RU2402598C1

RU2402598C1 - Method of obtaining solid biofuel from granular wood material

Info

Publication number: RU2402598C1
Application number: RU2009119775/04A
Authority: RU
Inventors: Андрей Олегович Сафонов (RU); Андрей Олегович Сафонов; Олеся Андреевна Трещева (RU); Олеся Андреевна Трещева
Priority date: 2009-05-25
Filing date: 2009-05-25
Publication date: 2010-10-27

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: method involves dropwise addition of diesel fuel to a pelleting press while pressing crushed wood wastes. The method of producing biofuel from wood wastes involves crushing, drying, mixing components and subsequent pressing, wherein the binder and component which reduces the load on the press matrix owing to increase in the slip coefficient between the material and cavities of the matrix is diesel fuel which is added in the following ratio, wt %: wood wastes 99.0-99.9; diesel fuel 0.1-1.

EFFECT: higher cost-effectiveness of the technological process without loss of quality characteristics of the obtained biofuel, improved water-repellent properties and higher combustion heat of the biofuel, lower ash content and high wear resistance of the press matrix.

1 ex

Description

Изобретение относится к области утилизации древесных отходов и может быть использовано при производстве экологически чистых биотоплив для промышленных и коммунально-бытовых нужд.The invention relates to the field of wood waste disposal and can be used in the production of environmentally friendly biofuels for industrial and domestic needs.

Известен способ получения твердого биотоплива, который включает смешение измельченного угля, измельченных отходов деревопереработки, углеводородсодержащего связующего и воды, формирование брикетов из смеси при давлении до 20 МПа, сушку брикетов и их последующую термообработку при 350-500°С до разложения органических веществ и достижения 30-60% пористости брикетов (RU 2098461 С1, 1997.12.10, МПК С10L 5/14, С10L 5/44).A known method of producing solid biofuel, which includes mixing crushed coal, crushed wood processing waste, a hydrocarbon-containing binder and water, forming briquettes from a mixture at a pressure of up to 20 MPa, drying the briquettes and their subsequent heat treatment at 350-500 ° C until decomposition of organic substances and reaching 30 -60% porosity of briquettes (RU 2098461 C1, 1997.12.10, IPC C10L 5/14, C10L 5/44).

К недостаткам данного способа относятся: высокая зольность биотоплива, трудоемкость приготовления многокомпонентного состава сырья, необходимость проведения энергоемкой операции термообработки полученного биотоплива.The disadvantages of this method include: high ash biofuel, the complexity of preparing a multicomponent composition of raw materials, the need for energy-intensive operation of heat treatment of the obtained biofuel.

За прототип принят способ получения биотоплива из растительной смеси, включающий измельчение, сушку, смешение компонентов смеси в соотношении 30-60% - древесные отходы; технический гидролизный лигнин - остальное. Измельчение компонентов смеси производится до крупности не более 8 мм, а прессование смеси - при давлении 80-100 МПа и температуре 25°С. Полученное биотопливо имеет следующие характеристики: временное сопротивление сжатию - 15 МПа; сопротивление истиранию - 92%; водопоглощение - 4,1; зольность - 2,5%; плотность - 1,1 г/см³; теплота сгорания - 5100 ккал/кг (RU 2131912 С1, 1999.06.20, МПК С10L 5/44).The prototype adopted a method of producing biofuel from a plant mixture, including grinding, drying, mixing the components of the mixture in a ratio of 30-60% - wood waste; technical hydrolysis lignin - the rest. The components of the mixture are crushed to a particle size of not more than 8 mm, and the mixture is pressed at a pressure of 80-100 MPa and a temperature of 25 ° C. The resulting biofuel has the following characteristics: temporary compression resistance - 15 MPa; abrasion resistance - 92%; water absorption - 4.1; ash content - 2.5%; density - 1.1 g / cm ³ ; calorific value - 5100 kcal / kg (RU 2131912 C1, 1999.06.20, IPC C10L 5/44).

К недостаткам способа относятся высокие затраты на транспортировку, хранение и переработку технического гидролизного лигнина, используемого в качестве связующего в процессе производства биотоплива, высокий показатель водопоглощения, повышенная зольность и сравнительно низкая теплота сгорания биотоплива.The disadvantages of the method include the high costs of transportation, storage and processing of technical hydrolytic lignin, used as a binder in the production of biofuels, a high rate of water absorption, high ash content and relatively low heat of combustion of biofuels.

Технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно: повысить экономическую эффективность технологического процесса без потери качественных характеристик получаемого биотоплива; повысить водоотталкивающие свойства и теплоту сгорания биотоплива, снизить зольность, а также повысить износостойкость прессующей матрицы.An object of the invention is to remedy these disadvantages, namely: to increase the economic efficiency of the process without losing the quality characteristics of the resulting biofuel; to increase the water-repellent properties and the calorific value of biofuel, to reduce the ash content, and also to increase the wear resistance of the pressing matrix.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения твердого биотоплива из древесных отходов, включающем измельчение, сушку, смешение компонентов смеси и последующее прессование, согласно изобретению в качестве связующего и компонента, снижающего нагрузку на прессующую матрицу за счет увеличения коэффициента скольжения между сырьем и полостями матрицы, используют дизельное топливо, добавляемое в соотношении, мас.%: древесные отходы - 99,0÷99,9; дизельное топливо - 0,1÷1.The problem is achieved in that in a method for producing solid biofuel from wood waste, including grinding, drying, mixing the components of the mixture and subsequent pressing, according to the invention as a binder and a component that reduces the load on the pressing matrix by increasing the slip coefficient between the raw material and the cavity of the matrix , use diesel fuel, added in the ratio, wt.%: wood waste - 99.0 ÷ 99.9; diesel fuel - 0.1 ÷ 1.

За счет добавления в утилизируемые древесные опилки дизельного топлива перед операцией прессования уменьшается трение прессуемого сырья о стенки матрицы, что увеличивает срок ее службы, повышается количество теплоты сгорания, сокращается процент зольности, снижается показатель водопоглощения биотоплива, при этом решается вопрос утилизации отходов деревообрабатывающих производств.By adding diesel fuel to the utilized sawdust before the pressing operation, the friction of the pressed raw material against the matrix walls is reduced, which increases its service life, the amount of heat of combustion increases, the percentage of ash content decreases, the rate of water absorption of biofuel decreases, and the issue of recycling waste from woodworking industries is solved.

Пример осуществления способа получения твердого биотоплива из древесного сыпучего сырья.An example of the method of obtaining solid biofuels from wood bulk materials.

Для получения 2 т в час гранул 2000 кг в час измельченных древесных отходов (породный состав: 80% - лиственные породы; 20% - хвойные породы), предварительно высушенных до влажности 8÷14%, подают в роторную дробилку, где сырье измельчают до фракции 1÷3 мм и направляют в накопитель. Из накопителя смесь спиральным транспортером со скоростью 16 об./с подают в пресс-гранулятор. Перед операцией прессования в полость пресса капельным путем подают дизельное топливо со скоростью 4 л/ч. Прессование проводят при давлении 80 МПа. Готовые гранулы диаметром 8 мм поступают из гранулятора на приемный конвейер, откуда вертикальным элеватором направляются в охладительную колонку на 8÷10 мин. Охлажденные гранулы поступают на конвейер, направляющий гранулы в упаковочные мешки. Полученное биотопливо обладает следующими характеристиками: крошимость - 1,7%; водопоглощение - 2,1%; зольность - 0,8%; плотность - 1,45 г/см³; теплота сгорания - 24,8 МДж/кг.To obtain 2 tons per hour of granules 2000 kg per hour of crushed wood waste (species composition: 80% - hardwood; 20% - coniferous), previously dried to a moisture content of 8 ÷ 14%, is fed to a rotary crusher, where the raw materials are crushed to a fraction 1 ÷ 3 mm and sent to the drive. From the drive, the mixture is fed into the pellet mill by a spiral conveyor at a speed of 16 rpm. Before the pressing operation, diesel fuel is supplied dropwise to the press cavity at a speed of 4 l / h. Pressing is carried out at a pressure of 80 MPa. Finished granules with a diameter of 8 mm come from the granulator to a receiving conveyor, from where they are sent to a cooling column for 8 ÷ 10 minutes with a vertical elevator. Chilled granules are conveyed to a conveyor that guides the granules into packaging bags. The resulting biofuel has the following characteristics: crumbling - 1.7%; water absorption - 2.1%; ash content - 0.8%; density - 1.45 g / cm ³ ; calorific value - 24.8 MJ / kg.

Claims

A method of producing solid biofuel from wood waste, including grinding, drying, mixing components and subsequent pressing, characterized in that diesel fuel added is used as a binder and a component that reduces the load on the pressing matrix by increasing the slip coefficient between the raw material and the cavity of the matrix in the ratio, wt.%:
Wood waste 99.0 ÷ 99.9 Diesel fuel 0.1 ÷ 1