CZ8594A3

CZ8594A3 - fuel granulates from liquid manure, and process for producing thereof

Info

Publication number: CZ8594A3
Application number: CS9485A
Authority: CZ
Inventors: Walter Hey; Ingo Romey; Hans Jurgen Palm
Original assignee: Bergwerksverband Gmbh
Priority date: 1991-07-15
Filing date: 1992-06-27
Publication date: 1994-04-13
Also published as: HUT71546A; DE4123368C1; HU9400111D0; WO1993002163A1; EP0594650A1; SK3494A3

Description

k výrobě palivových granulátů. Použití prachu z elektrofiltrů není výhodné pro obsah těžkých kovů, Které vyvolávají nutnost zvláštních opatření při likvidaci odpadu.

Podobné problémy, jaké se vyskytují při likvidaci surových čistírenských kalu (řídkých kalů) jsou také spojeny s likvidací kejdy odpadající z chovných stanic.

Základním úkolem předkládaného vynálezu je navrhnout takový způsob výroby palivových granulátů z kejdy, který by neměl nevýhody známých postupů, který ny byl optimální z hlediska složení a vlastností a nekladl by vysoké nároky na strojní vybavení a na spotřebu energií a vedl by k produktu zvláště vhodnému pro spalování ve fluidní vrstvě.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu jsou palivové granuláty z kejdy, zvláště pro fluidní spalování, které mají sušinu tohoto složení:

a) 0,86 až 45 % hmotnostních sušiny kejdy,

b) 83,74 až 43 % hmotnostních uhelného prachu a

c) 5,4 až 2 % hmotnostní páleného vápna, jejichž podstata spočívá v tom, že

d) mají zbytkový obsah vlhkosti < 10 % hmotnostních

e) mají oblá zrna o velikosti 0 až 7 mm, prachový podíl < 1 % a mají sypkou konsistenci a

f) vyrábějí se v jediné provozní operaci v granulačním mísiči.

Ve výhodném provedení jsou předmětem vynálezu palivové granuláty z kejdy, vzláště pro spalování ve fluidní vrstvě se sušinou tohoto složení

a) 0,8 až 40 % hmotnostních sušiny kejdy,

b) 74,4 až 38 % hmotnostních uhelného prachu a

c) 4,8 až 2 % hmotnostní páleného vápna, jejichž podstata spočívá v tom, že

d) mají zbytkový obsah vlhkosti < 20 % hmotnostních,

e) mají oblá zrna o velikosti 0 až 7 mm, prachový podíl < 1 % a sypkou konsistenci a

f) jsou vyráběny v jediné provozní operaci v granulačním mísiči.

V ještě výhodnějším provedení jsou předmětem vynálezu palivové granuláty z kejdy, zvláště pro spalování ve fluidní vrstvě, které mají sušinu tohoto složení:

a) 0,4 až 23 % hmotnostních sušiny kejdy,

b) 74,4 až 38 % hmotnostních uhelného prachu a

c) 4,8 až 2 % hmotnostních páleného vápna jejichž podstata spočívá v tom, že

d) mají zbytkový obsah vlhkosti < 48 % hmotnostních,

e) mají oblá zrna o vlíkosti 0 až 7 mm, prachový podíl < 1 % a mají sypkou konsistenci a

f) vyrábějí se v jediné provozní operaci v granulačním mísiči.

Z návrhu, který představuje dosud nezveřejněný stav techniky (německá patentová přihláška P 41 11 442.6) je známa výroba palivových granulátů ze surových čeřících kalů (řídkých kalů). Překvapivé bylo zjištění, že srovnatelné palivové granuláty lze vyrobit z kejdy.

Patentové granuláty kejdy podle vynálezu

1UQ Ji vyUUiiKJll manipulovatelnost, poněvadž neobsahují prach a ani jej neuvolňují. Pro dobrou sypkost, danou oblým tvarem zrn, jsou optimální pro skladování, dopravu a dávkování. Jejich spalování nezatěžuje životní prostředí nejen z hlediska kouřových plánů, ale i tuhých odpadů. Mají výhřevnost, která je srovnatelná se suchým hnědým uhlím.

Palivové granuláty z kejdy podle vynálezu je možno spalovat ve fluidních ohništích bez přídavku nosičů nebo přídavného paliva, protože pro tento typ spalování jsou velmi dobře vhodné jako samostatné palivo. Již vlhké palivové granuláty s relativně vysokým obsahem vody až 48 % mají výhřevnost srovnatelnou se sušenými čistírenskými čeřícími kaly. Tyto vlhké palivové granuláty se tak dají spalovat přímo ve stávajících zařízeních pro spalování čeřících kalů, bez jakýchkoliv změn v pecním a vyteplovacím systému. Po sušení vzduchem mají suché palivové granuláty výhřevnost srovnatelnou se suchým hnědým uhlím.

zařízeními palivových

Pro výrobu palivových granulátů z kejdy podle vynálezu nejsou potřebné žádné nákladné stroje a zařízení. Mimo obvyklých metod a zařízení pro předběžné odvodnění je nutný jen granulační mísič s přivádécími a odvádécími a se zařízením pro meziskladování vlhkých granulátů a pro cirkulační sušení vzduchem bez přívodu tepelné energie.

Podle obsahu sušiny v kejdě (zředěném kalu) se dají vyrábět palivové granuláty pomocí odpovídájícícho přídavku kondicionačních prostředků, jako jemnozrnného suchého uhlí, jakož i vápna. Tyto samostatně spalovatelné vlhké palivové granuláty jsou sypké a skladovatelné, takže jejich sušení může probíhat bez dalšího dodávání energie. Účelem tohoto sušení je získat výhřevnější suchý produkt.

Výrobu palivových granulátů je účelné situovat v místě vzniku kejdy. Je však také možno ji umístit v centru určité oblasti, zabývající se živočišnou výrobou nebo v místě spotřeby palivových granulátů, tj . v místě spalování. *

Přehled obr, na výkresech

Na obr. 1 jsou uvedeny jako příklady nektere přednostní možnosti výroby palivových granulátů z kejdy výhřevnější palivové granuláty vzduchem.

samostatně spalitelných včetně jejich úpravy na jednoduchým sušením okolním

Na obr. 2 je zobrazen průběh teplot při spalovacím pokusu s vlhkým granulátem.

V granulační jednotce, tj. v granulačním mísiči 1, se vyrábí vlhké palivové granuláty 12 z kejdy, přiváděné ze zásobníku 2 kejdy. Granulační mísič l je plněn kejdou přívodem 11, uhelným prachem přívodem 9 a páleným vápnem přívodem 10. Přitom se jednotlivé přísady dávkují v takovém poměru, aby vlhký palivový granulát na výstupu v z granulačního mísiče 1 vykazoval střední vlhkost 37 až 48 %. Dávkování páleného vápna se přitom řídí podle obsahu síry v uhelném prachu. Hmotnostní podíly kejdy a hnědouhelného prachu je třeba výpočtem určovat v závislosti na okamžité vlhkosti těchto látkových proudů tak, aby výsledná vlhkost vlhkých palivových granulátů byla 37 až 48 %, poněvadž s takovými granuláty lze manipulovat díky tomu, že jsou nelepivé a nemazlavé a poněvadž jsou také samostatně spalovatelné. Takto získané granuláty lze bez vynaloženi tepelné sušicí energie sušit cirkulujícím vzduchem, například v silu 6 s cirkulujícím vzduchem, v pneumatické sušárně 7, nebo v bubnové sušárně 8 tak, že z nich vzniknou <s τ na 1 Ť wnl 4 +-*» ί ·*5 τ»1 -ί ΛΛ Λ τλ -.-.I-.—.

♦ J · · ··— J —« * — - f v f *-**♦ w 2 ** * XiÁÍLWbJ w Λ. Uí! XM O nižší. Je-li k dispozici zdroj odpadního tepla, může se popřípadě doba sušení zkrátit.

Kejda nasazovaná do granulačního misiče 1 může mít

1,5 až 12 % sušiny. Podíl hnědouhelného povrchu je třeba řídit podle obsahu vody v kejdě tak, aby výsledné vlhké palivové granuláty 12 měly vlhkost 37 až 48 %.

Místo hnědouhelného prachu je možné použít také černouhelný prach nebo jiné uhlíkaté suché materiály, například dřevnou moučku apod., přičemž tyto látky se v odpovídajících poměrech dávkují do granulačního misiče 1, aby vznikly samostatně spalitelné palivové granuláty 12. Je však důležité, aby vlhké palivové granuláty 12 byly dostatečné pevné a sypké a umožňovaly tak dobrou manipulaci, at již při bezprostředním použiti při spalování, nebo při sušení cirkulujícím vzduchem za účelem získání výhřevnějších palivových granulátů 13.

Příklady provedeni vynálezu

Následují dva příklady výroby palivových granulátů z kejdy podle vynálezu. Další příklad popisuje spalovací pokus.

Příklad A

1,85 kg prasečí kejdy, ve stavu, v jakém se získává, se sušinou 6,5 % se smísí v granulačnim misiči se 2 kg suchého hnědého uhlí (10 % vlhkosti) a asi 7 % páleného vápna (vztaženo na hnědé uhlí) a směs se granuluje. Přídavek flokulačních přísad nebo podobných látek není nutný. Tyto samostatně spalitelné vlhké palivové granuláty mají ihned po vyrobení vlhkost asi 48 % a jsou sypké. Popřípadě je z nich možno vyrobit výhřevnější sušené granuláty, přičemž po asi 80 hodinách sušení vzduchem se dosáhne vlhkosti asi 20 %.

Přiklad B

2,5 kg prasečí kejdy, ve stavu, v jakém se získává, s 10,2 % sušiny (bez přídavku flokulačních přísad) se smísí v granulačním mísiči se 2,6 kg hnědého uhlí (10 % vlhkosti) a asi 7 % páleného vápna (vztaženo na hnědé uhlí) a směs se zpracuje na granulát. Tyto samostatně spalitelné vlhké palivové granuláty mají po výrobě 48 % vlhkosti a jsou sypké. Sušením vzduchem je však možno vyrobit výhřevnější sušené granuláty. Po 80 hodinách sušení se vlhkost sníží na 20 % a po 100 hodinách na 14 %.

Příklad C

Spalovací pokusy s vlhkými palivovými granuláty z kejdy (48 % H₂0).

Vlhké palivové granuláty vyrobené ze směsi kejdy a hnědouhelného prachu se zavádějí do stacionární fluidní spalovací komory o teplném výkonu 300 kW a to jako jediné palivo. Při těchto pokusech se za kontinuálního provozu spálí asi 5 t granulátu.

Obr. 2 ukazuje příklad průběhu teplot během pokusu v závislosti na čase. Číslice ukazují počet hodin (h), ve fluídní vrstvě 14 - teplota fluidního lože), v příslušném volném prostoru nad ní (15. - teplota ve volném prostoru) a před cyklonem (16 - teplota v cyklonu). Během najížděcí či vyhřívací fáze a, která trvá od okamžiku D (zapnutí vyhřívacího hořáku) až do okamžiku B (vypnutí vyhřívacího hořáku), stoupá teplota ve fluidním loži a volném prostoru

Fm/n Γιίτιηνη ca v uÁ.ďXA£XKU c začíná dávkování paliva do fluidního lože. Po vypnutí vyhřívacího kořáku (okamžik B) začíná stabilizační fáze b, která trvá až do okamžiku A, (který je definován zapnutím přívodu sekundárního vzduchu). Je překvapivé, že po vypnutí vyhřívacího hořáku se spalování ve fluidní vrstvě samostatně udrží účinkem přidávaných vlhkých palivových granulátů a stabilizuje se. Stabilizační fáze končí okamžikem A (zapnutí přívodu sekundárního vzduchu) a od tohoto okamžiku až do konce pokusu (okamžik E) probíhá velmi stabilní fáze spalování c v níž teplota kolísá jen velmi málo. Je možno jasně konstatovat, že průběh teploty od okamžiku A, kdy začíná dávkování sekundárního vzduchu, až do konce pokusu (okamžik E) je rovnoměrný. Téměř přímkové průběhy křivek ukazují, že dávkování vlhkých palivových granulátů je právě tak velice rovnoměrné. Z toho lze odvodit, že hoření je intenzivní a rovnoměrné.

V tabulce 1 jsou uvedeny výsledky elementární analýzy a v tabulce 2 další charakteristiky vlhkých granulátů.

Tabulka 1

Elementární analýza vlhkých palivových granulátů

Voda celkem 47 %

Sušina 53 % an bezvodý (wf) čistá hořlavina voda % popel % C %

H %

N %

O %

S %

0,6	—	—
14,8	14,9	-
53,3	53,6	63,0
4,46	4,49	5,28
1,38	1,39	1,63
24,5	24,6	28,9
0,99	1,0	-

produkt se zbytkovou vlhkostí použitý pro analýzu

Tabulka 2

Charakteristika granulátů

Výhřevnost palivového granulátů (vlhký) 10,2 MJ/kg (bezvodý) 21,4 MJ/kg

Sypná hmotnost 0,5 kg/dm³

Obsah CaO 2,44 % hmotnostního

Při téměř konstatní teplotě spalování ve fluidní vrstvě ve spalovací fázi c 720 až 740 °C a odpovídajícím způsobem ustavené teplotě ve volném prostoru 840 až 870 °C vznikají při přidávání sekundárního vzduchu emisní hodnoty, dále uvedené v tabulce 3.

Tabulka 3

Emisní hodnoty , 7 '-tj. jj - 4u iuy/m

N0_x: 80 - 130 mg/m³

NO₂: 5 - 15 mg/m³

Z analýzy pevných vzorků odebraných z technologicky navazujícího cyklonu je zřejmé, že se dosahuje dostatečně vysokého vyhoření vlhkých palivových granulátů. Obsah uhlíku v odebraných vzorcích popele leží v rozmezí od 2,7 do 3,7 % hmotnostního.

Seznam vztahových značek granulační mísič zásobník kejdy silo s cirkulací vzduchu pneumatická sušárna bubnová sušárna přívod hnědouhelného prachu přívod páleného vápna přívod kejdy vlhký palivový granulát suchý palivový granulát teplota fluidního lože teplota ve volném prostoru teplota v cyklonu

A zapnutí přívodu sekundárního vzduchu B vypnutí vyhřívacího hořáku C zapnutí přívodu paliva D zapnutí vyhřívacího hořáku)

E konec pokusu a najížděcí či vyhřívací fáze b stabilizační fáze c stabilní spalovací fáze

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Palivové granuláty z kejdy, zvláště pro fluidní spalování, které mají sušinu tohoto složení: —----a)

0,86 až 45 % hmotnostních sušiny kejdy,

b) 83,74 až 43 % hmotnostních uhelného prachu a Q1SC0

c) 5,4 až 2 % hmotnostní páleného vápna, . . , , , . i vyznačující se t i m , ze ;

d) mají zbytkový obsah vlhkosti < 10 % hmotnostních

e) mají oblá zrna o velikosti 0 až 7 mm, prachový podíl < l % a mají sypkou konsistenci a

f) vyrábějí se v jediné provozní operaci v granulačním mísiči.

2. Palivové granuláty z kejdyf, vzláště pro spalování ve fluidní vrstvě se sušinou tohoto složení

a) 0,8 až 40 % hmotnostních sušiny kejdy,

b) 74,4 až 38 % hmotnostních uhelného prachu a

c) 4,8 až 2 % hmotnostní páleného vápna, vyznačující se tím, že

d) mají zbytkový obsah vlhkosti < 20 I hmotnostních,

f) jsou vyráběny v jediné provozní operaci v granulačním mísiči.

3. Palivové granuláty z kejdy, zvláště pro spalování ve fluidní vrstvě, které mají sušinu tohoto složení:

a) 0,4 až 23 % hmotnostních sušiny kejdy,

b) 74,4 až 33 % hmotnostních uhelného prachu a

c) 4,8 až 2 % hmotnostních páleného vápna vyznačující se tím, že

d) mají zbytkový obsah vlhkosti < 48 % hmotnostních,

e) mají oblá zrna o vlikosti 0 až 7 mm, prachový podíl < 1 % a mají sypkou konsistenci a

f) vyrábějí se v jediné provozní operaci v granulačním mísiči