RU2672246C1 - Установка для получения биотоплива из березовой коры - Google Patents
Установка для получения биотоплива из березовой коры Download PDFInfo
- Publication number
- RU2672246C1 RU2672246C1 RU2018117488A RU2018117488A RU2672246C1 RU 2672246 C1 RU2672246 C1 RU 2672246C1 RU 2018117488 A RU2018117488 A RU 2018117488A RU 2018117488 A RU2018117488 A RU 2018117488A RU 2672246 C1 RU2672246 C1 RU 2672246C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- birch bark
- carbonized
- installation
- bark
- technological
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
- C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
- C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
- C10L5/44—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on vegetable substances
-
- 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
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- 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
Abstract
Изобретение раскрывает установку для получения биотоплива из березовой коры, включающую буферный запас кусковых фракций березовой коры, секционный реактор прямого нагрева, сборник конденсата, приемник газов, теплогенератор, бункер-накопитель карбонизированной шихты, пресс-гранулятор, камеру охлаждения, участок упаковки продукта, систему межоперационных связей, отличающуюся тем, что установка снабжена участком объемного трехосного прессования технологических брикетов из кусковых фракций березовой коры, дезинтегратором карбонизированной биомассы, сепаратором для отделения частично торрефицированных частиц шихты. Технический результат заключается в получении биотоплива из березовой коры путем термомодификации кусковых фракций коры, придания ей новых свойств, позволяющих получить тонкоизмельченную карбонизированную шихту для получения гранулированного энергоэффективного биотоплива. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области лесоперерабатывающей промышленности и может быть использовано для утилизации технологических отходов в виде березовой коры на деревообрабатывающих и целлюлозно-бумажных предприятиях.
Одно из направлений решения проблемы утилизации биомассы древесных отходов – использование их в качестве гранулированного термомодифицированного биотоплива.
Одним из определяющих технологических факторов таких решений является предварительное тонкое механическое измельчение исходного сырья, что технически достижимо для древесины, но не решено для измельчения древесной березовой коры из-за особенностей ее физико-механических свойств и строения. Многотоннажные запасы березовой коры в виде кусковых отходов складируются в отвалы и не утилизируются, представляют большую экологическую и пожарную опасность.
Предлагаемое изобретение позволяет решить обозначенную проблему и обеспечить тонкое измельчение биомассы березовой коры для получения из нее энергоэффективного биотоплива.
Известна установка для обжига измельченного лигноцеллюлозного материала и получения торрефицированного материала (патент RU2534085, С2, 2010 г.), включающая в себя осушитель для снижения влажности обрабатываемого материала, реактор обжига материала в инертной среде без доступа кислорода, систему трубопроводов для перемещения и охлаждения полученного продукта и газа.
Недостатком установки является ограничение по фракционному составу обрабатываемого сырья крупнокусковых древесных отходов, в частности отходов окорки березовых сортиментов, из-за невозможности тонкого механического измельчения березовой коры из-за особенностей ее строения и физико-механических свойств.
Известна установка для торрефикации биомассы, содержащая устройство для подачи тонкоизмельченной биомассы во вращающемся реакторе торрефикации, соединенным с нагревателем, средства для сбора, охлаждения и транспортировки торрефицированного продукта (патент RU2559491, С2, 2011 г.).
Недостаток установки тот же, что и в предыдущем аналоге.
Известна система для обжига биомассы, включающая тороидальный реактор с кипящим слоем, узел ввода тонкоизмельченной биомассы в камеру сушки частиц биомассы, охлаждающее устройство, систему трубопроводов для подачи и отвода агента обработки, узел вывода торрефицированной биомассы (патент RU2596743, С2, 2012 г.).
Это техническое решение наиболее близко к заявляемому и принято за прототип.
Недостатком прототипа является необходимость применения только мелкоизмельченной биомассы, невозможность перерабатывать в высококвалитетное топливо кусковые фрагменты березовой коры без предварительного измельчения.
Целью и техническим результатом изобретения является решение задачи переработки березовой коры в квалитетное биотопливо без предварительного механического измельчения до мелкодисперсной зернистой фракции.
Это достигается тем, что установка снабжена участком объемного трехосного прессования технологических брикетов из кусковой фракционной березовой коры, дезинтегратором карбонизированной биомассы, сепаратором для отделения частично торрефицированных частиц шихты, а технологические брикеты формируют плотностью 0,2÷0,6 т/м3 и обвязывают крупноячеистой сеткой из органического нетермостойкого материала, а устройство дополнительно снабжено увлажнителем измельченной термомодифицированной шихты.
На фиг. 1 изображена блок-схема установки для получения биотоплива из березовой коры. На фиг. 2 – технологический брикет из коры березы.
Установка для получения биотоплива из березовой коры включает буферный запас кусковых фракций березовой коры 1, участок объемного трехосного прессования технологических брикетов из кусковых фракций коры березы 2, секционный реактор прямого нагрева 3 с зонами I, II, III, приемный затвор ПЗ, разгрузочный затвор РЗ, сборник конденсата 4, приемник газов 5, теплогенератор 6, дезинтегратор 7, сепаратор 8, бункер-накопитель карбонизированной шихты 9, увлажнитель 10, пресс-гранулятор 11, камеру охлаждения гранул 12, участок упаковки торрефицированных гранул 13, технологический брикет 14 с крупноячеистой сеткой 15, систему межоперационных связей a, b, c, d.
Установка для получения биотоплива из березовой коры работает следующим образом.
Кусковые фракции березовой коры из буферного запаса 1 подаются порционно на участок объемного трехосного прессования технологических брикетов из кусковых фракций коры березы 2, где из них формируется технологический брикет 14 плотностью 0,2÷0,6 т/м3 размерами l*h*f, который обвязывается крупноячеистой сеткой из органического нетермостойкого материала 15. Партию технологических брикетов загружают в трехсекционный реактор прямого нагрева 3 в зону сушки I через приемный затвор ПЗ. Зона I отделена от зоны II перегородкой. Сушка технологических брикетов осуществляется при температуре 104÷1800С до влажности 8÷10% в газовой среде, которая создается теплоносителем а, подаваемым из теплогенератора 6 в виде инертного топочного газа с минимальным содержанием кислорода. Под воздействием высокой температуры агента сушки материал сетки деструктируется и технологические брикеты рассыпаются, создавая рыхлый ковер из коры березы, обеспечивающий доступ сушильного агента к фракциям коры. После удаления из коры влаги партия высушенной коры через открытую перегородку поступает в зону II, после чего перегородки смежных зон закрывают. В зоне II высушенная кора обрабатывается нейтральным газовым агентом при температуре 250÷2700С. Одновременно зона I освобождается от науглероженной массы и загружается новыми технологическими брикетами. Процесс термообработки коры протекает на стадии предпиролиза с выделением экзотермического тепла и выделением из биомассы коры березы комплекса газообразных компонентов – пиролизного газа, азота и др. и конденсата смолистых веществ, скапливающихся в нижней части зоны, откуда удаляется в сборник конденсата 4.
При предпиролизе биомасса коры, состоящая из полимеров целлюлозы, гемицеллюлоз и лигнина термомодифицируется, проходит реакцию разложения, приводящую к изменению свойств биомассы. Дегазирование массы с выделением СО2, Н2О и органических летучих компонентов сопровождается существенной потерей массы материала до 30%, потери энергии при этом ограничены 10%. Происходит карбонизация преобразованной массы, изменяются ее физико-механические свойства, увеличивается хрупкость и гидрофобность. Образовавшийся инертный без содержания кислорода газ с высокой температурой удаляется в приемник газов 5 и частично в теплогенератор 6, где подмешивается к теплоносителю, а часть подается в секцию I для формирования агента сушки.
Термомодифицированная преобразованная биомасса через открытую заслонку подается в зону охлаждения III, после чего заслонка закрывается, а масса доводится до температуры 80÷1000С. Охлажденная относительно однородная масса через разгрузочный затвор РЗ удаляется из реактора и поступает в дезинтегратор 7, где измельчается до мелкодисперсной фракции и подается далее в сепаратор 8 для сортировки. Отсев в виде некондиционных фрагментов размером 3÷6 мм возвращается по пути с в дезинтегратор, фракции размером более 6 мм по пути d в зону II реактора. После сепарации однородная тонкодисперсная термомодифицированная масса поступает в бункер-накопитель карбонизированной шихты 9 и увлажняется парогазовой смесью из увлажнителя 10 для придания улучшенных адгезивных свойств лигнину. Увлажненная шихта поступает в пресс-гранулятор 11, где производится формирование из нее топливных гидрофобных энергоэффективных гранул, которые конденсируются в камере охлаждения гранул 12 и складируются на участке 13.
В результате решается задача переработки березовой коры в квалитетное биотопливо без предварительного механического измельчения до мелкодисперсной зернистой фракции.
Claims (3)
1. Установка для получения биотоплива из березовой коры, включающая буферный запас кусковых фракций березовой коры, секционный реактор прямого нагрева, сборник конденсата, приемник газов, теплогенератор, бункер-накопитель карбонизированной шихты, пресс-гранулятор, камеру охлаждения, участок упаковки продукта, систему межоперационных связей, отличающаяся тем, что установка снабжена участком объемного трехосного прессования технологических брикетов из кусковых фракций березовой коры, дезинтегратором карбонизированной биомассы, сепаратором для отделения частично торрефицированных частиц шихты.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что технологические брикеты формируют плотностью 0,2÷0,6 т/м3 и обвязывают крупноячеистой сеткой из органического нетермостойкого материала.
3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена увлажнителем измельченной карбонизированной шихты.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018117488A RU2672246C1 (ru) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | Установка для получения биотоплива из березовой коры |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018117488A RU2672246C1 (ru) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | Установка для получения биотоплива из березовой коры |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2672246C1 true RU2672246C1 (ru) | 2018-11-13 |
Family
ID=64327829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018117488A RU2672246C1 (ru) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | Установка для получения биотоплива из березовой коры |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2672246C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2771393C1 (ru) * | 2021-08-03 | 2022-05-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова» | Установка для получения брикетированного нефтесорбента |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130081934A1 (en) * | 2011-10-04 | 2013-04-04 | Pulverdryer Usa, Inc. | Systems and methods for converting sewage sludge into a combustible fuel |
| RU2012112946A (ru) * | 2009-09-04 | 2013-10-10 | Диффенбахер Гмбх Машинен- Унд Анлагенбау | Способ и установка для получения гранул из биомассы в прессе-грануляторе для использования в качестве топлива в топках |
| RU2012121603A (ru) * | 2009-11-16 | 2013-12-27 | ТюссенКрупп Уде ГмбХ | Устройство и способ для производства мелкозернистого топлива из твердого или пастообразного энергетического сырья при помощи высушивания и измельчения |
-
2018
- 2018-05-11 RU RU2018117488A patent/RU2672246C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2012112946A (ru) * | 2009-09-04 | 2013-10-10 | Диффенбахер Гмбх Машинен- Унд Анлагенбау | Способ и установка для получения гранул из биомассы в прессе-грануляторе для использования в качестве топлива в топках |
| RU2012121603A (ru) * | 2009-11-16 | 2013-12-27 | ТюссенКрупп Уде ГмбХ | Устройство и способ для производства мелкозернистого топлива из твердого или пастообразного энергетического сырья при помощи высушивания и измельчения |
| US20130081934A1 (en) * | 2011-10-04 | 2013-04-04 | Pulverdryer Usa, Inc. | Systems and methods for converting sewage sludge into a combustible fuel |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПОНОМАРЕВА НАТАЛЬЯ ГЕННАДЬЕВНА "СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ТОПЛИВНЫХ ГРАНУЛ ИЗ ДРЕВЕСНОЙ КОРЫ". ДИССЕРТАЦИЯ. Архангельск 2017. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2771393C1 (ru) * | 2021-08-03 | 2022-05-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова» | Установка для получения брикетированного нефтесорбента |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Białowiec et al. | The RDF/SRF torrefaction: An effect of temperature on characterization of the product–Carbonized Refuse Derived Fuel | |
| Ghiasi et al. | Densified biocoal from woodchips: is it better to do torrefaction before or after densification? | |
| US3961913A (en) | Process for treating organic wastes and product thereof | |
| Tooyserkani et al. | Steam treatment of four softwood species and bark to produce torrefied wood | |
| Uemura et al. | Torrefaction of oil palm kernel shell in the presence of oxygen and carbon dioxide | |
| US20180273867A1 (en) | Post torrefaction biomass pelletization | |
| US20120324785A1 (en) | Pyrolysis of Biomass | |
| EP2829588B1 (en) | Method for producing bio-coke | |
| EP3403718A1 (en) | Process for beneficiating and cleaning biomass | |
| KR101371884B1 (ko) | 바이오매스 원료를 이용한 고체 연료의 제조 방법 및 이로부터 제조된 고체 연료 | |
| US4008053A (en) | Process for treating organic wastes | |
| 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 | |
| JP2013538240A (ja) | リグノセルロース系バイオマスから、燃料ペレットおよびその他の製品を製造する方法 | |
| Pulka et al. | Is the biochar produced from sewage sludge a good quality solid fuel? | |
| UA122693C2 (uk) | Спосіб і установка для приготування біомаси | |
| DK2589648T3 (en) | Pelleting of torrefected biomass | |
| Tooyserkani et al. | Effect of steam treatment on pellet strength and the energy input in pelleting of softwood particles | |
| RU2672246C1 (ru) | Установка для получения биотоплива из березовой коры | |
| Sukiran et al. | Upgrading of oil palm biomass by torrefaction process: A preliminary study | |
| Sun et al. | Review of torrefaction reactor technology | |
| Tooyserkani | Hydrothermal pretreatment of softwood biomass and bark for pelletization | |
| Ismail et al. | The effect of torrefaction reaction temperature on the Elaeis Guineensis Empty Fruit Bunch (EFB) pellet durability and calorific value | |
| Christoforou et al. | Solid biomass pretreatment processes | |
| AU2012269743B2 (en) | Process for upgrading low rank carbonaceous material | |
| Kindzera et al. | Effective techniques for bio-coal briquettes production |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200512 |