SU1047393A3 - Способ получени брикетов топлива из органического волокнистого материала - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРИКЕТОВ ТОПЛИВА ИЗ ОРГАНИЧЕСКОГО ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА, преимущественно из древесных отходов, включающий измельчение органического материала до размера частиц не более 85% минимального размера получаемых брикетов , сушку и прессование высушенного материала в брикеты, о т л ичающийс  тем, что, с, целью повышени  прочности получаемых брикетов, перед прессованием в измельченном материале поддерживают содержание влаги 16-28%, прессование ведут при давлении, обеспечивающем нагрев получаемых брикетов до 163-177°С, и полученные брикеты сушат до содержани  влаги 7-8%. СО

Description

4

со со

со

Изобретение относитс  к топливу, в частности к гранулированному,, предназначенному дл  промьииленного сжигани  и полученному путем формовани  органических волокон в симметричные в основном гранулы, однородные по влажности, которые эффективно сгорают без образовани  большого количества золы на поверхности гранул.

Древесина, как топливо, обладает р дом присущих ей преимуществ, она  вл етс  пополн емым источником топлива, широко распространена и, доступна.

Кроме того, ее можно добывать при помощи простых инструментов и неквалифицированных рабочих, дл  ее хранени , добычи и обработки не требуетс  сложное оборудование. Древесина относительно дешева, если ее добывают во врем  регул рных лесозаготовок . Древесину можно сжигат во многих типах оборудовани  при самых различных услови х, при этом соблюдаетс  больша  чистота и вьздел етс  минимальное количество золы (котора  представл ет в какой-то степени ценность как удобрение).

Древесина легко воспламен етс  и скорость ее горени  можно регулировать , если она соответствующим образом подговлена и сжигаетс  в соответствующем устройстве. С друго стороны, влажность древесины обычно высока и требуетс  обычно поштучна  подготовка и загрузкаj если ее примен ют в форме поленьев или недробленых сырых отходов. В любом случае она более объемиста, чем другие виды твердого или жидкого топлива.

Огромный спрос на продукцию из древесины обусловил большой интерес к возможному использованию отходов деревообрабатывающей промышленности . При изготовлении изделий из древесины об зательно образуютс  отходы , например опилки, стружки, пруть  и ветки и т.п., так как в отличие от пластмасс издели  из древесины немогут быть изготовлены путем плавлени  и последующего формовани 

Ранее предлагалось формовать из этих древесных и других органических волокон цилиндрические гранулы или брикеты, пригодные дл  применени  в качестве топлива Cl.

Некоторые гранулированные материалы не требуют добавки св зующих, так как они сами склеиваютс , когда их брикетируют при повышенной температуре , К таким материалам относитс  и древесина. При температурах выше минимальной температуры пласти ности (.дл  древесины ) упругие .деформации, возникак цие в Материале при давлении брикетировани , полностью исчезают и ча стицы приход т в тесный контакт друг с другом. Когези  поверхностей раздела, -взаимное проникновение отдельных волокон частиц и возможна  гщгези  раз , м гченного под действием тепла лигнина (природного св зующего между волокнами древесины ) все это обуславливает св зующее действие, которое сообщает достаточную проч0 ность после из охлаждени  при прессовании .

Известен способ брикетировани  древесных отходов, основанный на самосклеивающей способности древес5 ных отходов, в данном способе примен ют машину, изготовл емую фирмой Wood Brique-ttes, Inc . Lewiston Idaho, котора  изготовл ет брикеты путем выдавливани  отходов древесины {опилок, стружек и других отходов, измельченных до размеров овс ной муки )в основную камеру сжати  при помощи шнека под давлением приблизительно 210 кгс/см. При таком высоком давлении под действием сил трени  выдел етс  достаточное количество тепла дл  обеспечени  пластичности , необходимой дл  самосклеивани , .Формы представл ют собой цилиндрические отверсти  диаметром

0 101,6 мм, расположенные на равных рассто ни х по краю большого коле- : са шириной приблизительно мл, причем оси форм направлены парсшлельно оси колеса и длина формы рав5 на толщине колеса. Дно формы закрыто поршнем с гидравлическим приводом , который удерживает форму закры-; той при наполнении и убираетс  пос- : ле наполнени . После наполнени  фор0 .ы колесо немного поворачиваетс 

так, что следующа  пуста  форма ока-: зываетс  на линии заполнени . Формо-; вочноё колесо охлаждаетс  водой, а брикеты - ниже температуры пластич нйсти за. врем , когда колесо делает : полный оборот. Охлажденный брикет выталкиваетс  из формы поршнем, который входит в полость формы перед ее подготовкой к наполнению.

Брикеты размерами 101, ,8 мн

изготовленные, этой машиной, пригод- . . ны дл  ручного отоплени , но не дл  , механической загрузки. Брикеты дл  механического загрузчика производ т5 с  на машине другого типа, выпускаемой этой же фирмой, котора  выдавливает самосклеенный материал через пучок,обсто щий из восьми круглых отверстий диаметром 25,4 мм в виде

0 непрерывных прутков. По выходе из экструзионной головки прутки разрезаютс  на отрезки длиной 25,4 мм вращающимис  нажами, в результате получаютс  брикеты, пригодные дл 

5 механической эагрузкд. Известен способ 2J получени  б кетов топлива из органического волокнистого материала, преимуществе но из древесных отходов, включающи измельчение органического материал , до размера частиц не более 85% мини jмального размера получаемых брикетов , сушку материала и прессование высушенного материала в брикеты. Частицы лигноцеллюлозы с влажностью по меньшей, мере 15% экструди руют через головку при одновременно удалении влаги. Экструзи  осуществл етс  при повышенных давлении и температуре, благодар  чему влага удал етс  из уплотненной массы в виде пара при одновременном измельчении частиц. Измельченные частицы немедленно уплотн ютс  и охлаждаютс , все еще наход сь под давлением образу  в лигноцеллюлозном материале жесткую кольцевую оболочку из природного св зующего. Охлажденный продукт содержит обычно 20-25% влаг Известен способ З получени  брикетов топлива из органического волокнистого материала, преимущественно из древесных отходов, включаю щий измельчение органического материала до размера частиц не более 85% минимального размера получаемых брикетов, сушку материала и прессование высушенного материала в брике ты. Измельченный материал прессуют при давлении 500-8500 кгс/см и высушивают до влажности 7-9 вес.% до подачи в таблетировочный пресс. Пригодны также экструзионные, бр кетирующие и гранулирующие машины. Однако материал,- получаемый на этих машинах и по известным способам , не вполне пригоден дл  механической загрузки печей, так как он про вл ет тенденцию- измельчатьс , и при горении образует довольно много золы. Цель изобретени  - повышение прочности брикетов. Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу, включающему измельчение органического материала до размера частиц не более 85% ; минимального размера получаемых бри кетов, сушку и прессование высушенного материала в брикеты, перед прессованием содержание влаги в измельченном материале поддерживают в пределах 16-28%, прессование ведут при давлении, обеспечивающем нагрев получаемых брикетов до 163-177С/ и полученные брикеты сушат до содер жани  влаги 7-8%. Предлагаемый способ обеспечивает jполучение гранул такой формы, котора  удобна дл  их равномерного ежи ; гани  в печи. Дл  этого требуетс , чтобы размер частиц волокнистого материала составл л не более 85% минимального размера формуемых гранул, а влажность волокнистого материала должна быть в основном равномерной и составл ть приблизительно 16 28 .вес.%, при этом следует формовать и прессовать из волокнистого материала при заданной влажности в основном симметричные гранулы с максимсшьнымй размерами 12,7 мм. Согласно предлагаемому способу сельскохоз йственные или древесные отходы транспортируютс  конвейером, приспособленным дл  отделени  горных пород, металла и других нежелательных материалов, в молотковую мельницу, где органический волокнистый материал измельчаетс  до частиц, в основном, однородных по размеру и не более 85% минимального размера формуемых гранул, затем измельченный материал транспортируетс  конвейером в сушилку, где влажность доводитс  приблизительно до 16-28%, после чего продукт с заданными размером частиц и влажностью подаетс  на гранулирующую машину, оборудованную собственным измерительным шнековым устройством дл  загрузки массы в гранулирующую головку,Затем формуемые гранулы высушивают до влажности, наход щейс  в равновесии с влажностью атмосферы. Волокнистый материал получают при повышенном давлении, а температуре гранулы в головке равна приблизительно 163-177°С. Большинство органических волокнистых веществ имеют влажность более 28 вес.%, поэтому их необходимо сушить, однако следует иметь в виду, что, если гранулированию подлежит материал с влажностью менее 16%, его влажность следует повысить до требуемой влажности путем увлажнени , или другим способом до гранулировани . Влзикность может мен тьс  в широких пределах приблизительно от 16 до 28 вес.%, однако лучшие результаты достигаютс  при влажности органического волокнистого материала при гранулировании в интервале 20-24 вес.%, поэтому предпочтительно , чтобы влажность находилась в этом более ограниченном интервале. Гранулы можно сушить продуванием над ними воздуха сразу же по выходе их из гранулирующей машины . При доведении размеров частиц органического волокнистого материала приблизительно до 85% или менее от минимальных размеров формуемых гранул , влажности перед прессованием приблизительно до 16-28% свободной воды, предпочтительно до 20-24%, и при температуре формовани  и прессовани  163-177 С получают гранулы С защитной воскообразной поверхностью , образованной вследствие просачивани , из волокнистого материала, которые сгорают в основном равномерно без образовани  нежелательной золы. Чтобы скорость горени  гранул была в основном равномерной, гранулы после формовани  сушат до равномерной влажности, котора  находитс  в равновесии с влажностью окружающеЯ среды. Гранулы могут примен тьс дл  отоплени  любого типа печей про кьлшленного и бытового назначени , легко транспортироватьс  по наклон;ному ленточному конвейеру, примен емому в промышленности, или при помощи другого, обычного загрузочного оборудовани . Гранулы в основном однородны по размерам и форме и при желании могут транспортироватьс . пневматически. Кроме того, топливны гранулы могут быть измельчены с применени  дл  отоплени  пылевидным топливом печей, примен емых в сочетании с электрогенераторными установками, или паровых котлов. ИзмельченНые гранулы  вл ютс  эффек тивным топливом дл  пр мого сжигани  в турбинах. Количество образующейс  золы настолько мало и она така  м гка , что не оказывает абразивного действи  на металл турбины и ее присутствие в турбине не  вл етс  .нежелательным. .Предпочтительно, чтобы гранулы были в основном цилиндрической, призматической или т.п. формы с мак симальным поперечным сечением в пре делах приблизительно 3,2-12,7 мм. Фактический размер гранул определ етс  по величине внешней поверхности в зависимости от состава материа ла внутри гранулы. Максимальна  тол щина гранулы в любом направлении не должна превышать приблизительно 12.,7 мм и дрлжна быть не менее 3,2м Абсолютна  плотность гранул,полученных предлагаемым способом, более 1,040 г/см и часто бывает более 1,440 смг/см при влажности 8%.. Пло ность частиц, примен емых дл изГОтовлени  гранул,составл ет приблизи тельно 0,160-0,480 г/см при такой же влажности. I . Дл  достижени  оптимальных топЯи ных характеристик необходимо, чтобы вс , масса топлива была однородна по размерам частиц и влажности. Нежелательно и невыгодно сжигать в промышленном масштабе измельченное топливо вследствие -его неоднороднос ти по размерам частиц и высокой вла ности. Дл  сжигани  такого топлива (Требуетс  большой избыток кислорода что приводит к охлаждению топлива,бол шим потер м тепла и неэффективному ис Пользоваиию топлива., Способ осуа1ествл ют следующим образом . Сырой материал с произвольным размером частиц, например опилки или другие древесные отходы, неоднородный по влажности, транспортируетс  обычным пневматическим конвейером в молотковую мельницу, где частицы довод тс  в основном до одинакового максимального размера, составл ющего приблизительно 85% или менее от минимальной толщины изготовл емых гранул. В пневматическом конвейере куски породы, метсшла и другие посторонние включени  отдел ютс  от древесины до ее поступлени  в молотковую мельницу. Может быть применен конвейер любого другого типа, на котором могут быть отделены от древесины посторонние включени , но предпочтительным  вл етс  пневматический конвейер, продукт из молотковой мельницы транспортируетс  во вращающуюс  барабанную сушилку , в которой влажность в основном однородных по размерам частиц древесины доводитс  приблизительно до 16-28 вес.% свободной влаги. Термин свободна  влага обозначает влагу, котора  может быть удалена путем испарени  при обычной температуре, и не вк.люча:ет кристаллизационную воду, котора  может содержатьс  в волокнистом материале. После того, как влажность частиц доведена приблизительно до 16-28%, они транспортируютс , предпочтительно пневматическим конвейером, в гранулирующую машину. Можно примен ть любую под- ход щую гранулирующую мгииину, например машину, выпускаемую фирмой California Pellet Mill Company СйН- Франциско, Калифорни . В это устройство материал поступает через бункер и прессуетс  в пресс-форме нужной конфигурации. Гранулирующа  машина должна развивать давление в пресс-форме во врем  прессовани , которое вызывает повышение температуры волокнистого материала до значений 163-177°С. Например, указанна  машина развивает усилие приблизительно 18140 кгс в точке удара роликов. У некоторых машин давление может составл ть всего 3629 кгс, а могут примен тьс  давлени  и более 18140 кгс. Давление в таких пределах обеспечивает необходимое повышение темепратуры при гранулировании . Воскоподобные вещества, содерж.а1щиес  в лигноцеллюлозе, просачиваютс  из нее и образуют тГоверХ ностную оболочку на гранулах, котог ра  преп тствует измельчению гранулы и быстрому изменению влажности при сжигании топлива. Гранулы, выход щие из гранулирун дей машины, раскладываютс  на вра

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРИКЕТОВ ТОПЛИВА ИЗ ОРГАНИЧЕСКОГО ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА, преимущественно из древесных отходов, включающий измельчение органического материала до размера частиц не более 85% минимального размера получаемых брикетов, сушку и прессование высушенного материала в брикеты, о т л ичающийся тем, что, с, целью повышения прочности получаемых брикетов, перед прессованием в измельченном материале поддерживают содержание влаги 16-28%, прессование ведут при давлении, обеспечивающем нагрев получаемых брикетов до 163-177”С, и полученные брикеты сушат до содержания влаги 7-8%.

   §

   СП с