CZ27658U1 - Palivová peleta/briketa na bázi hnědého uhlí - Google Patents
Palivová peleta/briketa na bázi hnědého uhlí Download PDFInfo
- Publication number
- CZ27658U1 CZ27658U1 CZ2014-29927U CZ201429927U CZ27658U1 CZ 27658 U1 CZ27658 U1 CZ 27658U1 CZ 201429927 U CZ201429927 U CZ 201429927U CZ 27658 U1 CZ27658 U1 CZ 27658U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- briquette
- binder
- lignite
- coal
- mixture
- Prior art date
Links
- 239000003077 lignite Substances 0.000 title claims description 102
- 239000008188 pellet Substances 0.000 title claims description 94
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 title claims description 72
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 45
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 76
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 68
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 41
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 claims description 31
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 claims description 31
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 29
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 29
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 claims description 27
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 23
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 19
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 15
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical group [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 13
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 11
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 11
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 7
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 6
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 6
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000003415 peat Substances 0.000 claims description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims description 3
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 26
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 7
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010064382 Phaseolus vulgaris alpha-amylase inhibitor Proteins 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 1
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Description
Palivová peleta/briketa na bázi hnědého uhlí
Oblast techniky
Technické řešení se týká pelety/brikety na bázi hnědého uhlí, zahrnující dvě základní složky, hnědé uhlí a pojivo.
Dosavadní stav techniky
Ve většině patentové literatury jsou popsány brikety z uhlí, černého i hnědého, s různými typy pojiv a s přidáním dalších složek, včetně přidání různého druhu průmyslového odpadu.
Např. CZ UV 15 375 uvádí lisovací směs pro brikety na bázi hnědého uhlí, které využívá až do
49,8 % hmotn. tuhého zbytku z procesu pyrolýzy odpadní pryže. Jako aditivační činidlo se používá škrob. Uhelná substance má obsah popela až 50 % hmotn., obsah vody do 40 % hmotn., obsah síry do 3,5 % hmotn., výhřevnost 10 až 16 MJ.kg'1. Palivová briketa s částmi zbytků z výroby pryže bude mít nevhodné exhaláty.
CZ UV 5868 popisuje směs pro výrobu briket z hnědého uhlí lisováním na válcovitých lisech. Směs obsahuje pojivo rostlinného původu a odsiřovací přísadu. Pojivo tvoří škrob nebo škrob s příměsí sulfitového výluhu s obsahem až 70 % hmotn. pevných látek. Sulfitový louh při zahřívání uvolňuje jemný popílek a SO2 v kouřových plynech.
CZ 295 727 popisuje způsob výroby tvarovaného paliva a tvarované palivo. Rozemleté palivo se smísí s pojivém na bázi odpadů zpracování ropy, nebo odpadů zahuštěných kalem z čističek odpadních vod. Do pojivá se mohou dále přidávat další složky, jako je lignosulfát, melasa, aktivní kal, jíl, parafín, dřevěné piliny, rašelina, vody zbavený hnůj, vody zbavený ptačí trus nebo koksová drť. Směs se tvaruje při tlaku 0,1 až 25 MPa, tvarovaný produkt se suší při teplotě 50 až 180 °C nebo při teplotě okolí po dobu 5 až 30 hodin. Tuto briketu na bázi průmyslových odpadů nelze považovat za ekologické palivo.
CZ UV 19 590 popisuje palivovou briketu z uhlí, která obsahuje 0,5 až 30 % hmotn. dextrinu vyrobeného ze škrobu. V jediném příkladu provedení je uveden hruboprach z černého uhlí, kde je obsah dextrinu 4 % hmotn. vzhledem k hmotnosti uhelného prachu. V podstatě technického řešení je zmíněno, že briketa může být vyrobena z výhřevnějšího uhlí, z černého nebo hnědého uhlí, z uhelného prachu či z uhelné směsi různé zrnitosti. Žádné další podrobnější údaje nejsou uvedeny, např. jaké vlastnosti a zrnitost má vstupní směs uhlí, jaký je způsob výroby takového brikety, zda se dextrin přidává v suché směsi nebo tekuté směsi. V příkladu provedení je uvedeno, že navlhčená směs uhelného prachu a dextrinu ztuhla ve formě ve tvaru hranolu nebo válce. V nároku je uvedeno množství dextrinu v hotové briketě, v příkladu provedení je obsah dextrinu uveden ve směsi. Technické řešení není zcela jasně popsáno a není jasné.
Běžné uhelné brikety mají rozměr řádově 1 dm3. Brikety jsou určeny pro spalování ve starších typech kotlů a kamen. Obvykle mají výhřevnost cca 18 MJ.kg’1. Např. kvalitní briketa z hnědého uhlí německé výroby značky „Rekord“ má maximální výhřevnost cca 19 Mj.kg'1.
Podstata technického řešení
Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí u palivové pelety na bázi hnědého uhlí podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že palivová peleta/briketa se připraví ze směsi, obsahující 51,0 až 98,0 % hmotn. hnědého uhlí, 0,5 až 12 % hmotn. dvojsložkového vodného roztoku pojivá a do 100 % hmotn. volné vody v celkové směsi uhlí a pojivá. Hnědé uhlí má zrnitost 0,01 až 3 mm, obsah vázané vody v uhlí 20 až 40 %, obsah síry do 1,25 % hmotn. a výhřevnost v původním stavu do 20 MJ.kg’1. Dvousložkový vodný roztok pojivá obsahuje dvě složky, a to 1,5 % hmotn. až 10,0 % hmotn. škrobu a 1,5 až 10,0 % hmotn. dextrinu.
-1 CZ 27658 Ul
Hlavní výhodou tohoto technického řešení je, že komprimací základního materiálu - hnědého uhlí, s přídavkem pojivá podle technického řešení, a způsobem výroby pelety/brikety podle tohoto technického řešení, se dosáhne využití energie až o 25 až 30 % vzhledem k původnímu základnímu materiálu hnědému uhlí. Čím je komprimace vyšší, tím vyšší je i výhřevnost pelet/briket. Další předností technického řešení je, že se získá ekologické palivo. Z relativně nekvalitního hnědého uhlí s nízkou výhřevností se získá kvalitní nové a ekologické výkonné palivo. Vodný roztok pojivá obsahuje dvě dostupné složky, které dohromady použité působí s vyšším účinkem než samostatně.
Pro malé a střední stacionární topeniště je ve výhodném provedení palivová peleta/briketa na bázi hnědého uhlí, která se připraví ze směsi obsahující 90,0 až 94,0 % hmotn. hnědého uhlí a 3 až 6 % hmotn. dvousložkového vodného roztoku pojivá a do 100 % hmotn. volné vody v celkové směsi hnědého uhlí a pojivá. Hnědé uhlí má zrnitost 0,01 až 3 mm, obsah vázané vody v uhlí do 30 %, obsah síry do 1,25 % hmotn., a výhřevnost v původním stavu do 20 MJ.kg ’.Vodné pojivo obsahuje 2,5 až 5 % hmotn. škrobu a 2,5 až 5,0 % hmotn. dextrinu. Daná celková koncentrace pojivá se řídí množstvím vázané vody v dodaném hnědém uhlí. V případě nižšího obsahu vody je účelné volit nižší koncentrace pojivá i jeho složek.
Směs pro přípravu palivové uhelné pelety obsahuje aditivní složku 0,5 až 5 % hmotn. vápenaté a/nebo hořečnaté složky. S výhodou je vápenatou složkou pálené nebo hašené vápno nebo mletý vápenec nebo hydroxid vápenatý a hořečnatou složkou je mletý nebo nemletý přírodní dolomit. Mletá vápenatá a/nebo hořečnatá složka má zrnitost pod 1 mm.
Výhodou je získáni nízko-emisního paliva z běžného hnědého uhlí, zejména pro malá a střední stacionární topeniště. Využitím běžně dostupných zásaditých látek se dosáhne podstatného snížení exhalátů SOX vázáním síry přímo do popela. Malá nárokovaná zrnitost zásaditých složek urychluje reakci síry v palivu a tím síru váže v popelu.
Pro výrobu palivové pelety/brikety na bázi hnědého uhlí směs může obsahovat do 49 % hmotn. biomasy, přičemž biomasou je nejméně jedna složka ze skupiny, zahrnující dřevní štěpku, slámu, rašelinu a rostlinný nebo dřevní odpad.
Přídavek biomasy ke směsi hnědého uhlí a vodného pojivá, např. v odstupňovaných dávkách 10 % hmotn., 20 % hmotn. 30 % hmotn., 40 % hmotn., v případě potřeby snižuje výkonnost paliva a současně vnáší zásadité složky. Předností je vysoká variabilita příjmu přírodních zásaditých složek. Kvalitní komprimací a sušením se dosáhne zvýšení hustoty pelety/brikety, a tím se zvýší energetická výkonnost.
Samotná hotová palivová peleta/briketa na bázi hnědého uhlí a pojivá obsahuje 1 až 15 % vlhkosti, v bezvodém stavu obsahuje do 1,25 % hmotn. síry a do 14 % hmotn. popela, a dále vykazuje v bezvodém stavu při 25 °C spalné teplo 22 až 27 MJ.kg'1 a výhřevnost 22 až 27 MJ . kg'1.
Získaná peleta/briketa podle tohoto technického řešení má příznivé vlastnosti z hlediska obsahu síry, popela i výhřevnosti.
Palivová peleta/briketa má obvykle tvar válečku o průměru v rozmezí 6 až 12 mm, délky v rozmezí 8 až 25 mm.
Tvar pelet/briket umožňuje širokou variabilitu využití pro běžné kotle, které se nemusí konstrukčně upravovat.
Palivové pelety/brikety na bázi hnědého uhlí se mohou vyrobit tak, že nejdříve se připraví směs obsahující 51,0 až 98,0 % hmotn. hnědého uhlí a 0,5 až 12 °% hmotn. vodného roztoku pojivá, obsahujícího 1,5 až 10,0 % hmotn. škrobu, 1,5 až 10,0 % hmotn. dextrinu, a do 100 % hmotn. volné vody v celkové směsi uhlí a pojivá. Pro získání vodného roztoku pojivá se nejprve rozpustí a homogenizuje škrob ve vodě. Homogenní škrobový roztok se zahřívá na bod varu, k horké škrobové směsi se přidá vodný zhomogenizovaný roztok dextrinu. Obě tyto složky se zhomogenizují, takto připravený vodný roztok pojivá se přidá k hnědému předem rozemletému uhlí a zamíchá se. Takto získaná směs hnědého uhlí a pojivá se lisuje tlakem 5 až 50 MPa. Poté se
-2CZ 27658 Ul získaná peleta/ briketa suší a chladí se na teplotu okolí. Získá se tak možnost využití stávajících zařízení s minimální úpravou podmínek technologie, týkajících se např. homogenizace, teplot, sušení či chlazení.
Vodná směs dextrinu se může přidávat k vodné směsi škrobu při teplotě 75 až 95 °C, takže tento způsob přispívá k rychlému promísení a urychlení rozpouštění dextrinu a škrobu ve vodě.
Vodná směs pojivá škrobu a dextrinu se může přidávat ke hnědému uhlí při teplotách v rozmezí od teploty okolí až do 95 °C. Při této teplotě snáze zatéká pojivo do pórů částic hnědého uhlí.
Do zhomogenizované směsi hnědého uhlí a pojivá se s výhodou přidává aditivní složka, a poté se směs hnědého uhlí, pojivá a aditivní složky homogenizuje. Do zhomogenizované směsi hnědého uhlí a pojivá se může s výhodou přidat biomasa, případně poté aditivní složka, a po každém přidání složky se směs homogenizuje. Jsou zde nárokovány odzkoušené postupné technologické kroky přidávání jednotlivých složek, vedoucí ke kvalitnější směsi pro lisování.
Směs hnědého uhlí a pojivá nebo směs hnědého uhlí, pojivá a aditiva nebo směs hnědého uhlí, pojivá a biomasy, případně aditiva, se lisuje při tlaku 12 až 15 MPa. Tento používaný nižší tlak než obvyklý umožňuje nárokovaný přídavek pojivá, které zvyšuje kluznost materiálu po matrici, což vede ke snížení provozních nákladů.
Příklady uskutečnění technického řešení
Příklad 1
Palivová peleta/briketa na bázi hnědého uhlí podle tohoto technického řešení se připraví ze směsi, obsahující 51,0 až 98,0 % hmotn. hnědého uhlí, 0,5 až 12 % hmotn. dvoj složkového vodného roztoku pojivá a do 100 % hmotn. volné vody v celkové směsi hnědého uhlí a pojivá. Bylo použito hnědé uhlí z lokality Mostecko a Bílina v České republice. Dodané hnědé uhlí má obvykle zrnitost 0,01 až 100 mm. Zrnitost kolem 0,01 mm se týká prachových částic. Pro další zpracování dodaného hnědého uhlí je nutno dodané uhlí upravit na velikost do 3 mm rozemletím nebo drcením. Hnědé uhlí by mělo mít pro další zpracování zrnitost v rozmezí 0,01 až 3 mm. Čím je zrnitost hnědého uhlí menší, tím na sebe lépe váže pojivo. Pokud se týká u dodaného hnědého uhlí vlhkosti, tak obsah vázané vody v hnědém uhlí se pohybuje kolem 20 až 40 %. Pokud se týká dalších složek, mělo hnědé uhlí mít obsah uhlíku 40 až 80 % hmotn., obsah síry do 1,25 % hmotn. Pokud se týká těchto složek, jejich obsah je závislý na dané lokalitě, v dané lokalitě případně i na důl, a též na těžební místo v daném dole. Použité hnědé uhlí z Mostecka a Bíliny má obvykle v původním stavu výhřevnost do 20 MJ.kg'1, ve skutečnosti u kvalitního hnědého uhlí kolísá výhřevnost od 17 do 20 MJ.kg'1.
Vodný roztok pojivá obsahuje dvě složky, a to 1,5 % hmotn. až 10,0 % hmotn. škrobu a 1,5 až 10,0 % hmotn. dextrinu. Poměr obsahu škrobu k dextrinu může být 1:1, ale též může v určitém rozmezí kolísat. Pro pojivo byly většinou použity škrob a dextrin o vysoké lepivosti od tuzemských výrobců, např. výrobce LYCKEBY AMYLEX, a. s., Horažďovice. CZ. Daná koncentrace pojivá se řídí množstvím vázané vody dodaného hnědého uhlí.
Ve výhodném provedení palivová peleta/briketa z kvalitnějšího hnědého uhlí se připraví ze směsi obsahující 90,0 až 98,0 % hmotn. hnědého uhlí o zrnitosti 0,01 až 3 mm, obsahu vázané vody v uhlí do 30 %, obsahu uhlíku do 70 % hmotn., obsahu síry do 1,25 % hmotn., a výhřevnosti v původním stavu do 20 MJ.kg'1. Dále směs obsahuje 3,0 až 6,0 % hmotn. dvousložkového vodného pojivá, obsahujícího 2,5 až 5 % hmotn. škrobu, 2,5 až 5 % hmotn. dextrinu, a do 100 % hmotn. volné vody v celkové směsi hnědého uhlí a pojivá.
Pro snížení škodlivé exhalace SOX z již hotové pelety/brikety na bázi hnědého uhlí je výhodné, když směs obsahuje aditivní složku v množství 0,5 až 5 % hmotn. vápenaté a/nebo hořečnaté složky. Dostupnou vápenatou složkou je pálené nebo hašené vápno nebo mletý vápenec nebo hydroxid vápenatý. Dostupnou hořečnatou složkou je mletý nebo nemletý přírodní dolomit.
Z hlediska kompaktnosti hotové uhelné pelety/brikety je vhodné, aby mletá vápenatá a/nebo
-3CZ 27658 Ul hořečnatá složka měla zrnitost pod 1 mm. Navíc vápenaté a/nebo hořečnaté složky váží na sebe chemicky síru přítomnou v hnědém uhlí, a to jak ve formě simíkové, tak organické, takže při spalování hotové uhelné pelety/brikety je síra oxidována, a při tom kyselé plyny SOX jsou okamžitě vázány alkalickou aditivní složkou do pevné vápenato a/nebo hořečnaté složky, která zůstane v popelu. Tím se zadrží až 2/3 síry přítomné v uhelné peletě/briketě. Čím jsou menší částečky hnědého uhlí, tím jejich velký povrch účinněji na sebe váže částečky pojivá a aditivní složky. Větší povrch malých částeček hnědého uhlí se škrobovo-dextrinovým pojivém, které obsahuje velkou koncentraci kyslíku, účinně napomáhá oxidaci síry, přítomné v hnědém uhlí, na sírany, takže se zvyšuje účinnost převodu síry z hnědého uhlí do popela.
Pro zlevnění výroby palivové pelety/brikety na bázi hnědého uhlí směs může obsahovat do 49,0 % hmotn. biomasy, přitom biomasou je nejméně jedna složka ze skupiny, zahrnující dřevní štěpku, slámu, rašelinu a rostlinný nebo dřevní materiál či odpad. Existují různé druhy biomasy, a popel z nich, hlavně ze dřevin a rostlin, obsahuje poměrně významný podíl alkalické složky, cca kolem 1 až 2 % hmotn. .Tato alkalická složka se uplatní k vázání síry na bázi hnědého uhlí, což významně přispívá ke snížení škodlivých exhalací SOX. Nicméně, jsme zjistili laboratorními výsledky, prováděnými např. VÚHU Most, že zadržení látek SOX v popelu z pelet/briket činí 2/3 z celkového množství simatých látek, obsažených v základní uhelné hmotě. Při spalování uhelno-biomasové pelety/brikety, při těsném styku uhelných částic s právě uvolňovanými alkáliemi z biomasy, vede k urychlení reakce síry z hnědého uhlí s alkáliemi, jako je Na, K, z biomasy. Totiž, obě složky, síra i alkálie, byly předtím vázány v organické hmotě a uvolněné atomy siry i alkálií reagují v těsném sousedství za přítomnosti škrobovo-dextrinového pojivá, které dodává potřebný kyslík, což dále podporuje a zlepšuje hoření.
Hotová vylisovaná a vysušená palivová peleta/briketa na bázi hnědého uhlí obsahuje 1 až 15 % vlhkosti. Výsledná vlhkost závisí nejen na dodaném hnědém uhlí, ale též na způsobu sušení. Obvykle je snaha dosáhnout vlhkosti pelety/brikety kolem 15 %. Pokud je peleta/briketa vlhčí, má lepší hořlavou křivku, s pomalým nástupem, avšak teplo sálá delší dobu. Pokud je peleta/briketa přesušená, tedy s nízkým obsahem vlhkosti, má vyšší výhřevnost, ale rychlejší spalování. Peleta/briketa obsahuje v bezvodém stavu do 1,25 % hmotn. síry, jejíž chování ve směsi pro přípravu pelety/brikety i v samotné peletě bylo podrobně diskutováno výše. Uhelná peleta/briketa v bezvodém stavu obsahuje maximálně do 14 % hmotn. popela. Uhelná peleta/briketa je ve své podstatě stálé fosilní palivo. Záměrem výroby pelety/brikety na bázi hnědého uhlí je, aby z 1 kg pelety/brikety se využilo cca 5 až 7 MJ. kg 1 čisté energie navíc, tj. 25 až 30 %, ve srovnání s 1 kg původního hnědého uhlí, protože pelety/brikety mají nižší obsah vlhkosti a úprava lisováním spolu s přídavkem pojivá, podporuje hoření. Přidá-li se aditivum, sníží se podstatně škodlivé exhaláty v ovzduší při spalování pelety/brikety z malých a středních stacionárních topenišť. Tudíž, peletu podle tohoto technického řešení je možno považovat za palivo nové generace, kde hlavním hlediskem je vyšší výhřevnost s ohledem na ekologii. Peleta/briketa v bezvodém stavu vykazuje při 25 °C spalné teplo 22 až 27 MJ.kg'1, kde spalné teplo představuje veškeré teplo, které se uvolní při spalování uhelné pelety/brikety. Peleta/briketa v bezvodém stavu vykazuje při 25 °C výhřevnost 22 až 27 MJ.kg'1, kde výhřevnost představuje využitelné teplo při spalování uhelné pelety/brikety. Měřené a sledované hodnoty pelety/brikety se udávají jak v dodaném stavu, který se v tomto oboru označuje jako (r), tak i v bezvodém stavu jako (d). Více ceněné jsou naměřené a sledované hodnoty v bezvodém stavu (d), protože nejsou ovlivněny různým stupněm vlhkosti a jsou tedy více vypovídající a jsou porovnatelné s jinými peleta/briketami s různou vlhkostí.
Palivová peleta/briketa podle technického řešení má obvykle tvar válečku o průměru 6 až 12 mm a délky 8 až 25 mm. Obvykle se přitom využívá průměrů 6, 8, 10 nebo 12 mm. Průměry 6 a 8 mm jsou určeny především pro malé a střední stacionární topeniště. Průměry 10 a 12 mm se používají pro průmyslové spalování. Při průměru válečkové pelety/brikety 6 a 8 mm je obvyklé délka pelety/brikety 8 až 15 mm. Při průměru válečkové pelety/brikety 10 a 12 mm je její délka 10 až 25 mm.
-4CZ 27658 Ul
Způsob výroby palivové pelety/brikety na bázi hnědého uhlí podle tohoto technického řešení se provádí následovně:
Připraví se 51,0 až 98,0 % hmotn. hnědého uhlí, jehož původní zrnitost se pohybuje do 100 mm, což není vhodná velikost pro lisování do pelet. Dodané hnědé uhlí se tedy buď podrtí, např. v kladivovém drtiči, nebo rozemele, např. v mlýnu, na potřebnou velikost o zrnitosti 0,01 až 3 mm, která představuje optimální zrnitost pro další zpracování. Vyšší zrnitost není vhodná, protože pro technologii lisování do relativně malých pelet se musí použít vyšší komprimace a přesto zůstávají pelety/brikety částečně porézní. Pokud je zrnitost menší, např. kolem 1 mm, je nutné dodávat do materiálu více pojivá, a to už ovlivňuje ekonomiku výroby.
Též se připraví dvousložkové pojivo ze škrobu a dextrinu, v množství 0,5 až 12,0 % hmotn. vodného roztoku pojivá, obsahujícího 1,5 až 10,0 % hmotn. škrobu, 1,5 až 10,0 % hmotn. dextrinu, a podle potřeby se doplní do 100 % hmotn. volné vody. Pro získání vodného roztoku pojivá se nejprve rozpustí a homogenizuje škrob ve vodě. Homogenní škrobový roztok se zahřívá na bod varu. K horké škrobové směsi se přidá vodný zhomogenizovaný roztok dextrinu. Vodná směs pojivá škrobu a dextrinu se může přidávat k hnědému uhlí v široké škále teplot, a to v rozmezí od teploty okolí až do 95 °C, což je výhodné pro variabilnost výroby. Vodná směs dextrinu se může přidávat k vodné směsi škrobu při teplotě 75 až 95 °C, což může přímo navazovat na zahřívání škrobu a využití návazné operace smíchání s dextrinem za tepla. Poté se obě složky zhomogenizují.
Takto připravený vodný roztok pojivá se přidá k hnědému, předem rozemletému, uhlí, např. formou tryskáni pojivá do průběžné míchačky, v níž se uhelná hmota a pojivá vzájemně promíchávají na potřebnou vlhkost v celé uhelné hmotě, obdobně jako se míchá např. suchý beton.
Takto promíchaná směs při kontinuální výrobě postupuje, např. rovnou z míchačky na dopravník, z něhož se vsypává přímo do lisovacího stroje, např. hydraulického, nebo mechanického, dvou či tříramenného. V lisu se směs hnědého uhlí a pojivá lisuje tlakem 5 až 30 MPa. Směs hnědého uhlí a pojivá, případně směs hnědého uhlí, pojivá a biomasy, se obvykle lisuje při tlaku 12 až 15 MPa. Použitý tlak záleží na typu lisovacího stroje, na velikosti pelet a na rychlosti výroby. Na lisu se získají vlhké a teplé pelety/brikety. Uhelné pelety/brikety se při lisování ohřejí na teplotu cca 30 až 55 °C.
Takto vylisované pelety/brikety při kontinuální výrobě se posunují dopravníkem do sušičky nebo do sušícího stroje, v nichž se provádí odpař a dosušení pelet na potřebnou vlhkost 1 až 15 % vlhkosti, s výhodou 13 až 15 % vlhkosti. Při sušení je nastavená teplota sušení maximálně na 60 až 70 °C s odtahem vlhkosti. Na konci sušení se uhelné pelety/brikety ochladí až na okolní teplotu.
Dále se mohou hotové pelety/brikety/brikety vložit do rotujícího separátoru, což je např. rotující válec s otvory. V separátoru se z povrchu uhelných pelet/briket oddělí odrol, který vznikl v předchozích technologických krocích, např., nalepením malých částeček směsi na povrch hotové pelety/brikety při délkovém oddělování vlastní pelety/brikety za lisovací matricí. Tento odrol se použije při další výrobě do vstupní směsi.
Příklad 2
Palivová peleta/briketa se připraví z kvalitního hnědého uhlí a pojivá. Směs pro přípravu pelety/brikety obsahuje 90,0 až 94,0 % hmotn. hnědého uhlí, 2,5 až 6,0 % hmotn. vodného pojivá, a do 100 % hmotn. volné vody v celkové směsi hnědého uhlí a pojivá. Směs obsahuje s výhodou 92 % hmotn. hnědého uhlí, 4 % hmotn.. vodného pojivá a do 100 % hmotn, volné vody v celkové směsi hnědého uhlí a pojivá. Hnědé uhlí má o zrnitost 0,01 až 3 mm, s výhodou zrnitost převážně 2 až 3 mm, obsah vázané vody v uhlí do 30 %, s výhodou kolem 27 %, obsah uhlíku do 70 % hmotn., s výhodou 66 % hmotn., obsah síry do 0,7 % hmotn., s výhodou 0,7 %, hmotn., výhřevnost v původním stavu do 20 MJ.kg1, s výhodou 18,5 MJ.kg'1. Vodné pojivo obsahuje do 1,0°%
-5CZ 27658 Ul škrobu, s výhodou 0,9 % hmotn. škrobu, a do 1,0 % hmotn. dextrinu, s výhodou 0,9 % hmotn. dextrinu.
Tato směs se zpracuje způsobem uvedeným v příkladu 1.
Vytvoří se palivová peleta/briketa ve tvaru válečků dvou rozměrů. Jeden typ pelety/brikety má průměr 6 mm a délku 8 až 15 mm. Druhý typ pelety/brikety má průměr 8 mm a délku 8 až 15 mm. Tyto pelety/brikety jsou vhodné pro malá a střední stacionární topeniště, tedy domácnosti, školy, hotely, kanceláře atp. Získaná uhelná palivová peleta/briketa cca 13 %° vlhkosti, a vbezvodém stavu obsahuje cca 0,7 % hmotn. síry, cca 13,0 % hmotn. popela. V bezvodém stavu při 25 °C vykazuje spalné teplo cca 25 MJ.kg'1 a výhřevnost cca 25 MJ.kg'1.
Příklad 3
Palivová peleta/briketa se připraví z kvalitního hnědého uhlí, vodného roztoku pojivá a alkalického aditiva. Vstupním základním materiálem je hnědé uhlí zrnitosti do 2,5 mm, obsahu vázané vody v uhlí do 30 %, obsahu uhlíku do 70 % hmotn. obsahu síry do 0,9 % hmotn., výhřevnosti v původním stavu do 19 MJ.kg'1.
Připraví se směs obsahující 94,0 % hnědého uhlí, 3 % vodného roztoku pojivá, obsahujícího 0,9 % škrobu a 0,9 % dextrinu, 2 % hmotn. páleného jemného vápna o zrnitosti pod 1 mm a do 100 % hmotn. volné vody v celkové směsi hnědého uhlí a pojivá.
Získaná směs se zpracuje způsobem výroby uvedeným v příkladu 1 s tím, že pálené vápno se přidává do směsi hnědého uhlí s pojivém, po jejich homogenizaci, na konci po jejich průběžné homogenizaci. Po přidání vápna se směs znovu homogenizuje.
Vytvoří se palivová peleta/briketa ve tvaru válečků dvou rozměrů. Jeden typ pelety/brikety má průměr 10 mm a délku 10 až 20 mm. Druhý typ pelety/brikety má průměr 12 mm a délku 15 až 25 mm. Tyto pelety/brikety jsou vhodné pro velké stacionární topeniště, jako jsou výtopny, teplárny blokové výtopny a kotle v průmyslu.
Získaná uhelná palivová peleta/briketa má cca 15 % vlhkosti a v bezvodém stavu obsahuje cca 0,9 % hmotn. síry, cca 13,0 % hmotn. popela. V bezvodém stavu při 25 °C vykazuje spalné teplo cca 26 MJ.kg'1 a výhřevnost cca 27 MJ.kg'1.
Příklad 4
Palivová peleta/briketa se připraví z kvalitního hnědého uhlí, vodného roztoku pojivá a alkalického aditiva a biomasy, např. rašeliny nebo bioodpadu, např. dřevěné štěpky. Uhelná peleta/briketa s biomasou je vhodná pro odběratele s požadavkem na utlumení výkonnosti paliva. V úvahu připadají též odběratelé, kteří mají starší technologii spalování, která není schopna dlouhodobě pracovat s vyššími teplotami spalování, např. vzhledem k materiálu kotlů nebo řetězových dopravníků do fluidních kotlů.
Na směs pro přípravu pelet se použije 70,0 hmotn. % hnědého uhlí s parametry příkladu
1,3 % hmotn. vodného roztoku pojivá, obsahujícího 1,0 % hmotn. škrobu a 1,0 % hmotn. dextrinu, 1 % hmotn. nehašeného vápna o zrnitosti pod 0,1 mm, a 26 % hmotn. biomasy o vlhkosti cca 30 % vázané vody, a do 100 % hmotn. volné vody v celkové směsi.
Získaná směs se zpracuje způsobem výroby uvedeným v příkladu 3, s tím rozdílem, že biomasa se přidává ke zhomogenizované směsi hnědého uhlí s pojivém, a poté se zhomogenizuje. Nehašené vápno se přidává do zhomogenizované směsi hnědého uhlí, pojivá a biomasy. Po přidání vápna se směs znovu homogenizuje.
Vytvoří se palivová peleta/briketa ve tvaru válečků dvou rozměrů. Jeden typ pelety/brikety má průměr 6 mm a délku 8 až 15 mm. Druhý typ pelety/brikety má průměr 10 mm a délku 15 až mm. Menší pelety/brikety jsou vhodné pro malé stacionární topeniště, větší pelety/brikety jsou vhodné pro průmyslové topeniště. Získaná uhelná palivová peleta/briketa má cca 15 % vlh-6CZ 27658 Ul kosti, a v bezvodém stavu obsahuje cca 1,0 % hmotn. síry, cca 14,0 % hmotn. popela. V bezvodém stavu při 25 °C vykazuje spalné teplo cca 20 MJ.kg'1 a výhřevnost cca 22 MJ.kg'1. Průmyslová využitelnost
Peleta/briketa na bázi hnědého uhlí je vhodná jako palivo pro malá, střední i velká průmyslová topeniště. Základním materiálem pro peletu je hnědé uhlí, je však možno využít i černého uhlí.
Claims (8)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Palivová peleta/briketa na bázi hnědého uhlí, zahrnuje dvě základní složky, hnědé uhlí a pojivo, vyznačující se tím, že směs hnědého uhlí a pojivá pro přípravu palivové pelety/brikety obsahuje 51,0 až 98,0 % hmotn. hnědého uhlí o zrnitosti 0,01 až 3 mm, obsahu vázané vody v uhlí 20 až 40 %, obsahu uhlíku 40 až 80 % hmotn., obsahu síry do 1,5 % hmotn., výhřevnosti v původním stavu do 20 MJ.kg'1;0,5 až 12 % hmotn. dvousložkového vodného roztoku pojivá, obsahujícího1,5 až 10,0 % hmotn. škrobu a1.5 až 10,0 % hmotn. dextrinu a do 100 % hmotn. volné vody v celkové směsi hnědého uhlí a pojivá.
- 2. Palivová peleta/briketa na bázi hnědého uhlí podle nároku 1, vyznačující se tím, že směs hnědého uhlí a pojivá, obsahuje 90,0 až 98,0 % hmotn. hnědé ho uhlí o zrnitosti 0,01 až 3 mm, obsahu vázané vody v uhlí do 30 %, obsahu uhlíku do 70 % hmotn. obsahu síry do 0,7 % hmotn., výhřevnosti v původním stavu do 20 MJ.kg'1;
- 3,0 až 6,0 % hmotn. dvousložkového vodného roztoku pojivá, obsahujícího2.5 až 5 % hmotn. škrobu,2,5 až 5 % hmotn. dextrinu a do 100 % hmotn. volné vody v celkové směsi hnědého uhlí a pojivá.3. Palivová peleta/briketa na bázi hnědého uhlí podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že směs hnědého uhlí a pojivá obsahuje aditivum 0,5 až 5 % hmotn. vápenaté a/nebo hořečnaté složky.
- 4. Palivová peleta/briketa na bázi hnědého uhlí podle nároku 3, vyznačující se tím, že vápenatou složkou je pálené nebo hašené vápno nebo mletý vápenec nebo hydroxid vápenatý, a hořečnatou složkou je mletý nebo nemletý přírodní dolomit.
- 5. Palivová peleta/briketa na bázi hnědého uhlí podle nároku 4, vyznačující se tím, že mletá vápenatá a/nebo hořečnatá složka má zrnitost pod 1 mm.
- 6. Palivová peleta/briketa na bázi hnědého uhlí podle některého z nároků laž5, vyznačující se tím, že směs hnědého uhlí a pojivá obsahuje do 49 % hmotn. biomasy.
- 7. Palivová peleta/briketa na bázi hnědého uhlí podle nároku 6, vyznačující se tím, že biomasou je nejméně jedna složka ze skupiny, zahrnující dřevní štěpku, slámu, rašelinu a rostlinný nebo dřevní materiál či odpad.
- 8. Palivová peleta/briketa na bázi hnědého uhlí podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že obsahuje
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-29927U CZ27658U1 (cs) | 2014-09-01 | 2014-09-01 | Palivová peleta/briketa na bázi hnědého uhlí |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-29927U CZ27658U1 (cs) | 2014-09-01 | 2014-09-01 | Palivová peleta/briketa na bázi hnědého uhlí |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ27658U1 true CZ27658U1 (cs) | 2014-12-29 |
Family
ID=52145213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014-29927U CZ27658U1 (cs) | 2014-09-01 | 2014-09-01 | Palivová peleta/briketa na bázi hnědého uhlí |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ27658U1 (cs) |
-
2014
- 2014-09-01 CZ CZ2014-29927U patent/CZ27658U1/cs not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Olugbade et al. | Influence of binders on combustion properties of biomass briquettes: a recent review | |
| Jiang et al. | Co-pelletization of sewage sludge and biomass: The density and hardness of pellet | |
| KR101539224B1 (ko) | 바이오메스 고형연료의 제조방법 | |
| US9102887B2 (en) | Pellets and processes therefor | |
| KR101293642B1 (ko) | 하수 슬러지를 이용한 고형연료 및 그의 제조방법 | |
| Ryu et al. | Pelletised fuel production from coal tailings and spent mushroom compost—Part I: Identification of pelletisation parameters | |
| CN101503643A (zh) | 一种污泥干化固体燃料 | |
| CN105038891A (zh) | 低硫环保型煤及其加工方法 | |
| JP5941183B1 (ja) | 混焼用燃焼助剤の製造方法及びこの燃焼助剤を用いた燃焼用石炭の燃焼方法 | |
| CN101818091A (zh) | 秸秆复合燃料制造方法及秸秆复合燃料 | |
| RU2326900C1 (ru) | Способ переработки органических углеродсодержащих отходов и углеродсодержащие формовки | |
| CN101089154A (zh) | 一种生物质型煤的生产方法 | |
| KR101334667B1 (ko) | 음식물쓰레기를 이용한 고형화 보조연료의 제조방법 | |
| WO2010070328A1 (en) | Fuel product and process | |
| CN108117906A (zh) | 造纸污泥环保型煤及其生产方法 | |
| KR20130034555A (ko) | 음식물쓰레기를 이용한 고형화 보조연료의 제조방법 | |
| RU2473672C1 (ru) | Способ получения брикетного топлива | |
| WO2009093926A1 (ru) | Переработка органических отходов в углеродсодержащие формовки | |
| CZ27658U1 (cs) | Palivová peleta/briketa na bázi hnědého uhlí | |
| KR100319803B1 (ko) | 오니탄의 조성물 및 그의 제조방법 | |
| KR20150000370A (ko) | 축분과 하수 슬러지를 이용한 연료의 제조방법 | |
| CZ305734B6 (cs) | Palivová peleta/briketa na bázi hnědého uhlí a způsob její výroby | |
| JP6118598B2 (ja) | 石炭燃焼助剤組成物及びその組成物を用いた石炭燃焼助剤並びにその石炭燃焼助剤を用いた石炭の燃焼方法 | |
| Malovanyy et al. | The use of binders of natural origin to improve the technology of creating fuel briquettes from wood waste | |
| RU2601316C1 (ru) | Способ получения брикетов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20141229 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20180823 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20210901 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20240901 |