EA023185B1 - Система для получения гранулированного термически обработанного биотоплива - Google Patents
Система для получения гранулированного термически обработанного биотоплива Download PDFInfo
- Publication number
- EA023185B1 EA023185B1 EA201300619A EA201300619A EA023185B1 EA 023185 B1 EA023185 B1 EA 023185B1 EA 201300619 A EA201300619 A EA 201300619A EA 201300619 A EA201300619 A EA 201300619A EA 023185 B1 EA023185 B1 EA 023185B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- biomass
- reactor
- fine particles
- cooling
- heat treatment
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области энергетики, в частности к системе для получения топлива из биомассы или других источников энергии, таких как торф, путем ее термической обработки и прессования. Система для получения термически обработанной гранулированной биомассы, включающая устройство для сушки биомассы, устройство для подготовки биомассы к гранулированию, реактор для термической обработки биомассы, печь для производства тепловой энергии для термической обработки биомассы, устройство для гранулирования биомассы, по меньшей мере одно устройство для охлаждения биомассы и по меньшей мере одно устройство для отделения мелких частиц, в которой устройство для гранулирования биомассы, по меньшей мере одно устройство для охлаждения гранул и по меньшей мере одно устройство для отделения мелких частиц последовательно установлены перед реактором для термической обработки биомассы, а по меньшей мере одно устройство для отделения мелких частиц выполнено с возможностью возвращения этих мелких частиц в устройство для гранулирования биомассы.
Description
(57) Изобретение относится к области энергетики, в частности к системе для получения топлива из биомассы или других источников энергии, таких как торф, путем ее термической обработки и прессования. Система для получения термически обработанной гранулированной биомассы, включающая устройство для сушки биомассы, устройство для подготовки биомассы к гранулированию, реактор для термической обработки биомассы, печь для производства тепловой энергии для термической обработки биомассы, устройство для гранулирования биомассы, по меньшей мере одно устройство для охлаждения биомассы и по меньшей мере одно устройство для отделения мелких частиц, в которой устройство для гранулирования биомассы, по меньшей мере одно устройство для охлаждения гранул и по меньшей мере одно устройство для отделения мелких частиц последовательно установлены перед реактором для термической обработки биомассы, а по меньшей мере одно устройство для отделения мелких частиц выполнено с возможностью возвращения этих мелких частиц в устройство для гранулирования биомассы.
Данное изобретение относится к области энергетики, в частности к системе для получения топлива из биомассы или других источников энергии, таких как торф, путем ее термической обработки и прессования.
Термическая обработка заключается в низкотемпературном пиролизе биомассы, т.е. в нагреве биомассы до температуры 150-300°С, предпочтительнее до 200-280°С в специальном устройстве (реакторе). В результате термической обработки биомасса приобретает гидрофобные свойства, повышается теплота сгорания биомассы и ее размолоспособность.
Прессование биомассы происходит в пресс-грануляторах, в которых биомасса проталкивается с помощью роллеров через фильеры определенного диаметра и длины, обеспечивающие необходимое ее сжатие. Для исключения просыпания измельченной биомассы через фильеры без уплотнения влажность поступающей в пресс биомассы должна быть не менее 8% и не более 14%. В случае поступления биомассы с очень низкой влажностью (менее 8%) ее увлажняют, вводя в специальное устройство пресса воду или водяной пар.
Известна система для получения гранулированного термически обработанного биотоплива, включающая устройство для сушки биомассы, устройство для подготовки биомассы к гранулированию, реактор для термической обработки биомассы, печь для производства тепловой энергии, необходимой для термической обработки биомассы, устройство для охлаждения и увлажнения термически обработанной биомассы перед гранулированием, устройство для гранулирования термически обработанной биомассы (патент РСТ № АО 2011/119470 А1).
Недостатком известной системы для получения гранулированного термически обработанного биотоплива является его низкая энергоэффективность.
Действительно, к примеру, древесная биомасса имеет исходную влажность примерно 45%. После сушки ее влажность может быть снижена до 20%. После термической обработки в реакторе посредством низкотемпературного пиролиза влажность биомассы снижается до 1-3%. Из биомассы с такой влажностью получить гранулы невозможно. Поэтому влажность биомассы должна быть повышена до 8-14% за счет добавления воды или водяного пара в специальное устройство пресс-гранулятора.
При сушке биомассы или ее низкотемпературном пиролизе основные затраты энергии связаны с испарением избыточной влаги, содержащейся в биомассе. Если биомасса после термической обработки имеет влажность 1-3%, а затем ее влажность при гранулировании опять приходиться повышать до 8-14%, то это означает, что 7-11% влаги, содержащейся в биомассе, удаляются напрасно, что вызывает перерасход энергии на весь процесс.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является система для обработки биомассы, включающая устройство для сушки биомассы, устройство для подготовки биомассы к гранулированию, реактор в виде вертикальной многосекционной печи для термической обработки биомассы, в которой перемещение биомассы осуществляется с помощью горизонтальных лопастей мешалки, установленных на вертикальном валу по продольной оси реактора, печь для производства тепловой энергии, необходимой для термической обработки биомассы, и устройство для гранулирования термически обработанной биомассы (патент И8 2003221363 А1).
Однако, указанная система также обладает низкой энергоэффективностью, поскольку термическая обработка, проводимая в виде низкотемпературного пиролиза биомассы, осуществляется до ее гранулирования, т.е. требуется удалить из биомассы 7-13% влаги (применительно к древесной биомассе).
Технической задачей настоящего изобретения является повышение энергоэффективности системы для получения термически обработанного гранулированного биотоплива.
Поставленная задача решена благодаря созданию системы для получения термически обработанной гранулированной биомассы, включающей устройство для сушки биомассы, устройство для подготовки биомассы к гранулированию, реактор для термической обработки биомассы, печь для производства тепловой энергии для термической обработки биомассы, устройство для гранулирования биомассы, по меньшей мере одно устройство для охлаждения биомассы и по меньшей мере одно устройство для отделения мелких частиц, в которой устройство для гранулирования биомассы, по меньшей мере одно устройство для охлаждения гранул и по меньшей мере одно устройство для отделения мелких частиц последовательно установлены перед реактором для термической обработки биомассы, а по меньшей мере одно устройство для отделения мелких частиц выполнено с возможностью возвращения этих мелких частиц в устройство для гранулирования биомассы.
Система может дополнительно содержать еще одно устройство для охлаждения биомассы и устройство для отделения мелких частиц, последовательно установленные после реактора для термической обработки биомассы.
Реактор для термической обработки биомассы может быть выполнен в виде вертикальной многосекционной печи, в которой перемещение биомассы осуществляется с помощью горизонтальных лопастей мешалки, установленных на вертикальном валу по продольной оси реактора.
Устройство для охлаждения гранул выполняет охлаждение гранул до температуры 45-50°С.
На чертеже изображена схема предлагаемой системы для получения термически обработанной гранулированной биомассы.
- 1 023185
Предложенная система состоит из последовательно установленных устройства для сушки биомассы 1, устройства 2 для подготовки биомассы к гранулированию, устройства 3 для гранулирования биомассы, устройства 4 для охлаждения биомассы, устройства 5 для отделения мелких частиц, выполненного с возможностью возврата этих мелких частиц в устройство 3 гранулирования биомассы для повторного гранулирования, реактора 6 для термической обработки биомассы, поступающей к нему в виде гранул, устройства 7 для охлаждения биомассы, устройства 8 для отделения мелких частиц, выполненного с возможностью возврата этих мелких частиц в устройство 3 для гранулирования биомассы для повторного гранулирования. Система также содержит печь 9 для производства тепловой энергии, необходимой для термической обработки биомассы, которая связана с реактором 6 для термической обработки.
Устройство 1 для сушки биомассы может представлять собой, например, барабанную сушилку.
Устройство 2 для подготовки биомассы к гранулированию может представлять собой, например, молотковую дробилку.
Устройства 4 и 7 для охлаждения гранул могут представлять собой, например, охладитель с наклонными лотками, по которым охлаждаемый материал движется навстречу потоку охлаждающего воздуха.
Каждое из устройств 5 и 8 для отделения мелких частиц может представлять собой, например, грохот. При этом мелкие частицы, собираемые в коробе под грохотом, могут быть возвращены с помощьюпневмотранспорта в устройство для гранулирования для повторного гранулирования.
Устройство 3 для гранулирования может быть выполнено в виде пресса, который представляет собой, например, установку с матрицей и двумя роликами, которые прокатываются по матрице и проталкивают биомассу через фильеры матрицы и при этом ее сжимают до такой степени, что формируются гранулы необходимого диаметра и плотности.
Реактор 6 выполнен в виде вертикальной многосекционной печи для термической обработки биомассы, в которой перемещение биомассы осуществляется с помощью горизонтальных лопастей мешалки, установленных на вертикальном валу по продольной оси реактора.
Печь 9 для производства тепловой энергии, необходимой для термической обработки биомассы, может представлять собой, например, котел, в котором происходит нагрев высокотемпературного теплоносителя, например термомасла, используемого для непрямого обогрева реактора.
Предлагаемая система работает следующим образом.
Исходная биомасса поступает в устройство 1 для сушки, после чего высушенная биомасса подается в устройство 2 для подготовки биомассы к гранулированию, в котором происходит измельчение биомассы. Измельченная биомасса поступает в устройство 3 для гранулирования в виде, в котором происходит формирование гранул, имеющих, например, кубическую или цилиндрическую форму. Далее, сформированные гранулы поступают в устройство 4 для охлаждения биомассы, где их температура снижается с 100-110°С до 45-50°С. При этом гранулы приобретают необходимую прочность и пожаробезопасность при хранении в бункерах и буртах. Масса охлажденных гранул поступает в устройство 5 для отделения мелких частиц, в котором выполняется процедура грохочения, в результате которой происходит отделение мелких частиц, которые возвращают в устройство 3 для повторного гранулирования. Затем гранулы поступают в реактор 6 для термической обработки биомассы.
В реакторе 6, который обогревается промежуточным теплоносителем, например термомаслом, в свою очередь, нагреваемым в печи 9, происходит отжиг гранул, т.е. удаление влаги, частичное удаление кислорода и водорода. Из реактора отожженные гранулы поступают в устройство 7 для охлаждения гранул, где они охлаждаются до температуры 45-50°С, и далее, в устройство 8, в котором происходит отделение из массы отожженных гранул мелких частиц, которые затем подаются в устройство 3 для повторного гранулирования.
В предлагаемой системе происходит последовательное снижение влажности обрабатываемой биомассы от уровня влажности исходной биомассы до уровня влажности отожженных гранул, при этом не происходит повторного удаления 7-13% влаги (применительно к древесной биомассе), что обеспечивает более высокую энергоэффективность работы системы для получения термически обработанного гранулированного биотоплива в сравнении с прототипом.
Claims (4)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Система для получения термически обработанной гранулированной биомассы, включающая устройство для сушки биомассы, устройство для подготовки биомассы к гранулированию, реактор для термической обработки биомассы, печь для производства тепловой энергии для термической обработки биомассы, устройство для гранулирования биомассы, по меньшей мере одно устройство для охлаждения биомассы и по меньшей мере одно устройство для отделения мелких частиц, отличающаяся тем, что устройство для гранулирования биомассы, по меньшей мере одно устройство для охлаждения гранул и по меньшей мере одно устройство для отделения мелких частиц последовательно установлены перед реактором для термической обработки биомассы, а по меньшей мере одно устройство для отделения мелких частиц выполнено с возможностью возвращения этих мелких частиц в устройство для гранулирования- 2 023185 биомассы.
- 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит еще одно устройство для охлаждения биомассы и еще одно устройство для отделения мелких частиц, последовательно установленные после реактора для термической обработки биомассы.
- 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что реактор для термической обработки биомассы выполнен в виде вертикальной многосекционной печи, в которой перемещение биомассы осуществляется с помощью горизонтальных лопастей мешалки, установленных на вертикальном валу по продольной оси реактора.
- 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что устройство для охлаждения гранул выполняет охлаждение гранул до 45-50°С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201300619A EA023185B1 (ru) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | Система для получения гранулированного термически обработанного биотоплива |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201300619A EA023185B1 (ru) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | Система для получения гранулированного термически обработанного биотоплива |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201300619A1 EA201300619A1 (ru) | 2014-10-30 |
| EA023185B1 true EA023185B1 (ru) | 2016-05-31 |
Family
ID=51794648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201300619A EA023185B1 (ru) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | Система для получения гранулированного термически обработанного биотоплива |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA023185B1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2678089C1 (ru) * | 2018-02-06 | 2019-01-23 | Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМЕТЕЙ" | Промышленный комплекс для производства древесного угля безотходным способом низкотемпературного пиролиза из брикетированных древесных отходов |
| RU2732411C1 (ru) * | 2019-09-11 | 2020-09-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Способ пиролиза гранулированной биомассы в автотермальном режиме |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2046821C1 (ru) * | 1992-08-12 | 1995-10-27 | Научно-технический и производственно-внедренческий центр "ТОКЕМА" | Способ изготовления топливных брикетов из древесных отходов |
| US20030221363A1 (en) * | 2002-05-21 | 2003-12-04 | Reed Thomas B. | Process and apparatus for making a densified torrefied fuel |
| US20060130396A1 (en) * | 2003-01-28 | 2006-06-22 | Hans Werner | Method and apparatus for fabrication of fuels from pressed biomass and use thereof |
| RU81728U1 (ru) * | 2008-07-10 | 2009-03-27 | Закрытое акционерное общество "КОМПОМАШ-ТЭК" | Линия для производства гранулированного биотоплива |
| WO2011026642A1 (de) * | 2009-09-04 | 2011-03-10 | Dieffenbacher Gmbh + Co. Kg | Verfahren und anlage zur herstellung von pellets aus biomasse in einer pelletierpresse zur verwendung als brennmaterial in feuerstellen |
-
2013
- 2013-04-26 EA EA201300619A patent/EA023185B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2046821C1 (ru) * | 1992-08-12 | 1995-10-27 | Научно-технический и производственно-внедренческий центр "ТОКЕМА" | Способ изготовления топливных брикетов из древесных отходов |
| US20030221363A1 (en) * | 2002-05-21 | 2003-12-04 | Reed Thomas B. | Process and apparatus for making a densified torrefied fuel |
| US20060130396A1 (en) * | 2003-01-28 | 2006-06-22 | Hans Werner | Method and apparatus for fabrication of fuels from pressed biomass and use thereof |
| RU81728U1 (ru) * | 2008-07-10 | 2009-03-27 | Закрытое акционерное общество "КОМПОМАШ-ТЭК" | Линия для производства гранулированного биотоплива |
| WO2011026642A1 (de) * | 2009-09-04 | 2011-03-10 | Dieffenbacher Gmbh + Co. Kg | Verfahren und anlage zur herstellung von pellets aus biomasse in einer pelletierpresse zur verwendung als brennmaterial in feuerstellen |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2678089C1 (ru) * | 2018-02-06 | 2019-01-23 | Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМЕТЕЙ" | Промышленный комплекс для производства древесного угля безотходным способом низкотемпературного пиролиза из брикетированных древесных отходов |
| RU2732411C1 (ru) * | 2019-09-11 | 2020-09-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Способ пиролиза гранулированной биомассы в автотермальном режиме |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201300619A1 (ru) | 2014-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Peng et al. | Torrefaction and densification of different species of softwood residues | |
| KR101371884B1 (ko) | 바이오매스 원료를 이용한 고체 연료의 제조 방법 및 이로부터 제조된 고체 연료 | |
| JP7134127B2 (ja) | バイオマス燃料化システム及びバイオマス由来燃料ペレットの製造方法 | |
| US20110290788A1 (en) | Method and apparatus for processing fragmented material by pyrolysis | |
| Zafari et al. | Effect of temperature, pressure and moisture content on durability of cattle manure pellet in open-end die method | |
| US20160002554A1 (en) | Systems and methods of forming densified biomass | |
| AU2012269741A1 (en) | A process for drying material and dryer for use in the process | |
| EA023185B1 (ru) | Система для получения гранулированного термически обработанного биотоплива | |
| KR101573677B1 (ko) | 바이오매스 반탄화를 위한 역흐름 다중 방해판 열분해장치 | |
| KR101326223B1 (ko) | 팜 폐기물을 이용한 성형 탄 제조방법 | |
| CN104449776B (zh) | 一种高效节能环保的成型炭化料的生产方法 | |
| Sukiran et al. | Optimization of pyrolysis of oil palm empty fruit bunches | |
| US20190233753A1 (en) | Pretreatment of fiberous biomass | |
| CN104927964B (zh) | 一种生物质成型燃料、及其生产方法和生产系统 | |
| RU2678089C1 (ru) | Промышленный комплекс для производства древесного угля безотходным способом низкотемпературного пиролиза из брикетированных древесных отходов | |
| RU2688620C2 (ru) | Способ гидротермальной карбонизации возобновляемого сырья и органических отходов | |
| Mikhailov et al. | Technological advancement in the production of peat pellets by extrusion | |
| Ismail et al. | The effect of torrefaction reaction temperature on the Elaeis Guineensis Empty Fruit Bunch (EFB) pellet durability and calorific value | |
| RU2402598C1 (ru) | Способ получения твердого биотоплива из древесного сыпучего сырья | |
| Gageanu et al. | Experimental research on the process of pelleting salix viminalis depending on humidity and granulation | |
| RU2672246C1 (ru) | Установка для получения биотоплива из березовой коры | |
| AU2012269743B2 (en) | Process for upgrading low rank carbonaceous material | |
| RU2581003C1 (ru) | Способ термической переработки растительных материалов и устройство для его осуществления | |
| RU2723938C1 (ru) | Способ получения высококалорийных топливных пеллет из органического сырья с ежегодным возобновлением | |
| FI75863B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av braenslepelletar av organiskt fibermaterial. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |