RU2577851C1 - Состав для производства твердотопливных изделий - Google Patents

Состав для производства твердотопливных изделий Download PDF

Info

Publication number
RU2577851C1
RU2577851C1 RU2015106105/04A RU2015106105A RU2577851C1 RU 2577851 C1 RU2577851 C1 RU 2577851C1 RU 2015106105/04 A RU2015106105/04 A RU 2015106105/04A RU 2015106105 A RU2015106105 A RU 2015106105A RU 2577851 C1 RU2577851 C1 RU 2577851C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
binder
composition
production
waste
composition according
Prior art date
Application number
RU2015106105/04A
Other languages
English (en)
Inventor
Вера Васильевна Мясоедова
Original Assignee
Вера Васильевна Мясоедова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вера Васильевна Мясоедова filed Critical Вера Васильевна Мясоедова
Priority to RU2015106105/04A priority Critical patent/RU2577851C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2577851C1 publication Critical patent/RU2577851C1/ru

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

Изобретение описывает состав для производства твердотопливных изделий, включающий углеродсодержащие отходы, связующее, при этом в качестве углеродсодержащих отходов он содержит лигноцеллюлозные отходы, состоящие из древесных биомасс, опилок, измельченной древесной коры, травяных биомасс, плодовых биомасс, отходов целлюлозно-бумажного производства, отходы гидролизного производства и/или торфа, древесного угля или их смесь, а в качестве связующего - наноорганоминеральную или наноорганическую композицию. Технический результат заключается в повышении значений низших тепловых эффектов сгорания топливных брикетов, увеличении плотности, снижении крошимости и образовании в них трещин. 6 з.п. ф-лы, 2 табл., 10 пр.

Description

Изобретение относится к областям топливно-энергетической промышленности и может быть использовано как в малой распределенной энергетике, так и в ТЭЦ, а также для термохимической конверсии возобновляемого сырья и торфа методом высокотемпературной газификации в полукокс, генераторный газ (смесь CO и H2 либо NH3), в дизельное или печное топливо путем утилизации твердых отходов. Изобретение представляет состав для производства твердотопливных изделий различных габаритов (брикетов и пеллет), которые используются для генерации тепла прямым сжиганием в котельном оборудовании, а также путем пиролиза, высокотемпературной газификации (паровоздушной или кислородовоздушной смесью газов в газофикаторе, плазменным воздействие для когенерации тепло- и электроэнергии взамен исчерпываемых углеводородов природного газа, мазута и других невозобновляемых газообразных и жидких углеводородных ресурсов.
Известны твердое топливо и способ его производства (патент RU 2043392), сущность которого в том, что твердое брикетированное топливо содержит, мас.% натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы 3-5, нитрат калия 2-6, древесный уголь остальное. Способ включает смешение измельченного древесного угля, натриевой соли карбоксиметил-целлюлозы и нитрата калия в виде водного раствора, выдержку смеси перед формованием при 60-80°C в течение 90-150 мин, последующее формование в брикеты и сушку.
Недостатком является то, что связующее является гидрофильным и водорастворимым, что снижает прочность брикетов и тепловой эффект сгорания.
Известен топливный брикет (патент RU 2091446), содержащий следующие компоненты в мас. %: измельченный торф - 27,5-32,5; измельченный уголь бурый или каменный 27,5-32,5 и нитрат целлюлозы до 100. Топливный брикет получают смешиванием компонентов с добавлением в качестве растворителя этилацетата, массу прессуют на гидравлическом прессе через матрицы при давлении 15 МПа. Готовые шнуры режут на длину 200 мм и сушат при температуре 50°C до постоянного веса. Недостатком известного брикета является то, что рецептура и технология его изготовления предусматривают применение взрывчатого вещества и растворителя. Это делает технологический процесс опасным. Также введение в состав брикета химических веществ окислителя усложняет технологический процесс и увеличивает стоимость брикетов. К недостаткам известной системы относится и то, что в ней готовый продукт для сжигания используется в обезвоженном и необогащенном виде, что приводит к недожогу топлива и ухудшению экологии.
Известен способ получения древесных топливных брикетов, включающий смешение измельченной древесной коры - березовой коры - и клея на основе казеина, содержащего альбумин, известь и жидкое натриевое стекло, и последующее формование брикетов при нагреве (Авторское свидетельство 1715828).
Недостатком является большое содержание воды, что приводит к повышенным температурам и большим энергозатратам.
Достаточно близким к заявляемому является известный способ получения топливного брикета путем смешивания угольных частиц со смесью измельченных связующего с катализатором и водой с возможностью проведения процесса смешения при температуре от нормальной до 96°C. Этим способом получают топливный брикет, содержащий 1-8 частей катализатора, 3-10 частей органического связующего, 40-70 воды в расчете на 100 частей угольных частиц при размере твердых частиц 5-100 мкм (патент США US 3173769). В качестве катализатора могут быть использованы соли щелочных металлов. В качестве связующих могут быть использованы меласса, крахмал и др. Недостатком этого способа являются использование воды, что приводит к увеличению энергозатрат для сушки и прессования, а также недостаточная прочность и горение открытым пламенем получаемого с его помощью брикета.
В качестве катализатора могут быть использованы любые соли щелочных металлов, как органические, так и неорганические, или их смеси, но предпочтительно использовать соли натрия и/или калия.
В качестве связующих могут быть использованы любые известные в этой области связующие, например, выбранные из группы лигносульфонат, таловый пек, целлюлоза, натрийгидрированный силикат, карбометил, синтетический воск, парафин, парафиновый гач, цемент, глину, осадок от очистки сточных вод, смесь извести с мукой, смесь извести с крахмалом или любая их смесь.
Недостатком способа является наличие в составе связующего воды и водорастворимых гигроскопичных компонентов, например крахмала, что приводит к повышенным энергозатратам.
Известен топливный брикет, содержащий спрессованную смесь измельченного твердого топлива (каменный уголь), не более 5 мас.ч. водорастворимого связующего - алкилцеллюлозы и других добавок (известь, бумажное волокно, нефтяной фитиллат) с влажностью не более 16%, заключенных в замкнутую горючую оболочку (патент США US 4478601). Способ получения топливных брикетов включает смешение измельченного твердого топлива с указанным водорастворимым связующим и добавками, дозирование, прессование смеси и упаковку спрессованной смеси с влажностью не более 16% в замкнутую сгорающую оболочку (там же). Недостатком известного топливного брикета является отверстие в нем, что снижает его прочность и увеличивает удельный объем складирования брикетов. Недостатком способа получения угольного брикета заключается в том, что в качестве связующего используется более дорогое композитное связующее из водорастворимых и водонерастворимых материалов, что дополнительно увеличивает затраты на дозирование и перемешивание, а также в данном способе после дозирования, прессования и придания материалу устойчивой конфигурации наносят горючий слой (оболочку), что значительно увеличивает затраты на изготовление брикетов и, кроме этого, увеличиваются вредные выбросы при сжигании их.
Известно близкое техническое решение - топливный брикет, содержащий смесь измельченного твердого топлива (древесный порошок или древесный уголь, раствор до 30-40 мас.ч. органического связующего (крахмал, гидроокси- или карбоксиметил целлюлоза) и другие добавки (спирт, этиленгликоль, ПАВ, углеводородное топливо) с влажностью более 9 мас.ч., заключенные в замкнутую горючую оболочку (патент США US 4043765). Способ получения топливного брикета включает смешение измельченного твердого топлива с указанным связующим и добавками, дозирование и упаковку смеси с влажностью более 9 мас.ч. в замкнутую сгорающую оболочку (там же). Недостатком указанного топливного брикета и способа его получения является нанесение на наружную поверхность горючего порошка или твердых частиц, которые не являются связующим и гибким материалом, легко подвергаются разрушению при погрузочно-транспортных операциях, могут быть источником загрязнения территории хранения, а также характерно свойство водорастворимости связующего, что приводит к гидрофильным свойствам топливного изделия, что снижает как прочность, так и тепловой эффект сгорания.
Известен способ получения топлива (WO 79/00988, 29.11.79), согласно которому целлюлозный материал (в качестве такового упоминается лигнин) с влажностью более 55% мас. смешивают с карбонатом кальция и сушат в сушилках до остаточной влажности 5-15% мас. Затем его смешивают с термопластичным материалом (продуктом органического производства) в соотношении 90-99% мас. первого компонента и 1-10% мас. второго и гранулируют при температуре не менее 95° C. В качестве связующих агентов к термопластичному материалу могут быть добавлены парафиновый гач, парафины и лигноцеллюлоза. Недостатком способа являются очень высокие энергозатраты на производство гранул.
Известна также международная заявка WO 2011133615., в которой предложены системы и методы для изготовления различных композиций из отходов путем смешения со связующими (которые могут быть как органическими, так и неорганическими веществами), и их может быть несколько, со стабилизирующим агентом для производства твердого топлива. Это твердое топливо может быть использовано для прямого сжигания, генерации тепло- и электроэнергии без выделения углекислого газа либо для процесса его высокотемпературной газификации паровоздушной смесью с высокой энергоэффективностью.
Недостатками данного способа являются недостаточно высокие гидрофобизирующие свойства, его адзезионные параметры, а также тепловой эффект сгорания.
Наиболее близким техническим решением является известный состав для производства экологически чистых брикетов (Европейский патент ЕР 1090095). Композиция включает измельченное вторичное углеродсодержащее сырье и связующее, отличающееся тем, что в качестве вторичного углеродсодержащего сырья содержит нефтяной пек, угольный пек, угольную пыль, угольную крошку, торфяную крошку, древесную стружку, древесные опилки или их смеси, а в качестве связующего - лигнинсодержащий продукт, выбранный из группы: лигнин, лигносульфонат, гидролизный лигнин, черный сульфатный щелок, или их смеси, или смесь одного или нескольких перечисленных лигнинсодержащих продуктов с α-целлюлозой. 2) Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что содержит углеродсодержащее сырье и лигнинсодержащий продукт в соотношении, мас. %: углеродсодержащее сырье 63,1-97,6 и лигнинсодержащий продукт 2,4-36,9. 3) Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве связующего содержит смесь одного или нескольких лигнинсодержащих продуктов с альфа-целлюлозой в соотношении, соответственно, (1-32):1. 4) Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве лигнинсодержащего продукта содержит предварительно окисленные в кислой среде при 120-150° C лигносульфонаты. 5) Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что связующее дополнительно содержит парафин в количестве 0,5-2,5% мас.
Недостатком способа является энергоемкость производства и низкий срок службы матриц пеллетизаторов за счет трудности перерабатываемости сырья.
Задача настоящего изобретения состоит в оптимизации структурно-реологических параметров для улучшения перерабатываемости, повышении срока службы шнеков, грануляторов и прессов при переработке сырья в изделия, увеличении гидрофобности пеллет и брикетов, увеличении плотности, снижении крошимости и трещинообразования за счет улучшенной способности сцепления на вертикальных поверхностях, повышении однородности в трехмерном измерении, и - наиболее существенное - в повышении значений низших тепловых эффектов сгорания.
Поставленная задача решается предложенным составом для производства твердотопливных изделий, включающим углеродсодержащие отходы, связующее, отличие которого состоит в том, что в качестве углеродсодержащих отходов он содержит лигноцеллюлозные отходы, состоящие из древесных биомасс, опилок, травяных биомасс, плодовых биомасс, отходов целлюлозно-бумажного производства, отходов гидролизного производства и/или торфа, древесного угля, отходов каменного угля (угольные шламы) и нефтяные пеки или их смесей, в качестве связующего - наноорганоминеральную или наноорганическую композицию.
Желательно, чтобы наноорганоминеральная композиция представляла собой нанодисперсную полимерно-меловую добавку, минерало-полимерный нанокомпозит, а минералополимерным нанокомпозитом являлась порошковая α-целлюлоза и наноуглерод, и нанодисперсной полимерно-меловой добавкой является СаСО3-полимер этилцеллюлозы, а минералополимерный нанокомпозит представляет собой СаСО3-этилцеллюлоза-лигнин/таннин или СаСО3 в композите этил целлюлоза- натуральный каучук.
Предпочтительно, чтобы отходы целлюлозно-бумажного производства представляли лигносульфонаты и черный щелок, отходы гидролизной промышленности представляли лигнин и его смеси с таннином.
Желательно, чтобы соотношение углеродсодержащих отходов и связующего составляло 70-97:3-30.
Предпочтительно древесный уголь получают из древесной и плодовой биомассы.
Древесная биомасса это: лес, плантации и другая нетронутая древесина, побочные продукты и остатки от лесоперерабатывающей промышленности, стволы деревьев, целые деревья без корней, химически необработанная использованная древесина, лесозаготовительная древесина, химически не обработанные древесные отходы;
недревесная биомасса: биомасса однолетних, в том числе хлопка, льна, пеньки, джута и многолетних растений и семян, плодовая биомасса.
Отходы целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности - это бумага, картон, лигнин, лигносульфонат, целлюлозные волокна; очесы прядильного производства хлопковые, измельченные упаковки Тетра Пак, содержащие 5% мас. алюминия, 20% мас. полиэтилена и 75% картона).
Изобретение иллюстрируется следующими примерами, которые не ограничивают объем притязаний.
Пример 1
Древесный уголь, полученный из опилок деревьев широколиственных пород, смешивали с подсушенными опилками широколиственных древесных пород при соотношении по массе 20:50, подсушивали до 9%-ной влажности. К количеству 70 кг смеси подмешивали 30 кг связующего, представляющего собой нанодисперсную полимерно-меловую добавку CaCO3-ЭЦ в виде гранулята (в котором не обнаруживалось агломерации наночастиц мела вследствие наличия компатибилизатора). Мел (СаСО3) предприятия ООО «Мелстар», г. Белгород, измельчение которого предварительно проведено на оборудовании - мельнице типа LGM4 Hosokawa Alpine Aktienge-sellschaf, (Германия) со скоростью вращения 5000 об/мин, мощность привода 55 кВт, расстояние между битерами 2 мм, был охарактеризован по фракционному составу, и фракция частиц СаСО3 с размером 500 нанометров составляла 24,8%, а фракция частиц СаСО3 с размером 800 нанометров - 51,1%, причем соотношение мела и полимера ЭЦ составляет 80:20, в том числе с добавкой в связующее 2% мас. компатибилизатора - эластомера ДСТ марки 30 производства г. Воронеж, удельный вес 1,7 кг/куб. м, ПТР 1,7 г/10 мин (230° С/2, 16 кгс). Низшая теплота сгорания 25 МДж/кг. При использовании мела - СаСО3 марки Hydrocarb 40UR, Hy-drocarb 90-KP, Omyacarb НС 65-КА производства предприятия «OMYA», Швейцария, при наличии фракций с размерами частиц более 2-4 мкм не обеспечивало получения однородного композита с повышенными по характеристикам производительности оборудования, прочности и тепловому эффекту сгорания твердотопливных изделий.
Пример 2
Опилки (исходная влажность которых составляла M35, т.е. менее 35% мас.) со значением насыпной плотности BD 25=250 кг/куб.м, с зольностью А 0,7, т.е. менее 0,7% мас., подсушивали до влажности 10% и смешивали в соотношении на 90 кг опилок - 10 кг добавок - композиционного связующего: на основе смеси этилцеллюлозы (ЭЦ) производства марки М-100 с ММ =300000 производства ОАО «Нитол» с массовой долей этоксильных групп 45,3-46,8% с порошковой α-целлюлозой производства JRS (Германия) марки В00 (Германия) и наноуглерода (НУ) - карбонизированного остатка гидропиролиза древесной биомассы (при соотношении 1 кг ЭЦ марки М100 : порошковая α-целлюлоза JRS марки В00: НУ. Связующее представляет собой смесь нанопористой углеродистой массы с α-целлюлозой, структура которой содержит единичные нанофибриллы диаметром 5 нм, собранные в жгуты диаметром порядка 25 нм, и порошкообразного термопласта с (Тпл. 170°C), пригодного как для прессования, так и для экструзии. Затем, после получения однородной смеси, направляли композицию в пресс-форму и под давлением 70 атм. и при нагреве до 175°C получали брикеты, имеющие различные габариты. Низший тепловой эффект сгорания брикетов 23 МДж/кг.
Пример 3
Стружки лиственных пород деревьев подсушивали до влажности 10% и смешивали в соотношении на 45 кг стружек - 45 кг древесного угля (полученного из смеси древесной и плодовой биомассы с влажностью менее 8%, зольностью 5%, с насыпной плотностью 150 кг/куб. м - мелкая фракция (меньше 10 мм) составляет менее 7%, а крупная фракция с максимальной длиной частицы 100 мм менее - 10%) - и 10 кг связующего, которое представляет собой композицию на основе смеси ЭЦ марки М-100 производства ОАО «Нитол» с массовой долей этоксильных групп 45,3-46,8%, порошковой α-целлюлозы марки ПЦ-0,25 производства НПО «Полицелл», г. Владимир и наноуглерода (НУ) - карбонизированного остатка гидропиролиза целлюлозы. Соотношение по массе ЭЦ : ПЦ : НУ составляет 4:2:1. Затем, после получения однородной массы, ее помещали в пресс-форму и под давлением 85 атм. получают брикеты различных габаритов. Теплотворная способность формованных брикетов составляет 23 МДж/кг (Низшая теплота сгорания всех примеров приведена в Таблице).
Пример 4
Формованное топливо в виде брикетов содержит 80 кг коры (измельченной на куски и истертой), имеющей насыпную плотность BD 400 кг/куб.м с максимальным содержанием менее 5 масс %. частиц крупной фракции размером 45 мм, при влажности менее М20, т.е <20%, зольностью 1,5, а в качестве связующего применяются 20 кг смеси:
- ЭЦ марки М 50, либо М 100 производства ОАО «Нитол» или
- смесь ЭЦ марки М50 с парафином в соотношении по массе 4:1 или
- ЭЦ имп.-лигнин/таннин (50/50) - лигносульфонат (1:2:4).
Плотность брикетов 1.22 кг/см3, механическая прочность на раздавливание составляет 10-10,5 кг на 1 формовку, после 4-кратного сбрасывания формовок с высоты 1,8 м на стальную плиту 99% формовок не разрушается, что свидетельствует об их высокой механической прочности. Теплотворная способность формованных брикетов составляет 19 МДж/кг.
Пример 5
95 кг отходов фанерного производства в виде стружек и опилок древесины широколиственных и хвойных пород подсушивают до влажности 14% и добавляют 5 кг композиционного связующего, представляющего из себя предварительно интенсивно размешанные мешалкой со скоростью 40-60 об/мин до образования однородной консистенции компоненты, а именно лигносульфонат марки В, имеющий массовую долю сухого вещества 50%, зольность 0,8, массовое содержание нерастворимых веществ - 0,8%, порошковую α-целлюлозу марки М-0,5 производства НПО «Полицел» и таннин. Причем оптимальное соотношение компонентов связующего по весу выбрано экспериментально и позволяет получить достаточно однородное связующее при весовом соотношении компонентов : ЛС : ПЦ : Т, составляющем 90:5:1: 10, соответственно. Низшая теплота сгорания 17 МДж/кг.
Пример 6
Стружки лиственных пород деревьев и торф (при соотношении по массе 40 кг : 30 кг) подсушивали до влажности 10% и количество 70 кг смешивали со связующим: лигносульфонат марки В, имеющий массовую долю сухого вещества 50%, зольность 0,8, массовое содержание нерастворимых веществ - 0,8%, наноцеллюлозу и ЭЦ имп. Производства DawChem при соотношении ЛС - наноцеллюлоза - этилцеллюлоза (1:10:5). Брикеты прессовали и измеряли тепловой эффект сгорания. В пересчете на низшую теплоту сгорания она составила 19 МДж/кг.
Пример 7
Торф и древесный уголь, полученный из опилок деревьев хвойных пород (при соотношении по массе 40:40), подсушивали до влажности 12% и количество 80 кг смешивали с 20 кг связующего - минералополимерного нанокомпозита СаСО3-ЭЦ-таннин в виде гранулята (СаСО3 предприятия ООО «Мелстар», Белгород, измельчение проведено на оборудовании NETZCH, Германия, и затем гранулировано в присутствии дисперсанта DispexN40 V. Предварительно проведен выбор с целью оптимизации концентрации дисперсанта, в результате выбрана концентрация дисперсанта от 0,10 до 0.18% по отношению к композиту, причем размер частиц СаСО3 составляет 0,8 мкм = 800 нанометров, измерение гранулометрического состава произведено при помощи измерительного прибора SediGraph, соотношение концентрации наноразмерных частиц мела - полимера ЭЦ - таннина составило 80:15:5, удельный вес 1,8 кг/куб. м, ПТР=4 г/10 мин (230° С/2,16 кгс). Низшая теплота сгорания 23 КДж/кг.
Пример 8
Опилки с размером частиц 0,2-2,0 мм (исходная влажность менее 35% мас.) со значением насыпной плотности 250 кг/куб.м, с зольностью 0,7% мас. подсушивали до влажности 10% и смешивали в соотношении на 97 кг опилок композиционного связующего 3 кг, представляющего собой смесь наноцеллюлозы с полисахаридом (гум арабик) при соотношении компонентов 7:2,9:0,1. После перемешивания и получения однородной смеси ее экструдировали и получали пеллеты. Благодаря введению водонерастворимой наноцеллюлозы достигается высокая гидрофобность пеллет, повышается прочность, снижается крошимость, а также повышается низшая теплота сгорания, увеличивается по сравнению с пеллетами из опилок без связующего и составляет 19 МДж/кг.
Пример 9
Смесь опилок (с исходной влажностью менее 35% мас., с зольностью 0,7% мас. и значением насыпной плотности 250 кг/куб.м подсушивали до влажности 10%) и древесного угля с размерами частиц 0,15-1,5 мм при соотношении по массе 70:30 в количестве 97 кг смешивали с предварительно подготовленными в смесителе марки Haake 2 кг связующего, представляющего собой нанокомпозит этилцеллюлоза (ЭЦ) - монтмориллонит или наноглауконитс добавлением эксфолиирующего компатибилизатора ДСТ-30 (обеспечивающего снижение Tg с 81 до 61° C) в количестве 10% от массы связующего. После перемешивания опилок, древесного угля и связующего состав экструдировали в виде пеллет. Использование добавок древесного угля и применение в качестве связующего органо-неорганического водонерастворимого нанокомпозита привело к увеличению теплового эффект сгорания до 25 МДж/кг), снижению крошимости, гидрофобизации пеллет.
Пример 10
Опилки с зольностью 0,7% мас. и значением насыпной плотности 250 кг/куб.м подсушивали до влажности 6%, смешивали с древесным углем с размерами частиц 0,15-1,5 мм при соотношении по массе 70:30 в количестве 97 кг и далее вводили при перемешивании предварительно подготовленное связующее в количестве 3 кг, представляющее собой минералополимерный нанокомпозита СаСО3-ЭЦ-лигносульфонат. Использование добавок древесного угля и применение в качестве связующего органо-неорганического водонерастворимого нанокомпозита привело к блокировке расслоения компонентов и снижению крошимости, повышению плотности, улучшению перерабатываемости, снижению износа оборудования и увеличению значений низшей теплоты сгорания (23 МДж/кг) по сравнению с пеллетами, полученными из опилок без смешения их с древесным углем, и применению связующего, снижению крошимости, гидрофобизации пеллет.
Новые составы обеспечили технический результат - значительное повышение низшей теплоты сгорания (на 17-20%) за счет использования в составе изделий древесного угля и/или его смесей с отходами деревопереработки и т.д., повышение плотности, упрочнение пеллет и брикетов, повышение гидрофобного эффекта, что снижает воздействие влаги воздуха при транспортировке и хранении. Представленная композиция позволяет изготавливать экологически чистые топливные формованные изделия различных форм, размеров и габаритов - брикеты и пеллеты - из любого вышеперечисленного твердого утлеродсодержащего вторичного сырья, в том числе биомассы древесной (и древесного угля) биомассы недревесной, торфа, угольных шламов и/или их смесей с улучшенными технологическими параметрами переработки сырья в изделия, что проявляется в повышении энергоэффективности производста и снижении энергозатрат на экструзию, пеллетирование (гранулирование и прессование (см. Таблицу 1).
Figure 00000001
В таблице 2 указаны свойства альфа-целлюлозы.
Figure 00000002

Claims (7)

1. Состав для производства твердотопливных изделий, включающий углеродсодержащие отходы, связующее, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащих отходов он содержит лигноцеллюлозные отходы, состоящие из древесных биомасс, опилок, измельченной древесной коры, травяных биомасс, плодовых биомасс, отходов целлюлозно-бумажного производства, отходы гидролизного производства и/или торфа, древесного угля или их смесь, в качестве связующего - наноорганоминеральную или наноорганическую композицию.
2. Состав по п. 1, отличающийся тем, что наноорганоминеральная композиция представляет собой нанодисперсную полимерно-меловую добавку, минералополимерный нанокомпозит.
3. Состав по п. 2, отличающийся тем, что минералополимерный нанокомпозит представляет собой порошковую α-целлюлозу-наноуглерод.
4. Состав по п. 2, отличающийся тем, что нанодисперсной полимерно-меловой добавкой является СаСО3-природный полимер этилцеллюлозы, а минералополимерный нанокомпозит представляет собой СаСО3-этилцеллюлоза-лигнин-танин или СаСО3 в композите этилцеллюлоза-бутадиен-нитрильный каучук или монтмориллонит или наноглауконит.
5. Состав по п. 1, отличающийся тем, что отходами целлюлозно-бумажного производства являются лигносульфонаты.
6. Состав по п. 1, отличающийся тем, что отходы гидролизной промышленности представляют собой лигнин и его смеси с танином.
7. Состав по п. 1, отличающийся тем, что соотношение углеродсодержащих отходов и связующего составляет 70-97:3-30.
RU2015106105/04A 2015-02-24 2015-02-24 Состав для производства твердотопливных изделий RU2577851C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015106105/04A RU2577851C1 (ru) 2015-02-24 2015-02-24 Состав для производства твердотопливных изделий

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015106105/04A RU2577851C1 (ru) 2015-02-24 2015-02-24 Состав для производства твердотопливных изделий

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2577851C1 true RU2577851C1 (ru) 2016-03-20

Family

ID=55648039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015106105/04A RU2577851C1 (ru) 2015-02-24 2015-02-24 Состав для производства твердотопливных изделий

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2577851C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE1751145A1 (en) * 2017-09-18 2019-03-19 Valmet Oy Method and system for production of fuel pellets or briquettes
EP3835393A1 (en) * 2019-12-13 2021-06-16 Warezak, Tomasz Brown coal pellets

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3684465A (en) * 1970-07-27 1972-08-15 Great Lakes Carbon Corp Fuel briquets and their method of manufacture
RU93030053A (ru) * 1993-06-17 1995-12-27 В.В. Мясоедова Композиция для изготовления топливных брикетов и способ изготовления этих топливных брикетов
RU2147029C1 (ru) * 1999-04-05 2000-03-27 Лурий Валерий Григорьевич Топливный брикет и способ его получения
EP1090095B1 (en) * 1998-04-24 2003-03-19 Vera Vasilievna Myasoedova Composition for manufacture of fuel briquettes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3684465A (en) * 1970-07-27 1972-08-15 Great Lakes Carbon Corp Fuel briquets and their method of manufacture
RU93030053A (ru) * 1993-06-17 1995-12-27 В.В. Мясоедова Композиция для изготовления топливных брикетов и способ изготовления этих топливных брикетов
EP1090095B1 (en) * 1998-04-24 2003-03-19 Vera Vasilievna Myasoedova Composition for manufacture of fuel briquettes
RU2147029C1 (ru) * 1999-04-05 2000-03-27 Лурий Валерий Григорьевич Топливный брикет и способ его получения

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE1751145A1 (en) * 2017-09-18 2019-03-19 Valmet Oy Method and system for production of fuel pellets or briquettes
WO2019054913A1 (en) * 2017-09-18 2019-03-21 Valmet Ab PROCESS AND SYSTEM FOR PRODUCING COMBUSTIBLE GRANULES OR BRIQUETTES
SE541263C2 (en) * 2017-09-18 2019-05-28 Valmet Oy Method and system for production of fuel pellets or briquettes
EP3835393A1 (en) * 2019-12-13 2021-06-16 Warezak, Tomasz Brown coal pellets

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Martín-Lara et al. Torrefaction of olive tree pruning: Effect of operating conditions on solid product properties
ES2549920T3 (es) Métodos para la fabricación de pellets combustibles y otros productos a partir de biomasa lignocelulósica
Phanphanich et al. Impact of torrefaction on the grindability and fuel characteristics of forest biomass
ES2693144T3 (es) Un método para la producción de gránulos o briquetas
US7785379B2 (en) Agricultural fibre fuel pellets
KR101579930B1 (ko) 저품위 폐목재를 이용한 바이오매스 발전용 우드펠릿의 제조방법
KR101796461B1 (ko) 고농도 바이오매스 함량을 갖는 석탄-바이오매스 혼합연료 제조방법
Oyebode et al. Impact of torrefaction process temperature on the energy content and chemical composition of stool tree (Alstonia congenisis Engl) woody biomass
Tumuluru et al. A review on biomass torrefaction process and product properties
US20070251143A1 (en) Synthetic fuel pellet and methods
Liang et al. Physical and combustion properties of binder-assisted hydrochar pellets from hydrothermal carbonization of tobacco stem
JP6709467B2 (ja) 木質系複合樹脂材料の製造方法
US20170121620A1 (en) Processed Biomass Pellets From Organic-Carbon-Containing Feedstock
RU2577851C1 (ru) Состав для производства твердотопливных изделий
Bartocci et al. Biocarbon pellet production: Optimization of pelletizing process
Zandersons et al. Carbon materials obtained from self-binding sugar cane bagasse and deciduous wood residues plastics
Kai et al. The effect of biomass components on the co-combustion characteristics of biomass with coal
Zanjani et al. PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES OF COAL BRIQUETTES FROM BIOMASS-BITUMINOUS BLENDS.
Japhet et al. A review of pellet production from biomass residues as domestic fuel
Bajo Jr et al. Fuel Pellets from a Mixture of Rice Husk and Wood Particles.
CA3084813A1 (en) Torrefied biomass briquettes and related methods
US20220162512A1 (en) Melt-flowable extracts from biomass as a selective additive for agglomerated biomass with binding and moisture resistance properties
RU2010151907A (ru) Способ получения топлива газификацией в высокотемпературном газогенераторе
Tooyserkani Hydrothermal pretreatment of softwood biomass and bark for pelletization
Phanphanich Pelleting characteristics of torrefied forest biomass