КОМПЛЕКС ПО ПРОИЗВОДСТВУ ГРАНУЛИРОВАННОГО БИОТОПЛИВА

Полезная модель относится к области переработки твердого топлива на основе биоресурсов и может быть использована в энергетике.
Известен комплекс для переработки твердого топлива на основе биоресурсов и получения тепловой энергии (патент RU 2241904, от 26.03.2003, МПК F23В 1/14, С10J 3/20), включающий линию по производству брикетов твердого топлива, которая состоит из блока подготовки сырьевой смеси - фрезерного торфа и входящего в него устройства для подачи фрезерного торфа, измельчителя - молотковой дробилки, дозатора для добавления угольной мелочи и древесных опилок, насоса для подачи и добавления воды в смесь, пресса-экструдера для формования кусков твердого топлива в виде топливных брикетов, сушилки и линии газификации топливных брикетов, содержащей, в свою очередь, газогенераторную установку - газогенератор, представляющей собой шахту, в нижней части которой смонтирован золоприемник, шнек удаления золы и устройства для подачи воздуха.
Недостатком данного способа и технологического комплекса является ограниченное использование комплекса, так как необходим подвод электроэнергии от стороннего источника, следовательно, данная установка привязана к электромагистралям, что ограничивает ее использование.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является комплекс по производству гранулированного биотоплива, (RU 55774, 28.03.2006), включающий оборудование подготовки и подачи топлива, газогенератор, теплогенератор, барабанную сушилку, батарейный циклон с вентилятором, дозатор воды, смеситель, пресс-гранулятор, охладитель, сепаратор, газовый фильтр, газовый охладитель, газовый
двигатель, электрогенератор, обладающие полной энергетической автономностью установки.
Недостатком известного технического решения является ограниченная область использования, ввиду привязки к конкретному виду биомассы.
Задачей является расширение области использования за счет применения в качестве сырья органических отходов агропромышленного комплекса.
Для достижения поставленной задачи предложен комплекс по производству гранулированного биотоплива, который состоит из последовательно соединенных измельчителя, барабанной сушилки, пресс-гранулятора, а также параллельно соединенных с сушилкой теплогенератора со смесителем, циклона с вентилятором. Комплекс дополнительно содержит последовательно установленные магнитный сепаратор и смеситель сырья, и параллельно соединенные с сушилкой газовый двигатель с электрогенератором. В качестве двигателя может быть использован газопоршневой двигатель. В качестве пресс-гранулятора может быть использован пресс-экструдер.
Особенностью комплекса по производству гранулированного биотоплива является наличие смесителя сырья для смешения основного сырья и добавок, первого по ходу движения сырья пресс-гранулятора, необходимого для предварительного обезвоживания сырья и газового двигателя, работающего на биогазе.
Предлагаемый комплекс изображен в виде технологической схемы, изображенной на фигуре 1.
На технологической схеме представлены: бункер - 1; магнитный сепаратор - 2; смеситель сырья - 3; измельчитель добавок - 4; пресс-гранулятор - 5; барабанная сушилка - 6; пресс-гранулятор - 7; газовый двигатель - 8; электрогенератор - 9; генератор сушильного агента (теплогенератор) - 10; смеситель газов - 11; циклон и вентилятор - 12. Комплекс по производству биотоплива работает следующим образом.
В качестве основного сырья используют органические отходы животноводческого комплекса (навоз) с примерной влажностью 91%, который поступает с животноводческой фермы и хранится в бункере 1. Шнековым транспортером (на фиг. не показан), отходы подаются в смеситель 3. Для повышения теплоты сгорания готового продукта применяют различные добавки (солома, опилки, торф и т.д.), например, солому. Загрузка в измельчитель 4, установленный на жесткой раме, осуществляется через специальный лоток, где добавки измельчаются до размеров 20-30 мм. Под действие инерционных сил через специальный гофрированный отвод уже измельченные добавки подаются в смеситель 3, где перемешиваются с основным сырьем. При этом происходит частичное разложение крупной фракции органического сырья (навоза). Для предотвращения попадания вместе с сырьем в смеситель 3 металлических частиц, приводящих к поломке последнего, предусматривается установка «магнитной ловушки» - магнитный сепаратор 2. При истечении определенного промежутка времени сепаратор 2 необходимо очищать от металлических примесей.
Готовая смесь сырья шнековым транспортером подается в пресс-гранулятор 5, служащий для предварительного обезвоживания сырья до влажности примерно 50% и измельчения. Жидкая фракция отводится по дренажу К1 в сточный колодец (не показан). Пресс-гранулятора 5 улучшает процесс сушки сырья в барабанной сушилке 6.
Измельченная и частично обезвоженная смесь органических отходов и добавок посредством шнекового транспортера подается в барабанную сушилку 6, где обдувается сушильным агентом. При этом смесь нагревается и окончательно обезвоживается до влажности 8-15%.
Температура сырья, 170-250°С, и влажность 10-15% выбирают исходя из того, чтобы при прессовании получить готовый продукт, который должен соответствовать международным стандартам. Для прессования готового сырья использован пресс-гранулятор 7, который за счет давления
выдавливает готовый продукт необходимых геометрических размеров, плотности и влажности.
Подготовка сушильного агента осуществляется следующим образом. В качестве сушильного агента выступает смесь дымовых газов и воздуха. Дымовые газы образуются в результате процессов горения биогаза в теплогенераторе 10 и газовом двигателе 8. Дымовые газы подаются в смеситель газов 11, где смешиваются до необходимой температуры с воздухом, и поступают в барабанную сушилку 6. Смесь поступает в барабанную сушилку 6 за счет разряжения, создаваемого вентилятором 12. В сушилке сушильный агент впитывает влагу от сырья, увлажняется, и затем выдувается вентилятором 12 в циклон 12, где очищается от мелкодисперсных частиц, и выбрасывается в атмосферу
Биогаз сжигается в газовом двигателе 8, который приводит в движение электрогенератор 9, снабжающий электрической энергией агрегаты комплекса для гранулирования биотоплива (3, 4, 5, 6, 7, 12), обеспечивая энергоавтономность комплекса.
Применение данного комплекса особенно целесообразно в летний период года, когда при производстве биогаза образуется большое количество невостребованного биогаза.
Используемый в качестве источника топлива биогаз имеет высокую теплоту сгорания, повышая КПД комплекса.