RU2046821C1 - Способ изготовления топливных брикетов из древесных отходов - Google Patents
Способ изготовления топливных брикетов из древесных отходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2046821C1 RU2046821C1 SU5058521A RU2046821C1 RU 2046821 C1 RU2046821 C1 RU 2046821C1 SU 5058521 A SU5058521 A SU 5058521A RU 2046821 C1 RU2046821 C1 RU 2046821C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waste
- wood
- steam
- crushed
- layer
- Prior art date
Links
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 239000003334 fuel briquet Substances 0.000 title abstract 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 93
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 32
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 abstract description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000003801 milling Methods 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 16
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 9
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 4
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 3
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 3
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 2
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001122767 Theaceae Species 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000010795 gaseous waste Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 229940103062 oxygen 25 % Drugs 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Применение: в технологии переработки древесных отходов лесной и деревообрабатывающей промышленности для энергетического использования. Сущность изобретения: способ включает измельчение древесных отходов, обработку до 300°С перегретым водяным паром слоя частиц древесных отходов диаметром (0,04-10,9)·10-3м3 в режиме фильтрования и последующее прессование топливных брикетов. Для обработки используют перегретый пар с температурой 100 300°С при скорости фильтрации его через слой отходов 2,48 м/с. 1 з. п. ф-лы. 1 ил.
Description
Изобретение относится к технологии переработки отходов и может быть применено в лесной и деревообрабатывающей промышленности для энергетического использования древесных отходов.
Известен способ получения формованных изделий, преимущественно топливных брикетов, заключающийся в увлажнении отходов тростниковой сечки до влажности 13-16% перегретым водяным паром с температурой 300-400оС и давлением 0,1-0,2 атм и прессовании при давлении 1000-1200 кгс/см2 и температуре 150-200оС [1]
К недостаткам данного способа следует отнести высокую энергоемкость процесса, обусловленную необходимостью увлажнять отходы, а затем сушить их путем нагрева до 150-200оС; высокие давления прессования, что требует применения специального оборудования.
К недостаткам данного способа следует отнести высокую энергоемкость процесса, обусловленную необходимостью увлажнять отходы, а затем сушить их путем нагрева до 150-200оС; высокие давления прессования, что требует применения специального оборудования.
Известен способ изготовления древесно-волокнистых плит из древесного волокна, диаметр которого не превышает 2,0 мм, а длина доходит до 50 мм. Слой древесного волокна обрабатывают перегретым водяным паром при температуре 150-180оС и давлении 1-2 атм в течение 5-10 мин, после чего производят прессование в прессе при температуре 250-280оС и давлении 3-5 кг/см2 [2]
Недостатками данного способа являются:
высокая энергоемкость процесса, как следствие низкой эффективности процессов теплопередачи между перегретым водяным паром и слоем древесного волокна;
низкая влагостойкость и прочность получаемых плит.
Недостатками данного способа являются:
высокая энергоемкость процесса, как следствие низкой эффективности процессов теплопередачи между перегретым водяным паром и слоем древесного волокна;
низкая влагостойкость и прочность получаемых плит.
Наиболее близким к предлагаемому является принятый нами за прототипу способ получения природного горючего материала [3]
Согласно указанному способу материал на основе растительной лигноцеллюлозной эссенции измельчают, пропаривают, высушивают и прессуют в желаемую форму. Раздробленную растительную эссенцию пропаривают при 120-160оС и сушат перед прессованием до достижения относительной влажности меньше 13 мас.
Согласно указанному способу материал на основе растительной лигноцеллюлозной эссенции измельчают, пропаривают, высушивают и прессуют в желаемую форму. Раздробленную растительную эссенцию пропаривают при 120-160оС и сушат перед прессованием до достижения относительной влажности меньше 13 мас.
К недостаткам данного способа следует отнести:
высокую энергоемкость процесса, обусловленную тем, что материал вначале пропаривают, а затем сушат до достижения относительной влажности 13 мас.
высокую энергоемкость процесса, обусловленную тем, что материал вначале пропаривают, а затем сушат до достижения относительной влажности 13 мас.
невозможность перерабатывать отходы с влажностью большей 13 мас.
низкую влагостойкость и теплоту сгорания получаемого топлива, что приводит к необходимости хранения брикетов в специальной влагонепроницаемой упаковке.
Цель изобретения снижение энергоемкости процесса получения топливных брикетов, повышение теплоты сгорания, плотности и влагостойкости брикетов.
Для этого в отличие от известного способа, заключающегося в измельчении, обработке паром при 120-160оС, сушке до достижения относительной влажности меньше 13 мас. и прессовании отходов, обработку перегретым паром слоя частиц отходов диаметром (0,04-10,9)˙ 10-3 м ведут в режиме фильтрации.
Кроме того, используют перегретый пар с температурой 100-300оС при скорости фильтрации его через слой отходов 2,48 м/с.
На чертеже изображено устройство для осуществления способа изготовления топливных брикетов из древесных отходов, общий вид.
Устройство содержит бункер 1 с отходами 2, измельчитель отходов 3, двигатель 4, стойку 5, измельчающие шестерни 6, сетку 7, дозатор 8 с двигателем 9, транспортер 10 с двигателем 9, транспортер 10 с двигателем 11, камеру термообработки отходов 12 со смотровым окном 13, устройством подпрессовки 14 и распределительной решеткой 15, парогенератор 16, соединенный паропроводом 17 с подрешеточной камерой 18, манометр 19 для контроля давления пара, расходомер 20 для определения расхода пара, датчик температуры 21 для контроля температуры слоя отходов, циклон 22 для очистки парогазовой смеси от твердых частиц, трубопровод 23, конденсатор парогазовой смеси 24, вентилятор 25 для охлаждения конденсатора 24, фильтр 26 для очистки конденсата, фильтр 27 для очистки неконденсирующихся газов, дозатор 28, пресс 29 с двигателем 30, нож 31 для нарезания брикетов требуемой длины, рольганг 32 для транспортировки нарезанных брикетов к месту упаковки.
Согласно предлагаемому изобретению изготовление топливных брикетов из древесных отходов осуществляют следующим образом.
В бункер 1 подают древесные отходы 2. Под действием собственного веса отходы поступают в измельчитель 3. С помощью двигателя 4, расположенного на стойке 5, приводят во вращение измельчающие шестерни 6. Проходя между шестернями 6 древесные отходы 2 измельчаются и попадают на сетку 7, через которую проходят частицы диаметром (0,04-10,9)˙ 10-3м. Более крупные частицы (не прошедшие через сетку 7) захватываются шестернями 6 и, проходя через них повторно, измельчаются. Измельченные отходы, прошедшие через сетку 7, попадают в дозатор 8. При помощи двигателя 9 и дозатора 8 осуществляют подачу измельченных древесных отходов в транспортер 10, работу которого обеспечивают с помощью двигателя 11. При помощи транспортера 10 отходы подают в камеру термообработки 12. За уровнем загружаемых в камеру отходов наблюдают через смотровое окно 13. После загрузки необходимого количества отходов в камеру 12 с помощью устройства подпрессовки 14 осуществляют поджатие измельченных отходов к решетке 15 камеры термообработки, после чего из парогенератора 16 по трубопроводу 17 в подрешеточную камеру 18 подают перегретый до 100-300оС водяной пар, давление которого контролируют по показаниям манометра 19, а расход по показаниям расходомера 20. Температуру нагрева отходов контролируют по показаниям датчика температуры 21.
Профильтровавшийся через слой измельченных древесных отходов перегретый водяной пар направляют в циклон 22, где пар и газообразные продукты термического разложения древесины очищают от твердых частиц.
Далее по трубопроводу 23 парогазовую смесь подают в конденсатор 24, где путем охлаждения смеси потоком воздуха, создаваемым вентилятором 25, конденсируют пары уксусной кислоты и водяной пар. Образовавшийся конденсат направляют в фильтр 26, где отделяют воду, которую подают в парогенератор 16 для производства водяного пара, а остальные продукты используют в качестве химического сырья. Неконденсирующиеся газы через фильтр 27 направляют в топку парогенератора 16.
Прошедшие термообработку отходы с помощью дозатора 28 подают в шнековый пресс 29, приводимый во вращение двигателем 30. Проходя пресс 29, отходы прессуются, а на выходе из пресса с помощью механизированного ножа 31 отходы нарезают на брикеты, которые по рольгангу 32 транспортируют к месту складирования.
Фильтрующийся через слой измельченных древесных отходов перегретый водяной пар нагревает отходы до 100-300оС, в результате чего происходит термическое разложение отходов с выделением неконденсирующихся при обычных условиях (Т0оС и Р 0,1 МПа) газов, а также паров жидких продуктов (вода, уксусная кислота и ее гомологи, метиловый спирт, смолы растворимые и отстойные и т.п. см. Корякин В.И. Термическое разложение древесины. М. Гослесбумиздат, 1962, с. 10-13).
Очевидно, что для получения качественных топливных брикетов (высокая теплота сгорания, плотность, влагостойкость и прочность) необходимо, чтобы до прессования слой отходов был равномерно прогрет паром (без пережогов или недогрева отходов), т. е. была проведена равномерная тепловая обработка всей массы отходов.
Равномерный прогрев всей массы измельченных древесных отходов может быть осуществлен лишь при определенных условиях. Эти условия определяются размерами частиц, их теплофизическими характеристиками (теплопроводность, теплоемкость), теплофизическими характеристиками водяного пара и скорость его фильтрации через слой отходов.
При равномерном прогреве всей массы отходов в одинаковой степени нагрета и каждая частица, а это означает, что теплота, передаваемая от потока водяного пара, равномерно распределяется путем теплопроводности по всему объему каждой частицы. Чем меньше частица, тем равномернее она нагревается, т.е. тем меньше разница температур на поверхности частицы и в ее центре.
Практически минимальный размер частиц, до которого удается измельчить древесные отходы, составляет 0,04˙10-3 м (см. Головков С.И. Коперин И.Ф. Найденов В. И. Энергетическое использование древесных отходов. М. Лесная промышленность, 1987, с. 34). Поэтому нижний предел измельчения древесных отходов составляет 0,04˙10-3 м.
Максимальный верхний предел измельчения древесных отходов определяется теплопроводностью древесины и минимаьлным возможным потоком тепла, которое передается от пара к частице и зависит от величины коэффициента теплообмена пара с частицей. Количество тепла, которое передается путем теплообмена от потока пара к поверхности каждой частицы, должно быть равно количеству тепла, отводимому путем теплопроводности от поверхности частицы в глубь ее. Только при соблюдении такого равенства подводимого и отводимого тепла не будет происходить перегpев области частицы у ее поверхности и недогрев внутренней области частицы. Для перегретого водяного пара в диапазоне температур 100-300оС и древесных отходов такие условия соблюдаются, если диаметр частиц не превышает 10,9˙10-3 м.
Таким образом, древесные отходы для снижения энергоемкости процесса получения топливных брикетов, повышения их теплоты сгорания, плотности и влагостойкости брикетов необходимо измельчать до размеров частиц (0,04 10,9)˙ 10-3 м. Только в данном диапазоне измельчения отходов достигается равномерный прогрев их при фильтрации водяного пара. При этом максимальная скорость фильтрации пара через слой отходов не должна превышать 2,48 м/с, поскольку при более высокой скорости начинается интенсивный унос частиц потоком пара из слоя отходов, что приводит к нарушению однородности слоя, образованию каналов в слое, по которым проходит пар, и нарушению равномерности фильтрации пара через слой, а следовательно, к нарушению равномерности прогрева слоя отходов.
Снижение же скорости фильтрации приводит к падению интенсивности процессов теплопередачи и увеличению длительности процесса, а значит и к росту энергозатрат на процесс получения топливных брикетов.
Температуру перегретого водяного пара, подаваемого в слой измельченных отходов, устанавливают в пределах 100-300оС. Температура 100оС обусловлена нижним пределом существования перегретого водяного пара. Подача пара при температуре больше 300оС нецелесообразна, поскольку при Т > 300оС резко интенсифицируются реакции взаимодействия углерода с водородом и кислородом древесины с образованием газообразных продуктов термического разложения, что в итоге приводит к снижению выхода полезного продукта топливных брикетов.
П р и м е р 1. В бункер 1 подают древесные отходы 2 в виде сосновой щепы влажностью 50 мас. Пусть состав сосновой щепы следующий: углерод 52,3% водород 6% кислород 41,2% зола 0,5% (в расчете на сухую массу сосновой щепы). При этом низшая теплота сгорания сухой массы щепы составляет 19,5 МДж/кг.
Под действием собственного веса щепа поступает в измельчитель 3. С помощью двигателя 4, расположенного на стойке 5, приводят во вращение шестерни 6. Проходя между шестернями 6, щепа 2 измельчается и попадает на сетку 7, через которую проходят частицы диаметром 10,9 мм и менее. Более крупные частицы (не прошедшие через сетку 7) захватываются шестернями 6 и, проходя через них повторно, измельчаются до диаметра частиц, которые проходят через сетку 7.
Измельченные отходы, прошедшие через сетку 7, попадают в дозатор 8. При помощи двигателя 9 и дозатора 8 осуществляют подачу измельченных древесных отходов в транспортер 10, работу которого обеспечивают с помощью двигателя 11. При помощи транспортера 10 отходы подают в камеру термообработки 12. За уровнем загружаемых отходов наблюдают через смотровое окно 13. После загрузки необходимого количества древесных отходов в камеру 12 с помощью устройства подпрессовки 14 осуществляют поджатие измельченных отходов к решетке 15 камеры термообработки 12. После поджатия отходов из парогенератора 16 по паропроводу 17 в подрешеточную камеру 18 подают перегретый до 300оС водяной пар. Пар после попадания в подрешеточную камеру 18 фильтруется через решетку 15 и слой измельченных отходов 2.
Давление пара в камере термообработки контролируют по показаниям манометра 19.
По показаниям расходомера 20 устанавливают скорость фильтрации пара через слой отходов 2,48 м/с. Фильтрующийся через слой измельченных древесных отходов перегретый водяной пар нагревает отходы. При этом температуру нагрева отходов контролируют по показаниям датчика температуры 21.
Профильтровавшийся через слой измельченных отходов перегретый водяной пар направляют в циклон 22, где пар и газообразные продукты термического разложения древесины очищаются от твердых частиц, которые могут уноситься с потоком пара из камеры термообработки, если возникнут локальные превышения скорости фильтрации пара vп > 2,48 м/с.
По трубопроводу 23 парогазовую смесь подают в конденсатор 24, где путем охлаждения смеси потоком воздуха, создаваемым вентилятором 25, конденсируют пары смол, уксусной кислоты и водяной пар. Образовавшийся конденсат направляют в фильтр 26, где отделяют воду, которую подают в парогенератор 16 для производства водяного пара, а остальные продукты (смолы и др.) используют в качестве химического сырья. Неконденсирующиеся газы (метан, этан и др.) через фильтр 27 направляют в топку парогенератора.
По достижении в камере термообработки Т 300оС включают дозатор 28 и подают отходы в шнековый пресс, приводимый во вращение двигателем 30. Термообработанные отходы прессуют при давлении 15 МПа (150 кг/см2). На выходе из пресса с помощью механизированного ножа 31 отходы нарезают на брикеты, которые по рольгангу 32 транспортируют к месту складирования.
В результате нагрева древесных отходов происходит термическое разложение древесины в среде перегретого водяного пара с выделением смол и газообразных продуктов. При этом смол образуется до 6 мас. Образующиеся смолы обволакивают каждую частицы отходов и служат связующим при прессовании, а также придают отходам водоотталкивающие свойства. Поэтому, брикеты приобретают такие новые качества (в сравнении с прототипом), как высокая прочность, влагостойкость.
В силу того, что значительная часть кислорода, содержащегося в древесине, расходуется на образование кислород- содержащих соединений, происходит относительное обогащение отходов углеродом, в результате чего растет теплота сгорания (теплотворная способность). Так, в данном случае плотность отходов составляет (брикетов) 1250 кг/м3, теплота сгорания 28,2 МДж/кг, влажность 0% прочность при сжатии 13,8 МПа.
Обработка отходов в среде перегретого водяного пара при Т 300оС приводит к тому, что вся влага, содержащаяся в отходах, испаряется и влажность отходов становится равной 0 мас.
При этом изменяется элементный состав древесины и становится следующим: углерод 79,09% водород 2,76% кислород 16,9% зола 1,25%
П р и м е р 2. В бункер 1 подают древесные отходы 2 в виде березовой щепы влажностью 13 мас. Пусть отходы (щепа) имеют следующий элементный состав: углерод 50% водород 6% кислород 43,5% зола 0,5% (в расчете на сухую массу березовой щепы). Низшая теплота сгорания сухой массы березовой щепы составляет 18,4 МДж/кг.
П р и м е р 2. В бункер 1 подают древесные отходы 2 в виде березовой щепы влажностью 13 мас. Пусть отходы (щепа) имеют следующий элементный состав: углерод 50% водород 6% кислород 43,5% зола 0,5% (в расчете на сухую массу березовой щепы). Низшая теплота сгорания сухой массы березовой щепы составляет 18,4 МДж/кг.
С помощью двигателя 4, расположенного на стойке 5, приводят во вращение шестерни 6. Проходя между шестернями 6, щепа 2 измельчается и попадает на сетку 7, через которую проходят частицы диаметром 0,04 ˙10-3м, а более крупные частицы захватываются шестернями 6 и, проходя через них повторно, измельчаются до диаметра частиц, которые проходят через сетку 7. Измельченные отходы, прошедшие через сетку 7, попадают в дозатор 8. При помощи двигателя 9 и дозатора 8 осуществляют подачу измельченных отходов в транспортер 10, работу которого обеспечивают с помощью двигателя 11. При помощи транспортера 10 отходы подают в камеру термообработки 12. За уровнем загружаемых отходов наблюдают через смотровое окно 13. После загрузки необходимого количества отходов в камеру 12 с помощью устройства подпрессовки 14 осуществляют поджатие измельченных отходов к решетке 15 камеры термообработки 12. После поджатия отходов из парогенератора 16 по трубопроводу 17 в подрешеточную камеру 18 подают перегретый водяной пар при Т250оС. Пар из камеры 18 проходит через решетку 15 и далее фильтруется через слой измельченных отходов 2.
Пусть в камеру термообработки загрузили 1000 кг измельченных березовых отходов.
В результате термического разложения березовых отходов в камере термообработки образуется, кг:
Твердые продукты раз-
ложения отходов (вклю-
чая смолы, которые
не перегоняются с во- дяным паром) 401
Газы (конденсирую-
щиеся и неконденси-
рующиеся): СО2 (углекислый газ) 169,75 СО (оксид углерода) 89,71 СН4 (метан) 48,0 С2Н4 (этилен) 12,6
Уксусная кислота (в виде пара) 43,78
Н2О (включающая
испарившуюся влагу отходов) 1235,16
Образующийся низкокалорийный газ имеет низшую теплоту сгорания 2,6 МДж/м3 и сжигается в топке парогенератора, а его теплота сгорания используется на производство рабочего пара (пара для термообработки).
Твердые продукты раз-
ложения отходов (вклю-
чая смолы, которые
не перегоняются с во- дяным паром) 401
Газы (конденсирую-
щиеся и неконденси-
рующиеся): СО2 (углекислый газ) 169,75 СО (оксид углерода) 89,71 СН4 (метан) 48,0 С2Н4 (этилен) 12,6
Уксусная кислота (в виде пара) 43,78
Н2О (включающая
испарившуюся влагу отходов) 1235,16
Образующийся низкокалорийный газ имеет низшую теплоту сгорания 2,6 МДж/м3 и сжигается в топке парогенератора, а его теплота сгорания используется на производство рабочего пара (пара для термообработки).
Давление пара в слое древесных отходов контролируют по показаниям манометра 19 и устанавливают равным 0,15 МПа (1,5 атм, давление на выходе из камеры равно атмосферному 1 атм). По показаниям расходомера 20 скорость фильтрации пара через через слой отходов устанавливают равной 2,48 м/с.
Профильтровавшийся через слой измельченных отходов водяной пар в смеси с газообразными продуктами разложения древесины направляют в циклон 22, где пар и газообразные продукты очищаются от пыли. Затем по трубопроводу 23 парогазовую смесь подают в конденсатор 24, где путем охлаждения смеси потоком воздуха, создаваемым вентилятором 25, конденсируют пары уксусной кислоты и водяной пар. Образовавшийся конденсат направляют в фильтр 26, где отделяют воду, которую подают в парогенератор 16 для производства водяного пара, а остальные продукты используют в качестве химического сырья. Неконденсирующиеся газы через фильтр 27 направляют в топку парогенератора.
По достижении в камере термообработки температуры 250оС включают дозатор 28 и подают отходы в шнековый пресс, приводимый во вращение двигателем 30. Отходы прессуют при давлении 13 МПа (130 кг/см2).
На выходе из пресса с помощью механизированного ножа 31 отходы нарезают на брикеты, которые по рольгангу 32 транспортируют к месту складирования. Плотность брикетов из отходов составляет 1100 кг/м3, теплота сгорания 25,8 МДж/кг, влажность 0 мас. прочность на сжатие 12,4 МПа.
Обработка древесных отходов в среде перегретого водяного пара при 250оС приводит к тому, что вся влага, содержащаяся в отходах, испаряется и влажность отходов становится равной 0 мас.
В результате термообработки изменяется элеметный состав отходов и становится равным: углерод 69% водород 5% кислород 25% зола 1%
П р и м е р 3. В бункер 1 подают древесные отходы 2 в виде березовой щепы влажностью 13 мас. Пусть состав березовой щепы следующий: углерод 50% водород 6% кислород 43,5% зола 0,5% (в расчете на сухую массу березовой щепы). Низшая теплота сгорания сухой массы березовой щепы составляет 18,4 МДж/кг. С помощью двигателя 4, расположенного на стойке 5, приводят во вращение шестерни 6. Проходя между шестернями 6, щепа 2 измельчается и попадает на сетку 7, через которую проходят частицы диаметром 10,9˙ 10-3 м, а более крупные частицы захватываются шестернями 6 и, проходя через них повторно, измельчаются до диаметра 10,9 мм. Измельченные отходы, прошедшие через сетку 7, попадают в дозатор 8. При помощи двигателя 9 и дозатора 8 осуществляют подачу измельченных отходов в транспортер 10, работу которого обеспечивают с помощью двигателя 11. При помощи транспортера 10 отходы подают в камеру термообработки 12. За уровнем загружаемых отходов наблюдают через смотровое окно 13. После загрузки необходимого количества отходов в камеру 12 с помощью устройства подпрессовки 14 осуществляют поджатие измельченных отходов к решетке 15 камеры термообработки 12. После поджатия отходов из парогенератора 16 по трубопроводу 17 в подрешеточную камеру 18 подают водяной пар при 100оС. Пар из камеры 18 проходит через решетку 15 и далее фильтруется через слой измельченных отходов 2.
П р и м е р 3. В бункер 1 подают древесные отходы 2 в виде березовой щепы влажностью 13 мас. Пусть состав березовой щепы следующий: углерод 50% водород 6% кислород 43,5% зола 0,5% (в расчете на сухую массу березовой щепы). Низшая теплота сгорания сухой массы березовой щепы составляет 18,4 МДж/кг. С помощью двигателя 4, расположенного на стойке 5, приводят во вращение шестерни 6. Проходя между шестернями 6, щепа 2 измельчается и попадает на сетку 7, через которую проходят частицы диаметром 10,9˙ 10-3 м, а более крупные частицы захватываются шестернями 6 и, проходя через них повторно, измельчаются до диаметра 10,9 мм. Измельченные отходы, прошедшие через сетку 7, попадают в дозатор 8. При помощи двигателя 9 и дозатора 8 осуществляют подачу измельченных отходов в транспортер 10, работу которого обеспечивают с помощью двигателя 11. При помощи транспортера 10 отходы подают в камеру термообработки 12. За уровнем загружаемых отходов наблюдают через смотровое окно 13. После загрузки необходимого количества отходов в камеру 12 с помощью устройства подпрессовки 14 осуществляют поджатие измельченных отходов к решетке 15 камеры термообработки 12. После поджатия отходов из парогенератора 16 по трубопроводу 17 в подрешеточную камеру 18 подают водяной пар при 100оС. Пар из камеры 18 проходит через решетку 15 и далее фильтруется через слой измельченных отходов 2.
Давление пара в слое древесных отходов контролируют по показаниям манометра 19 и устанавливают равным 0,1013 МПа (1,013 кг/см2). По показаниям расходомера 20 скорость фильтрации пара через слой отходов устанавливают равной 2,48 м/с. Пар, фильтруясь через слой отходов, нагревает их. При этом температуру нагрева отходов контролируют по показаниям датчика температуры 21.
Профильтровавшийся через слой древесных отходов водяной пар направляют в циклон 22, где пар и газообразные продукты термообработки отходов очищаются от твердых частиц.
По трубопроводу 23 парогазовую смесь подают в конденсатор 24, где путем охлаждения смеси потоком воздуха, создаваемым вентилятором 25, конденсируют пары. Образовавшийся конденсат направляют в фильтр 26, где его очищают и затем подают в парогенератор 16 для производства водяного пара.
Поскольку при нагревании отходов до температуры 100оС практически не образуется неконденсирующихся газов, а в основном испаряется влага, содержащаяся в отходах, то фильтр 27 не используют.
По достижении в камере термообработки 100оС включают дозатор 28 и подают отходы в шнековый пресс, приводимый во вращение двигателем 30. Термообработанные отходы прессуют при давлении 15 МПа (150 кг/см2). На выходе из пресса с помощью механизированного ножа 31 отходы нарезают на брикеты, которые по рольгангу 32 транспортируют к месту складирования. При нагреве отходов до 100оС выделяется относительно небольшое количество летучих продуктов и уменьшается прочность древесины, что позволяет при прессовании получать высокую плотность брикетов. В данном случае плотность брикетов составляет 1050 кг/м3, теплота сгорания 19,5 МДж/кг, влажность 0 мас. прочность на сжатие 13,4 МПа.
Claims (2)
1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОПЛИВНЫХ БРИКЕТОВ ИЗ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ, включающий их измельчение, обработку измельченных отходов перегретым водяным паром до 300oС и последующее прессование, отличающийся тем, что обработку перегретым паром слоя частиц отходов диаметром (0,04 10,9) · 10- 3 м ведут в режиме фильтрации.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют перегретый пар с температурой 100 300oС при скорости фильтрации его через слой отходов 2,48 м/с.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5058521 RU2046821C1 (ru) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | Способ изготовления топливных брикетов из древесных отходов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5058521 RU2046821C1 (ru) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | Способ изготовления топливных брикетов из древесных отходов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2046821C1 true RU2046821C1 (ru) | 1995-10-27 |
Family
ID=21611506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5058521 RU2046821C1 (ru) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | Способ изготовления топливных брикетов из древесных отходов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2046821C1 (ru) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2182233C1 (ru) * | 2001-07-25 | 2002-05-10 | Аристархов Дмитрий Викторович | Способ брикетирования отходов |
| RU2191799C2 (ru) * | 2000-08-14 | 2002-10-27 | Открытое акционерное общество Алтайский научно-исследовательский институт технологии машиностроения | Способ брикетирования лигносодержащих материалов и комплекс средств для его осуществления |
| RU2369633C2 (ru) * | 2007-03-30 | 2009-10-10 | Евгений Николаевич Малышев | Способ получения брикетов |
| RU2369632C1 (ru) * | 2008-05-12 | 2009-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная лесотехническая академия" | Способ автоматического управления процессом производства биотоплива из древесного сыпучего сырья |
| RU2506305C2 (ru) * | 2008-05-02 | 2014-02-10 | Ханс ВЕРНЕР | Способ, приспособление и применение приспособления для получения топлива из влажной биомассы |
| RU2518068C2 (ru) * | 2008-12-15 | 2014-06-10 | ЗИЛХА БАЙОМАСС ФЬЮЭЛЗ АЙ ЭлЭлСи | Способ получения гранул или брикетов |
| EA023185B1 (ru) * | 2013-04-26 | 2016-05-31 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Тамбовский Государственный Технический Университет" | Система для получения гранулированного термически обработанного биотоплива |
| RU2766454C1 (ru) * | 2021-03-22 | 2022-03-15 | Леонид Александрович Аминов | Способ переработки органических отходов |
-
1992
- 1992-08-12 RU SU5058521 patent/RU2046821C1/ru active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 763454, кл. C 10L 5/44, 1980. * |
| 2. Патент Франции N 2206701, кл. B 29J 5/00, 1974. * |
| 3. Заявка Франции N 2476120, кл. C 10L 5/44, 1981. * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2191799C2 (ru) * | 2000-08-14 | 2002-10-27 | Открытое акционерное общество Алтайский научно-исследовательский институт технологии машиностроения | Способ брикетирования лигносодержащих материалов и комплекс средств для его осуществления |
| RU2182233C1 (ru) * | 2001-07-25 | 2002-05-10 | Аристархов Дмитрий Викторович | Способ брикетирования отходов |
| RU2369633C2 (ru) * | 2007-03-30 | 2009-10-10 | Евгений Николаевич Малышев | Способ получения брикетов |
| RU2506305C2 (ru) * | 2008-05-02 | 2014-02-10 | Ханс ВЕРНЕР | Способ, приспособление и применение приспособления для получения топлива из влажной биомассы |
| RU2369632C1 (ru) * | 2008-05-12 | 2009-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная лесотехническая академия" | Способ автоматического управления процессом производства биотоплива из древесного сыпучего сырья |
| RU2518068C2 (ru) * | 2008-12-15 | 2014-06-10 | ЗИЛХА БАЙОМАСС ФЬЮЭЛЗ АЙ ЭлЭлСи | Способ получения гранул или брикетов |
| EA023185B1 (ru) * | 2013-04-26 | 2016-05-31 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Тамбовский Государственный Технический Университет" | Система для получения гранулированного термически обработанного биотоплива |
| RU2766454C1 (ru) * | 2021-03-22 | 2022-03-15 | Леонид Александрович Аминов | Способ переработки органических отходов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230348805A1 (en) | Process for beneficiating and cleaning biomass | |
| US4477257A (en) | Apparatus and process for thermal treatment of organic carbonaceous materials | |
| EP1770152A1 (en) | Method and device for pelletizing unprocessed sugar-cane bagasse | |
| US20160304800A1 (en) | Torrefaction Process | |
| JP2016532544A (ja) | バイオマス処理装置およびバイオマス処理方法 | |
| RU2046821C1 (ru) | Способ изготовления топливных брикетов из древесных отходов | |
| CN103380342A (zh) | 干燥生物质和含碳材料的方法 | |
| EP0577701A1 (en) | A method and a plant for heat treatment of biological material. | |
| US3436314A (en) | Technique for converting bagasse and other moist plant substances into charcoal | |
| US5357881A (en) | Combined positive controlled sludge dryer and burner | |
| EP2524182B1 (en) | Process and system for treating bulk material utilizing flash and leakage steam in a bulk handling system | |
| Yoshida et al. | Dewatering of high-moisture wood chips by roller compression method | |
| US6745706B2 (en) | Process and apparatus for disposing of municipal solid waste | |
| JP2022529161A (ja) | 木炭の製造方法 | |
| RU2062231C1 (ru) | Способ изготовления декоративных элементов из древесных отходов | |
| US3218313A (en) | Method and apparatus for thermally dehydrating nitrocellulose | |
| RU2672246C1 (ru) | Установка для получения биотоплива из березовой коры | |
| KR102118253B1 (ko) | 커피추출잔사를 이용한 바이오 고형연료 성형장치 | |
| US2984015A (en) | Apparatus for particulating wood for fuel | |
| Resch | Densified wood and bark fuels | |
| CA1184765A (en) | Process for making fuel pellets from organic fibrous material | |
| RU2783180C1 (ru) | Способ переработки твердых бытовых отходов во вторичное сырье | |
| RU2182233C1 (ru) | Способ брикетирования отходов | |
| RU2771646C1 (ru) | Установка для переработки лигноцеллюлозных отходов в угольные брикеты | |
| RU2807761C1 (ru) | Автоматизированная установка для производства угольных брикетов из биомассы |