PL194593B1 - Ekologiczne brykiety energetyczne - Google Patents

Abstract

1. Ekologiczne brykiety energetyczne zawierające miał węglowy kamienny i/lub brunatny i/lub koks i/lub trociny i/lub torf i/lub słomę, znamienne tym, że lepiszczem ich jest kolagen otrzymywany korzystnie z naturalnych skór zwierzęcych garbowanych i/lub nie garbowanych.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku są ekologiczne brykiety, gdzie kolagen otrzymywany korzystnie z odpadów skór naturalnych jest lepiszczem do brykietowania drobnych odpadów paliw energetycznych takich jak: miał węglowy kamienny i brunatny, koks, trociny, torf, słoma i inne.

Aktualnie nie w pełni zagospodarowane są drobne surowce energetyczne z uwagi na brak dobrego i ekologicznego lepiszcza. W polskim opisie patentowym nr 165547 jako lepiszcze zastosowano pak i asfalt. Obecnie ze względu na ochronę naturalnego środowiska i poprawę warunków pracy jest zakaz używania jako lepiszcza do brykietów smoły i paku.

W polskich opisach patentowych nr 174678 i 174972 jako lepiszcze do brykietowania drobnych odpadów zaproponowano skrobię i jej pochodne, które dodatkowo modyfikowano żywicą mocznikowo-formaldehydową. Znany jest też z polskiego patentu nr 166394 sposób wytwarzania lepiszcza do brykietowania opartego na skrobi, na którą działa się utleniaczem w środowisku alkalicznym, a następnie dodaje się tlenek wapniowy, węglan i krzemian alkaliczny oraz tlenki względnie sole miedzi.

Mineralnym lepiszczem, znanym z polskiego patentu nr 177076 jest tlenek magnezu oraz aktywny tlenek cynku, a w kolejnym opisie RP nr 171208 zaproponowano wapno hydratyzowane i karboksymetylocelulozę. Związki wapnia zaproponowano też w polskich opisach nr 177353 i 178259 oraz zgłoszeniach patentowych nr 325743 i 325744.

Celem niniejszego wynalazku jest znalezienie taniego, ekologicznego i uniwersalnego lepiszcza, dowolnie rozcieńczalnego wodą, które może być bezpośrednio użyte do brykietowania różnych drobnoziarnistych surowców energetycznych w temperaturze otoczenia bez dodatkowych procesów technologicznych.

Istota wynalazku polega na tym, że lepiszczem do łączenia drobnoziarnistych surowców energetycznych jest kolagen otrzymywany korzystnie z odpadowych skór zwierzęcych garbowanych i/lub nie garbowanych, stosowanych w ilości 0,1-25 cz. wagowych w przeliczeniu na suchą masę.

W wyniku produkcji galanterii skórzanej w Polsce powstaje ponad 100 000 ton nie zagospodarowanych odpadów skór naturalnych.

Odpady skór naturalnych garbowanych i nie garbowanych pochodzenia zwierzęcego są najtańszym i najbogatszym źródłem kolagenu, w których zawartość kolagenu wynosi 60-80% suchej masy. Jako surowce wyjściowe używane są obrzynki i skrawki skór garbowanych i nie garbowanych pochodzenia zwierzęcego, będące bezużytecznym odpadem w produkcji galanterii skórzanej. Pochodzące z produkcji galanterii skórzanej odpady gromadzone są przeważnie na hałdach i bardzo często stają się źródłem zanieczyszczeń, zwłaszcza jeżeli są to odpady skór garbowanych chromowo. Skóry te zawierają ponad 10% siarczanu chromowego, który wymywany jest przez kwaśne deszcze, a szkodliwy chrom spływa do rzek, jezior, czy ujść wody pitnej. Stwarza tym samym problem natury zarówno ekologicznej jak i ekonomicznej.

Odpady skór garbowanych chromowo i inne, można dość łatwo roztworzyć, korzystnie w wodorotlenkach wapnia i/lub magnezu i/lub cynku otrzymując wodo-rozpuszczalny kolagen, który łącznie z wodorotlenkiem chromu wapnia i/lub magnezu i/lub cynku staje się doskonałym ekologicznym lepiszczem do brykietowania drobnych odpadów paliw energetycznych. Dodatkowo i niespodziewanie okazało się, że tak roztworzone odpady skór garbowanych chromowo są dyspergowane i/lub rozpuszczalne w wodzie, mają też znakomite właściwości sedymentacyjne. Umożliwiają oczyszczanie wód kopalnianych z miału i mułu węglowego poprzez wielokrotne przyspieszenie jego osadzania, odfiltrowania na prasach filtracyjnych, a następnie brykietowania i suszenia.

Kolejną zaletą spoiwa kolagenowego jest możliwość wykorzystania dotychczas nie zagospodarowanego mokrego mułu węglowego, który otrzymuje się w procesie flotacyjnego wzbogacania miału węglowego i w procesie mechanicznego wzbogacania urobku węgla kamiennego.

Kolagen otrzymywany z odpadów skór naturalnych jest w chwili obecnej najtańszym, a przy tym ekologicznym lepiszczem. Dodatkową zaletą jest jego bezpopiołowe spalanie i rozkład tlenków azotu. Azot białkowy zawarty w kolagenie reaguje z tlenkami azotu wytwarzając czysty azot. Przedstawia to poniższe równanie:

RNH2+NO_X ® N2+H2O

Podczas spalania brykietów według wynalazku zawarte w lepiszczu wodorotlenki wapnia i/lub magnezu i/lub cynku wiążą wydzielający się podczas spalania dwutlenek siarki w trudno rozpuszczalne sole, a tym samym redukują jego emisję prawie do zera niezależnie od ingerencji i woli człowieka.

PL 194 593 B1

Niespodziewanie okazało się też, że chrom korzystnie w połączeniu z wapniem i/lub magnezem i/lub cynkiem powyżej temperatury 700°C ma właściwości katalityczne i dopala sadze oraz szkodliwe substancje organiczne powstałe podczas spalania drobnych surowców energetycznych, zwłaszcza pochodne benzopirenu do dwutlenku węgla i wody. Fakt ten umożliwia utrzymanie wysokiej czystości i sprawności urządzeń grzewczych bez sadzy i złogów. Dotychczas szkodliwy dla środowiska rozpuszczalny chrom jest po spaleniu związany w popiół i szklisty żużel, praktycznie nie rozpuszczalny i nie wymywany w wodzie.

Jest zrozumiałe i oczywiste dla specjalistów tej dziedziny, że jako lepiszcze do formowania brykietów można zastosować kolagen otrzymywany z rogów, kopyt i kości zwierzęcych oraz piór, łbów i nóżek ptasich.

Można tu też zgodnie z wynalazkiem zużytkować żelatynę spożywczą zakażoną drobnoustrojami i/lub prionami oraz zakażoną prionami mączkę zwierzęcą.

Jako uzupełnienie do lepiszcza można zgodnie z wynalazkiem wykorzystywać przeterminowane lub zepsute - skrobię roślinną, mąkę, kaszę, mleko w proszku, cukier, krochmal i inne.

W celu zwiększenia właściwości mechanicznych brykietów, a zwłaszcza brykietów z węgla kamiennego można dodatkowo wprowadzić znane w budownictwie materiały wiążące takie jak: cement, gips, kleje i emulsje.

Poniżej przedstawiono proporcje składników według wynalazku nie ograniczając zakresu jego stosowania.

P rz y kła d 1. Ekologiczne brykiety sporządza się z 75 części wag. miału węgła kamiennego, 8 części wag. miału węgla brunatnego, 5 części trocin drzew iglastych i 12 części wag. około 20% roztworu wodnego kolagenu otrzymanego ze skór zwierzęcych garbowanych chromowo, a które były roztworzone w obecności wodorotlenku wapniowego. Całość została dokładnie wymieszana, a następnie wsypana do form na prasie hydraulicznej, sprasowana i wysuszona. Po kilkunastu dniach suszenia w temperaturze otoczenia brykiety posiadały właściwości mechaniczne zbliżone do brykietów, których lepiszczem był szkodliwy pak lub smoła.

P r z y k ł a d 2. Sześć części wag. garbowanych chromowo strużyn skór bydlęcych roztworzono na gorąco w 20 częściach wagowych wody w obecności wodorotlenku magnezowego, a następnie wymieszano z 40 częściami miału węgla brunatnego, 30 częściami wag. trocin drzew mieszanych i 4 części wag. ciętej słomy rzepakowej. Całość wymieszano, sprasowano i wysuszono. Wysuszone brykiety posiadały dobre właściwości mechaniczne i nie kruszyły się podczas transportu.

P r z y k ł a d 3. 80 części wag. miału węgla kamiennego, 5 części wag. cementu i 15 części wag. około 11% kolagenu otrzymanego przez roztworzenie garbowanych chromowo skór zwierzęcych w obecności wodorotlenków wapnia i magnezu dokładnie wymieszano, a następnie sprasowano i spryskano powierzchnie brykietów tym samym roztworem kolagenu. Po wysuszeniu brykiety węgla kamiennego posiadały dobre właściwości mechaniczne, nie kruszyły się i nie pyliły podczas przesypywania i transportu.

Przykł ad 4. Trzy części wag. garbowanych roślinnie strużyn skór zwierzęcych roztworzono na gorąco w 14 częściach wag. wody w obecności wodorotlenku cynkowego i wapniowego, a następnie dodano 3 części wag. zakażonej pleśniami mąki żytniej. Całość wymieszano, aż do uzyskania jednolitej konsystencji. Tak otrzymane lepiszcze wymieszano z 30 częściami wag. miału węglowego o uziemieniu poniżej 2 mm i z 40 częściami wag. trocin drzew iglastych i uformowano brykiet na prasie walcowej o nacisku 250 kG/cm w temperaturze otoczenia i wysuszono w temperaturze 50°C. Otrzymane brykiety posiadały dobre właściwości wodoodporne i mechaniczne.

Przyk ła d 5. 40 części wag. miału węglowego, 20 części wag. koksiku o uziarnieniu poniżej 3 mm, 20 części zmielonej kory drzewnej i 5 części wag. drobno ciętej słomy żytniej zroszono 15 częściami wag. około 12% roztworu wodnego kolagenu otrzymanego ze skór zwierzęcych garbowanych chromowo, a które były roztworzone w obecności wodorotlenku magnezowego i cynkowego. W roztworze tym dodatkowo rozpuszczono 2 części wag. żelatyny, do której zachodziło podejrzenie że pochodzi z importu. Całość dokładnie wymieszano na mieszarce dwuwałowej, a następnie na prasie walcowej uformowano brykiety, które po wysuszeniu posiadały dobre właściwości mechaniczne i nie kruszyły się podczas transportu.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Ekologiczne brykiety energetyczne zawierające miał węglowy kamienny i/lub brunatny i/lub koks I/lnb tagelnc I/lnb torf I/lnb słgmg, znamienne tym, żn Inplsazanm Izh jnst Oglaenn gtuacmcwaac Ogaacstnln a natnaalnczh skór awlnaagzczh eaybgwanczh I/lnb nln eaybgwanczh.
2. 2. energetyczne wynłun zastra. 1, zznmieenn tym, żż kolaaen zawiały jnst w Ilgśzl 0,25-25 zagśzl waegwczh w puanllzannln na snzhą masg.