PL249185B1 - Mixed pellets with plant-based ingredients - Google Patents

Mixed pellets with plant-based ingredients

Info

Publication number
PL249185B1
PL249185B1 PL447307A PL44730723A PL249185B1 PL 249185 B1 PL249185 B1 PL 249185B1 PL 447307 A PL447307 A PL 447307A PL 44730723 A PL44730723 A PL 44730723A PL 249185 B1 PL249185 B1 PL 249185B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
pellets
mechanical strength
refined
mixed
additive improving
Prior art date
Application number
PL447307A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL447307A1 (en
Inventor
Michał Wojtasik
Grażyna ŻAK
Grażyna Żak
Jarosław Markowski
Elżbieta Szałkowska
Jan Lubowicz
Stefan PTAK
Stefan Ptak
Original Assignee
Inst Nafty I Gazu Panstwowy Inst Badawczy
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 Inst Nafty I Gazu Panstwowy Inst Badawczy filed Critical Inst Nafty I Gazu Panstwowy Inst Badawczy
Priority to PL447307A priority Critical patent/PL249185B1/en
Publication of PL447307A1 publication Critical patent/PL447307A1/en
Publication of PL249185B1 publication Critical patent/PL249185B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L5/00Solid fuels
    • C10L5/40Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/44Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on vegetable substances
    • C10L5/442Wood or forestry waste
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L5/00Solid fuels
    • C10L5/40Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/44Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on vegetable substances
    • C10L5/445Agricultural waste, e.g. corn crops, grass clippings, nut shells or oil pressing residues
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L9/00Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/10Treating solid fuels to improve their combustion by using additives
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia są pellety mieszane z zawartością składników roślinnych, według niniejszego wynalazku, zawierające trociny drewna z drzew iglastych i słomę zbóż, uszlachetnione dodatkiem poprawiającym ich wytrzymałość mechaniczną, które charakteryzują się tym, że jako dodatek poprawiający ich wytrzymałość mechaniczną zawierają węgiel uzyskany w procesie pirolizy metanu, a w skład pelletów wchodzi: od 98,5% (m/m) do 99,5% (m/m), w przeliczeniu na całkowitą masę pelletów mieszanych z zawartością składników roślinnych, uszlachetnionych dodatkiem poprawiającym ich wytrzymałość mechaniczną, składnika I, który składa się z trocin drewna z drzew iglastych w ilości od 49% do 51% (m/m) i słomy zbóż w ilości od 49% do 51% (m/m); oraz od 0,5% (m/m) do 1,5% (m/m) w przeliczeniu na całkowitą masę pelletów mieszanych z udziałem słomy zbóż, uszlachetnionych dodatkiem poprawiającym ich wytrzymałość mechaniczną, składnika II, którym jest węgiel uzyskany w procesie pirolizy metanu przeprowadzonym w kwarcowym reaktorze przepływowym umieszczonym w poziomym piecu rurowym, przez który to reaktor w trybie ciągłym przepuszcza się mieszankę azotu i metanu w stosunku objętościowym wynoszącym 1:1 z szybkością 400 ml/min, a wytworzony węgiel wydobywa się z reaktora periodycznie; które to składniki I i II są ze sobą zmieszane i dokładnie ujednorodnione, a następnie poddane procesowi aglomeracji.The subject of the application are mixed pellets with the content of plant ingredients, according to the present invention, containing sawdust from coniferous wood and cereal straw, refined with an additive improving their mechanical strength, which are characterized in that as an additive improving their mechanical strength they contain carbon obtained in the process of methane pyrolysis, and the composition of the pellets includes: from 98.5% (m/m) to 99.5% (m/m), calculated on the total weight of the mixed pellets with the content of plant ingredients, refined with an additive improving their mechanical strength, of component I, which consists of sawdust from coniferous wood in an amount of from 49% to 51% (m/m) and cereal straw in an amount of from 49% to 51% (m/m); and from 0.5% (m/m) to 1.5% (m/m) calculated on the total mass of pellets mixed with cereal straw, refined with an additive improving their mechanical strength, component II, which is carbon obtained in the methane pyrolysis process carried out in a quartz flow reactor placed in a horizontal tubular furnace, through which a mixture of nitrogen and methane is continuously passed in a volume ratio of 1:1 at a rate of 400 ml/min, and the produced carbon is extracted from the reactor periodically; components I and II are mixed together and thoroughly homogenized, and then subjected to the agglomeration process.

Description

Przedmiotem wynalazku jest pellet mieszany z zawartością składników roślinnych, uszlachetniony dodatkiem poprawiającym wytrzymałość mechaniczną pelletu.The subject of the invention is a pellet mixed with plant ingredients, refined with an additive that improves the mechanical strength of the pellet.

STAN TECHNIKISTATE OF THE ART

Biopaliwa są paliwami o mniejszej tendencji do tworzenia niebezpiecznych zanieczyszczeń, a ich spalanie ma korzystniejszy bilans dwutlenku węgla od paliw kopalnych.Biofuels are fuels that are less likely to produce hazardous pollutants, and their combustion has a more favorable carbon dioxide balance than fossil fuels.

Pellety wytworzone w procesie aglomeracji z komponentów biomasowych charakteryzują się zbyt niską wytrzymałością mechaniczną, ulegają rozkruszeniu w trakcie transportu i podawania do pieca lub kotła generując straty, zanieczyszczenie oraz zagrożenie pożarowe.Pellets produced in the agglomeration process from biomass components are characterized by too low mechanical strength, they crumble during transport and feeding into the furnace or boiler, generating losses, pollution and a fire hazard.

W dokumencie PL439171 opisano sposób wytwarzania pelletów z drewna o podwyższonej wytrzymałości mechanicznej. Autorzy opisali szczegółowo etapy produkcji tego pelletu obejmujące: suszenie materiału drzewnego, rozdrabnianie surowca, odsiewanie, uszlachetnianie dodatkami oraz produkcję pelletów. Jako dodatki poprawiające wytrzymałość wytworzonego produktu stosowano żelatynę lub sacharozę w ilości od 0,3% mas. do 0,5% mas.Document PL439171 describes a method for producing wood pellets with increased mechanical strength. The authors provide a detailed description of the production steps for these pellets, including: drying the wood material, crushing the raw material, sifting, refining with additives, and pellet production. Gelatin or sucrose were used as additives to improve the strength of the final product, in amounts ranging from 0.3% to 0.5% by weight.

W zgłoszeniu patentowym WO202005392 opisano metodę otrzymywania granulatu z biomasy, charakteryzującego się wysoką wytrzymałością mechaniczną. Podniesienie wytrzymałości uzyskano poprzez wprowadzenie do składu granulatu gliny odpadowej w ilości od 2% mas. do 16% mas.Patent application WO202005392 describes a method for obtaining biomass pellets characterized by high mechanical strength. The strength was improved by incorporating waste clay into the pellet composition in amounts ranging from 2% by weight to 16% by weight.

W dokumencie CN105969441A ujawniono sposób otrzymywania brykietów z biomasy o wysokiej wytrzymałości na ściskanie, dzięki zastosowaniu dodatku. Substancja która zostaje dodana do pelletów oprócz podnoszenia wytrzymałości mechanicznej wpływa korzystnie na proces spalania. Przygotowany brykiet z biomasy charakteryzuje się niską temperaturą zapłonu, niską zawartością substancji lotnych, dużą szybkością spalania, dobrą stabilnością cieplną wysoką wytrzymałością oraz niską zawartością substancji pyłowych po spaleniu. Autorzy nie podają składu zastosowanego dodatku.Document CN105969441A discloses a method for obtaining biomass briquettes with high compressive strength through the use of an additive. The substance added to the pellets, in addition to increasing mechanical strength, positively impacts the combustion process. The prepared biomass briquettes are characterized by a low flash point, low volatile content, high combustion rate, good thermal stability, high strength, and low dust content after combustion. The authors do not disclose the composition of the additive used.

W artykule Wang R, Zhang J, Liu Z, Li Y, Xu C. “Effect of CaO and MgO additives on the compressive strength of pellets: Exploration on the decisive stage during induration”, Powder Technol. 2021; 390: 496-503, opisano wpływ tlenku wapnia i tlenku magnezu na wytrzymałość pelletów. Autorzy zauważyli, że tlenek magnezu wpływa negatywnie na tą właściwość, a tlenek wapnia może ten negatywny wpływ eliminować.In the article by Wang R, Zhang J, Liu Z, Li Y, Xu C. “Effect of CaO and MgO additives on the compressive strength of pellets: Exploration on the decisive stage during induration,” Powder Technol. 2021; 390: 496-503, the influence of calcium oxide and magnesium oxide on pellet strength is described. The authors noted that magnesium oxide negatively affects this property, while calcium oxide can eliminate this negative effect.

W artykule Wang R, Zhang J, Liu Z, Liu X, Xu C, Li Y. “Interaction between iron ore and magnesium additives during induration process of pellets”, Powder Technol. 2020; 361: 894-902, opisano zastosowanie rud żelaza i ich wpływu na wytrzymałość pelletów z biomasy.The article by Wang R, Zhang J, Liu Z, Liu X, Xu C, Li Y. “Interaction between iron ore and magnesium additives during induration process of pellets”, Powder Technol. 2020; 361: 894-902, describes the use of iron ores and their effect on the strength of biomass pellets.

Oprócz wprowadzania dodatków wytrzymałość pelletów może być podnoszona na etapie produkcji, dzięki modyfikacji procesu; taką metodę poprawy wytrzymałości mechanicznej pelletów opisano w opisie patentowym RU2671824. Zaprezentowana w w/w dokumencie technologia opiera się na wstępnej obróbce materiału drzewnego w celu wzbogacenia go w ligninę, a następnie poddania go procesowi pelletowania. Lignina jest naturalnym środkiem poprawiającym tworzenie pelletów o wysokiej wytrzymałości mechanicznej.In addition to adding additives, pellet strength can be improved at the production stage through process modifications; this method for improving the mechanical strength of pellets is described in patent RU2671824. The technology presented in the aforementioned document is based on pre-treating the wood material to enrich it with lignin and then subjecting it to the pelleting process. Lignin is a natural agent that improves the formation of pellets with high mechanical strength.

Natomiast zgodnie z opisem RU2671824 z jednej strony trociny poddawane są wstępnej obróbce termicznej, co poprawia ich wytrzymałość poprzez zwiększenie gęstości cząstek węgla, dodatkowo zwiększa się wartość cieplna, zmniejsza się ilość substancji lotnych otrzymanego paliwa. Podobną metodę opisano w wielu dokumentach patentowych między innymi WO201267795, EP3184613,According to the description of RU2671824, on the one hand, sawdust is subjected to thermal pre-treatment, which improves its strength by increasing the density of carbon particles, further increasing the heat value, and reducing the amount of volatile substances in the resulting fuel. A similar method is described in numerous patent documents, including WO201267795, EP3184613,

US201305563, WO20170255 oraz KR102289529.US201305563, WO20170255 and KR102289529.

Autorzy publikacji Sarker TR, Nanda S, Meda V, Dalai AK. „Pelletization of torrefied canola residue: Effects of microwave power, residence time and bio-additives on fuel pellet quality”, Fuel 2022; 312: 122728 opisali metodę toryfikacji pelletów za pomocą mikrofal.Sarker TR, Nanda S, Meda V, Dalai AK. "Pelletization of torrefied canola residue: Effects of microwave power, residence time and bio-additives on fuel pellet quality", Fuel 2022; 312: 122728, described a method for torrefaction of pellets using microwaves.

W publikacji Xia X, Zhang K, Xiao H, Xiao S, Song Z, Yang Z. “Effects of additives and hydrothermal pretreatment on the pelleting process of rice straw: Energy consumption and pellets quality”, Ind. Crops. Prod. 2019; 133: 178-84 porównano dwie metody podnoszenia wytrzymałości pelletów: za pomocą wprowadzania do ich składu dodatków (gliceryny lub parafiny) oraz za pomocą wstępnej toryfikacji. Uznano, że lepsze efekty uzyskano dzięki zastosowaniu dodatków.In the publication by Xia X, Zhang K, Xiao H, Xiao S, Song Z, Yang Z. “Effects of additives and hydrothermal pretreatment on the pelleting process of rice straw: Energy consumption and pellets quality”, Ind. Crops. Prod. 2019; 133: 178-84, two methods of increasing pellet strength were compared: by introducing additives (glycerin or paraffin) into their composition and by pretorrefaction. It was concluded that better results were obtained with the use of additives.

W publikacji Garcia R, Gil M V, Fanjul A, Gonzalez A, Majada J, Rubiera F, et al. „Residual pyrolysis biochar as additive to enhance wood pellets quality”, Renew Energy 2021; 180: 850-9, badano wpływ dodatku biowęgla uzyskanego z pirolizy eukaliptusa na jakość pelletów z drzewa sosnowego.In the publication by Garcia R, Gil M V, Fanjul A, Gonzalez A, Majada J, Rubiera F, et al., “Residual pyrolysis biochar as additive to enhance wood pellets quality,” Renew Energy 2021; 180: 850-9, the effect of biochar addition obtained from eucalyptus pyrolysis on the quality of pine wood pellets was investigated.

Do paliwa dodawano biowegiel w ilości 5% - 20%, wykazano, że dodatek tego materiału podnosi jakość wytwarzanych pelletów, jednak nie zbadano jego wpływu na ich wytrzymałość.Biochar was added to the fuel in the amount of 5% - 20%, it was shown that the addition of this material improves the quality of the produced pellets, but its effect on their strength was not tested.

Celem niniejszego wynalazku było rozwiązanie problemu technicznego, jakim jest zbyt niska wytrzymałość mechaniczna pelletów wytworzonych z biomasy.The aim of this invention was to solve the technical problem of too low mechanical strength of pellets made from biomass.

Problemy związane ze zbyt niską wytrzymałością pelletów można ograniczać transportując i spalając pellet uszlachetniony dodatkami dedykowanymi do stosowania do paliw stałych wytwarzanych z biomasy.Problems related to the low strength of pellets can be reduced by transporting and burning pellets enriched with additives dedicated to use with solid fuels produced from biomass.

Nieoczekiwanie okazało się, że postawiony cel można osiągnąć poprzez opracowanie składu paliwa z zawartością składników roślinnych, w formie pelletu mieszanego, uszlachetnionego dodatkiem poprawiającym wytrzymałość mechaniczną pelletu, który to pellet po procesie aglomeracji składników roślinnych zawierających dodatek charakteryzuje się wyższą wytrzymałością mechaniczną niż pellet nie zawierający tego dodatku.Unexpectedly, it turned out that the set goal can be achieved by developing a fuel composition containing plant ingredients, in the form of mixed pellets, refined with an additive improving the mechanical strength of the pellets, which pellets after the process of agglomeration of plant ingredients containing the additive are characterized by higher mechanical strength than pellets without this additive.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że takie pożądane właściwości posiada, zgodny z niniejszym wynalazkiem, pellet mieszany z zawartością składników roślinnych, uszlachetniony dodatkiem poprawiającym jego wytrzymałość mechaniczną będącym węglem uzyskanym w procesie pirolizy metanu, który po procesie aglomeracji charakteryzuje się wyższą wytrzymałością mechaniczną, niż pellet otrzymany wyłącznie ze składników roślinnych nie zawierających tego dodatku.It was surprisingly found that such desirable properties are possessed by pellets mixed with plant ingredients, in accordance with the present invention, enriched with an additive improving its mechanical strength, i.e. carbon obtained in the methane pyrolysis process, which after the agglomeration process is characterized by higher mechanical strength than pellets obtained solely from plant ingredients not containing this additive.

ISTOTA WYNALAZKUTHE ESSENCE OF THE INVENTION

Pellet mieszany z zawartością składników roślinnych, według niniejszego wynalazku, zawierający trociny drewna z drzew iglastych i słomę zbóż, uszlachetniony dodatkiem poprawiającym jego wytrzymałość mechaniczną, charakteryzuje się tym, że jako dodatek poprawiający jego wytrzymałość mechaniczną zawiera węgiel uzyskany w procesie pirolizy metanu, a w skład pelletu wchodzi:Pellets mixed with plant components, according to the present invention, containing sawdust from coniferous trees and cereal straw, refined with an additive improving its mechanical strength, are characterized in that they contain carbon obtained in the methane pyrolysis process as an additive improving its mechanical strength, and the pellets contain:

- od 98,5% (m/m) do 99,5% (m/m), w przeliczeniu na całkowitą masę pelletu mieszanego z zawartością składników roślinnych, uszlachetnionego dodatkiem poprawiającym jego wytrzymałość mechaniczną składnika I, który składa się z trocin drewna z drzew iglastych w ilości od 49% do 51% (m/m) i słomy zbóż w ilości od 49% do 51% (m/m);- from 98.5% (m/m) to 99.5% (m/m), calculated on the total mass of pellets mixed with the content of plant ingredients, refined with an additive improving its mechanical strength of component I, which consists of sawdust from coniferous trees in the amount of 49% to 51% (m/m) and cereal straw in the amount of 49% to 51% (m/m);

orazand

- od 0,5% (m/m) do 1,5% (m/m), w przeliczeniu na całkowitą masę pelletu mieszanego z zawartością składników roślinnych, uszlachetnionego dodatkiem poprawiającym jego wytrzymałość mechaniczną składnika II, którym jest węgiel uzyskany w procesie pirolizy metanu przeprowadzonym w kwarcowym reaktorze przepływowym umieszczonym w poziomym piecu rurowym, przez który to reaktor w trybie ciągłym przepuszcza się mieszankę azotu i metanu w stosunku objętościowym wynoszącym 1:1 z szybkością 400 ml/min.- from 0.5% (m/m) to 1.5% (m/m), calculated on the total mass of pellets mixed with the content of plant ingredients, refined with an additive improving its mechanical strength, component II, which is carbon obtained in the methane pyrolysis process carried out in a quartz flow reactor placed in a horizontal tubular furnace, through which a mixture of nitrogen and methane is continuously passed in a volume ratio of 1:1 at a rate of 400 ml/min.

Wytworzony węgiel wydobywa się z reaktora periodycznie.The produced coal is extracted from the reactor periodically.

Składniki I i II miesza się ze sobą i dokładnie ujednorodnia, a następnie poddaje się procesowi aglomeracji.Components I and II are mixed together and thoroughly homogenized, and then subjected to the agglomeration process.

Dla potrzeb niniejszego wynalazku jako aglomerację należy rozumieć proces zagęszczania lub kompaktowania w celu uzyskania pelletu.For the purposes of this invention, agglomeration is understood to mean the process of densification or compaction to obtain pellets.

Okazało się w trakcie badań, że dodanie do składników roślinnych poddawanych procesowi aglomeracji dodatku będącego węglem uzyskanym w procesie pirolizy metanu pozwala na poprawę wytrzymałości mechanicznej pelletu od około 0,5% do około 4% w stosunku do poziomu wytrzymałości mechanicznej pelletu uzyskanego ze składników roślinnych nie zawierających dodatku będącego węglem uzyskanym w procesie pirolizy metanu.It turned out during the research that adding an additive consisting of carbon obtained in the methane pyrolysis process to the plant ingredients subjected to the agglomeration process allows for an improvement in the mechanical strength of the pellets from about 0.5% to about 4% in relation to the level of mechanical strength of pellets obtained from plant ingredients without the additive consisting of carbon obtained in the methane pyrolysis process.

Niniejszy wynalazek przedstawiono w przykładach wykonania od 1 do 5, ilustrujących skład, sposób wytwarzania i skuteczność poprawy wytrzymałości mechanicznej wytwarzanego w procesie aglomeracji pelletu, poprzez zastosowanie dodatku będącego węglem uzyskanym w procesie pirolizy metanu, w próbach testowych, nie można ich zatem traktować za ograniczenie istoty wynalazku, ponieważ mają one jedynie ilustracyjny charakter. Przykład 1 to przykład porównawczy, a przykłady od 2 do 5 ilustrują wynalazek.The present invention is presented in Examples 1 to 5, which illustrate the composition, production method, and effectiveness of improving the mechanical strength of pellets produced by the agglomeration process through the use of an additive consisting of carbon obtained by methane pyrolysis, in test trials. Therefore, they cannot be considered as limiting the scope of the invention, as they are merely illustrative. Example 1 is a comparative example, and Examples 2 to 5 illustrate the invention.

PRZYKŁADYEXAMPLES

Przykład 1- przykład porównawczyExample 1 - comparative example

Odważono 500 g trocin z drewna drzew iglastych o właściwościach z tabeli 1 oraz 500 g słomy zbóż o właściwościach z tabeli 2, a następnie dokładnie wymieszano składniki i poddano je granulacji w urządzeniu peletującym ZLSP-150B firmy Haven Polska Sp. z o.o. z zastosowaniem matrycy o średnicy oczek równej 6 mm.500 g of coniferous sawdust with the properties given in Table 1 and 500 g of cereal straw with the properties given in Table 2 were weighed, then the ingredients were thoroughly mixed and granulated in a ZLSP-150B pelleting machine from Haven Polska Sp. z o.o. using a matrix with a mesh diameter of 6 mm.

PL 249185 Β1PL 249185 Β1

Tabela 1. Charakterystyka trocin z drewna drzew iglastych zastosowanych do badańTable 1. Characteristics of coniferous wood sawdust used for testing

Nazwa oznaczenia, metoda badaniaName of the marking, test method Jednostka Unit Wartość. Value. Wygląd Appearance charakterystyczny characteristic Zawartość wilgociMoisture content % % 11,2 11.2 Zawartość popiołuAsh content % % 0,3 0.3 Wartość opałowa Calorific value MJ/kg MJ/kg 16,56 16.56

Tabela 2. Charakterystyka słomy zbóż zastosowanej do badańTable 2. Characteristics of cereal straw used for research

Nazwa oznaczenia, metoda badaniaName of the marking, test method Jednostka Unit Wartość Value Wygląd Appearance charakterystyczny characteristic Zawartość wilgociMoisture content % % 7,60 7.60 Zawartość popiołuAsh content % % 5,0 5.0 Wartość opałowa Calorific value MJ/kg MJ/kg 16,26 16.26

Przykład 2Example 2

Odważono 497,5 g trocin z drewna drzew iglastych o właściwościach z tabeli 1, 497,5 g słomy zbóż o właściwościach z tabeli 2, oraz 5 g węgla uzyskanego w procesie pirolizy metanu o właściwościach z tabeli 3, który został otrzymany w procesie prowadzonym w kwarcowym reaktorze przepływowym umieszczonym w poziomym piecu rurowym, przez który to reaktor w trybie ciągłym przepuszczano mieszankę azotu i metanu w stosunku objętościowym wynoszącym 1:1, z szybkością 400 ml/min. Następnie dokładnie wymieszano składniki i poddano je granulacji w urządzeniu peletującym ZLSP-150B firmy Haven Polska Sp. z o.o. z zastosowaniem matrycy o średnicy oczek równej 6 mm.We weighed 497.5 g of coniferous sawdust with the properties in Table 1, 497.5 g of cereal straw with the properties in Table 2, and 5 g of methane pyrolysis carbon with the properties in Table 3. The carbon was obtained in a quartz flow reactor located in a horizontal tube furnace, through which a mixture of nitrogen and methane was continuously passed in a 1:1 volume ratio at a rate of 400 ml/min. The ingredients were then thoroughly mixed and granulated in a ZLSP-150B pelletizing machine from Haven Polska Sp. z o.o. using a 6 mm mesh die.

Tabela 3. Charakterystyka węgla uzyskanego w procesie pirolizy metanu zastosowanego do badańTable 3. Characteristics of the coal obtained in the methane pyrolysis process used for the research

Nazwa oznaczenia, metoda badaniaName of the marking, test method Jednostka Unit .Wartość .Value Wygląd Appearance połyskujący proszekshimmering powder Zawartość pierwiastka węglaCarbon content % % 100 100 Wartość opałowa Calorific value MJ/kg MJ/kg 32,88 32.88

Przykład 3Example 3

Odważono 495 g trocin z drewna drzew iglastych o właściwościach z tabeli 1,495 g słomy zbóż o właściwościach z tabeli 2, oraz 10 g węgla uzyskanego w procesie pirolizy metanu o właściwościach z tabeli 3, który został otrzymany w procesie prowadzonym w kwarcowym reaktorze przepływowym umieszczonym w poziomym piecu rurowym, przez który to reaktor w trybie ciągłym przepuszczano mieszankę azotu i metanu w stosunku objętościowym wynoszącym 1:1, z szybkością 400 ml/min. Następnie dokładnie wymieszano składniki i poddano je granulacji w urządzeniu peletującym ZLSP-150B firmy Haven Polska Sp. z o.o. z zastosowaniem matrycy o średnicy oczek równej 6 mm.We weighed 495 g of coniferous sawdust with the properties in Table 1, 495 g of cereal straw with the properties in Table 2, and 10 g of methane pyrolysis carbon with the properties in Table 3. This carbon was obtained in a quartz flow reactor located in a horizontal tube furnace, through which a mixture of nitrogen and methane was continuously passed in a 1:1 volume ratio at a rate of 400 ml/min. The ingredients were then thoroughly mixed and granulated in a ZLSP-150B pelletizing machine from Haven Polska Sp. z o.o. using a 6 mm mesh die.

PL 249185 Β1PL 249185 Β1

Przykład 4Example 4

Odważono 492,5 g trocin z drewna drzew iglastych o właściwościach z tabeli 1, 492,5 g słomy zbóż o właściwościach z tabeli 2, oraz 15 g węgla uzyskanego w procesie pirolizy metanu o właściwościach z tabeli 3, który został otrzymany w procesie prowadzonym w kwarcowym reaktorze przepływowym umieszczonym w poziomym piecu rurowym, przez który to reaktor w trybie ciągłym przepuszczano mieszankę azotu i metanu w stosunku objętościowym wynoszącym 1:1, z szybkością 400 ml/min. Następnie dokładnie wymieszano składniki i poddano je granulacji w urządzeniu peletującym ZLSP-150B firmy Haven Polska Sp. z o.o. z zastosowaniem matrycy o średnicy oczek równej 6 mm.We weighed 492.5 g of coniferous sawdust with the properties in Table 1, 492.5 g of cereal straw with the properties in Table 2, and 15 g of methane pyrolysis carbon with the properties in Table 3. The carbon was obtained in a quartz flow reactor located in a horizontal tube furnace, through which a mixture of nitrogen and methane was continuously passed in a 1:1 volume ratio at a rate of 400 ml/min. The ingredients were then thoroughly mixed and granulated in a ZLSP-150B pelletizing machine from Haven Polska Sp. z o.o. using a 6 mm mesh die.

Przykład 5Example 5

Wykonano badania wytrzymałości mechanicznej produktów z przykładów od 1 do 4. Badania wykonano wg metody PN-EN ISO 17831-1:2016-02 (Biopaliwa stałe - Oznaczanie wytrzymałości mechanicznej pelletów i brykietów - Część 1: Pellety) w aparacie „PELTEST” wyprodukowanym przez firmę TESTCHEM.The mechanical strength of the products from examples 1 to 4 was tested. The tests were performed according to the PN-EN ISO 17831-1:2016-02 method (Solid biofuels - Determination of the mechanical strength of pellets and briquettes - Part 1: Pellets) in the "PELTEST" apparatus manufactured by TESTCHEM.

Badanie polegało na umieszczeniu około 500 g, testowanych pelletów przesianych na sicie o oczku 3,15 mm w obracającym się z prędkością 50 rpm stalowym prostopadłościanie, po 10 minutach ponownym oddzieleniu na tym samym sicie pokruszonych pelletów i zważeniu pozostałości na sicie. Do wyliczenia wytrzymałości badanej próbki pelletów wykorzystuje się poniższe równanie.The test involved placing approximately 500 g of test pellets, screened through a 3.15 mm mesh sieve, into a steel cuboid rotating at 50 rpm. After 10 minutes, the crushed pellets were separated again on the same sieve and the residue on the sieve was weighed. The following equation was used to calculate the strength of the tested pellet sample.

DU=(mA/mE) · 100 gdzie:DU=(mA/mE) 100 where:

DU - wytrzymałość mechaniczna, % mA - masa próbki po teście, g mE - masa próbki przed testem, gDU - mechanical strength, % mA - sample mass after the test, g mE - sample mass before the test, g

Uzyskane wyniki badań wytrzymałości mechanicznej zamieszczono w tabeli 4.The obtained mechanical strength test results are presented in Table 4.

Tabela 4. Wytrzymałość mechaniczna wg PN-EN ISO 17831-1:2016-02Table 4. Mechanical resistance according to PN-EN ISO 17831-1:2016-02

Badana próbkaTested sample Wytrzymałość mechaniczna [%1Mechanical resistance [%1] Produkt z przykładu 1 (przykład porównawczy)Product from Example 1 (comparative example) 90,6 90.6 Produkt z przykładu 2Product from example 2 91,2 91.2 Produkt z przykładu 3Product from example 3 93,6 93.6 Produkt z przykładu 4Product from example 4 94,0 94.0

W powyższych przykładach zaprezentowano skład pelletu mieszanego według wynalazku, z zawartością składników roślinnych, uszlachetnionego dodatkiem poprawiającym wytrzymałość mechaniczną, i wykazano skuteczność w poprawie wytrzymałości mechanicznej poprzez zastosowanie dodatku w próbach testowych, udowadniając przemysłową stosowalność wynalazku.The above examples present the composition of the mixed pellet according to the invention, containing plant ingredients, enriched with an additive improving mechanical strength, and demonstrate the effectiveness in improving mechanical strength by using the additive in test samples, proving the industrial applicability of the invention.

Wytrzymałość mechaniczną pelletu mieszanego, według wynalazku, z zawartością składników roślinnych, uszlachetnionego dodatkiem, porównano z wytrzymałością mechaniczną pelletu nie zawierającego dodatku.The mechanical strength of the mixed pellets according to the invention, containing plant ingredients and refined with an additive, was compared with the mechanical strength of the pellets without the additive.

Claims (1)

1. Pellet mieszany z zawartością składników roślinnych, zawierający trociny drewna z drzew iglastych i słomę zbóż, uszlachetniony dodatkiem poprawiającym jego wytrzymałość mechaniczną znamienny tym, że jako dodatek poprawiający jego wytrzymałość mechaniczną zawiera węgiel uzyskany w procesie pirolizy metanu, a w skład pelletu wchodzi:1. Pellets mixed with plant ingredients, containing sawdust from coniferous trees and cereal straw, refined with an additive improving its mechanical strength, characterized in that it contains carbon obtained in the methane pyrolysis process as an additive improving its mechanical strength, and the pellets consist of: - od 98,5% (m/m) do 99,5% (m/m), w przeliczeniu na całkowitą masę pelletu mieszanego z zawartością składników roślinnych, uszlachetnionego dodatkiem poprawiającym jego wytrzymałość mechaniczną składnika I, który składa się z trocin drewna z drzew iglastych w ilości od 49% do 51 % (m/m) i słomy zbóż w ilości od 49% do 51 % (m/m);- from 98.5% (m/m) to 99.5% (m/m), calculated on the total mass of pellets mixed with the content of plant ingredients, refined with an additive improving its mechanical strength of component I, which consists of sawdust from coniferous trees in the amount of 49% to 51% (m/m) and cereal straw in the amount of 49% to 51% (m/m); orazand - od 0,5% (m/m) do 1,5% (m/m), w przeliczeniu na całkowitą masę pelletu mieszanego z zawartością składników roślinnych, uszlachetnionego dodatkiem poprawiającym jego wytrzymałość mechaniczną składnika II, którym jest węgiel uzyskany w procesie pirolizy metanu przeprowadzonym w kwarcowym reaktorze przepływowym umieszczonym w poziomym piecu rurowym, przez który to reaktor w trybie ciągłym przepuszcza się mieszankę azotu i metanu w stosunku objętościowym wynoszącym 1:1 z szybkością 400 ml/min.- from 0.5% (m/m) to 1.5% (m/m), calculated on the total mass of pellets mixed with the content of plant ingredients, refined with an additive improving its mechanical strength, component II, which is carbon obtained in the methane pyrolysis process carried out in a quartz flow reactor placed in a horizontal tubular furnace, through which a mixture of nitrogen and methane is continuously passed in a volume ratio of 1:1 at a rate of 400 ml/min.
PL447307A 2023-12-27 2023-12-27 Mixed pellets with plant-based ingredients PL249185B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL447307A PL249185B1 (en) 2023-12-27 2023-12-27 Mixed pellets with plant-based ingredients

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL447307A PL249185B1 (en) 2023-12-27 2023-12-27 Mixed pellets with plant-based ingredients

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL447307A1 PL447307A1 (en) 2025-06-30
PL249185B1 true PL249185B1 (en) 2026-03-09

Family

ID=96171577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL447307A PL249185B1 (en) 2023-12-27 2023-12-27 Mixed pellets with plant-based ingredients

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL249185B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL440363A1 (en) * 2022-02-10 2023-08-14 Instytut Nafty I Gazu - Państwowy Instytut Badawczy New pellet made from a mixture of straw and dry sewage sludge, with improved mechanical strength
PL440563A1 (en) * 2022-03-04 2023-09-11 Instytut Nafty I Gazu - Państwowy Instytut Badawczy Agglomerate of a mixture of sawdust from coniferous wood and triticale straw, refined with a composition of additives

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL440363A1 (en) * 2022-02-10 2023-08-14 Instytut Nafty I Gazu - Państwowy Instytut Badawczy New pellet made from a mixture of straw and dry sewage sludge, with improved mechanical strength
PL440563A1 (en) * 2022-03-04 2023-09-11 Instytut Nafty I Gazu - Państwowy Instytut Badawczy Agglomerate of a mixture of sawdust from coniferous wood and triticale straw, refined with a composition of additives

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WOJCIECH KRASODOMSKI, MICHAŁ WOJTASIK, JAROSŁAW MARKOWSKI, GRAŻYNA ŻAK: "Nafta-Gaz 2022, nr 01, s. 56–63, DOI: 10.18668/NG.2022.01.06", „DEKARBONIZACJA METANU – KIERUNKI ZAGOSPODAROWANIA WĘGLA POPIROLITYCZNEGO" *

Also Published As

Publication number Publication date
PL447307A1 (en) 2025-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Botelho et al. Evaluation of the combustion characteristics of raw and torrefied grape pomace in a thermogravimetric analyzer and in a drop tube furnace
Lin et al. Torrefaction of fruit peel waste to produce environmentally friendly biofuel
Yang et al. Densification of torrefied Pinus radiata sawdust as a solid biofuel: effect of key variables on the durability and hydrophobicity of briquettes
Faizal et al. Torrefaction of densified mesocarp fibre and palm kernel shell
Jeguirim et al. Pyrolysis kinetics and physicochemical properties of agropellets produced from spent ground coffee blended with conventional biomass
de Oliveira Maiaa et al. Production and characterization of fuel briquettes from banana leaves waste
Song et al. Investigation on the properties of the bio-briquette fuel prepared from hydrothermal pretreated cotton stalk and wood sawdust
Oladeji Fuel characterization of briquettes produced from corncob and rice husk resides
Borowski et al. Effect of starch binder on charcoal briquette properties
Yaman et al. Fuel briquettes from biomass–lignite blends
Hassan et al. Experimental study of palm oil mill effluent and oil palm frond waste mixture as an alternative biomass fuel
Araújo et al. Effect of a mild torrefaction for production of eucalypt wood briquettes under different compression pressures
Song et al. Producing a high heating value and weather resistant solid fuel via briquetting of blended wood residues and thermoplastics
CN111925853A (en) Production method of solid biomass fuel
Chaiklangmuang et al. Development of fuel briquettes from biomass-lignite blends
García et al. Residual pyrolysis biochar as additive to enhance wood pellets quality
Kułażyński et al. Technological aspects of sunflower biomass and brown coal co-firing
Cellatoğlu et al. Torrefaction of solid olive mill residue
Olugbade et al. Fuel developed from rice bran briquettes and palm kernel shells
Valdés et al. Energy evaluation of pelletized mixtures of IWTP sludge and coal-fired boiler ashes by co-combustion: Identification of synergistic effects
Rath et al. Briquette production and performance evaluation from coal and agricultural waste
Jeníček et al. Spruce and barley elemental and stochiometric analysis affected by the impact of pellet production and torrefaction
Zhang et al. In-situ torrefaction-densification approach for pelletizing of rice hull/rice stalk and the combustion behavior analysis
Kumar et al. Evaluation of boiler efficiency of bio briquettes by indirect method
PL249185B1 (en) Mixed pellets with plant-based ingredients