RU2591853C2 - Твердое топливо - Google Patents

Твердое топливо Download PDF

Info

Publication number
RU2591853C2
RU2591853C2 RU2012135040/04A RU2012135040A RU2591853C2 RU 2591853 C2 RU2591853 C2 RU 2591853C2 RU 2012135040/04 A RU2012135040/04 A RU 2012135040/04A RU 2012135040 A RU2012135040 A RU 2012135040A RU 2591853 C2 RU2591853 C2 RU 2591853C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solid fuel
seeds
weight
calculated
dry matter
Prior art date
Application number
RU2012135040/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012135040A (ru
Inventor
Мичихиро КИЯМА
Original Assignee
Криэйтив Ко. Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Криэйтив Ко. Лтд. filed Critical Криэйтив Ко. Лтд.
Publication of RU2012135040A publication Critical patent/RU2012135040A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2591853C2 publication Critical patent/RU2591853C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/44—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on vegetable substances
    • C10L5/445—Agricultural waste, e.g. corn crops, grass clippings, nut shells or oil pressing residues
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/30—Pressing, compressing or compacting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

Изобретение описывает твердое топливо, состоящее исключительно из компонентов растительного происхождения, при этом топливо содержит композицию, в которой не менее 70% по массе в пересчете на сухое вещество составляют семена плодов или жмых семян плодов любого из следующего растений: а) Ricinus communis, б) Triadica sebifera, в) Jatropha curcas, г) Brassica rapa L. var. nippo-oleifera, d) Palmae, e) Zea mays, ж) Prosopis glandulosa; причем оставшаяся масса топлива выполнена каучуком растительного происхождения или крахмалом растительного происхождения, а куски твердого топлива получают горячим прессовым формованием. Предлагаемое твердое топливо пригодно для генерации тепловой энергии, имеет высокую степень сохранения формы, не выделяет вредных газов при сгорании и приводит к снижению производства диоксида углерода. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 пр.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к твердому топливу. В частности, оно относится к твердому топливу, которое обеспечивает эффективное использование плодов (в особенности семян) некоторых видов растений, произрастающих в больших количествах в природе и содержащих значительные количества масляного компонента, или же эффективное использование жмыха, получаемого после извлечения масляного компонента из семян этих растений. Говоря еще точнее, изобретение относится к твердому топливу, которое обеспечивает эффективное использование указанных плодов (в особенности семян) или их жмыха, производит как можно меньшее количество вредных газов и остаточных продуктов горения, генерирует большое количество тепла и приводит к снижению выброса диоксида углерода в атмосферу. В частности, настоящее изобретение относится к твердому топливу, пригодному для использования в качестве топлива для генерации тепловой энергии.
Уровень техники
К причинам глобального потепления, которое является одной из важнейших экологических угроз современности, относится увеличение количества диоксида углерода в атмосферном воздухе. В мире реализуются различные подходы к снижению выброса диоксида углерода в атмосферу. В качестве одного из таких подходов можно назвать разработку различных видов биотоплива и их использование в автомобилях и энергетических котлах в качестве альтернативы ископаемым видам топлива, таким как каменный уголь и бензин.
Однако использование пищевых продуктов, например кукурузы, в качестве сырья для производства биотоплива нарушает экологический баланс и экономический баланс на планете. Следовательно, нельзя расценивать данный подход как наилучший. Действительно, при решении проблемы глобального потепления необходимо, с одной стороны, принимать во внимание экологические аспекты, но при этом не допускать простого сжигания того сырья, которое могло бы быть применено при производстве одежды, продовольствия и строительных материалов, столь же необходимых для жизни людей, как и топливо.
Различные исследования проводятся в настоящее время для решения данной проблемы, но она пока далека от разрешения. Так, известен подход, в рамках которого в качестве альтернативы нефти и каменному углю применяется твердое топливо, содержащее пластики. Однако эффект данного твердого топлива в плане снижения выброса диоксида углерода в атмосферу не является удовлетворительным.
Растительные плоды, имеющие относительно большое содержание масляного компонента, существуют в природе, при этом они далеко не всегда являются съедобными. Имеется большое количество плодов (семян), из которых извлекается масляный компонент для использования в мыле и промышленных изделиях.
В области техники известно значительное количество технических решений, относящихся к твердому топливу, в том числе такие решения, которыми предлагается перерабатывать древесные, бумажные и пластиковые отходы в твердое топливо.
Известно, например, твердое топливо, описанное в патентном документе JP-А 7-82581 (Murata F., Inoue М. Solid fuel produced from waste material.// Patent application №JP 19930249773. Publication №JP 7082581. Prior. 10.09.1993. Publ. 28.03.1995. Перевод - Мурата Ф., Иноуе М. Твердое топливо, полученное из отходных материалов. // Заявка на патент Японии №JP 19930249773. Публикация №JP 7082581. Приор. 10.09.1993. Опубл. 28.03.1995). Для производства известного твердого топлива используются главным образом отходная бумага и отходные пластики, при этом доля последних достаточно высока (как указывают авторы, предпочтительно 20-50% по массе). При формировании известного твердого топлива вместо бумаги может быть применена отходная древесина, т.е. также продукт растительного происхождения (количество отходной древесины, используемое в примерах данного патентного документа, не превышает 10% по массе). Известное топливо имеет следующие существенные недостатки. Состав известного твердого топлива характеризуется отсутствием сбалансированности компонентов. В частности, данное твердое топливо содержит отходные пластики в относительно большой пропорции. Значительное присутствие отходных пластиков не позволяет достичь стабильности удельной теплоты сгорания топлива, а также вызывает риски интоксикации людей и повреждения поверхности печи хлорсодержащими газами во время сжигания известного твердого топлива. За счет наличия пластиков в составе известного твердого топлива его сжигание приводит к значительному выбросу диоксида углерода в атмосферу. Отмечается также нестабильность удельной теплоты сгорания твердого топлива, связанная с негомогенным составом топлива (пластики являются более горючими).
Известно также твердое топливо, описанное в патенте РФ №2471859 (Кияма М. Твердое топливо. // Патент РФ №2471859. Приор. 11.07.2008. Опубл. 10.01.2013), отформованное из смеси продукта растительного происхождения - древесных кусков, имеющих размер 1-25 мм, а также из бумажных кусков, имеющих размер 1-25 мм, и термопластичной смолы. При этом смесь содержит 85-95 весовых частей древесных кусков и бумажных кусков и 5-15 весовых частей термопластичной смолы, а весовое соотношение древесных кусков и бумажных кусков составляет 20:80-90:10. Предлагаемое твердое топливо генерирует стабильное количество тепловой энергии, хорошо сохраняет форму и является нетоксичным, что достигается путем его изготовления из отходной древесины, отходной бумаги и отходной термопластичной смолы, используемых в заданном сбалансированном соотношении. Поскольку количество генерируемой теплоты (теплотворная способность или удельная теплота сгорания) может контролироваться посредством добавления малого количества смолы, а количество хлорсодержащей смолы, такой как поливинилхлорид, может быть сведено к минимуму, дехлорирование посредством тепловой обработки в данном случае фактически не требуется. Вместе с тем и это известное топливо выделяет при сгорании, пусть в меньших количествах, хлорсодержащие газы, что обусловлено присутствием незначительного количества пластических материалов.
Еще раз отметим, что общим недостатком вышеуказанных технических решений является то обстоятельство, что в качестве связующего вещества и топлива в известных видах твердого топлива используются пластики в ощутимых количествах. Поскольку пластики производятся из нефтепродуктов, такое твердое топливо не может быть эффективно использовано для снижения выброса диоксида углерода. Кроме того, пластики могут являться причиной выброса хлорсодержащих газов при сгорании топлива.
В области техники существуют также решения, суть которых состоит в изготовлении твердого топлива исключительно из компонентов растительного происхождения. В данной группе технических решений известно твердое топливо, описанное в патентном документе №ЕР 2216387 (Bruintjes Е. Fuel block such as a hearth block. // Patent application №EP 20100152795. Publication №EP2216387. Prior. 06.02.2009. Publ. 11.08.2010. Перевод - Брюинтьес Э. Топливный блок, такой как топливный блок для домашнего очага.// Заявка №ЕР 20100152795. Публикация №ЕР 2216387. Приор. 06.02.2009. Опубл. 11.08.2010). Данное топливо является наиболее близким к предлагаемому и служит его прототипом. В известном техническом решении для создания твердого топлива применяются горючие и связующие материалы. В качестве связующих материалов могут использоваться растительные и другие органические масла. Среди связующих материалов могут быть вещества с формообразующей функцией, такие как воски (в том числе растительные) и парафины. Из указанных компонентов изготавливаются блоки твердого топлива. При этом используется формование прессованием с включением в состав топлива древесных гранул в количестве 5-50% по массе.
Основным недостатком данного известного решения является использование древесины, но не морских водорослей или растительных отходов, остающихся после сбора семян, зерен или клубней, применение которых в целях производства твердого топлива позволило бы более рационально подойти к решению вопроса об использовании растительных ресурсов на планете. Кроме того, применение в качестве связующих и формообразующих элементов восков и парафинов может приводить к формированию при сгорании вредных газов и остаточных продуктов горения, а также к сравнительно высокой эмиссии диоксида углерода. К тому же наличие восков и парафинов, при условии их негомогенного смешивания с древесными гранулами, может приводить к нарушению стабильности удельной теплоты сгорания известного твердого топлива. Характеристики сохранения формы известного твердого топлива авторами не исследовались, но из общих соображений можно заключить, что описанное в прототипе топливо из относительно мягких компонентов растительного происхождения будет менее устойчивым к механическим воздействиям при транспортировке и хранении, чем те виды топлива, которые изготовлены из древесины и пластиков.
Раскрытие изобретения
Проблемы, которые необходимо решить изобретением
Разработчики настоящего изобретения обратили внимание на тот факт, что семена определенных растений (Ricinus communis, Triadica sebifera, Jatropha curcas, Brassica rapa L. var. nippo-oleifera, Palmae, Zea mays, Prosopis glandulosa) либо их жмых, полученный после того, как масляный компонент был извлечен из семян (далее именуемый просто ″жмыхом″), производятся в мире в больших количествах. Разработчики настоящего изобретения провели глубокие исследования, с тем чтобы разработать твердое топливо, которое обеспечивает эффективное использование семян или жмыха и может быть применено в качестве нового источника энергии, в частности, для снижения производства диоксида углерода. Как известно разработчикам изобретения, жмых производится почти в том же количестве, что и извлеченный масляный компонент, при этом небольшое количество масляного компонента остается в жмыхе. Также известно, что жмых сам по себе находится в форме состоящих из семян кусков и может быть использован в качестве топлива, но такое его использование распространено недостаточно.
Разработчики настоящего изобретения провели исследования для решения вышеназванной задачи и выяснили следующее. В том случае, когда семена определенных растений, в особенности их жмых (или композиция, содержащая семена и/или жмых в качестве основного компонента), термически прессуют и формуют при определенных условиях, твердое формованное изделие может быть получено без использования большого количества связующего (например, пластика) или удерживающего форму агента (например, каучука или клея). При этом полученное формованное изделие имеет достаточно большую теплотворную способность в качестве твердого топлива. Кроме того, разработчики настоящего изобретения выяснили, что, как ни удивительно, формованное изделие имеет достаточно высокие твердость и ударную вязкость, т.е. отличные характеристики сохранения формы, несмотря на то, что изделие содержит жмых в качестве основного компонента. Эта способность сохранять форму является одной из чрезвычайно важных характеристик твердого топлива, особенно топлива для генерации тепловой энергии. Твердое топливо после изготовления (формования) проходит через ряд этапов перед использованием, таких как хранение, транспортировка и разгрузка. Во время этих этапов отмечается фрагментация твердого топлива. Если фрагментация становится значительной, изделие становится не пригодным для использования в качестве промышленного твердого топлива.
Разработчики настоящего изобретения также выяснили, что фрагментация и дезинтеграция твердого топлива согласно настоящему изобретению почти не отмечается, в результате чего твердое топливо может сохранять форму в течение длительного времени и может использоваться в качестве промышленного топлива, имеющего подходящий полученный формованием размер. В частности, данное твердое топливо может использоваться для генерации тепловой энергии.
Средства для решения проблем
Настоящее изобретение было разработано на основании вышеописанного знания. Согласно настоящему изобретению предлагается твердое топливо, которое содержит композицию, содержащую 70% по массе или более в пересчете на сухое вещество семян плодов или жмыха семян плодов любого из следующих растений либо любой комбинации семян плодов или жмыха семян плодов любого из следующих растений: Ricinus communis, Triadica sebifera, Jatropha curcas, Brassica rapa L. var. nippo-oleifera, Palmae, Zea mays, Prosopis glandulosa, и которое получено горячим прессовым формованием.
Согласно предпочтительным аспектам настоящего изобретения предлагается следующее твердое топливо.
(1) Твердое топливо, в котором композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество семян плодов указанных растений или жмыха данных семян плодов.
(2) Твердое топливо, в котором композиция содержит не менее 85% по массе в пересчете на сухое вещество семян указанных плодов или жмыха данных семян плодов.
(3) Твердое топливо, которое получено прессовым формованием при температуре от 80 до 150°С.
(4) Твердое топливо, в котором композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Ricinus communis.
(5) Твердое топливо, в котором композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Triadica sebifera.
(6) Твердое топливо, в котором композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Jatropha curcas.
(7) Твердое топливо, в котором композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Brassica rapa L. var. nippo-oleifera.
(8) Твердое топливо, в котором композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Palmae.
(9) Твердое топливо, в котором композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Zea mays.
(10) Твердое топливо, в котором композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Prosopis glandulosa.
(11) Твердое топливо, имеющее теплотворную способность (удельную теплоту сгорания) 15-30 МДж/кг.
(12) Твердое топливо, отформованные куски которого имеют средний объем 15-3500 см3.
(13) Твердое топливо, имеющее кажущуюся плотность 0,3-0,6 г/см3. При этом под кажущейся плотностью вещества понимают плотность вещества в общем объеме. Известно, что плотность вещества - это скалярная физическая величина, определяемая для однородного вещества его массой в единице объема. Для пористых тел, к которым относится предлагаемое твердое топливо, различают истинную плотность, определяемую без учета пустот, и кажущуюся плотность, рассчитываемую как отношение массы вещества ко всему занимаемому им объему.
(14) Твердое топливо, имеющее степень фрагментации не более 5% по массе в испытании на сохранение формы.
(15) Твердое топливо, которое используется для генерации электроэнергии. Предлагается также использование указанного твердого топлива в качестве топлива для генерации электроэнергии.
Таким образом, согласно настоящему изобретению может быть получено твердое топливо в виде формованного изделия, демонстрирующего отличное сохранение формы. При производстве данного топлива используются семена или жмых семян определенных видов растений, произрастающих в больших количествах в природе (многие из этих семян или их жмых используются в качестве пищи или для получения масла). При этом твердое топливо по существу состоит из семян или жмыха семян растений. Следовательно, твердое топливо согласно настоящему изобретению по существу сформировано из растений в природе, не производит вредных газов при сгорании и приводит к снижению производства диоксида углерода.
Технические результаты изобретения
При осуществлении настоящего изобретения достигаются следующие основные технические результаты:
1. При использовании предлагаемого твердого топлива отмечается сниженное, по сравнению с аналогами, образование вредных газов и вредных остаточных продуктов горения.
2. Применение предлагаемого топлива по назначению снижает, по сравнению с аналогами, выброс диоксида углерода в атмосферу.
3. При использовании предлагаемого твердого топлива обеспечивается более выраженная стабильность удельной теплоты сгорания твердого топлива.
4. Предлагаемое твердое топливо демонстрирует более высокие, по сравнению с аналогами, характеристики сохранения формы при механических воздействиях.
В целом, применение предлагаемого топлива обеспечивает более рациональное использование ресурсов на планете, поскольку в производстве данного твердого топлива применяются отходы растений, ранее не находившие применения.
Предлагаемое твердое топливо может эффективно применяться в качестве нового источника энергии, главным образом в качестве источника энергии для генерации электричества. При этом удельная теплота сгорания топлива достаточно высока. Благодаря тому что соотношение компонентов в предлагаемом твердом топливе сбалансировано, обеспечивается стабильность удельной теплоты сгорания твердого топлива. Тем самым становится возможным рассчитывать используемое количество топлива, параметры огнеупорных материалов печи и др.
Осуществление изобретения
Твердое топливо согласно настоящему изобретению получено из семян плодов или из жмыха семян плодов Ricinus communis, Triadica sebifera, Jatropha curcas, Brassica rapa L. var. nippo-oleifera, Palmae, Zea mays или Prosopis glandulos и сформировано из композиции, по существу состоящей из семян плодов или из жмыха указанных семян плодов.
Рассмотрим более подробно растения, используемые для получения разработанного твердого топлива.
(1) Ricinus communis
Также известно под названием ″клещевина обыкновенная″. Многолетнее растение, которое произрастает в больших количествах в Африке, Индии и Китае. Масло, извлекаемое из его семян, используется в качестве сырья для получения касторового масла, однако оно имеет высокую токсичность и не находит широкого применения в качестве пищевого продукта. В настоящее время проводятся исследования масляного компонента данного растения для использования в качестве биотоплива или альтернативного топлива по отношению к сырой (неочищенной) нефти.
(2) Triadica sebifera
Также известно под названием ″сапиум салоносный″ или ″китайское сальное дерево″. Произрастает в больших количествах в Китае и на Тайване. Масляный компонент, извлекаемый из его семян, используется в качестве сырья для получения мыла или свечей, также находит ограниченное применение в медицинских целях.
(3) Jatropha curcas
Известно под названием ″слабительный орех″ или ″ятрофа куркас (ятрофа)″. Его семена имеют высокое содержание масла, оно произрастает в Центральной и Южной Америке. Урожайность данного растения очень высока. Поэтому его культивируют в больших количествах во многих регионах, таких как Индия, Китай, Африка и Южная Америка. Масло, извлекаемое из семян, используется в мыле и свечах и в настоящее время привлекает все большее внимание в качестве биодизельного топлива.
(4) Brassica rapa L., var. nippo-oleifera
Также известно под названием ″репа огородная″. Представляет собой крестоцветное двухлетнее растение, которое относится к роду Brassica. Это - сельскохозяйственная культура, которая культивируется как овощ для извлечения масла.
(5) Palmae
Это обобщающее название пальмовых растений. Они делятся на 11 подсемейств и 29 триб. Пальмовые произрастают в больших количествах в тропической зоне. Мякоть (мезокарпий) плода финиковой пальмы, имеющая высокое содержание сахара, использовалась в качестве пищи в течение 6000 лет на Среднем и Ближнем Востоке, а в наше время применяется при производстве сладостей, фруктозы и спиртов. Большое количество высококачественного масла производят из эндосперма Cocos nucifera L. или Elaeis guineensis Jacq. и используют в техническом мыле и маргарине. Сироп и сахар получают путем надрезания цветоножек некоторых сортов Arenga pinnata, вываривания сока из надрезанных концов и его высушивания.
(6) Zea mays
Данное растение известно под названием ″кукуруза сахарная″ или ″маис″. Является однолетним травянистым растением. Его семена в виде зерен используются в качестве пищи для людей и корма для скота, а также находят широкое применение как сырье для получения крахмала (крахмала из зерен), масла или биоэтанола. Годовое производство данного растения в мире составляет 600 млн тонн. Приблизительно 400 млн тонн из них используется в качестве корма для скота, а 200 млн тонн - для пропитания человека.
(7) Prosopis glandulosa
Называется также прозописом или мескитовым деревом. Распространено на юго-западе США от Техаса до Калифорнии и на севере Мексики. Произрастает на сухих равнинах, холмах и в пустынях. Его высота достигает приблизительно 6 м. Соцветия данного растения являются свисающими, а его ароматные бледно-желтые цветы благоухают с весны до лета. Созревающие летом плоды подобно бобам располагаются в стручках. Индейцы, живущие на юго-западе США, используют эти плоды в пищу.
Как описано выше, некоторые из семян плодов указанных растений используются в качестве сырья для получения пищи и масла. Поэтому твердое топливо согласно настоящему изобретению, предпочтительно, получено из жмыха семян указанных плодов. Жмых семян - это отходы, оставшиеся после того, как высушенные семена подверглись прессованию для выделения из них масляного компонента. Жмых семян содержит остаточные количества масла и он может быть непосредственно использован в качестве сырья в настоящем изобретении.
Твердое топливо согласно настоящему изобретению содержит не менее 70% по массе, предпочтительно - не менее 80% по массе, наиболее предпочтительно - не менее 85% по массе (в пересчете на сухое вещество) семян или их жмыха. Масса сухого вещества означает массу, полученную путем вычитания массы воды, содержащейся в семенах или их жмыхе.
Поскольку семена или их жмых содержат масло в некотором количестве, твердое топливо, имеющее отличное сохранение формы и достаточно большую теплотворную способность, может быть получено путем прессования и формования семян плодов или их жмыха без добавления связующего.
Дополнительным обязательным компонентом предлагаемого твердого топлива является натуральный каучук или крахмал растительного происхождения в количестве менее 30% по массе, предпочтительно - менее 20% по массе, наиболее предпочтительно - менее 15% по массе.
Как один из вариантов реализации настоящего изобретения может также расцениваться такой состав твердого топлива, который не включает в себя натуральный каучук или крахмал растительного происхождения, а представляет собой лишь семена вышеуказанных растений или жмых этих семян.
Из названных выше плодов растений плоды Ricinus communis, Triadica sebifera, Jatropha curcas, Brassica rapa L. var. nippo-oleifera или Palmae являются предпочтительными, а плоды Ricinus communis, Jatropha curcas или Palmae - наиболее предпочтительными.
Для формования твердого топлива согласно настоящему изобретению указанную композицию подвергают прессовому формованию при температуре 80-150°С, предпочтительно - 100-130°С. Для горячего прессования может быть использован одночервячный (одношнековый) или двухчервячный (двухшнековый) нагревающий экструдер.
Использование двухчервячного экструдера является наиболее желательным. Спрессованная композиция, экструдируемая экструдером, выходит из круглого отверстия и отрезается в подходящую длину для получения цилиндрического формованного изделия.
На этом этапе твердое топливо, имеющее желаемый размер, может быть получено путем задания диаметра круглого отверстия из диапазона 25-50 мм, предпочтительно - 30-40 мм, и длины отрезания из диапазона 20-70 мм, предпочтительно - 25-65 мм. Термин ″размер″ здесь и далее означает максимальный размер куска твердого топлива.
В связи с тем что твердое топливо согласно настоящему изобретению предпочтительно изготавливается вышеописанным способом формования, с промышленной точки зрения, его форма является предпочтительно цилиндрической или призматической, наиболее предпочтительно - цилиндрической. Что касается объема твердого топлива, его средний объем составляет 15-3500 см3, предпочтительно - 20-1000 см3.
Кажущаяся плотность этого твердого топлива составляет 0,3-0,6 г/см3, предпочтительно - 0,4-0,5 г/см3.
Разработанное твердое топливо имеет стабильную теплотворную способность в диапазоне 15-30 МДж/кг, предпочтительно - 20-28 МДж/кг. Таким образом, твердое топливо согласно настоящему изобретению имеет высокостабильную теплотворную способность и отличную способность сохранять форму, поэтому оно может быть успешно использовано в качестве топлива для генерации тепловой энергии.
Примеры
Испытание на сохранение формы проводили на твердых топливах, полученных в примерах, следующим образом.
100 кг твердого топлива помещали внутрь металлического цилиндрического резервуара, имеющего емкость 200 литров; резервуар катили 100 м по плоской асфальтированной дороге в течение 3 минут туда и столько же обратно и такое перемещение повторяли 5 раз (суммарное расстояние - 1000 м). После этого твердое топливо извлекали из металлического резервуара. Массовую долю твердого топлива (в процентах), проходящего сквозь сито, имеющее множественные отверстия диаметром 10 мм или менее, определяли в качестве меры сохранения формы. При этом массовую долю твердого топлива, проходящего сквозь сито, имеющее отверстие в 10 мм или менее, в диапазоне 0-5% расценивали как удовлетворительную, 6-10% - как приемлемую, 11-15% - как неудовлетворительную.
Примеры 1-7
Цилиндрическое твердое топливо, имеющее диаметр экструдирования приблизительно 50 мм (длину 65 мм), получали из жмыха семян каждого из плодов, показанных в Таблице 1, в качестве сырьевой композиции (каждая композиция содержала 80% по массе жмыха и 20% по массе натурального каучука) с помощью двухчервячного экструдера при нагреве до 130°С. Кажущаяся плотность (плотность вещества в общем объеме), теплотворная способность и результат испытания на сохранение формы каждого из полученных вариантов твердого топлива приведены в Таблице 1. Полученные фактические данные подтверждают заявленные свойства твердого топлива.
Любое из положений (в том числе квалифицируемых как признаки предлагаемого изобретения), приведенных в любом из следующего: в разделе описания ″Область техники, к которой относится изобретение″, в разделе описания ″Раскрытие изобретения″, в разделе описания ″Осуществление изобретения″, в реферате - может быть и при необходимости будет включено в формулу настоящего изобретения. Последнее предложение следует расценивать как указание на необходимость включения в формулу изобретения признаков изобретения, приведенных в перечисленных разделах описания и в реферате.
Figure 00000001

Claims (17)

1. Твердое топливо, состоящее исключительно из компонентов растительного происхождения, отличающееся тем, что топливо содержит композицию, в которой не менее 70% по массе в пересчете на сухое вещество составляют семена плодов или жмых семян плодов любого из следующего растений: а) Ricinus communis, б) Triadica sebifera, в) Jatropha curcas, г) Brassica rapa L. var. nippo-oleifera, d) Palmae, e) Zea mays, ж) Prosopis glandulosa; при этом оставшаяся масса топлива выполнена каучуком растительного происхождения или крахмалом растительного происхождения, а куски твердого топлива получают горячим прессовым формованием.
2. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество семян плодов указанных растений или жмыха данных семян.
3. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что композиция содержит не менее 85% по массе в пересчете на сухое вещество семян плодов указанных растений или жмыха данных семян.
4. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что получено прессовым формованием композиции при температуре 80-150°С.
5. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Ricinus communis.
6. Твердое топливо, отличающееся тем, что композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Triadica sebifera.
7. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Jatropha curcas.
8. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Brassica rapa L. var. nippo-oleifera.
9. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Palmae.
10. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Zea mays.
11. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что композиция содержит не менее 80% по массе в пересчете на сухое вещество жмыха семян плодов Prosopis gladulosa.
12. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что его удельная теплота сгорания составляет 15-30 МДж/кг.
13. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что средний объем каждого куска отформованного топлива составляет 15-3500 см3.
14. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что его кажущаяся плотность составляет 0,3-0,6 г/см3.
15. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что его степень фрагментации в испытании на сохранение формы составляет не более 5% по массе.
16. Твердое топливо по п. 1, отличающееся тем, что используется для генерации электроэнергии.
17. Использование твердого топлива по п. 1 в качестве топлива для генерации электроэнергии.
RU2012135040/04A 2010-01-18 2010-10-20 Твердое топливо RU2591853C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-008343 2010-01-18
JP2010008343A JP4813605B2 (ja) 2010-01-18 2010-01-18 固体燃料
PCT/JP2010/068494 WO2011086741A1 (ja) 2010-01-18 2010-10-20 固体燃料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012135040A RU2012135040A (ru) 2014-02-27
RU2591853C2 true RU2591853C2 (ru) 2016-07-20

Family

ID=44304035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012135040/04A RU2591853C2 (ru) 2010-01-18 2010-10-20 Твердое топливо

Country Status (14)

Country Link
US (1) US8801812B2 (ru)
EP (1) EP2527419B1 (ru)
JP (1) JP4813605B2 (ru)
KR (1) KR101802544B1 (ru)
CN (1) CN102712860A (ru)
AU (1) AU2010342105B2 (ru)
BR (1) BR112012017706B1 (ru)
CA (1) CA2786976C (ru)
MX (1) MX337961B (ru)
MY (1) MY171639A (ru)
RU (1) RU2591853C2 (ru)
SG (1) SG182495A1 (ru)
WO (1) WO2011086741A1 (ru)
ZA (1) ZA201205282B (ru)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103221517B (zh) 2010-09-17 2016-01-20 株式会社创造 固体燃料
RU2563241C2 (ru) * 2010-09-17 2015-09-20 Криэйтив Ко. Лтд. Твердое топливо
JP2013087281A (ja) * 2011-10-22 2013-05-13 Yamamoto Saki 北都バイオペレット
KR101265740B1 (ko) * 2013-01-16 2013-05-20 배희동 팜유 생산 가공 공정에서 최종적으로 배출되는 배출수와 팜부산물을 이용한 처리 설비 및 처리 방법
CN103602359B (zh) * 2013-11-21 2016-07-06 湖南省生物柴油工程技术研究中心 一种混合型生物质成型燃料及其成型方法
KR101484544B1 (ko) * 2014-11-21 2015-01-21 남문식 팜 부산물을 이용한 신재생에너지 연료용 펠릿 및 그 제조방법
CN105505507A (zh) * 2015-12-28 2016-04-20 黄山锦富生物能源有限公司 一种山核桃蒲生物质颗粒燃料及其生产方法
CN106221845A (zh) * 2016-08-19 2016-12-14 桂林福冈新材料有限公司 一种固体燃料
JP3207830U (ja) * 2016-09-05 2016-12-08 武 荒川 植物性固形燃料

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4726162B1 (ru) * 1969-01-25 1972-07-15
JPS59217796A (ja) * 1983-05-24 1984-12-07 Katsumi Takao 廃物利用の固形燃料
JPH03152108A (ja) * 1989-11-08 1991-06-28 Babcock Hitachi Kk 微粒子状スチレン―ジビニルベンゼン共重合体の合成法および液体クロマトグラフィー用充填剤の製造法
JPH0782581A (ja) * 1993-09-10 1995-03-28 Fujio Murata 廃材を用いた固形燃料
JP3152108B2 (ja) 1994-06-13 2001-04-03 東ソー株式会社 Ｉｔｏスパッタリングターゲット
JPH1135950A (ja) 1996-12-26 1999-02-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 発電方法及び発電装置
AT2995U1 (de) * 1998-11-19 1999-08-25 Holzindustrie Preding Ges M B Pellets für heizzwecke, verfahren und ring- oder flachmatrizenpresse zur herstellung
JP4726162B2 (ja) 2000-06-16 2011-07-20 共同印刷株式会社 薄膜デバイスの製造方法
US20040045215A1 (en) * 2002-09-09 2004-03-11 Guilfoyle Michael John Combustible fuel
DE10318969A1 (de) * 2003-04-26 2004-11-11 Heinrich Hermann Krallmann Formkörper, insbesondere Pressling
CZ296046B6 (cs) * 2003-12-03 2005-12-14 Spolek Pro Ekologické Bydlení, Občanské Sdružení Palivo na bázi rostlinných materiálů a způsob jeho výroby
CZ20041026A3 (cs) * 2004-10-08 2006-02-15 Spolek Pro Ekologické Bydlení Zpusob výroby paliva a/nebo krmiva z plev z cistení semen kulturních rostlin a zarízení pro provádení tohoto zpusobu
DE202006011668U1 (de) * 2006-07-29 2006-10-26 Neo Energy Ag Adaptiver Brennstoff
DE202006014651U1 (de) * 2006-09-22 2006-12-28 Nopper, Herbert Georg Brennstoff aus verpressten nachwachsenden organischen Rohstoffen
RU2009114886A (ru) 2006-09-22 2010-10-27 Герберт Георг Ноппер (DE) Прессованное топливо из возобновляемых органических отходов и/или сырья и способ его изготовления
JP4946518B2 (ja) * 2007-03-05 2012-06-06 東京電力株式会社 固体バイオマス燃料供給装置
AT505503A1 (de) 2007-07-12 2009-01-15 Josef Woelfer Festbrennstoff
CN101240205A (zh) * 2008-03-05 2008-08-13 华北电力大学 一种利用农业废弃物制备成型燃料的方法
JP3152108U (ja) * 2008-11-04 2009-07-23 一幸 岡松 木質系廃棄物を利用した木質固形燃料

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Fact Foundation Jatropha handbook first Draft" 03.2006. *
KARAOSMANOGLU F "biobriquetting of rapeseed cake" ENERGY SOURCES, LONDON, *

Also Published As

Publication number Publication date
ZA201205282B (en) 2013-04-24
US20130008358A1 (en) 2013-01-10
CA2786976C (en) 2017-08-01
AU2010342105A1 (en) 2012-08-02
RU2012135040A (ru) 2014-02-27
BR112012017706B1 (pt) 2018-10-02
EP2527419A1 (en) 2012-11-28
CA2786976A1 (en) 2011-07-21
KR20120117873A (ko) 2012-10-24
CN102712860A (zh) 2012-10-03
MX2012008275A (es) 2012-11-12
AU2010342105B2 (en) 2016-04-28
SG182495A1 (en) 2012-08-30
KR101802544B1 (ko) 2017-11-28
JP4813605B2 (ja) 2011-11-09
JP2011144327A (ja) 2011-07-28
US8801812B2 (en) 2014-08-12
EP2527419B1 (en) 2017-02-08
MY171639A (en) 2019-10-22
WO2011086741A1 (ja) 2011-07-21
BR112012017706A2 (pt) 2016-04-19
MX337961B (es) 2016-03-29
EP2527419A4 (en) 2013-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2591853C2 (ru) Твердое топливо
Okot et al. Effects of operating parameters on maize COB briquette quality
Onuegbu et al. Comparative studies of ignition time and water boiling test of coal and biomass briquettes blend
Domínguez et al. The avocado and its waste: an approach of fuel potential/application
JP4814381B2 (ja) 固体燃料
Onuegbu et al. Comparative analyses of densities and calorific values of wood and briquettes samples prepared at moderate pressure and ambient temperature
Yerima et al. The potential of coconut shell as biofuel
Sette Jr et al. Production and characterization of bamboo pellets
Hassan et al. Comparative studies of burning rates and water boiling time of wood charcoal and briquettes produced from carbonized martynia annua woody shells
Anggraeni et al. Effects of particle size and composition of cassava peels and rice husk on the briquette performance
Tippayawong Biomass pellets from densification of tree leaf waste with algae
Setyawan et al. Energy potential from areca palm through direct combustion and pyrolysis in Indonesia: a review
JP2018145252A (ja) 燃料用ペレット、及び、燃料用ペレットの製造方法
Ojediran et al. Evaluation of briquettes produced from maize cob and stalk
Sotolongo et al. Jatropha curcas L. as a source for the production of biodiesel: a Cuban experience
Srinivasan et al. High Potential Organic Feedstocks for Production of Renewable Solid Briquettes—A Comprehensive Review
Sari et al. Studies of carbonization process on the production of durian peel biobriquettes with mixed biomass coconut and palm shells
OYEDEMI Characterisation of fuel briquettes from Gmelina arborea (Roxb) sawdust and maize cob particles using Cissus populnea gum as binder
Espinoza et al. Improved thermochemical properties by roasting residual biomass and its applicability for developing biobriquettes
YEE EFFECT OF DENSIFIED OIL PALM EMPTY FRUIT BUNCH TOWARD THE TORREFACTION PROCESS
Ilochi et al. Physico-mechanical and combustion analysis of briquettes produced from bambaranut shell
JP2022178280A (ja) 竹炭成形体およびその製造方法
ATEGEKA APPRAISAL OF FOOD RESIDUE (WASTE) BASED FUEL BRIQUETTES IN DOMESTIC COOKING APPLICATIONS: A CASE STUDY OF UGANDA
Soon Experimental Study of Oil Palm Biomass Waste Mixture for Energy Potential
Krstev et al. The recovery of the biomass waste for industrial pellets by recycling

Legal Events

Date Code Title Description
HE4A Change of address of a patent owner

Effective date: 20190226

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201021