ТОПЛИВНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 2004 года по МПК C10L5/44 

Изобретение относится к твердотопливным источникам тепла и может быть использовано, например, в качестве топлива для автономного и экономичного обогрева помещений в бытовых и промышленных условиях.

В современных условиях жизни человека важной проблемой является создание и использование недорогого и экологически чистого топлива с высокими энергетическими характеристиками. При создании такого топлива, как правило, в его состав должны входить органические компоненты растительного происхождения и/или отходы их производства.

Многотоннажные отходы возникают в производстве при переработке зерновых культур, например при переработке зерен гречихи возникают отходы в виде лузги, утилизация которых вызывает большие проблемы.

Известен способ утилизации отходов переработки гречишных зерен, в котором лузгу используют в качестве одного из компонентов для изготовления теплоизоляционного материала (RU №2075210, С 04 В 28/24, 1994). Она включает жидкое стекло, диатомит и фторсиликат натрия и дополнительно содержит портландцемент и гречневую лузгу при следующем соотношении компонентов, мас.%: жидкое стекло 39-44, диатомит 22-26, фторсиликат натрия 6-9, портладцемент 2,1-3,0, гречневая лузга 22-26. Количество утилизируемой лузги при изготовлении такого теплоизоляционного материала незначительно.

Известен топливный брикет (варианты) (RU №2187542, С 10 L 11/04, 2001). Топливный брикет включает, мас.%: измельченный древесный уголь 50-93, крахмал или муку пшеничную или декстрин 3-45, воду - остальное до 100 или дополнительно содержит 4-15% древесных опилок при содержании 35-91% измельченного древесного угля, 3-45% крахмала или муки пшеничной или декстрина, остальное до 100 - воды.

К недостаткам топливного брикета можно отнести то, что наличие в его составе крахмала и пшеничной муки ведет к удорожанию стоимости брикета.

Известны топливный брикет и способ его получения (RU №2068442, С 10 L 5/14, 1994). Топливный брикет содержит смесь измельченного твердого топлива с раствором связующего - производного сульфокислоты, например натриевой соли метиленнафталинсульфокислоты или лигносульфоната, с влажностью не более 9%, заключенную в горючую оболочку, при этом объем отвержденной смеси равен внутреннему объему оболочки. В качестве твердого топлива используют мелкий уголь, угольный шлам, опилки, лузгу, дробленую кору и другие. К недостаткам топливного брикета можно отнести многокомпонентность состава, что ведет к удорожанию стоимости брикета.

Задачи, на решение которых направлено изобретение, состоят: в расширении ассортимента твердотопливных источников тепла, создании экологически чистого топлива с высокими энергетическими и прочностными характеристиками, утилизации отходов обработки зерна гречихи.

Поставленные задачи решены следующим образом.

Топливное средство содержит твердую основу органического происхождения и связующее и отличается тем, что в качестве твердой основы используют отходы лущения гречишных зерен, а в качестве связующего - муку отходов лущения гречишных зерен, природную пыль и древесные опилки при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Отходы лущения гречишных зерен 70-80

Мука отходов лущения гречишных зерен и природная пыль 10-15

Древесные опилки 10-30

Вода Остальное

Топливное средство может быть сформировано в виде брикетов или в виде гранул.

Отходы лущения гречишных зерен (лузга гречихи) образуются при очистке гречневого ядра от внешнего покрытия. Отходы представляют собой множество несвязанных между собой отдельных элементов. Каждый элемент имеет устойчивую пространственно-каркарсную структуру и состоит из одиночных, сдвоенных или строенных лепестков, представляющих собой достаточно жесткую эластичную конструкцию. Лепестки покрыты природной пылью и перемешаны с остатками муки, образовавшимися при очистке гречневого ядра. Количество природной пыли и муки может доходить до 15% на 1 тонну лузги.

Непосредственное сжигание такой лузги в топке является небезопасным, так как она представляет собой текучую смесь из легких лепестков с остатками муки, которые являются инициатором воспламенения (горения).

Остатки муки при формировании топливного средства выступают в качестве одного из компонентов связующего.

Древесные опилки представляют собой продукт от переработки древесных отходов различных пород древесины, образующихся при промышленной переработке деловой древесины. По фракционному составу они представляют собой смесь частичек размерами от 0,5 мм до 1,0 мм с влажностью 8-10%.

Способ получения топливного средства заключается в следующем.

Лузгу гречихи, покрытую природной пылью и мукой, древесные опилки, каждый из своего накопителя, подают транспортером в дозирующее устройство, после чего они поступают через шлюзовые питатели на горизонтальный шнековый транспортер, который подает сырье в оперативный бункер пресса. Бункер и система подачи сырья выполнены газоплотными, что препятствует поступлению пыли в производственное помещение. Из оперативного бункера пресса сырье при помощи побудителя, установленного в бункере, поступает в шлюзовый питатель пресса, а затем в смеситель, где сырье тщательно перемешивают и обрабатывают перегретым водяным паром от парогенератора при температуре 200-250°С и под давлением 0,1-0,15 атм. Готовая к прессованию смесь поступает в пресс, где в зависимости от вида конечного продукта (брикеты или гранулы) происходит процесс прессования под давлением 1000-1200 кгс/см² и при температуре 150-200°С.

Полученный после прессования продукт, имеющий температуру 80°С, поступает на охлаждение и дальнейшее складирование. Прочность брикетов достаточная для их штабелирования и перевозки.

Готовая продукция имеет вид брикетов с размерами 150×40×30 мм или гранул (цилиндрические столбики) с размерами - диаметр от 6 до 8 мм при длине до 25 мм.

В процессе брикетирования при нагреве смеси до температуры 200-250°С происходит термическое разложение древесины с выделением смол и газообразных продуктов. Образующиеся смолы обволакивают каждую частицу лузги гречихи и соединяются с природной пылью и мукой, находящимися на лепестках. Образовавшийся компонент является связующим при прессовании. На поверхности топливного средства образуется пленка, которая придает ему водоотталкивающие свойства, и готовые брикеты и гранулы приобретают высокую прочность и влагостойкость. Ниже приведены характеристики готового к употреблению топливного средства:

Влажность 8-10%

Плотность 600-750 кг/м³

Теплотворная способность 20,0-24,0 МДж/кг

Зольность не более 2-3%

Изобретение поясняется следующими примерами.

ПРИМЕР 1.

Брикеты имеют следующий состав, мас.%: отходы лущения гречишных зерен 70,0, мука отходов лущения гречишных зерен и природная пыль 10,5, древесные опилки 17,5, вода 2,0.

Характеристика брикета:

Влажность не более 9%

Плотность 650 кг/м³

Теплотворная способность 22,0 МДж/кг

Зольность не более 2%

ПРИМЕР 2.

Гранулы имеют следующий состав, мас.%: отходы лущения гречишных зерен 74,0, мука отходов лущения гречишных зерен и природная пыль 11,0, древесные опилки 12,5, вода 2,5.

Характеристика гранул:

Влажность не более 8%

Плотность 700 кг/м³

Теплотворная способность 21,0 МДж/кг

Зольность не более 2%

Полученное топливо является дешевым, отличается простым способом получения, экологической чистотой и решает задачу утилизации отходов переработки древесной зелени и отходов лущения гречишных зерен в значительных количествах.

Изобретение относится к твердотопливным источникам тепла и может быть использовано, например, в качестве топлива для автономного и экономичного обогрева помещений в бытовых и промышленных условиях. Топливное средство содержит 70-80% отходов лущения гречишных зерен, 10-15% муки отходов лущения гречишных зерен и природной пыли, 10-30% древесных опилок и остальное вода. Топливное средство может быть сформировано в виде брикетов или в виде гранул. Изобретение расширяет ассортимент твердотопливных источников тепла, способствует созданию экологически чистого топлива с высокими энергетическими и прочностными характеристиками и утилизации отходов обработки зерна гречихи. 2 з.п. ф-лы.

1. Топливное средство, содержащее твердую основу органического происхождения и связующее, отличающееся тем, что в качестве твердой основы используют отходы лущения гречишных зерен, а в качестве связующего - муку отходов лущения гречишных зерен, природную пыль и древесные опилки при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Отходы лущения гречишных

зерен 70-80

Мука отходов лущения гречишных зерен

и природная пыль 5-10

Древесные опилки 10-30

Вода Остальное