Топливные брикеты Российский патент 2025 года по МПК C10L5/02 C10L5/14 

Изобретение относится к топливным брикетам, которые могут найти применение в малой энергетике, жилищно-коммунальном хозяйстве, на железнодорожном транспорте, в бытовых печах, каминах, в первую очередь, для растопки сырых дров.

Известен топливный брикет, содержащий предварительно смешанные перемолотый углеродосодержащий наполнитель и связующее, отличающийся тем, что в качестве связующего использована биомасса из перемолотых растений борщевика Сосновского, а брикет выполнен спрессованным с удалением жидкой составляющей и высушенным [1].

Недостатком данного изобретения является невысокая температура горения.

Известны также топливные брикеты из двухкомпонентной смеси растительного, предпочтительно древесного, происхождения: первый компонент - измельченные древесные отходы деревозаготовительных предприятий и/или предприятий деревопереработки, а второй компонент - древесный уголь, отличающиеся тем, что двухкомпонентная смесь представлена в виде гомогенизированного композиционного материала, полученного компаундированием матрицы из измельченных древесных отходов и упрочняющих дисперсных частиц древесного угля, осуществляемым в два этапа: первый этап - при совмещении следующих одновременно протекающих процессов: сушка древесных отходов с исходной естественной влажностью, диспергирование исходного древесного угля и адсорбция матрицей диспергированного древесного угля; а второй этап - в процессе брикетирования композиционного материала, предпочтительно, экструзией, причем совмещение сушки, диспергирования и адсорбции осуществляют в динамичном закольцованном тепловом потоке смеси топочных газов с выделяемыми в процессе сушки парами влаги древесных отходов, при этом содержание древесного угля в исходном сырье поддерживают в пределах 5÷30 мас. % [2].

Недостатком данного изобретения является невысокая температура горения.

Известны также топливные брикеты, содержащие горючее связующее, загуститель - угольную пыль и наполнитель, отличающиеся тем, что в качестве горючего связующего они содержат смесь нефтешлама и каменноугольного масла в соотношении 1:(0,6-0,8), в качестве наполнителя - лузгу семян масличных культур и дополнительно содержат отвердитель - гидрофуз и отход процесса дезодорации растительных масел в соотношении 1:(0,1-0,5) при следующем соотношении компонентов, масс. %:

горючее связующее 40-50 загуститель 30-40 отвердитель 2-4 наполнитель до 100 [3]

Это изобретение выбрано в качестве прототипа предложенного решения.

Недостатком прототипа является невысокая температура горения.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение температуры горения топливных брикетов, за счет чего повышается эффективность просушивания сырых дров, для растопки которых предполагается использовать заявленное изобретение.

Это достигается тем, что топливные брикеты, содержащие горючее связующее и наполнитель, в качестве горючего связующего содержат парафин марки Т-1, в качестве наполнителя содержат сушеные листья яблони, а также дополнительно содержат сульфат магния при следующем соотношении компонентов, масс. %:

горючее связующее 42.5 наполнитель 42.5 сульфат магния 15

Общеизвестно, что сушеные листья являются горючим материалом [4]. Горючие свойства парафина также являются общеизвестными [5], вместе с их способностью выступать в роли связующего [6]. С другой стороны, сульфат магния, являясь изначально негорючим веществом - применяется, например, при производстве огнестойких тканей и бумаги [7] - при нагревании разлагается в соответствии со следующей реакцией [8]:

Следовательно, если температура горения горючего связующего и наполнителя достигнет 1200°С, то начнется термическое разложение сульфата магния с выделением кислорода, который станет причиной дополнительного повышения температуры горения всего топливного брикета. Соответственно, получается «цепная» реакция, в которой сначала происходит возгорание горючего связующего и наполнителя, выступающих в роли основы для последующего термического разложения сульфата магния с выделением кислорода, который дополнительно повышает температуру горения той же смеси горючего связующего и наполнителя.

Общеизвестно [9], что температура горения парафиновой свечи составляет как раз 1200°С, а сухие листья относятся к т.н. лесным горючим материалам, температура горения которых превышает 1000°С [10]. Все это обуславливает возможность для термического разложения сульфата магния и выделения кислорода, за счет которого происходит дополнительное повышение температуры горения всего топливного брикета.

Топливные брикеты получают следующим образом.

Наполнитель и сульфат магния смешивают механическим способом, затем в полученную смесь добавляют предварительно расплавленное горючее связующее, затем помещают полученную смесь в лабораторный стакан для придания топливному брикету формы цилиндра и охлаждают при комнатной температуре.

Указанное выше соотношение компонентов выбрано по следующим причинам. Горючее связующее позволяет создать цельный брикет, который не рассыпается, в количестве 42.5 масс. %. При меньшем количестве горючего связующего полученный топливный брикет не будет держать форму, он будет рассыпаться. При большем количестве горючего связующего цена полученного топливного брикета будет неоправданно повышаться, хотя заявленный технический результат не изменится. Количество наполнителя равняется количеству горючего связующего. Оставшуюся часть составляет сульфат магния в количестве 15 масс. %. При меньшем количестве сульфата магния технический результат будет проявляться крайне слабо из-за малого количества дополнительно выделяемого кислорода. При большем количестве сульфата магния технический результат также будет проявляться слабо, но уже по другой причине - избыточное количество сульфата магния будет препятствовать возгоранию наполнителя и горючего связующего.

В качестве примера рассмотрим топливные брикеты, в которых сушеные листья яблони (21.25 г.) и сульфат магния (7.5 г.) (Фиг. 1) были смешаны механическим способом, затем в полученную смесь был добавлен предварительно расплавленный парафин марки Т-1 (21.25 г.), затем полученную смесь поместили в лабораторный стакан для придания топливному брикету с финальной массой 50 г. формы цилиндра (Фиг. 2) и охлаждали при комнатной температуре в течение 30 минут. Далее был проведен эксперимент по измерению температуры горения изготовленного топливного брикета с помощью термопары (Фиг. 3). В результате эксперимента было установлено, что температура горения изготовленного топливного брикета составляет 1400°С, что, как минимум, на 200°С выше температуры горения прототипа.

Источники информации:

1. Патент РФ №2810842.

2. Патент РФ №2653513.

3. Патент РФ №2556226 - прототип.

4. Патент РФ №2246530

5. Клопов, М.И. Органическая химия: учебник для вузов / М.И. Клопов, О.В. Першина. - Санкт-Петербург: Лань, 2021. - 148 с. - ISBN 978-5-8114-7320-5. - Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. - URL: https://e.lanbook.com/book/169790 (дата обращения: 28.05.2024). - Режим доступа: для авториз. пользователей.

6. Парафин Т-1 технический очищенный [Электронный ресурс] // сайт.-URL: https://himavangard.ru/catalog/parafinovo-voskovava-produktsiya/parafin-t-1/#:~:text=%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D0%BD%20%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9%20%D0%A21%20%E2%80%93%20%D1%8D%D1%82%D0%BE%20%D0%BC%D0%B0%D1%80%D0%BA%D0%B0,%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%BC%20%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D0%B8%20%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D0%B4%D0%B0%D0%B5%D1%82%20%D0%BC%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B9%20%D0%B2%D1%8F%D0%B7%D0%BA%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C%D1%8E (дата обращения: 28.05.2024).

7. Новоженов, В.А. Неорганическая химия: учебное пособие / В.А. Новоженов. - Барнаул: АлтГУ, 2017 - Часть 1: Соединения s-элементов - 2017. - 238 с. - Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. - URL: https://e.lanbook.com/book/194870 (дата обращения: 28.05.2024). - Режим доступа: для авториз. пользователей.

8. Википедия: сульфат магния [Электронный ресурс] // сайт. - URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%84%D0%B0%D1%82%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%8F (дата обращения: 28.05.2024).

9. Экологическая безопасность в техносферном пространстве. Сборник материалов IV Международной научно практической конференции преподавателей, молодых ученых и студентов (20 мая 2021 г.): материалы конференции / составители С.В. Анахов [и др.]. - Екатеринбург: РГППУ, 2021. - 217 с. - ISBN 978-5-8050-0715-7. - Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. - URL: https://e.lanbook.com/book/332753 (дата обращения: 28.05.2024). - Режим доступа: для авториз. пользователей.

10. Смирнов, А.П. Природа лесных пожаров / А.П. Смирнов, А.А. Смирнов. - Санкт-Петербург: Лань, 2023. - 80 с. - ISBN 978-5-507-45980-3. - Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. - URL: https://e.lanbook.com/book/319343 (дата обращения: 28.05.2024). - Режим доступа: для авториз. пользователей.

Изобретение относится к топливным брикетам, которые могут найти применение в малой энергетике, жилищно-коммунальном хозяйстве, на железнодорожном транспорте, в бытовых печах, каминах, в первую очередь, для растопки сырых дров. Описаны топливные брикеты, содержащие горючее связующее и наполнитель, в качестве горючего связующего содержащие парафин марки Т-1, в качестве наполнителя содержащие сушеные листья яблони, а также дополнительно содержащие сульфат магния при следующем соотношении компонентов, масс. %: горючее связующее 42.5; наполнитель 42.5; сульфат магния 15. Технический результат – повышение температуры горения топливных брикетов. 3 ил., 1 пр.

Топливные брикеты, содержащие горючее связующее и наполнитель, отличающиеся тем, что в качестве горючего связующего содержат парафин марки Т-1, в качестве наполнителя содержат сушеные листья яблони, а также дополнительно содержат сульфат магния при следующем соотношении компонентов, масс. %:

горючее связующее 42.5 наполнитель 42.5 сульфат магния 15