpečovala dobré mechanické vlastnosti komprimovaných biopaliv a to zejména pevnost a odolnost proti otěru a aby tyto me35 chanické vlastnosti byly dosaženy s pojivém biologického charakteru, které je dostupné a snadno homogenizovatelné. Směs k přípravě komprimovaných biopaliv by měla zabezpečovat omezenou tavitelnost popela a při zahoření biomasy s výrazně nízkou teplotou tavitelnosti (obilní sláma) je nutná přítomnost paliva s vyšší teplotou tavitelnosti, přičemž je třeba se z důvodu ekologických vyhnout použití fosilních paliv (mleté uhlí). Směs k přípravě komprimovaných biopaliv by měla zabezpečovat i nízké plynné emise a to zejména u chloru, polyaromatických uhlovodíků a polychlorovaných dibenzodioxinů a dibenzofuranů a těžkých kovů.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky odstraňuje směs k přípravě komprimovaných biopaliv, podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že směs obsahuje 10 až 29 % hmotn. rozdrcené bio45 masy šťovíku ve formě částic o rozměrech 0,2 až 40 mm a o maximální vlhkosti 20 %; 10 až 74 % hmotn. rozdrcené slámy obilnin nebo olejnin ve formě částic o rozměrech 0,2 až 45 mm a o maximální vlhkosti 17 %; případně až 49 % hmotn. travní nebo jetelotravní fytomasy o velikosti

- 1 CZ 18234 Ul částic o rozměrech 0,1 až 50 mm a o maximální vlhkosti 15 % a dále 2 až 10 % hmotn. lihovarských výpalků zahuštěných na minimální sušinu 10 až 20 % hmotn.

Směs podle technického řešení se dále vyznačuje tím, že obsahuje 29 % hmotn. rozdrcené biomasy šťovíku o vlhkosti 15 %; 63 % hmotn. rozdrcené řepkové slámy o maximální vlhkosti 15 % a 8 % hmotn. lihovarských výpalků zahuštěných na minimální sušinu 15 % hmotn.

V takto vytvořené směsi z upravené biomasy se navzájem kompenzují nepříznivé mechanické a spalovací vlastnosti biomasy slámy, šťovíku i jetelotravní biomasy a obsazené lihovarské výpalky poskytují mechanické vlastnosti komprimovaných biopaliv vyrobených ze směsi.

Směs podle technického řešení umožňuje energetické využití odpadních surovin při jejich ekoloío gickém spalování, přičemž při jejím spalování nedochází k ucpávání spalovacího roštu, nežádoucí plynné emise jsou omezeny na minimum a vyrobené pelety mají jen minimální otěr a dobré mechanické vlastnosti.

Následující příklady provedení směsi k přípravě komprimovaných biopaliv podle technického řešení pouze dokládají, aniž by ho jakkoliv omezovaly.

Příklady provedení

Příklad 1

Směs k přípravě komprimovaných biopaliv obsahovala 29 % hmotn. rozdrcené biomasy šťovíku o vlhkosti 14,9 % ve formě částic o rozměrech 0,3 až 37,1 mm; 63 % hmotn. rozdrcené řepkové slámy o vlhkosti 14,3 % a o velikosti částic 0,4 až 40,4 mm; 8 % hmotn. lihovarských výpalků zahuštěných na sušinu 15,3 % hmotn. Hustota topných pelet o průměru 20 mm vyrobených na granulovacím lisu byla 1259 kg.m'³. Zjištěný otěr pelet na přístrojí Ligno - tester představoval 0,9 % hmotn. Tání popele při spalování pelet bylo větší než 1300 °C, spalné teplo 15,91 MJ.kg'¹, výhřevnost 14,21 MJ.kg'¹, obsah popela 7,58 % hmotn., obsah chloru 0,16 % hmotn. a obsah síry 0,15 % hmotn.

Při pokusných zkouškách provedených na kotli 50 MW byly zjištěny emise tuhých znečisťujících látek 41 mg.m'³, jen 158 mg oxidu siřičitého.m'³ a emise 320 mg oxidů dusíku.m'³.

Příklad 2

Směs k přípravě komprimovaných biopaliv obsahovala 25 % hmotn. rozdrcené biomasy šťovíku o vlhkosti 15,0 % ve formě částic o rozměrech 0,3 až 37,1 mm; 25 % hmotn. rozdrcené pšeničné slámy o vlhkosti 14,1 % a o velikosti částic 0,2 až 33,8 mm a 42 % hmotn. travní fytomasy z golfového hříště o vlhkosti 14,8 % a velikosti částic 0,3 až 32,0 mm; 8 % hmotn. lihovarských výpalků zahuštěných na sušinu 15,3 % hmotn. Hustota topných pelet o průměru 20 mm vyrobených na granulovacím lisu byla 1160 kg.m'³. Zjištěný otěr pelet na přístroji Ligno - tester představoval 1,1 % hmotn. Tání popele při spalování pelet bylo větší než 1250 °C, spalné teplo

15,18 MJ.kg'¹, výhřevnost 13,95 MJ.kg'¹, obsah popela 8,11% hmotn., obsah chloru 0,20% hmotn. a obsah síry 0,09 % hmotn.

Při pokusných zkouškách provedených na roštovém kotli 50 MW byly zjištěny emise tuhých znečisťujících látek 48 mg.m ³, emise 98 mg oxidu siřičitého.m'³ a emise 360 mg oxidů dusíku.m'³.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims

1. Směs k přípravě komprimovaných biopaliv, vyznačující se tím, že obsahuje 10 až 29 % hmotn. rozdrcené biomasy šťovíku o max. vlhkosti 20 % ve formě částic o velikosti

-2CZ 18234 Ul

0,2 až 40 mm; 10 až 74% hmotn. rozdrcené slámy obilnin nebo olejnin o maximální vlhkosti 17 % ve formě částic o rozměrech 0,2 až 40 mm; případně až 49 % hmotn. travní nebo jetelotravní fytomasy o max. vlhkosti 15 % ve formě částic o velikosti 0,1 až 50 mm, a dále 2 až 10 % hmotn. lihovarských výpalků zahuštěných na minimální sušinu 10 až 20 % hmotn.

5 2. Směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje 29 % hmotn. rozdrcené biomasy šťovíku o vlhkosti 15 %; 63 % hmotn. rozdrcené řepkové slámy o maximální vlhkosti 15 % a 8 % hmotn. lihovarských výpalků zahuštěných na minimální sušinu 15 % hmotn.

10 Konec dokumentu