Изобретение относится к твердому топливу, которое может быть использовано в промышленности и для коммунально-бытовых нужд для утилизации пластмассовых отходов и отходов растительного происхождения. Предложенное твердое топливо содержит материал растительного происхождения и связующее.

Известно брикетированное топливо, содержащее смесь частиц целлюлозного материала (опилки древесные, растительные остатки, торф) 25-70 мас%, связующее - жидкий в нормальных условиях горючий побочный продукт или отход: пекообразные остатки очистки растительных или животных продуктов, битумы и каменноугольный пек, патоку, отработанные и некондиционные смазочные материалы и дополнительную компоненту, например, лигносульфонат, лигнин, глину, угольную пыль и т.д. (патент на изобретение, GB, N° 1585684, МГЖ C 10L5/00, 1 1.03.1981р.)

Недостатком известного брикетированного топлива является недостаточная механическая прочность, что приводит к разрушению брикетов при транспортно-грузовых работах, и соответственно к увеличению затрат при использовании брикетов.

Известно брикетированное топливо, содержащее, мас%: нефтешлам (содержащий 10-20% воды, 2- 10% глины, песка и т.п. и 60-90% нефтепродуктов) - 15-20, технический углерод - 10 - 20, древесные отходы (опилки) - другое. Смесь компонентов брикетируют при давлении 0,2 МПа при 200 °С; получают брикеты с теплотворной способностью 4760-6286 ккал / кг ( 19,9-26,3 МДж / кг) и зольностью 4,4-3,4% (патент на изобретение, RU, 2010842, C 1 0L5/48, 5/44, 1 5.04. 1994р.)

Недостатком брикетированного топлива является недостаточная механическая прочность брикетов, что приводит к их разрушению при транспортно-грузовых работах, а соответственно к увеличению затрат при использовании брикетов.

Известный топливный брикет, который содержит, в масс %.: 10-30 измельченного растительного компонента и / или торфа, 2- 10 нейтрализующей примеси, 30-60 кислого гудрона, другое до 100— осадок от очистки сточных вод. Как нейтрализующая примесь может быть использована, например, гашеная, негашеная известь, известняк, доломит и др. Способ получения этого брикета включает дозирование и перемешивание вышеуказанных компонентов и _^ сушки брикетов при температуре 20-200 °С в течении 0,5-20 часов (патент на изобретение, RU, JSTe 2205205 (С 1 ), МПК7 C 10L5/44, C 10L5/46, С 1 0L5/48 , С 1 0L5/1 6, 27.05.2003р.)

Недостатком данных брикетов является наличие в составе нейтрализующей примеси и значительные энергозатраты на сушку брикетов, что ведет к увеличению себестоимости топлива. Недостаточная механическая прочность топливных форм приводит к разрушению брикетов при транспортно-грузовых работах и соответственно к увеличению затрат при использовании брикетов.

Известно топливное средство, содержащее масс %:

отходы лущения гречишных зерен - 70-80, мука из отходов шелушения гречишных зерен и природной пыли - 10- 15, древесные опилки - 1 0-30, вода - остальное. Топливное средство может быть

9 сформировано в виде кусков или в виде гранул (патент на изобретение, РФ, JY« 2237083, МПК C10L5/44, 27.09.2004р.)

Недостатком данного топлива является высокая гигроскопичность конечного продукта. Дополнительное увлажнение топливных брикетов за счет их гигроскопичности отрицательно влияет на процессы горения.

За ближайший аналог принят топливный брикет, содержащий, масс %: опилки чистой древесины - 25-30, отходы табачной пыли - 10-15, шелуха зерновая - 10-15, органическое связующее - 40-55. Как органическое связующее используют низкоплавкий или среднеплавкий нефтяной остаток, или отходы стеаринового производства (патент на изобретение, РФ, 2330063, МПК C 10L5/44, C10L5/14, В30В 1 1/00, 27.07.2008г. Бюл. N° 21)

Недостатком брикета является высокая гигроскопичность конечного продукта. Дополнительное увлажнение топливных брикетов за счет их гигроскопичности отрицательно влияет на процессы горения. Наличие в составе топлива нефтяных остатков или отходов стеаринового производства требует дополнительной упаковки топливных брикетов или перевозку такого топлива на спецтранспорте. Повышенная хрупкость и неустойчивость формы брикетов приводит к их разрушению при транспортно-грузовых работах, а соответственно к увеличению затрат при использовании топлива.

В основу изобретения положено задание создать такое твердое топливо, в котором путем замены связующего достигается образование защитной пленки на поверхности топливных форм, обеспечивающая уменьшение гигроскопичности топлива. Такое топливо неприхотливое к условиям хранения и транспортировки, обеспечивает утилизацию различных отходов с получением эффективного твердого топлива с минимальными затратами и может широко использоваться в промышленности в технологиях производства синтезгаза с последующим его сжиганием.

Для решения задачи предложено твердое топливо, содержащее материал растительного происхождения и связующее, в котором, согласно с изобретением, как связующее используют пластмассовые отходы, причем компоненты взяты в соотношении, масс %:

материал растительного происхождения - 60-97,

пластмассовые отходы - 3-40.

Твердое топливо может быть выполнено в виде брикетов или гранул.

В преимущественном варианте как материал растительного происхождения используют бумажные отходы и / или древесину и / или опилки и / или солому и / или зерновую шелуху и / или стебли растительных культур и / или листья и / или торф и / или бамбук и / или тростник и др., как пластмассовые отходы используют полиэтилен высокого давления, полиэтилен низкого давления, полипропилен, и другие пластмассы.

Твердое топливо получают следующим образом.

Предварительно измельчают материал растительного происхождения и пластмассу, материал растительного происхождения подсушивают до оптимальной влажности. Подготовленные компоненты отдельными транспортерами направляются в дозировочные бункеры, из которых материал растительного происхождения и пластик в нужных пропорциях попадают в смеситель. Однородная масса, полученная путем смешивания, шнеком подается в гранулятор или пресс. При формировании топливных форм в месте прессования температура однородной массы повышается до температуры плавления пластмассы, что обеспечивает образование защитной пленки, которая «консервирует» гранулы или брикеты. В преимущественном варианте размеры гранул избираются из диапазона 3-50 мм в диаметре и 3-50 мм по длине, размеры брикетов 80x100x60мм. Спрессованное топливо подается в охлаждающую установку. Охлажденное твердое топливо готово к использованию.

Предложенное твердое топливо может использоваться, например, в котлах отопительных «Алтай» (см. патент Украины N_> 51818, 201 Or), в установках Вихрь 3,15 (см. патент Украины JSTe 91 169, 2010г.)

Конкретные примеры использования твердого топлива.

Пример 1.

Из смеси, содержащей 300кг опилок, 300кг соломы (с влажностью после сушки 10%) и 400кг полиэтилена высокого давления получили твердое топливо с влажностью 8,9% в виде гранул, которое выдерживали три месяца на открытой площадке на топливном складе. Влажность топлива после выдержки составила 9,5%. Твердое топливо сжигалось в котле «Алтай». Гранулы подавались в камеру газогенерации. Температура в камере составляла 600°С. Недостаточное количество воздуха в камере обусловила W

протекания процесса газификации, при котором твердое топливо превращалось в синтез-газ. При сжигании образовавшегося синтез- газа температура составляла 1250-1450°С. Удельная теплота сгорания топлива с влажностью 8,9% составляет 29,7 МДж/кг, топлива с 5 влажностью 9,5% - 29, 1 МДж/кг (для сравнения: удельная теплота сгорания торфяных брикетов - 16, 1 МДж/кг, соломенных брикетов - 17,4 МДж/кг, брикетов из древесины - 18,0 МДж/кг).

Пример 2.

Из смеси, содержащей 300кг древесины 300кг зернового 10 шелухи, 150кг торфа (с влажностью после сушки 10%), и 250кг полиэтилена низкого давления получили твердое топливо с влажностью 8,9% в виде гранул, которое выдерживали три месяца на открытой площадке на топливном складе. Влажность после выдержки составляла 9,5%. Твердое топливо сжигалось в котле 15 «Алтай». Гранулы подавались в камеру газогенерации. Температура в камере составляла 600°С. Недостаточное количество воздуха в камере обусловила протекания процесса газификации, при котором твердое топливо превращалось в синтез-газ. При сжигании образовавшегося синтез-газа температура составляла 1250-1450°С. 20 Удельная теплота сгорания топлива с влажностью 8,9% составляет 24,6 МДж/кг, топлива с влажностью 9,5% - 24,2 МДж/кг.

Пример 3.

Из смеси, содержащей 670кг бумажных отходов, 300кг стеблей растений (с влажностью после сушки 10%), 30кг полипропилена 25 получили твердое топливо с влажностью 8,9% в виде гранул, которое выдерживали три месяца на открытой площадке на топливном складе. Влажность после выдержки составила 9,5%. Твердое топливо сжигалось в котле «Алтай». Гранулы подавались в камеру газогенерации. Температура в камере составляла 600° С. Недостаточное количество воздуха в камере обусловила протекания процесса газификации, при котором твердое топливо превращалось в синтез-газ. При сжигании синтез-газа, образовавшегося, температура составляла 1250-1450°С. Удельная теплота сгорания топлива с влажностью 8,9% составляет 25,2 МДж/кг, топлива с влажностью 9,5% - 24,9 МДж/кг.

При содержании пластмассовых отходов менее 3 масс % не сформируется сплошная защитная пленка. При содержании пластмассовых отходов более 40 масс % усложняется технологический процесс гранулирования (брикетирования) топлива.