CZ200786A3

CZ200786A3 - Straw-based fuel

Info

Publication number: CZ200786A3
Application number: CZ20070086A
Authority: CZ
Inventors: Hutla@Petr; Knotek@Milan
Original assignee: Výzkumný ústav zemedelské techniky v. v. i.; Atea Praha, S. R. O.
Priority date: 2007-02-01
Filing date: 2007-02-01
Publication date: 2008-08-13
Also published as: CZ302910B6

Abstract

Popisuje se palivo na bázi obilní slámy, jehož podstata spocívá v tom, že je tvoreno komprimovanou smesí obsahující základní energetickou rostlinu veforme obilní slámy, s obsahem vody do 20% hmotnostních, v podílu hmotnostním od 50 do 99,0 % a dáleobsahující spalitelné prísady s podílem hmotnostním od 0,99 do 49,99 %, a to vybrané samostatne nebo v kombinaci z rozsahu: hnedé uhlí, cerné uhlí a cernouhelné kaly, kde každá z použitých spalitelných prísad má obsah vody do 60 % hmotnostních, a ješte obsahující nespalitelné prímesi a/nebo prísadyv podílu hmotnostním od 0,01 do 1 %.There is described a grain straw based fuel consisting of a compressed blend comprising a basic energy plant in the form of a grain straw, with a water content of up to 20% by weight, in a proportion of from 50 to 99.0% and further comprising combustible ingredients with from 0.99 to 49.99% by weight, either alone or in combination in the range: brown coal, black coal, and coal sludge, wherein each of the combustible ingredients used has a water content of up to 60% by weight, and still contains non-combustible ingredients and / or additive in a proportion by weight of from 0.01 to 1%.

Description

Palivo na bázi obilní slámyCereal straw fuel

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká paliv, a sice tuhých paliv na bázi obnovitelných zdrojů, kde obnovitelným zdrojem jsou rostliny, které se pěstují, sklízejí a upravují za účelem získání semen pro převážně potravinářskou výrobu, přičemž části rostlin, které se nepoužijí v potravinářské výrobě, pak slouží k vytvoření či sestavení paliva, používaného ke spalování, kde se získaná tepelné energie použije především k vytápění a k přípravě teplé užitkové vody.The invention relates to fuels, namely solid fuels based on renewable sources, where the renewable source is plants which are grown, harvested and treated to obtain seeds for predominantly food production, and parts of plants which are not used in food production then serve to the formation or assembly of fuel used for combustion, where the heat energy obtained is used primarily for heating and hot water production.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V současnosti je známo používání paliv na bázi rostlin, především dřevní hmoty. Vedle dřeva se používá k topení také některých dalších rostlin, které se často přímo k energetickým účelům i pěstují. Někdy dochází i ke spalování travin či obilovin, a to ve formě úsušků či slámy. Použití těchto materiálů není všeobecně rozšířené a k jejich spalování dochází spíše výjimečně a nepravidelně, zpravidla v těch případech, pokud pro tyto materiály momentálně není jiné použití a stávají se v té chvíli odpadovým materiálem, případně pokud dojde k mimořádné nadprodukci a příkladně někdy i obilí v daném období nelze umístit na trhu a jeho skladování je drahé, resp. mimořádné skladové kapacity nejsou momentálně k dispozici. Problém zde spočívá vtom, že pro nepravidelnost nebo spíše výjimečnost dodávky těchto materiálů se nevyplatí investovat do specializovaného zpracovacího zařízení. Takovým zpracovacím zařízení je zpravidla peletizační lis, který vysušené posledně jmenované materiály slisovává na tzv. pelety, tedy na útvary v podobě tablet či válečků, které jsou obvyklým a přijatelným způsobem skladovatelné, dopravovatelné a použitelné v běžných, nebo jednoduše upravených kotlích či kamnech, ale také i v automatických kotlích. Z uvedených důvodů se začalo v poslední době s pěstováním tzv. energetických rostlin, kde, s ohledem na záměrné pěstování plánovaného objemu takové suroviny, již z ekonomického pohledu začíná být reálné iIt is now known to use plant-based fuels, especially wood. In addition to wood, some other plants, which are often grown directly for energy purposes, are also used for heating. Sometimes we also burn grass or cereals, in the form of desserts or straw. The use of these materials is not widespread and their combustion is rather rare and irregular, usually in those cases, if there is currently no other use for these materials and become waste material at the moment, or if there is extraordinary overproduction and sometimes even grain in the given period can not be placed on the market and its storage is expensive, respectively. extraordinary storage capacities are not available at the moment. The problem here is that because of the irregularity or rather exceptional nature of the supply of these materials, it is not worth investing in specialized processing equipment. Such a processing device is generally a pelletizing press which compresses the dried of the latter into so-called pellets, i.e. tablet or roller formations, which can be stored, transported and used in conventional or simply prepared boilers or stoves in a conventional and acceptable manner, but also in automatic boilers. For these reasons, the cultivation of so-called energy plants has begun recently, where, in view of the deliberate cultivation of the planned volume of such a raw material,

investovat do peletizačních lisů, upravených pro zpracování těchto materiálů. U energetických rostlin bývá ovšem problémem, pokud vykazují relativně nízkou teplotu tavení popela. Tím pak dochází dříve a ve větší míře k zanášení roštu v kotli, a to s velmi obtížným čištěním. Také bývá problémem u již zhotovených pelet, pokud nemají dostatečnou soudržnost, resp. pokud mají příliš veliký otěr a odrol. Tak například je známo, že pelety na bázi slámy mají celkově malou soudržnost, takže se často rozpadají. To je sice řešitelné dalšími přísadami či úpravami, ale u dosud známých směsí takové přísady či úpravy znamenají zpravidla technologické komplikace, zvýšení výrobních nákladů a často i zhoršení vlastností spalin či popela. Jako energetické rostliny jsou dále ještě známy například konopí, hyso, čirok, koriandr, Inička, energetický šťovík, chrastice, křídlatka, případně i řepka, resp. řepková sláma. Z energetických rostlin, vedle dřeva a dřevných odpadů, se zejména jeví jako vhodný energetický šťovík, chrastice, křídlatka, nebo řepková sláma. Co se týče křídlatky, není zpravidla její pěstování povoleno, neboť je považována za invazivní rostlinu. Mezi energetickými rostlinami se jeví jako zvláště výhodný energetický šťovík, neboť dává jedny z nejvyšších výnosů. Pro případ peletizace a následného spalování ovšem šťovík vykazuje relativně nízkou teplotu tání popela, a sice 1160°C. Také soudržnost pelet vyrobených ze sušeného energetického šťovíku není dostatečně vyhovující. Ani z energetického pohledu není energetický šťovík surovinou, resp. palivem, s mimořádně vysokou výhřevností. Jako enegeticky výhodnější, resp. s vyšší výhřevností, se jeví peletizované dřevní odpady, příkladně pelety z pilin, ze štěpků a z kůry. Takových surovin ale nebývá často k dispozici velké množství, pouze v okolí dřevozpracujících podniků, přičemž navíc piliny a štěpky se v poslední době stále více zpracovávají na konstrukční polotovary, příkladně na nábytkové, interiérové či podlahové desky. Byly též Činěny pokusy naopak s přidáváním menších množství energetických rostlin do uhelných briket, a to s cílem zlepšovat vlastnosti těchto briket, pokud jde o složení emisí, vznikajících při spalování. Takové brikety, vyráběné stále na bázi uhlí, ale neřešily podstatné a masovější zapojení energetických rostlin jako zdroje obnovitelné energie. Na druhé straně v poslední době přibývá stébelnatých materiálů, zbývajících jako odpad, příkladně obilní sláma nebo sláma z řepky, kde v současnosti ovšem je, jak bylo již řešeno, problém se soudržností pelet a/nebo s teplotou tavení popela. Přitom problém s nízkou teplotou tavení popela, zejména pak s nízkou teplotou měknutí materiálu u popela z paliva na bázi obilné slámy, vede k tomu, že takový materiál, • * · jinak energeticky poměrně výhodný a také vykazující příznivé hodnoty u podílu popela a zejména ve složení spalin, se v praxi neosvědčuje, neboť jak při spalování v podobě neupravené, tak v podobě pelet, způsobuje zanášení roštu v kamnech a kotlích, kde vzniklé spečené zbytky škváry a spečené koláče na bázi změklého či roztaveného popela působí zásadní provozní potíže. Přitom právě u běžných kamen a kotlů, včetně kotlů, upravených na dřevní hmotu a běžné pelety, probíhá hoření při teplotách, kdy zejména u obilní slámy a to především u pšeničné obilní slámy, dochází k měknutí popela, tedy při teplotách v rozmezí okolo 800°C. Existují sice speciální typy kotlů, upravené pro spalování za nižších teplot, ale zde zase nastává problém s univerzálností jejich použití i pro jiná paliva, neboť v praxi je třeba počítat s možnou variabilitou zdrojů v oblasti obnovitelných zdrojů na bázi rostlinných spalitelných materiálů. Také cena speciálních kotlů je spíše vyšší, což činí jejich použití pro relativně levná paliva, navíc s možností časově proměnného přísunu takových paliv, jako nevýhodné. Co se týče paliva na bázi slámy, je dokonce známo použití paliva, tvořeného komprimovanou směsí na bázi slámy, kde taková sláma může být i obilní sláma, a kde směs obsahuje další spalitelné přísady, a to včetně uhlí, a dále pak nespalitelné přísady a zejména pojivo ve formě melasy. Takové směsi jsou vhodné pro spalování při použití jakékoliv slámy, a často také při použití spalitelných přísad na bázi jiných energetických rostlin, dřeva kůry, apod., je podstatné přidávání melasy, která i v relativně malém podílu znatelně zlepšuje soudržnost materiálu. Nevýhodou je zde ovšem nutnost tuto melasu do směsi přidávat, přičemž relativně malé množství přidávané melasy, kde se jedná o podíl hmotnostní od 0,1 do 1%, neznamená samo o sobě významnou ekonomickou nevýhodu, ale nevýhodou je především technologická komplikace, tedy nutnost instalovat v příslušné zpracovací lince skladovací, dopravní, dávkovači a mísící ústrojí pro zapracování melasy do směsi, určené k peletizaci.invest in pelletizing presses adapted for processing these materials. However, it is a problem with energy plants that they have a relatively low melting point for ash. As a result, the grate in the boiler becomes clogged earlier and to a greater extent with very difficult cleaning. It is also a problem with already made pellets, if they do not have sufficient cohesion, respectively. if they have too much abrasion and odrol. For example, it is known that straw-based pellets have a generally low cohesion, so that they often disintegrate. Although this can be solved by other additives or modifications, in the case of known mixtures such additives or modifications usually mean technological complications, an increase in production costs and often also a deterioration of the properties of flue gases or ash. As energy plants, hemp, hyso, sorghum, coriander, Inica, energy sorrel, rattlesnake, knotweed, or rape, respectively, are also known. rape straw. Among energy plants, besides wood and wood waste, energy sorrel, rattlesnake, knotweed or rapeseed straw seem to be particularly suitable. As far as knotweed is concerned, its cultivation is generally not permitted as it is considered an invasive plant. Among energy plants, energy sorrel appears to be particularly advantageous as it yields some of the highest yields. However, in the case of pelletization and subsequent combustion, the sorrel has a relatively low melting point of ash, namely 1160 ° C. Also the cohesion of pellets made from dried energy sorrel is not sufficiently satisfactory. Even from the energy point of view, energy sorrel is not a raw material, respectively. fuel, with extremely high calorific value. As enegetically advantageous, respectively. With higher calorific value, pelletized wood waste appears, for example pellets from sawdust, chips and bark. However, such raw materials are often not available only in the vicinity of woodworking businesses, and more recently sawdust and wood chips are increasingly being processed into structural semi-finished products, such as furniture, interior or floor panels. On the other hand, attempts have been made to add smaller amounts of energy plants to coal briquettes, with the aim of improving the properties of these briquettes in terms of the composition of combustion emissions. Such coal-based briquettes did not address the substantial and massive involvement of energy plants as a renewable energy source. On the other hand, stalks remaining as waste, for example cereal straw or rape straw, have recently been increasing, where, as has already been discussed, the problem of pellet cohesion and / or ash melting point is currently problematic. The problem with the low melting point of the ash, in particular the low softening point of the ash material of the cereal straw fuel, leads to the fact that such a material, otherwise energetically advantageous and also showing favorable values in the proportion of ash and in particular The composition of the flue gas is not practical in practice, since both untreated and pellet combustion causes grate fouling in stoves and boilers, where the resulting sintered slag residues and sintered cakes based on softened or molten ash cause major operational difficulties. At conventional stoves and boilers, including wood-treated boilers and conventional pellets, combustion takes place at temperatures where, especially in the case of cereal straw, in particular in the case of wheat cereal straw, the ash softens, i.e. at temperatures of around 800 ° C. Although there are special types of boilers adapted for combustion at lower temperatures, there is a problem with the universality of their use also for other fuels, because in practice it is necessary to count on the possible variability of sources in the field of renewable sources based on plant combustible materials. Also the price of special boilers is rather higher, which makes their use for relatively cheap fuels, in addition with the possibility of time-varying supply of such fuels, as disadvantageous. In the case of straw-based fuel, it is even known to use a fuel consisting of a compressed straw-based composition, where such straw can also be cereal straw, and wherein the composition contains other combustible additives, including coal, and non-combustible additives, and in particular binder in the form of molasses. Such mixtures are suitable for combustion using any straw, and often also with the use of combustible additives based on other energy plants, bark wood, etc., the addition of molasses is essential which significantly improves the cohesion of the material even in relatively small proportions. The disadvantage, however, is the need to add this molasses to the mixture, while the relatively small amount of molasses added, which is a proportion of 0.1 to 1% by weight, does not in itself constitute a significant economic disadvantage, but the disadvantage is the technological complication, in a respective processing line, a storage, conveying, dosing and mixing device for incorporating molasses into the mixture to be pelletized.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedené problémy se v podstatné míře řeší a současně vytvoření technologicky a ekonomicky výhodného paliva s příznivými nejen skladovacími a spalnými vlastnostmi, ale především s popelem s vyšší teplotou měknutí a teplotou tání, se dosahuje palivem na bázi obilní slámy, podle předkládaného vynálezu, kde ·* ···· podstata spočívá vtom, že palivo je tvořeno komprimovanou směsí, obsahující základní energetickou rostlinu ve formě obilní slámy, s obsahem vody do 20% hmotnostních, v podílu hmotnostním od 50 do 99,9%, dále obsahující spalitelné přísady s podílem hmotnostním od 0,99 do 49,99%, a to vybrané samostatně nebo v kombinaci z rozsahu: hnědé uhlí, černé uhlí a černouhelné kaly, kde každá z použitých spalitelných přísad má obsah vody do 60% hmotnostních, a ještě obsahující nespalitelné příměsi a/nebo přísady v podílu hmotnostním od 0,01 do 1%. Zde je třeba říci, že obsah vody ve slámě je jednak dán obvyklými hodnotami, které se u slámy vyskytují v době sklizně, jednak hodnoty do uvedených 20% představují optimum z hlediska jak peletizace či jiné komprimační úpravy, tak z hlediska pozdějšího skladování a i spalování. Rozpětí podílu slámy ve směsi zahrnuje pole od optima pro zpracování, v oblasti vyšších podílů slámy, do ještě přijatelných vlastností zpracovacích a do ještě vhodných podílů slámy z pohledu významného podílu využívajícího obnovitelné zdroje, a to v oblasti nižších podílů slámy, neklesajících ovšem pod 50% hmotnostních. Přitom současně použití spalitelných přísad zásadně na bázi uhlí zajišťuje optimální zvyšování teploty tání, resp. tavení popela, a to již při použití těchto přísad na spodní hranici jejich zde uvedených podílů ve směsi. U nespalitelných příměsí, jsou-li zastoupeny v nárokovaných mezích, lze konstatovat, že jednak jako příměsi doprovázejí ostatní materiály ve směsi, aniž by tam byly záměrně přidávány, jednak při svém obsahu v uvedených podílech neovlivní znatelně hlavní požadované vlastnosti, resp. nárokovaným složením dosahované vlastnosti, především zvýšení teploty tání a tavení popela, dosažení potřebné soudržnosti výsledných částic paliva a také udržení nízkých podílů škodlivin ve spalinách. Výhodné je pak dále, jestliže sláma, spalitelné přísady i nespalitelné příměsi a/nebo přísady jsou použity ve formě částic o rozměrech od 0,1 do 40mm. Takové částice ještě nevyvolávají neúměrné náklady na třídění či předdrcování surovin a přitom již dobře vyhovují pro technologii zpracování, tedy materiál v lise neklade příkladně extrémní odpor, nebo nezpůsobuje dokonce ucpávání a blokování příkladně matrice vytlačovacího, resp. peletizačního lisu. S výhodou komprimovaná směs má podobu částic typu pelet, tablet či briket. Obecně je možno stlačovat směs i v nižším stupni komprimování, ale úprava do pelet, tablet či briket je celkově výhodnější z hlediska skladování, manipulace i spalování, a to i přes poněkud vyšší výrobní náklady, neboť je třeba použít dražších strojů s vyššími energetickými nároky, kde ovšem kladné efekty jsou převažující. Zejména je výhodné, jestliže ···· • * spalitelné přísady jsou použity ve formě částic o rozměrech, rovných nejvýše 50% průměru otvorů v matrici vytlačovacího nebo tvarovacího lisu. To má vliv především na odpory materiálu při komprimaci, zejména při vytlačování. Výhodou je, jestliže se ve směsi použije alespoň jednoho druhu spalitelné přísady, o podílu hmotnostním ve směsi od 0,99 do 20%. Zejména může být i výhodou, jestliže spalitelných přísad jsou dva druhy, kde jeden druh je zastoupen ve směsi v podílu hmotnostním alespoň 3% a další použitý druh je ve směsi zastoupen v podílu hmotnostním alespoň 1%. Význam posledně jmenované varianty je vtom, že někdy bude výhodné přidávat přísady, ale jejich počet nebude vysoký, v praxi půjde o jednu až dvě přísady, neboť při větším počtu přísad se zvyšují neúměrně technologické požadavky, aniž by se významně zvyšovalo využití jiných surovin, třeba i surovin s nízkou cenou, a ani skladovací a spalné vlastnosti takto získaného paliva se pak již znatelně nezlepšují. Celkově je výhodou, je-li podíl slámy ve směsi od 90 do 97% hmotnostních. V každém případě je výhodné, jestliže směs je upravena ve formě briket nebo pelet o měrné hmotnosti od 0,8 do 1,5 g/cm³. Pelety mají s výhodou válcový tvar s průměrem od 5 do 50 mm. Zejména je výhodné, mají-li pelety průměr od 6 do 30 mm. Co se týče rozměru slámy ve vztahu k provedení matrice granulačního lisu, pak je výhodou, podstatně omezující extrémní odpor proti protlačování materiálu matricí, jestliže největší rozměr částic slámy je menší, než rozměr otvorů v matrici. Zejména je výhodou, odpovídá-li největší rozměr částic slámy 60 až 75% rozměru otvorů v matrici. Z hlediska odporu, který klade materiál při vytlačování v matrici granulačního či podobného lisu, je výhodné, jestliže spalitelnou přísadou je černouhelný kal, a to v podílu 3 až 10% hmotnostních. Zejména se jeví jako výhodné, a to jak z hlediska zpracování, tak i konečného energetického využití, je-li sláma ve směsi zastoupena ve formě slámy pšeničné.Said problems are substantially solved and at the same time the formation of a technologically and economically advantageous fuel with favorable not only storage and combustion properties but above all ash with higher softening and melting point is achieved by the grain straw fuel according to the present invention, where The essence is that the fuel consists of a compressed mixture comprising a basic energy plant in the form of cereal straw, with a water content of up to 20% by weight, in a proportion by weight of from 50 to 99.9%, further comprising combustible ingredients with a proportion by weight from 0.99 to 49.99%, selected individually or in combination from the range: lignite, hard coal and coal sludge, each of the combustible ingredients used has a water content of up to 60% by weight and still containing non-combustible impurities; or additives in a proportion by weight of from 0.01 to 1%. It should be noted here that the water content of the straw is given both by the usual values of straw at the time of harvest and by the values of up to 20% being optimum in terms of both pelletization or other compression treatment and later storage and incineration. The range of straw in the mixture includes the field from the optimum for processing, in the field of higher straw, to the still acceptable processing properties and to the still suitable straw in terms of a significant share of renewable sources, in lower straw, but not below 50% % by weight. At the same time, the use of coal-based combustible additives ensures an optimum increase in the melting point, respectively. the melting of the ash, even when using these additives at the lower limit of their proportions in the mixture. In the case of non-combustible impurities, if they are within the claimed limits, it can be stated that, as impurities, they accompany other materials in the mixture without being intentionally added thereto, and their content in the proportions does not appreciably affect the main desired properties or properties. the desired composition achieved by the claimed composition, in particular an increase in the melting point and the melting of ash, achieving the necessary coherence of the resulting fuel particles and also maintaining low proportions of pollutants in the flue gas. It is further preferred that the straw, the combustible ingredients and the non-combustible ingredients and / or the ingredients are used in the form of particles having a size of from 0.1 to 40 mm. Such particles do not yet incur disproportionate costs of sorting or pre-crushing the raw materials and yet are well suited for processing technology, i.e. the material in the press does not exert, for example, extreme resistance, or even causes clogging and blocking, for example, of the extrusion matrix. pelletizing press. Preferably, the compressed mixture is in the form of pellet, tablet or briquette particles. Generally, the mixture can be compressed at a lower compression level, but treatment into pellets, tablets or briquettes is generally more convenient in terms of storage, handling and combustion, despite somewhat higher production costs, since more expensive machines with higher energy requirements are required, where, however, the positive effects are prevalent. It is particularly preferred that the combustible additives are used in the form of particles having a size equal to or less than 50% of the diameter of the holes in the die of the extruder or molding machine. This mainly affects the resistance of the material during compression, especially during extrusion. Advantageously, at least one type of combustible additive having a proportion by weight in the mixture of from 0.99 to 20% is used in the mixture. In particular, it may be advantageous if the combustible ingredients are two species, one species being present in the mixture in a proportion by weight of at least 3% and the other kind used in the mixture being present in a proportion by weight of at least 1%. The importance of the latter is that sometimes it will be advantageous to add ingredients, but their number will not be high, in practice it will be one to two ingredients, because with a larger number of ingredients, the technological requirements increase disproportionately without significantly increasing the use of other raw materials, even the low-cost raw materials and the storage and combustion properties of the fuel thus obtained are no longer noticeably improved. Overall, it is preferred that the proportion of straw in the mixture is from 90 to 97% by weight. In any case, it is preferred that the mixture is in the form of briquettes or pellets having a density of 0.8 to 1.5 g / cm ³ . The pellets preferably have a cylindrical shape with a diameter of 5 to 50 mm. It is particularly preferred that the pellets have a diameter of 6 to 30 mm. With respect to the size of the straw relative to the die design of the granulator, it is advantageous to substantially limit the extreme resistance to extrusion of the material through the matrix if the largest dimension of the straw particles is smaller than the size of the holes in the matrix. It is particularly advantageous if the largest dimension of the straw particles corresponds to 60 to 75% of the size of the holes in the matrix. In view of the extrusion resistance of the material in the matrix of a granulation or similar press, it is preferred that the combustible additive is a coal sludge in a proportion of 3 to 10% by weight. In particular, it appears advantageous, both in terms of processing and final energy recovery, when the straw is present in the mixture in the form of wheat straw.

Tím se dosáhne vytvoření směsného paliva, na bázi obilní slámy jako základní energetické rostliny, přičemž se jednak využijí další materiály, které jsou navíc někdy samy odpadem, jako černouhelné kaly, a které ve směsi se slámou zvyšují teplotu měknutí a teplotu tavení popela. Také složení spalin se ve směsi nezhoršuje, nebo ještě zlepšuje, podobně jako i výhřevnost. Tyto výhody vynikají především u paliva v podobě pelet, i když v určité míře by se projevily při spalování popsaných materiálů bez peletizace, nebo při nižším stupni slisování, které by se z technického pohledu neoznačilo jako peletizace. Přitom také cena navrženého paliva bude vždy příznivá, neboť základem je energetická rostlina, sama o sobě s primárně potravinářským či ♦ · · krmným použitím, a přísadami jsou buď přímo odpadové materiály, nebo alespoň další energetické materiály s přijatelnou cenou a navíc použité v relativně malém množství. Co se týče neenergetických přísad, bude se jednat na jedné straně o nehořlavé příměsi, které se do směsi dostanou nechtěně, například částečky zeminy, zachycené na rostlinném materiálu před sklizní a během sklizně, na druhé straně se může jednat o záměrně vnesené složky, tedy přísady, určené pro zlepšení spalování nebo pro zlepšení spalin, příkladně obdobné, jako se užívají při spalování uhlí, nebo i jako složky pro zlepšení soudržnosti pelet, kde ovšem zde tyto složky budou zastoupeny nanejvýš jen minimálně, a to s ohledem na záměr co nejjednodušší technologie výroby. Co se týče soudržnosti pelet, pak v tomto ohledu bylo zjištěno, že při použití spalitelných přísad, kde v rozhodující míře převažuje uhelný materiál, a za současného použití slámy, pokud je tato výhradně představována obilní slámou, není třeba používat další druh přísady s pojivovou funkcí, jako je příkladně v oblasti dosavadního stavu techniky melasa, zde již také výše citovaná.This results in the formation of a mixed fuel, based on cereal straw as the basic energy plant, on the one hand using other materials, which in addition are sometimes waste, such as coal sludge, and which increase the softening temperature and the melting point of the ash. Also, the composition of the flue gas does not deteriorate or even improves in the mixture, as does the calorific value. These advantages are particularly advantageous in the form of pellet fuel, although to some extent they would be manifested in the combustion of the described materials without pelletization, or at a lower degree of compression, which would not be technically described as pelletizing. At the same time, the price of the proposed fuel will always be favorable, since the basis is an energy plant itself with primarily food or feed use, and the ingredients are either directly waste materials or at least other affordable energy materials used in relatively small quantities. amount. For non-energy ingredients, these will be non-flammable ingredients that are inadvertently entered into the mixture, such as soil particles trapped on the plant material before and during harvesting; on the other hand, they may be deliberately introduced ingredients, i.e. ingredients , intended to improve combustion or to improve combustion products, for example similar to those used in coal combustion, or even as components for improving the cohesion of pellets, but these components will be present only as little as possible, with a view to the simplest production technology . With regard to the coherence of the pellets, it has been found in this respect that with the use of combustible ingredients, where coal material predominates, and with the use of straw, if this is exclusively cereal straw, there is no need to use another type of binder additive. , such as molasses, also cited above.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Příklad 1 - složení paliva v procentech hmotnostníchExample 1 - Fuel composition in percent by weight

Sláma obilní pšeničná .... 95,9%Wheat straw .... 95,9%

Drcené hnědé uhlí.......... 4,0%Crushed brown coal .......... 4,0%

Zemina........................ 0,1%Soil ........................ 0.1%

Příklad 2 - složení paliva v procentech hmotnostníchExample 2 - Fuel composition in percent by weight

Sláma obilní žitná...........................................92,0%Rye cereal straw ........................................... 92.0%

Černouhelný kal s obsahem vody 30%............... 7,7%Coal sludge with a water content of 30% ............... 7,7%

Zemina......................................................... 0,3% ·· ····Earth................................................. ........ 0.3% ·· ····

Příklad 3 - složení paliva v procentech hmotnostníchExample 3 - Fuel composition in percent by weight

Sláma obilní ovesná.......95,9%Oat straw ....... 95.9%

Drcené černé uhlí.......... 4,0%Crushed hard coal .......... 4,0%

Zemina........................ 0,1%Soil ........................ 0.1%

Příklad 4 - složení paliva v procentech hmotnostníchExample 4 - Fuel composition in percent by weight

Sláma obilní pšeničná................55,0%Wheat straw ................ 55.0%

Černouhelný kal........................44,0%Coal sludge ........................ 44.0%

Zemina......................................0,5%Soil ...................................... 0.5%

Mletý vápenec.............................0,5%Ground limestone ............................. 0,5%

Příklad 5 - složení paliva v procentech hmotnostníchExample 5 - Fuel composition in percent by weight

Sláma obilní pšeničná................80,0%Wheat straw ................ 80.0%

Černouhelný kal........................15,0%Coal sludge ........................ 15.0%

Hnědouhelný prach a drť............ 4,0%Brown coal dust and pulp ............ 4,0%

Zemina.................................... 0,9%Soil .................................... 0.9%

Mletý vápenec........................... 0,1%Ground limestone ........................... 0,1%

V tomto případě bylo provedeno měření bodu tání popela stím, že proti teplotě spékání 780°C, teplotě měknutí 800°C a teplotě tání popela 1020°C, u paliva ze samotné slámy, kde ještě bod tečení je 1150 až 1160°C, bylo zde dosaženo bodu tání popela, vzniklého spálením směsi podle tohoto příkladu 5, o hodnotě přes 1300°C. Též v ostatních příkladech se dosahovalo teplot spékání popela nad 800°C, což je u většiny běžných koltů dostačující.In this case, the ash melting point was measured by comparing the sintering temperature of 780 ° C, the softening point of 800 ° C and the melting point of the ash of 1020 ° C, for straw fuel, where the pour point was 1150 to 1160 ° C. Here, the melting point of the ash resulting from the combustion of the mixture of this Example 5 is attained above 1300 ° C. Also in the other examples, ash sintering temperatures above 800 ° C were reached, which is sufficient for most conventional colts.

• · · ·• · · ·

Hospodářská využitelnostEconomic usability

Předkládaný vynález má využití v oblasti získávání obnovitelných energetických zdrojů, především se využití nabízí pro topení a ohřev teplé užitkové vody. Výroba jiných druhů energie tím ovšem není vyloučena, pokud by se použil kotel na palivo, podle předkládaného technického řešení, pro výrobu páry, užité následně v parním stroji či turbíně k pohonu elektrického generátoru.The present invention has applications in the field of obtaining renewable energy sources, in particular the application is provided for heating and hot water production. However, the production of other types of energy is not precluded if a fuel boiler according to the present invention is used to produce steam, which is subsequently used in a steam engine or turbine to drive an electric generator.

Claims

1. Cereal straw fuel, characterized in that the fuel consists of a compressed mixture comprising a basic energy plant in the form of cereal straw, with a water content of up to 20% by weight, in a proportion by weight of 50 to 99.0%, further comprising combustible additives with a proportion by weight of 0.99 to 49.99%, selected individually or in combination from the following ranges: lignite, hard coal and coal sludge, where each of the combustible ingredients used has a water content of up to 60% by weight and still containing non-combustible admixtures and / or additives in a proportion by weight of from 0.01 to 1%.

2. Cereal straw fuel according to claim 1, characterized in that the straw, the combustible additives and the non-combustible additives or additives are used in the form of particles having a size of 0.1 to 40 mm.

Cereal straw fuel according to claim 1 or 2, characterized in that the compressed mixture is in the form of pellets, tablets or briquettes.

Cereal straw fuel according to claims 1 to 3, characterized in that the combustible additives are used in the form of particles having a size equal to at most 50% of the diameter of the holes in the die of the extruder or molding machine.

Cereal straw fuel according to claims 1 to 4, characterized in that at least one type of combustible additive is used in the mixture, with a proportion by weight of the mixture from 0.99 to 20%.

Cereal straw fuel according to claims 1 to 5, characterized in that the combustible additives are of two types, one species being present in the mixture in a proportion of at least 3% by weight and the other used species being present in the mixture in a proportion of at least 1% by weight. %.

• · ·· ♦ ···

A cereal straw fuel according to claims 1 to 6, characterized in that the proportion of straw in the mixture is from 90 to 97% by weight.

Cereal straw fuel according to claims 1 to 7, characterized in that the mixture is treated in the form of briquettes or pellets with a density of 0.8 to 1.5 g / cm ³ .

Cereal straw fuel according to claims 1 to 8, characterized in that the pellets have a cylindrical shape with a diameter of 5 to 50 mm.

Cereal straw fuel according to claims 1 to 9, characterized in that the pellets have a diameter of 6 to 30 mm.

Cereal straw fuel according to claims 1 to 10, characterized in that the largest dimension of the straw particles is smaller than the size of the holes in the matrix.

Cereal straw fuel according to claims 1 to 11, characterized in that the largest size of the straw particles corresponds to 60 to 75% of the size of the holes in the matrix.

Cereal straw fuel according to claims 1 to 12, characterized in that the combustible additive is coal sludge in a proportion of 3 to 10% by weight.

Cereal straw fuel according to claims 1 to 13, characterized in that the cereal straw is present in the mixture in the form of wheat straw.