PL234653B1 - Sposób modyfikacji pelletu opałowego z biomasy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób modyfikacji pelletu opałowego z biomasy, zwiększający jego kaloryczność.

W ostatnich latach zanotowano bardzo dynamiczny rozwój produkcji paliwa stałego z biomasy, jako odnawialnego źródła energii. Jest ono używane głównie do opalania kotłowni przydomowych, kotłowni przyszklarniowych, jako paliwo do kominków i tym podobnych. Aktualnie znanych jest szereg sposobów wytwarzania tego paliwa w postaci brykietów lub pelletu, które są przedmiotem ochrony już udzielonych patentów, jak również zgłoszeń patentowych. Między innymi z opisu patentowego nr PL207335 znany jest sposób wytwarzania granulatu opałowego ze zdrewniałych łodyg tytoniu. Również z opisu patentowego polskiego zgłoszenia nr P.388828 znany jest sposób wytwarzania granulatu z wykorzystaniem lepiszcza naturalnego z rozdrobnionej biomasy, którą stanowią drewno, słoma i inne odpady produkcji rolnej. Z kolei z opisu patentowego polskiego zgłoszenia patentowego nr P.339755 znany jest sposób produkcji brykietów opałowych z wykorzystaniem odpadów pyłów tytoniowych, acetatu i bobiny oraz trocin i pyłów z obróbki drewna. Podobnie z opisu patentowego polskiego zgłoszenia patentowego nr P.364353 znany jest brykiet opałowy wykonany z odpadowych produktów roślinnych, który zawiera co najmniej 80% wagowych suszu z wytłoków z owoców, przy czym 50% biomasy stanowi susz z wytłoków z jabłek. Jak wynika z opisu patentowego polskiego zgłoszenia nr P.380096 można wytwarzać też pellet opałowy z mieszanki węgla z dowolnym rodzajem biomasy rozdrobnionej poniżej 5 mm.

Jak z powyższego wynika, istnieje wiele rozwiązań dotyczących wykorzystania biomasy, którą stanowią odpady produkcyjne w przemyśle spożywczym, jak również w ramach działalności rolniczej. Ta różnorodność powoduje, że wytworzony produkt opałowy różni się, czasami bardzo istotnie, ważną cechą występującą, z tytułu jego przeznaczenia, mianowicie właściwością kaloryczną.

Z opisu patentowego polskiego zgłoszenia patentowego nr P.400956 wynika, że podjęto próbę poprawy wymienionego parametru poprzez opracowanie sposobu wytwarzania pelletu o zwiększonej kaloryczności. Sposób ten polega na zmieszaniu trocin, wiórów z drewna z dodatkami w postaci przeterminowanej kaszy, plew, zepsutego ziarna oraz zużytego oleju, które poddaje się procesowi rozdrobnienia większych frakcji, mieszanin i w końcowym etapie dozuje się przepracowany olej do uzyskania wymaganej konsystencji. Z tak wytworzonej masy wytwarza się pellet opałowy o zwiększonej kaloryczności.

W opisanym procesie uzyskano poprawę kaloryczności wyprodukowanego pelletu między innymi w wyniku dodania jako modyfikatora zużytego oleju. Olej ten przechodzi wraz z substratem cały etap produkcji, przez co mogą ulec zmianie jego właściwości kaloryczne, skład czy też mechanizm działania samego procesu pelletyzacji. Wynika to między innymi z braku kontroli nad procesem pelletyzacji z racji dodania materiału obcego, który w wysokich temperaturach może zaburzyć sam proces podstawowy. Proces ten i urządzenia wykorzystywane przy jego realizacji najlepiej przystosowane są do produkcji pelletów z jednorodnego materiału bez dodatków.

Z opisu patentowego polskiego zgłoszenia patentowego nr P.374847 wynika, że dodatkowe podniesienie wartości opałowej biomasy uzyskuje się przez nasączenie zrębków substancjami o podwyższonej wartości opałowej, korzystnie pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego. Jednakże materiał w formie rozdrobnionych zrębek drewna znamiennie różnie reaguje na wysycenia substancjami o podwyższonej wartości opałowej ze względu na swoje rozmiary granulometryczne. W rozwiązaniu tym autorzy nie poddają badanych substratów procesowi pelletyzacji, który umożliwia koncentrację energii w jednostce objętości.

Sposób modyfikacji pelletu opałowego z biomasy, zwiększający jego kaloryczność, z zastosowaniem jako modyfikatora zużytego oleju, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że podwyższenie kaloryczności dowolnego pelletu, z każdego materiału pochodzenia roślinnego uzyskuje się przez dodanie do niego materiału wysokokalorycznego, który stanowi zużyty olej spożywczy w ilości co najmniej 5% masy modyfikowanego pelletu. Proces wzbogacania wykonuje się poprzez natrysk lub zanurzenie modyfikowanego pelletu w wymienionym oleju przez minimum 15 minut.

Sposób modyfikacji pelletu opałowego z biomasy, zwiększający jego kaloryczność, zgodny z wynalazkiem cechuje się:

- uniwersalnością modyfikatora, którym jest zużyty olej spożywczy, dla każdego z pelletów poddanych przedmiotowej modyfikacji,

- łatwością aplikacji modyfikatora,

PL 234 653 B1

- dużą chłonnością zastosowanych modyfikatorów,

- przeprowadzeniem zabiegu na gotowym, dowolnego rodzaju pellecie,

- modyfikacją nie powodującą wzrostu zawartości wody oraz popiołu w pellecie,

- uzyskaniem pelletu jako paliwa w pełni ekologicznego o podwyższonej wartości opałowej co najmniej o 10%.

Poza tym uzyskano możliwość prawie 100% zagospodarowania odpadowych olejów roślinnych z przemysłu spożywczego.

Sposób zgodny z wynalazkiem przedstawiono w przykładach jego wykonania.

P r z y k ł a d 1

Pellety z biomasy, którą stanowią zrębki sosnowe, w ilości 10 kg, umieszczono w ażurowym pojemniku ze stali i zanurzono w wannie wypełnionej zużytym, przefiltrowanym przez filtr celulozowy olejem rzepakowym. Po upływie 15 minut wyciągnięto wymieniony pojemnik z oleju i po odcieknięciu jego nadmiaru zmodyfikowane pellety poddano analizom instrumentalnym. Stwierdzono iż wchłonął 15% wagowych oleju, w stosunku do całkowitej jego masy początkowej. W wyniku tego uzyskano zwiększenie wartości opałowej zmodyfikowanego pelletu o 15% oraz zawartości węgla o 8%. Nie odnotowano wzrostu zawartości wody, popiołu oraz substancji lotnych w wyżej wymienionym pellecie.

P r z y k ł a d 2

Pellety z biomasy, którą stanowiła słoma pszenna, w ilości 20 kg, umieszczono w szczelnym pojemniku i dodano do nich zużyty olej rzepakowy w ilości 2 litry poprzez oblanie całości ładunku jednorodnym strumieniem. Następnie pellety mieszano przez 15 minut. Po tym czasie zmodyfikowany pellet wyciągnięto z pojemnika z olejem i po odsączeniu poddano go analizom instrumentalnym. Stwierdzono, że wchłonął 12% wagowych oleju w stosunku do jego całkowitej masy początkowej. Dzięki temu uzyskano wzrost kaloryczności o 12% oraz zawartość węgla o 6%. Nie odnotowano w nim wzrostu zawartości wody, popiołu oraz substancji lotnych.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Sposób modyfikacji pelletu opałowego z biomasy, zwiększający jego kaloryczność, z zastosowaniem jako modyfikatora zużytego oleju, znamienny tym, że do pelletu z biomasy roślinnej dodaje się materiału wysokokalorycznego, który stanowi zużyty olej spożywczy w ilości co najmniej 5% masy modyfikowanego pelletu, przy czym proces wzbogacania wykonuje się poprzez natrysk lub zanurzenie modyfikowanego pelletu w wymienionym oleju przez minimum 15 minut.