CZ306924B6

CZ306924B6 - Palivo na bázi recyklovaného nebo zbytkového textilu a biomasy

Info

Publication number: CZ306924B6
Application number: CZ2010-375A
Authority: CZ
Inventors: Petr Hutla; Petr JeviÄŤ
Original assignee: Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i.
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2017-09-20
Also published as: CZ2010375A3

Description

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 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 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 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 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 oxidů síry, sazí, nebo škodlivých plynů z hoření plastů.

-1 CZ 306924 B6

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 průmyslové či komunální suroviny ve formě textilních vláken či tkanin v podílu od 45 do 60 % hmotnostních, spalitelnou biomasu s obsahem vody do 20 % hmotnostních, a to ve formě rostlinné biomasy na bázi dřeva podílu od 5 do 10 % hmotnostních nebo s povahou obilní slámy a/nebo travin a/nebo lučních porostů a/nebo zbytků rostlin získaných při jejich zpracování, nebo ve formě směsi rostlinné a živočišné biomasy, kde v této směsi tvoří rostlinná biomasa podíl alespoň 50 % hmotnostních, a dále obsahující další alespoň jednu spalitelnou příměs, a to s celkovým podílem od 0,1 do 10 % hmotnostních, a nespalitelnou příměs s podílem do 1% hmotnostního. S výhodou potom textilní vlákna jsou plastová a/nebo přírodní vlákna s povahou textilního podílu ze zpracování vyřazených pneumatik a spalitelnou příměsí je guma z těchto pneumatik. Také je výhodné, jestliže palivo je upraveno do formy topných pelet s měrnou hmotností od 0,8 do 1,1 g/cm³ a s rozměry od 0,6 do 3 cm.

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, resp. spalitelnou biomasou, mohou být příkladně 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.

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 uskutečnění 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 obiln...............................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 porost..................................................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

Průmyslová 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 řešení, pro výrobu páry, užité následně v parním stroji či turbíně k pohonu elektrického generátoru.

Claims

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 45 do 60 % hmotnostních, spalitelnou biomasu s obsahem vody do 20 % hmotnostních, a to ve formě rostlinné biomasy na bázi dřeva v podílu od 5 do 10 % hmotnostních nebo s povahou obilní slámy a/nebo travin a/nebo lučních porostů a/nebo zbytků rostlin získaných při jejich zpracování, nebo ve formě směsi rostlinné a živočišné biomasy, kde v této směsi tvoří rostlinná biomasa podíl alespoň 50 % hmotnostních, a dále obsahující další alespoň jednu spalitelnou příměs, a to s celkovým podílem od 0,1 do 10 % hmotnostních, a nespalitelnou příměs s podílem do 1 % hmotnostního.

2. Palivo podle nároku 1, vyznačené tím, že textilní vlákna jsou plastová a/nebo přírodní vlákna s povahou textilního podílu ze zpracování vyřazených pneumatik a spalitelnou příměsí je guma z těchto pneumatik.

5 3. Palivo podle nároku 1 nebo 2, vyznačené tím, že palivo je upraveno do formy topných pelet s měrnou hmotností od 0,8 do 1,1 g/cm³ a s rozměry od 0,6 do 3 cm.