CZ21425U1

CZ21425U1 - Palivo na bázi recyklovaného nebo zbytkového textilu a biomasy

Info

Publication number: CZ21425U1
Application number: CZ201022712U
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: 2010-11-01

Description

Oblast techniky

Technické řešení 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 sestavení 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 výjimečně 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 v tom, že pro nepravidelnost dodávky těchto materiálů se nevyplatí investovat do zpracovacího zařízení, především do peletizaěních 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 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. 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 nej častěji 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.

-1 CZ 21425 Ul

Podstata technického řešení

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 technického řešení, kde podstata spočívá v tom, 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 io 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 zpracování 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 kom20 binované 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, mají-li 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 povahou odpadu s jiným, recyklovaným nebo druhotným materiálem, který nemá sám o sobě jiné využití.

Příklady provedení technického řešení

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 %

-2CZ 21425 Ul

Šťovík 4 %

Zemina jako příměs 1 %

Guma j ako 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 poi o pěla, přičemž výsledky jsou uvedeny dále v tabulce.

Příkladě.	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

Technické řešení 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 )5 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.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims

1. Palivo na bázi recyklovaného nebo druhotného textilu a biomasy, vyznačené tím, 20 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 % hmotnost25 nich.

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 agrár30 ní biomasa,

4. Palivo podle některého z nároků 1 až 3, vyznačené tím, že textilní vlákna jsou plastová a/nebo přírodní vlákna s povahou textilního podílu ze zpracování vyřazených pneumatik a příměsí je guma z těchto pneumatik.

-3 CZ 21425 Ul

5. Palivo podle některého z nároků laž4, vyznačené tím, že biomasaje tvořena rostlinnou biomasou, a to obilní slámou a/nebo travinami a/nebo lučními porosty a/nebo zbytky rostlin získaných pri jejich zpracování.

6. Palivo podle některého z nároků laž5, vyznačené tím, že biomasa je tvořena 5 směsí rostlinné a živočišné biomasy, kde v této směsi tvoří rostlinná biomasa podíl alespoň 50 % hmotnostních.

7. Palivo podle některého z nároků lažó, 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 io 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.