CZ2010375A3

CZ2010375A3 - Palivo na bázi recyklovaného nebo zbytkového textilu a biomasy

Info

Publication number: CZ2010375A3
Application number: CZ20100375A
Authority: CZ
Inventors: Hutla@Petr; Jevic@Petr
Original assignee: Výzkumný ústav zemedelské techniky, v.v.i.
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2011-11-23
Also published as: CZ306924B6

Abstract

Palivo na bázi recyklovaného nebo druhotného textilu a biomasy je tvoreno smesí, obsahující recyklované nebo druhotné prumyslové ci komunální suroviny ve forme textilních vláken ci tkanin v podílu od 20 do 80 % hmotnostních, biomasu s obsahem vody do 20 % hmotnostních, a to v podílu od 15 do 80 % hmotnostních, a dále obsahující další alespon jednu spalitelnou prísadu a/nebo alespon jedno aditivum a/nebo alespon jedno pojivo a/nebo alespon jednu prímes, a to s celkovým podílem techto dalších složek od 0,1 do 20 % hmotnostních.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká tuhých paliv, a sice paliv na bázi recyklovaných nebo druhotných surovin v kombinaci s palivem z obnovitelných zdrojů. Přitom obnovitelným zdrojem je biomasa, a to například rostliny, které se pěstují, sklízejí a upravují za účelem vytvoření či sestaveni paliva, používaného pak spalováním k přeměně se získáním tepelné energie, použité následně především k vytápění a k přípravě teplé užitkové vody. Případně se používají rostliny, nebo jejich části, pro které není jiné, ekonomicky výhodnější použití. Biomasa může být také živočišného původu.

Dosavadní stav techniky

V současnosti je známo používání paliv na bázi rostlin. Vedle dřeva se používá k topení také některých dalších rostlin, které se často přímo za účelem spalování i pěstují. Někdy dochází ke spalování travin či obilovin, a to ve formě úsušků či slámy. Použití těchto materiálů není všeobecně rozšířené a k jejich spalování dochází spíše výjimečné a nepravidelně, zpravidla v těch případech, pokud pro tyto materiály momentálně není jiné použití a stávají se v té chvíli odpadovým materiálem. Problém zde spočívá vtom, že pro nepravidelnost dodávky těchto materiálů se nevyplatí investovat do zpracovacího zařízení, především do peletizačních lisů, a to ani pro případ drobnější, ani pro případ rozsáhlejší výroby. 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 je reálné plánovat současně investici do peletizačních lisů. Popsaná paliva mají ale zpravidla poměrně malou výhřevnost. Jako energeticky 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, příkladně na nábytkové, interiérové čí 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. V poslední době se ale současně objevuje potřeba likvidovat i biomasu živočišného původu, což se v některých případech řeší jejím použitím pro výrobu bioplynu, ale v mnoha místech k tomu nejsou vytvořeny technické a ekonomické podmínky. Nezávisle na shora popsaných problémech neustále přibývá odpad z likvidovaných automobilů nebo jejich částí, jako například z poškozených či ojetých pneumatik. Jsou známy různé způsoby likvidace pneumatik, kde většinou v rámci likvidačního procesu se nejprve drtí či jinak dělí materiál pneumatiky na jednotlivé materiálové složky, a to na ocelový podíl, gumu a textilní podíl. Ocelový podíl se využívá jako součást vsázky v hutích, guma se nejčastěji upravuje do formy granulátu, pro který také existují možnosti dalšího využití, ale využití textilního podílu je zatím poměrně omezené. Obecně je sice možno textilní podíl spalovat, což ale bez další úpravy vede k technologickým komplikacím, počínaje fází dopravy a skladování a konče fází vlastního spalování, kde podle aktuální konzistence takového paliva se mění rychlost i kvalita hoření, a to s negativním dopadem na možnost regulace především s negativním dopadem na složení spalin. Je známo dokonce využití odpadu z materiálu, získaného při likvidaci pneumatik, a to například tak, jak je popsáno ve spise CZ U 19164. Zde je popsáno palivo, sestávající z plastových vláken, textilních vláken a pryže, kde podíl pryže se předpokládá od 1 do 15% hmotnostních a současně může být přidáno pojivo nebo případně i aditivum. Toto technické řešení sice přináší možnost likvidovat nekovový podíl, zbývající při likvidaci pneumatik, ale stále zde zůstává riziko nevhodného složení spalin, a to jako následek obsahu pryže a obsahu plastových vláken, zejména je-li obsah pryže a plastů relativně vyšší a současně dochází ke spalování paliva v menších kotlích, kde často probíhá hoření za nižších teplot a uvedené materiály způsobují vysoký obsah například kysličníků síry, sazí, nebo škodlivých plynů z hoření plastů.

Podstata vynálezu

Uvedené problémy se v podstatné míře řeší vytvořením kombinovaného paliva s příznivými jak skladovacími, tak i spalnými vlastnostmi, kde palivo obsahuje recyklované nebo druhotné suroviny a biomasu, a to podle předkládaného vynálezu, kde podstata spočívá vtom, že palivo je tvořeno směsí, obsahující recyklované nebo druhotné suroviny ve formě textilních vláken či tkanin v podílu od 20 do 80 % hmotnostních, biomasu s obsahem vody do 20 % hmotnostních, a to v podílu od 15 do 80 % hmotnostních, a dále obsahující další spalitelné přísady a/nebo aditiva a/nebo pojivo a/nebo příměsi, s celkovým podílem od 0,1 do 20 % hmotnostních. Příměsí se zde rozumí v podstatě složka ve směsi, která nebyla přidána záměrně, ale kterou bez zvýšených nároků technologických a ekonomických nelze odstranit, tedy například zemina ulpělá na rostlinné biomase, nebo zbytky pryže na textilu z pneumatik. Spalitelnou přísadou jsou s výhodou dřevěné piliny a/nebo štěpky a/nebo stromová kůra a/nebo energetické rostliny a/nebo druhotná agrární biomasa, například sláma obilní či řepková, traviny, zbytky rostlin získaných při jejich zpracování, apod. S výhodou textilní vlákna jsou plastová a/nebo přírodní vlákna s povahou textilního podílu ze zpracováni vyřazených pneumatik a příměsí je guma z těchto pneumatik. Výhodné je, jestliže biomasa je tvořena rostlinnou biomasou, a to obilní slámou a/nebo travinami a/nebo lučními porosty a/nebo zbytky rostlin získaných při jejich zpracování. S výhodou může být biomasa tvořena směsí rostlinné a živočišné biomasy, kde v této směsi tvoří rostlinná biomasa podíl alespoň 50 % hmotnostních. Dále je výhodné, jestliže takto vytvořené kombinované palivo je upraveno do formy topných pelet. Pelety s výhodou mají měrnou hmotnost od 0,8 do

1,1 g/cm³. Pelety mají s výhodou rozměry od 0,4 do 8 cm. Zejména je výhodné, majíli pelety rozměry od 0,6 do 3 cm.

Tím se dosáhne vytvoření směsného paliva, na bázi biomasy a textilního odpadu jako základních složek, přičemž se jednak využijí materiály, které jsou samy odpadem, a které svojí vláknitou povahou ve směsi zlepšují v každém případě soudržnost materiálu, je-li palivo vyrobeno právě jako pelety. Také složení spalin se ve směsi nezhoršuje, nebo se naopak 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. Ve většině případů také dochází v popisovaných směsích, ve srovnání se spalováním samotné biomasy, ke zvýšení teploty tavení popela, což je výhodné pro prevenci zanášení roštu v kamnech či v kotli. Přitom také cena paliva, podle předkládaného technického řešení, bude vždy příznivá, neboť základem je směs biomasy s povaho odpadu s jiným, recyklovaným nebo druhotným materiálem, který nemá sám o sobě jiné využití.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1 - složení paliva v procentech hmotnostních

Sláma obilní.................. 50 %

Směs textilní z pneu ....... 45 %

Guma jako příměs........... 5 %

Příklad 2 - složení paliva v procentech hmotnostních

Piliny........................... 5%

Kůra............................ 5%

Sláma obilní.................. 40%

Směs textilní z pneu......... 50%

Příklad 3 - složení paliva v procentech hmotnostních

Sláma obilní.................. 30 %

Směs textilní z pneu......... 57 %

Šťovík........................... 4%

Zemina jako příměs.......... 1 %

Guma jako příměs............ 8 %

Příklad 4 - složení paliva v procentech hmotnostních

Živočišná biomasa-odpad z kafilérie.................. 29,5 %

Luční porosty.................................................20,0 %

Odpadní textil oděvní.......................................50,0 %

Zemina jako příměs........................................ 0,5 %

V těchto případech byla provedena měření, resp. analýza produktů hoření, včetně bodu tání popela, přičemž výsledky jsou uvedeny dále v tabulce.

Příklad č.	Emise CO mg.m'³	Emise NO_Xmg.m'³	Teplota tání popela	Výhřevnost MJ. kg ¹
1	1 830	290	1 020	23,7
2	1 350	230	1 150	21,5
3	1 455	350	1 090	27,1
4	2 030	720	1 100	17,5

Hospodářská využitelnost

Vynález má využití v oblasti uplatnění druhotných materiálů či surovin a současně převážně odpadní biomasy jako zdrojů energie, především tepelné energie 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 řešeni, pro výrobu páry, užité následně v parním stroji či turbíně k pohonu elektrického generátoru.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Palivo na bázi recyklovaného nebo druhotného textilu a biomasy, vyznačené tím, že je tvořeno směsí, obsahující recyklované nebo druhotné průmyslové či komunální suroviny ve formě textilních vláken či tkanin v podílu od 20 do 80 % hmotnostních, biomasu s obsahem vody do 20% hmotnostních, a to v podílu od 15 do 80 % hmotnostních, a dále obsahující další alespoň jednu spalitelnou přísadu a/nebo alespoň jedno aditivum a/nebo alespoň jedno pojivo a/nebo alespoň jednu příměs, a to s celkovým podílem těchto dalších složek od 0,1 do 20 % hmotnostních.
2. Palivo podle nároku 1, vyznačené tím, že směs, tvořící palivo, obsahuje celkově méně než 1 % hmotnostní příměsi či příměsí.
3. Palivo podle nároku 1 nebo 2, vyznačené tím, že spalitelnou přísadou jsou dřevěné piliny a/nebo štěpky a/nebo stromová kůra a/nebo energetické rostliny a/nebo druhotná agrární biomasa.
4. Palivo podle některého z nároků 1až3, vyznačené tim, že textilní vlákna jsou plastová a/nebo přírodní vlákna s povahou textilního podílu ze zpracování vyřazených pneumatik a příměsí je guma z těchto pneumatik.
5. Palivo podle některého z nároků 1 až 4, vyznačené tím, že biomasa je tvořena rostlinnou biomasou, a to obilní slámou a/nebo travinami a/nebo lučními porosty a/nebo zbytky rostlin získaných při jejich zpracování.
6. Palivo podle některého z nároků 1až5, vynačené tím, že biomasa je tvořena směsí rostlinné a živočišné biomasy, kde v této směsi tvoři rostlinná biomasa podíl alespoň 50 % hmotnostních.
7. Palivo podle některého z nároků 1 až 6, vyznačené tím, že palivo je upraveno do formy topných pelet.

« ·
8. Palivo podle nároku 7, vyznačené tím, že pelety mají měrnou hmotnost od 0,8 do 1,1 g/cm³.
9. Palivo podle nároku 7 nebo 8, vyznačené tím, že pelety mají rozměry od 0,4 do 8 cm.
10. Palivo podle nároku 9, vyznačené tím, že pelety mají rozměry od 0,6 do 3 cm.