ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ЛИГНО-ГЕЛЕВЫХ ТОПЛИВНЫХ ГРАНУЛ

Техническое решение относится к технологической линии по производству лигно-гелевых топливных гранул и может быть востребовано во многих отраслях промышленности, как оборудование для производства экологически чистого, возобновляемого и сравнительно дешевого топлива, которое может быть использовано в котлах любой мощности - от отопления частных домов до крупных ТЭЦ.
Создана принципиально новая технология по производству лигно-гелевых торфяных брикетов из фрезерного торфа. ЛГТ брикеты - (далее топливные гранулы) - топливо будущего, производятся без химических закрепителей. По этой технологии из фрезерного торфа с теплотворной способностью 1700-1800 ккал/кг. и рабочей влажностью 57-59% получены топливные гранулы с теплотворной способностью 4000-4400 ккал/кг, рабочей влажностью 25-27% и рабочей зольностью =5-7%.
Известен способ получения топливных гранул, включающий стадию получения сырья в виде волокон, полученных из семян кукурузы, отрубей пшеницы, риса, сои, рапса. Способ может включать этапы смешивания и сырья с предохранительным веществом до формирования в гранулы с парами щелочных металлов, предохранительное вещество представляет собой карбонат кальция в количестве 0,5% от веса, гранулы содержат добавки в виде нитрата аммония, кальция, магния, марганца, алюминия, селитры. Способ получения гранул включает стадию получения сырья в виде волокон, имеющих влажность от 10 до 16%, смешанных посредством сжатия и экструзии. Полученные из сырья топливные гранулы в виде маленьких цилиндров от 3/8 до 3/4 дюйма имеют большую теплотворную способность топлива. Способ включает этап предварительной обработки зерен или семян перегретым паром высокой температуры перед формированием гранул. Способ включает этап активации с помощью высокой температуры целлюлозы в качестве связующего. Смешивание с предохранительным веществом происходит с помощью сжатия и экструзии до получения гранул, при этом предохранительным веществом является карбонат кальция - 0,5% по весу. Во время экструзии температуру повышают до 130°С. Объемная плотность гранул составляет от 11 до 16 фунтов на кубический фунт. В гранулы добавляют отходы минеральных компонентов - опилки, целлюлозу, гиммецеллюлозу, лигнин (U.S. Пат. №7.785.379, от 31.08.2010)
2
Недостаток данного способа заключается в том, что при исполнении полученного таким путем топлива, не обеспечивается возобновление сырьевой базы и источника энергии, не снижается СО при его сгорании, а следовательно не обеспечивается улучшение экологии окружающей среды.
Наиболее близким техническим решением является способ получения органического топлива с использованием целлюлозного материала более 55% масс и с использованием лигнина с карбонатом кальция, которые сушат в сушилке до остаточной влажности 5-15% от массы, затем смешивают с термопластичным материалом (продукты органического происхождения) в соотношении 90-99% масс первого компонента и 1-10% масс - второго и гранулируют при температуре не менее 55°С. Для повышения теплотворной способности топлива к смеси целлюлозы и термопластичного материала могут быть добавлены измельченные шины, термореактивные смолы и/или остатки нефтеперегонки, в качестве связующих агентов к термопластичному материалу могут быть добавлены парафиновый гач, парафины и лигносульфонаты. (Пат. W0 79/00988, от 29.11.79.)
2
Недостаток данного способа заключается том, что при использовании полученного таки путем топлива, не обеспечивается возобновление сырьевой базы и источника энергии, не снижается СО при его сгорании, а следовательно не обеспечивается улучшение экологии окружающей среды.
Техническая задача предложенного технического решения - улучшение экологии окружающей среды, повышение теплотворной способности полученного топлива, снижение себестоимости его производства и сохранение сырьевой базы, независимо от добычи, производства и сжигания полученного топлива.
Техническая задача обеспечивается тем, что технологическая линия по производству лигно-гелевых топливных гранул содержит, сообщенные между собой транспортными средствами, пост подготовки торфяного сырья, пост подготовки торфяного геля, пост производства лигно-гелевых топливных гранул и емкость для хранения торфяного геля, сообщенную с постом подготовки торфяного геля и с постом производства лигно-гелевых топливных гранул, при этом пост подготовки торфяного сырья снабжен просеивающим и/или измельчающим устройством, пост подготовки торфяного геля снабжен устройством кавитационной обработки смеси, а пост производства лигно-гелевых топливных гранул - смесителем с дозатором порционной подачи и устройством для прессования и/или формования топливных гранул. Просеивающее устройство поста подготовки торфяного сырья представлено в виде грохота, или в виде сепаратора.
Устройство кавитационной обработки смеси поста подготовки торфяного геля представлено в виде диспергатора, или в виде гомогенизатора, или в виде эмульгатора, или в виде кавитатора.
Устройство для прессования и/или формования топливных гранул представлено в виде экструдера, или в виде валкового пресса, или в виде шнекового пресса
Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 - изображен общий вид технологической линии по производству лигно-гелевых топливных гранул
Технологическая линия по производству лигно-гелевых топливных гранул содержит, сообщенные между собой транспортными средствами 1, пост подготовки торфяного сырья 2, пост подготовки торфяного геля 3, пост производства лигно-гелевых топливных гранул 4, и емкость для хранения торфяного геля 5, сообщенную с постом подготовки торфяного геля 3 и с постом производства лигно-гелевых топливных гранул 4, при этом пост подготовки торфяного сырья 2 снабжен просеивающим и/или измельчающим устройством 6, пост подготовки торфяного геля 3 снабжен устройством кавитационной обработки смеси 7, а пост производства лигно-гелевых топливных гранул 4 - смесителем 8 с дозатором порционной подачи 9 и устройством для прессования и/или формования топливных гранул 10.
В предложенной технологии сначала из фрезерного торфа в специальной установке получают гель (новый вид топлива), который является связующим веществом и одновременно в геле повышается калорийность в 1,5-1,6 раза от исходного торфа за счет предварительной обработки. Сырьем для получения геля является фрезерный торф и вода. Изготовление топливных гранул происходит в формовочной машине, куда попадает после перемешивания в определенных пропорциях фрезерный торф и гель. Поскольку полученная смесь предварительно не подсушена и в ней присутствует гель, то затраты электроэнергии на формирование топливных гранул в 10 раз меньше, чем в существующих технологиях приготовления топлива. Гидролизный лигнин (гель) - связующее вещество. Гидролизный лигнин представляет собой опилкоподобную массу с влажностью 65-70%. По своему составу это комплекс веществ, в который входят собственно лигнин растительной клетки, часть полисахаридов, группа веществ лигногуминового комплекса, не отмытые после гидролиза моносахара минеральные и органические кислоты, зольные и другие вещества.
Гидролизный лигнин характеризуется большим объемом пор, приближающимся к пористости древесного угля, высокой реакционной способностью по сравнению с традиционными углеродистыми восстановителями и вдвое большим в сравнении с древесиной содержанием твердого углерода, достигающим 30%, т.е. почти половины углерода древесного угля. Для получения связующего вещества (лигнина) используется метод кавитационной обработки смеси торфа, например, (в диспергаторе, или гомогенизаторе, или эмульгаторе, или кавитаторе)
Работа технологической линии по производству лигно-гелевых топливных гранул осуществляется следующим образом.
Фрезерный торф, поступивший на пост подготовки торфяного сырья 2, просеивают или измельчают до получения заданного размера частиц, после чего кондиционное торфяное сырье транспортным средством 1 подается через дозаторы порционной подачи 9 либо в смеситель 8 поста производства лигно-гелевых топливных гранул 4, либо в устройство кавитационной обработки смеси 7 поста подготовки торфяного геля 3. На посту подготовки торфяного геля 3, куда одновременно с торфяным сырьем подается вода с различными структурообразующими добавками, происходит кавитационная обработка смеси, которая затем поступает в емкость для хранения торфяного геля 5, а оттуда торфяной гель подается через дозатор порционной подачи 9 в смеситель 8 поста производства лигно-гелевых топливных гранул 4. На посту 4 далее происходит прессование и/или формование торфяного геля, затем сушка и упаковка готовой продукции и транспортировка ее на склад или к потребителю.
Предложенная технологическая линия по производству лигно-гелевых топливных гранул выгодно отличается от своих предшественников. Получено высококачественное топливо с теплотворной способностью 4000-4400 ккал/кг, топливо обладает низким содержание золы, топливные гранулы горят бесцветным пламенем, не выделяя коптящего дымового факела, снижена себестоимость получения конечного продукта в 2-3 раза в сравнении с производством древесных брикетов, обеспечена технологичность процесса производства, получен экологически чистый продукт без химических добавок и склеивающих веществ. Кроме того, полученное таким путем топливо обеспечено хорошей и возобновляемой сырьевой базой, является экологически чистым продуктом, удобное и гомогенное топливо, значительно снижены выбросы СO2, является удобным в хранении и улучшает экологию окружающей среды.