ES2210874T3 - Combustible solido. - Google Patents

Abstract

Se presenta un combustible sólido utilizado en chimeneas abiertas. El combustible sólido comprende un componente combustible que contiene celulosa mezclado con estiércol de caballo.

Description

Combustible sólido.

La invención se refiere a un combustible sólido compactado que contiene un componente celulósico combustible y estiércol de caballo según el preámbulo de la reivindicación 1, así como un procedimiento para su producción según el preámbulo de la reivindicación 8.

Son conocidos múltiples combustibles sólidos, como por ejemplo hulla, lignito, madera u otras sustancias sólidas orgánicas.

Se pueden utilizar tales combustibles tanto en instalaciones de grandes fuegos como en la chimenea del hogar, pudiendo ser los lugares de combustión opcionalmente también chimeneas abiertas.

La combustión de tales combustibles sólidos está unida, a causa del contenido de carbono de los combustibles, con una formación de dióxido de carbono. El problema en los combustibles fósiles consiste en que éstos llevan en su conjunto a una elevación del contenido de dióxido de carbono en la atmósfera, lo que no es de desear, puesto que el dióxido de carbono representa un gas de efecto invernadero.

Es verdad que la combustión de materiales orgánicos que se multiplican, como madera, paja o similares es más ecológica desde este aspecto, puesto que la combustión de materias primas que se multiplican, que toman durante su crecimiento dióxido de carbono de la atmósfera, es neutra con respecto al equilibrio ecológico del dióxido de carbono.

Sin embargo, otro problema durante la combustión de los combustibles sólidos antes citados, es que durante la combustión se forman también óxidos de nitrógeno contaminantes. Se sabe que la formación de óxidos de nitrógeno depende de la correspondiente temperatura de combustión. Sin embargo, ésta no se puede elegir independientemente de otras condiciones del proceso, por ejemplo para garantizar una combustión lo más completa posible del combustible sólido.

El documento WO 83/04048 describe un procedimiento para la producción de un combustible sintético, en el cual se mezclan trozos de papel con estiércol animal y/o lodos de aguas residuales y después de esto se compacta y se seca, formándose bloques o bolas sólidas de un material combustible. El estiércol de animal puede ser estiércol de caballo.

El documento US-A-5 728 192 describe un método para procesar residuos fibrosos, que lleva a la formación de un producto, que contiene residuos sin tratar de madera, así como un lodo, estando las sustancias de utilización en forma molida y mezclada. El lodo puede proceder de residuos animales incluyendo estiércol de caballo y debe estar en forma relativamente seca.

El resumen del documento JP 06147449 describe un procedimiento para la combustión de estiércol de caballo, colocando en capas estiércol de caballo recubierto con astillas de aserrado sobre una rejilla de una instalación de combustión y seguidamente se enciende con la entrada de aire de combustión.

La misión de la invención es poner a disposición un combustible sólido lo más ecológico y fácil de manejar y de un procedimiento para su producción.

Esta misión se soluciona mediante un combustible sólido compactado con un componente combustible que lleva celulosa y estiércol de caballo como otro componente con las características de la reivindicación 1. Se soluciona también la misión mediante un correspondiente procedimiento para la producción del combustible sólido con las características de la reivindicación 8.

Se infieren otras formas ventajosas de realización de las reivindicaciones dependientes.

Como componente combustible que contiene celulosa se utiliza madera y/o un material leñoso como corteza, corteza externa o médula de madera, en cada caso sola o mezclada de dos o más componentes, estando según la invención la madera y/o el material leñoso en forma de astillas o la madera en forma de virutas.

El contenido en celulosa del componente combustible es en este caso preferiblemente mayor de 40%, por ejemplo aproximadamente 45-50%, con relación a la parte seca de cada componente, como es el caso p. ej. típicamente para maderas de abetos rojos o de coníferas. El componente que lleva celulosa puede tener también, lo que es típico en maderas, componentes como lignina (aproximadamente 25-30%) así como hemicelulosa o poliosas (contenido aproximado 15-20%), siempre con relación a la proporción seca. Eventualmente, se pueden utilizar también materiales ricos en pectina, como paja, pero es menos ventajoso.

En unión con el estiércol de caballo utilizado, actúan la madera y/o el material leñoso como agentes de absorción, el cual capta de forma efectiva la humedad del estiércol de caballo, de tal manera que se puede preparar de forma sencilla una mezcla intensa y bien manejable de ambos componentes.

Las astillas tienen preferiblemente una longitud de aproximadamente 0,5 a 4 cm, de modo particularmente preferido de aproximadamente 2 cm, y un grosor de preferiblemente 0,5 a 2 mm, de modo preferido en particular de aproximadamente 1 mm. Tales astillas mantienen una buena captación de humedad, sin hacer grumos con el estiércol de caballo, en particular cuando éste tiene un elevado contenido en agua. Mediante la división realizada a la madera, se pueden mezclar los diferentes componentes de forma homogénea particularmente sencilla.

Se pueden utilizar también tales astillas de madera como cama normal en establos de caballos, por lo que no es necesario un transporte por separado del estiércol de caballo para la mezcla de los componentes.

La proporción de madera en el combustible sólido puede ser de 40 a 80% en peso, preferiblemente de 50 a 70%. Bajo el concepto de proporción en madera, se entiende en este caso la proporción total de la madera y del o de los materiales leñosos. Si el combustible sólido debe contener otros componentes que llevan celulosa, se puede reducir la proporción en madera eventualmente hasta la proporción añadida del otro componente. Eventualmente, el combustible sólido puede tener otros componentes combustibles que no llevan celulosa.

La proporción de estiércol de caballo del combustible sólido, con relación a un estiércol reciente sin tratar, puede ser de 20 a 60% en peso, preferiblemente de 30 a 50% en peso.

Se ha visto sorprendentemente, que mediante el uso de estiércol de caballo como componente adicional del combustible sólido, se puede reducir claramente la emisión de óxidos de nitrógeno. Esto se debe al parecer al contenido en urea del estiércol de caballo, que representa una fuente natural de amoníaco o de compuestos, que liberan amoníaco en las condiciones de la combustión, de tal manera que durante la combustión del combustible sólido, se reducen por la urea o el amoníaco los óxidos de nitrógeno que se forman. Se evita de esta manera una introducción de un agente reductor sintético, como amoníaco sintético, para impedir las emisiones de óxidos de nitrógeno, que conducirían a un correspondiente gasto de energía para su síntesis y con ello a un empeoramiento del equilibrio ecológico. También el combustible sólido según la invención es neutral con respecto a la emisión de otros posibles productos de combustión contaminantes, como p. ej. dioxina.

Se ha visto también de forma sorprendente, que el manejo del combustible sólido que contiene estiércol de caballo, como también su combustión, no está unido con olores desagradables, por lo que es posible el manejo del combustible sólido y también su combustión en hogares abiertos o manualmente alimentados sin problemas. No es necesario un tratamiento inicial de los diferentes componentes o de los componentes mezclados o compactados para evitar molestias de olor o por otros motivos, como p. ej. en forma de un tratamiento de vapor.

El componente combustible utilizado que lleva celulosa tiene ventajosamente una humedad menor que 60%, preferiblemente menor que 40%, de modo particularmente preferido menor que aproximadamente 10-20%, con relación a la parte seca.

El combustible sólido puede contener más de 5 mg de urea por kilogramo, preferiblemente el combustible sólido que se va a quemar contiene 15 a 30 mg de urea por kilogramo de combustible sólido, pudiendo conducir también contenidos incluso menores de urea a una reducción de la emisión de óxidos de nitrógeno.

Si se encuentra el combustible sólido en forma compactada, éste es particularmente sencillo de manejar. Por ejemplo, el combustible sólido puede estar en forma de briqueta con un diámetro de briqueta menor que 7,5 cm (3 pulgadas), sin estar limitado a esto, preferiblemente con un diámetro de briqueta de aproximadamente 5 cm (2 pulgadas). Se puede procesar también el combustible sólido para obtener bolas con un diámetro de preferiblemente mayor que 6 mm.

Ventajosamente tiene el combustible sólido un contenido en humedad por debajo de 8% en peso, garantizándose de esta manera una combustión particularmente limpia.

El combustible sólido puede contener otros componentes o aditivos, como p. ej. cal, que influyen de forma positiva en la combustión o en las propiedades de los productos de la combustión.

Se obtiene preferiblemente el combustible sólido de tal manera, que los diferentes componentes se mezclan íntimamente en una primera etapa, que a continuación la mezcla se seca hasta un contenido de humedad de como mucho 18% y que en una siguiente etapa la mezcla inicialmente secada se compacta mediante presión.

Se pueden añadir los otros componentes o aditivos a los componentes iniciales antes o después del secado inicial.

Se puede conseguir pronto un secado inicial suficiente de la mezcla que contiene la madera y el estiércol de caballo mediante una fermentación en un espacio de tiempo de varios días, jugando un papel en el proceso de fermentación el propio calor del estiércol de caballo.

Sin embargo, el secado se realiza ventajosamente en una instalación de secado apropiada, por ejemplo en un secador de lecho fluidizado.

Se ha considerado realizable una compactación con una presión de 40 a 100 bares. Se puede realizar la etapa de compactación sin enfriamiento o calentamiento del material del combustible, sin embargo se pueden tomar eventualmente tales medidas, en particular se ha visto como muy ventajoso, durante el compactado del combustible sólido, la combinación de los componentes de material leñoso, pero madera en particular, y estiércol de caballo, puesto que el estiércol de caballo tiene una proporción comparativamente elevada en componentes fibrosos, que son particularmente bien procesables con madera para dar piezas prensadas de forma estable.

El combustible sólido según la invención se puede quemar sin más en calderas normales de combustibles sólidos, pero también en fuegos domésticos y en el caso de que se desee también en chimeneas abiertas, sin que se pueda observar una molestia de olores.

Se puede quemar también el combustible sólido según la invención junto con otros combustibles sólidos, como por ejemplo briquetas de lignito, pudiendo tener el combustible sólido según la invención una proporción de 20 a 100% en peso en la mezcla de combustibles. Se pueden mezclar los otros combustibles sólidos, antes de introducirlos en el hogar, con el combustible sólido según la invención, y comprimirse eventualmente con éste antes de la combustión o también aportarse al hogar uno después de otro en mezcla suelta.

A continuación se detallará más la invención con un ejemplo de realización.

Para la producción del combustible sólido según la invención se mezclan íntimamente 60% en peso de astillas de madera con 40% en peso de estiércol de caballo, obteniéndose una mezcla inicial, utilizando las astillas de madera como cama en establos de caballos. El estiércol obtenido normalmente de esta manera tiene ya una composición, que se puede utilizar para la producción del combustible sólido según la invención.

La mezcla homogénea obtenida tiene un contenido de humedad de aproximadamente 40% en peso y un contenido en urea de aproximadamente 300 mg/kg de la mezcla. En relación del contenido en estiércol de caballo, así como de su procedencia y manejo, también puede ser menor el contenido en urea de la mezcla y ser p. ej. de aproximadamente 200 mg/kg, pero también, según las condiciones, tener valores más elevados que 300 mg/kg. Seguidamente se seca inicialmente la mezcla homogénea en un secador de lecho fluidizado, reduciéndose el contenido de humedad hasta aproximadamente 18% en peso.

A continuación se comprime el estiércol en una prensa de briquetas con una presión de 70 bares, sin que sea necesario un enfriamiento. El grado de humedad de la briqueta terminada es de aproximadamente 5 a 6% en peso, el contenido en urea es de 19 mg/kg del combustible sólido. El índice de combustión es de 5 kWh/kg de combustible sólido.

Se puede quemar el combustible sólido según la invención p. ej. de 800 a 850ºC, eventualmente con la adición de otros combustibles sólidos, como carbón, en particular briquetas de lignito.

Claims (14)

1. Combustible sólido compactado que contiene madera y/o un material leñoso como componentes celulósicos combustibles y, como otro componente, estiércol de caballo, que está en mezcla íntima con el componente celulósico combustible, caracterizado porque la madera y/o el material leñoso se encuentran en forma de astillas o la madera se encuentra en forma de virutas.

2. Combustible sólido según la reivindicación 1, caracterizado porque la proporción en madera del combustible sólido es de 40 a 80%, de modo particularmente preferido de 50 a 70% en peso.

3. Combustible sólido según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque la proporción en estiércol de caballo es de 20 a 60% en peso, de modo particularmente preferido de 30 a 50% en peso.

4. Combustible sólido según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el combustible sólido contiene urea.

5. Combustible sólido según la reivindicación 4, caracterizado porque el combustible sólido contiene más de 5 mg de urea por kilogramo de combustible sólido.

6. Combustible sólido según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el contenido en humedad del combustible sólido es menor que 8% en peso.

7. Combustible sólido, que contiene de 20 a 100% en peso de un combustible sólido según una de las reivindicaciones 1 a 6.

8. Procedimiento para la producción de un combustible sólido según una de las reivindicaciones 1 a 7, llevándose a cabo una a continuación de otra las siguientes etapas:

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se mezclan íntimamente madera y/o un material leñoso como componentes celulósicos del combustible con estiércol de caballo,

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se seca inicialmente la mezcla,

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se compacta la mezcla inicialmente secada mediante presión.

caracterizado porque la madera y/o el material leñoso están en forma de astillas o la madera está en forma de virutas.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque la mezcla se seca inicialmente hasta un contenido en humedad de como mucho 18% en peso.

10. Procedimiento según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque la compactación se realiza con una presión de 40 a 100 bares.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque la producción del combustible sólido se realiza de tal manera, que el combustible sólido compactado contiene urea.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque la producción del combustible sólido se realiza de tal manera que el combustible sólido compactado contiene más de 5 mg de urea por kilogramo de combustible sólido.

13. Procedimiento para el quemado de combustibles, aportándose un combustible sólido a un hogar, caracterizado porque se aporta al hogar un combustible sólido según una de las reivindicaciones 1 a 7.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque se aporta al hogar el combustible sólido según una de las reivindicaciones 1 a 7 con otro combustible en forma de una mezcla suelta o uno a continuación del otro en el tiempo.