PL249548B1 - Mixed pellets with grass plants - Google Patents

Mixed pellets with grass plants

Info

Publication number
PL249548B1
PL249548B1 PL447302A PL44730223A PL249548B1 PL 249548 B1 PL249548 B1 PL 249548B1 PL 447302 A PL447302 A PL 447302A PL 44730223 A PL44730223 A PL 44730223A PL 249548 B1 PL249548 B1 PL 249548B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
pellets
mechanical strength
mixed
grass plants
refined
Prior art date
Application number
PL447302A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL447302A1 (en
Inventor
Michał Wojtasik
Grażyna ŻAK
Grażyna Żak
Jarosław Markowski
Elżbieta Szałkowska
Jan Lubowicz
Stefan PTAK
Stefan Ptak
Original Assignee
Instytut Nafty I Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
Instytut Nafty I Gazu – Państwowy Instytut 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 Instytut Nafty I Gazu - Państwowy Instytut Badawczy, Instytut Nafty I Gazu – Państwowy Instytut Badawczy filed Critical Instytut Nafty I Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
Priority to PL447302A priority Critical patent/PL249548B1/en
Publication of PL447302A1 publication Critical patent/PL447302A1/en
Publication of PL249548B1 publication Critical patent/PL249548B1/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
    • 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
    • C10L5/447Carbonized vegetable substances, e.g. charcoal, or produced by hydrothermal carbonization of biomass
    • 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)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (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)
  • Cultivation Of Plants (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia są pellety mieszane z udziałem roślin trawiastych, zawierające trociny drewna z drzew iglastych i miskant, uszlachetnione dodatkiem poprawiającym ich wytrzymałość mechaniczną, będącym biowęglem uzyskanym w procesie pirolizy biomasy, które charakteryzują się tym, że w ich skład wchodzi: od 98,5% (m/m) do 99,5% (m/m), w przeliczeniu na całkowitą masę pelletów mieszanych z udziałem roślin trawiastych, 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 miskanta w ilości od 49% do 51% (m/m), które to biokomponenty są ze sobą zmieszane i dokładnie ujednorodnione; oraz od 0,5% (m/m) do 1,5% (m/m) w przeliczeniu na całkowitą masę pelletów mieszanych z udziałem roślin trawiastych, uszlachetnionych dodatkiem poprawiającym ich wytrzymałość mechaniczną, składnika II, którym jest węgiel uzyskany w procesie pirolizy słomy zbóż przeprowadzonym w reaktorze mikrofalowym w temperaturze 600°C, w czasie 10 minut, w przepływie 16 l/h gazu obojętnego; które to składniki I i II są ze sobą zmieszane i dokładnie ujednorodnione, a następnie poddane procesowi aglomeracji.The subject of the application is mixed pellets with the participation of grass plants, containing sawdust from coniferous trees and miscanthus, refined with an additive improving their mechanical strength, being biochar obtained in the process of pyrolysis of biomass, which are characterized in that they contain: from 98.5% (m/m) to 99.5% (m/m), calculated on the total weight of mixed pellets with the participation of grass plants, refined with an additive improving their mechanical strength, of component I, which consists of sawdust from coniferous trees in an amount of from 49% to 51% (m/m) and miscanthus in an amount of from 49% to 51% (m/m), which biocomponents are mixed with each other and thoroughly homogenized; and from 0.5% (m/m) to 1.5% (m/m) calculated on the total mass of mixed pellets with the participation of grass plants, refined with an additive improving their mechanical strength, component II, which is carbon obtained in the process of pyrolysis of cereal straw carried out in a microwave reactor at a temperature of 600°C, during 10 minutes, in a flow of 16 l/h of inert gas; components I and II are mixed together and thoroughly homogenized, and then subjected to the agglomeration process.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

DZIEDZINA TECHNIKIFIELD OF TECHNOLOGY

Przedmiotem wynalazku jest pellet mieszany z udziałem roślin trawiastych, uszlachetniony dodatkiem poprawiającym jego wytrzymałość mechaniczną.The subject of the invention is a pellet mixed with grass plants, refined with an additive improving its mechanical strength.

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 zgłoszeniu opisu patentowego 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.Patent application PL439171 describes a method for producing wood pellets with increased mechanical strength. The authors describe in detail 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 resulting product, in amounts ranging from 0.3% to 0.5% by weight.

W zgłoszeniu opisu patentowego 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 zgłoszeniu opisu patentowego 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.Patent application 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, also 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 modification. 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 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 patentowym 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 EP3184613 oraz KR102289529.According to patent description RU2671824, sawdust is subjected to thermal pretreatment, which improves its strength by increasing the density of carbon particles, further increasing its heat value, and reducing the amount of volatile substances in the resulting fuel. A similar method is described in numerous patent documents, including EP3184613 and KR102289529.

Autorzy publikacji Sarker TR, Nanda S, Meda V, Dalai AK. “Pelletization of torrefied canola residue: Effects of microwave power, residence time and bioadditives 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 bioadditives 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. Do paliwa dodawano biowęgiel w ilości 5% - 20%, wykazano, że dodatek tego materiału podnosi jakość wytwarzanych pelletów, jednak nie zbadano jego wpływu na ich wytrzymałość.In the publication by Garcia R, Gil M V, Fanjul A, Gonzalez A, Majada J, Rubiera F, et al., “Residual pyrolysis biochar as an additive to enhance wood pellet quality,” Renew Energy 2021; 180: 850-9, the effect of biochar from eucalyptus pyrolysis on the quality of pine pellets was investigated. Biochar was added to the fuel at a rate of 5%–20% and was shown to improve the quality of pellets, but its effect on their strength was not assessed.

Celem niniejszego wynalazku było rozwiązanie problemu technicznego, jakim jest zbyt niska wytrzymałość mechaniczna pelletu wytworzonego 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 pelletu można ograniczać transportując i spalając pellet uszlachetniony dodatkami dedykowanymi do stosowania do paliw stałych wytwarzanych z biomasy. Nieoczekiwanie okazało się, że postawiony cel można osiągnąć poprzez opracowanie składu paliwa w formie pelletu mieszanego z udziałem roślin trawiastych, uszlachetnionego dodatkiem poprawiającym wytrzymałość mechaniczną pelletu, który to pellet po procesie aglomeracji komponentów biomasowych zawierających dodatek charakteryzuje się wyższą wytrzymałością mechaniczną niż pellet nie zawierający tego dodatku.Problems related to pellet strength can be mitigated by transporting and burning pellets enriched with additives designed for use with solid fuels produced from biomass. Surprisingly, it turned out that this goal could be achieved by developing a fuel composition in the form of pellets mixed with grass plants, enriched with an additive that improves the pellets' mechanical strength. After agglomeration of the biomass components containing the additive, these pellets exhibit higher mechanical strength than pellets without the additive.

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

ISTOTA WYNALAZKUTHE ESSENCE OF THE INVENTION

Pellet mieszany z udziałem roślin trawiastych, według niniejszego wynalazku, zawierający trociny drewna z drzew iglastych i miskant, uszlachetniony dodatkiem poprawiającym jego wytrzymałość mechaniczną, będącym biowęglem uzyskanym w procesie pirolizy biomasy, charakteryzuje się tym, że w jego skład wchodzi:The pellet mixed with grass plants, according to the present invention, containing sawdust from coniferous trees and miscanthus, enriched with an additive improving its mechanical strength, being biochar obtained in the process of biomass pyrolysis, is characterized in that it contains:

- od 98,5% (m/m) do 99,5% (m/m), w przeliczeniu na całkowitą masę pelletu mieszanego z udziałem roślin trawiastych, 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 miskanta 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 grass plants, refined with an additive improving its mechanical strength, component I, which consists of sawdust from coniferous trees in the amount of 49% to 51% (m/m) and miscanthus 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 udziałem roślin trawiastych, uszlachetnionego dodatkiem poprawiającym jego wytrzymałość mechaniczną, składnika II, stanowiącego dodatek poprawiający wytrzymałość mechaniczną pelletu, którym to dodatkiem jest węgiel uzyskany w procesie pirolizy słomy zbóż przeprowadzonym w reaktorze mikrofalowym w temperaturze 600°C, w czasie 10 minut, w przepływie 16 l/h gazu obojętnego.- from 0.5% (m/m) to 1.5% (m/m), calculated on the total mass of pellets mixed with grass plants, refined with an additive improving its mechanical strength, component II, constituting an additive improving the mechanical strength of the pellets, which is carbon obtained in the process of pyrolysis of cereal straw carried out in a microwave reactor at a temperature of 600°C, for 10 minutes, in a flow of 16 l/h of inert gas.

Biokomponenty składnika I są ze sobą zmieszane i dokładnie ujednorodnione.The biocomponents of component I are mixed together and thoroughly homogenized.

Składniki I i II są ze sobą zmieszane i dokładnie ujednorodnione, a następnie poddane procesowi aglomeracji.Components I and II are mixed and thoroughly homogenized, and then subjected to an 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 komponentów biomasowych, poddawanych procesowi aglomeracji, dodatku będącego węglem uzyskanym w procesie pirolizy słomy zbóż pozwala na poprawę wytrzymałości mechanicznej pelletu od ponad 5% do ponad 10% w stosunku do poziomu wytrzymałości mechanicznej pelletu uzyskanego z komponentów biomasowych nie zawierających dodatku będącego węglem uzyskanym w procesie pirolizy słomy zbóż.It turned out during the research that adding an additive consisting of carbon obtained in the pyrolysis of cereal straw to the biomass components subjected to the agglomeration process allows for an improvement in the mechanical strength of the pellets from over 5% to over 10% compared to the level of mechanical strength of pellets obtained from biomass components without the additive consisting of carbon obtained in the pyrolysis of cereal straw.

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 słomy zbóż, w próbach testowych, nie można ich zatem traktować za ograniczenie istoty wynalazku, ponieważ mają one jedynie ilustracyjny charakter.The present invention is presented in embodiment examples 1 to 5, illustrating the composition, method of production and effectiveness of improving the mechanical strength of pellets produced in the agglomeration process by using an additive being carbon obtained in the pyrolysis process of cereal straw, in test trials, and therefore cannot be considered as limiting the essence of the invention, as they are only of illustrative nature.

Przykład 1 jest przykładem porównawczym.Example 1 is a comparative example.

PRZYKŁADYEXAMPLES

P rzy kła d 1 - przykład porównawczyExample 1 - comparative example

Odważono 500 g trocin z drewna drzew iglastych o właściwościach z tabeli 1 oraz 500 g miskanta 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 miscanthus 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 249548 Β1PL 249548 Β1

Tabela 1. Charakterystyka trocin z drewna drzew iglastych zastosowanych do badań.Table 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 miskanta zastosowanego do badań.Table 2. Characteristics of the Miscanthus used for testing.

Nazwa oznaczenia, metoda badaniaName of the marking, test method Jednostka Unit Wartość Value Wygląd Appearance charakterystyczny characteristic Zawartość wdgociContents of the % % 11,9 11.9 Zawartość popiołuAsh content % % 1,4 1.4 Wartość opałowa Calorific value MJ/kg MJ/kg 15,73 15.73

Przykład 2Example 2

Odważono 497,5 g trocin z drewna drzew iglastych o właściwościach z tabeli 1,497,5 g miskanta o właściwościach z tabeli 2, oraz 5 g węgla uzyskanego w procesie pirolizy słomy zbóż o właściwościach z tabeli 3, który został uzyskany w procesie pirolizy słomy zbóż, przeprowadzonym w reaktorze mikrofalowym w temperaturze 600°C, w czasie 10 minut, w przepływie 16 l/h gazu obojętnego. 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 miscanthus with the properties in Table 2, and 5 g of carbon obtained by pyrolysis of cereal straw with the properties in Table 3. This carbon was obtained by pyrolysis of cereal straw in a microwave reactor at 600°C for 10 minutes, under a flow of 16 l/h of inert gas. The ingredients were then thoroughly mixed and granulated in a ZLSP-150B pelletizing device from Haven Polska Sp. z o.o. using a matrix with a mesh diameter of 6 mm.

Tabela 3. Charakterystyka węgla uzyskanego w procesie pirolizy słomy zbóż zastosowanego do badań.Table 3. Characteristics of the carbon obtained in the pyrolysis process of cereal straw used for the research.

Nazwa oznaczenia, metoda badaniaName of the marking, test method Jednostka Unit Wartość Value Wygląd Appearance czarny proszekblack powder Zawartość pierwiastka węglaCarbon content % % 73,17 73.17 Wartość opałowa Calorific value MJ/kg MJ/kg 24,77 24.77

Przykład 3Example 3

Odważono 495 g trocin z drewna drzew iglastych o właściwościach z tabeli 1,495 g miskanta o właściwościach z tabeli 2, oraz 10 g węgla uzyskanego w procesie pirolizy słomy zbóż o właściwościach z tabeli 3, który został uzyskany w procesie pirolizy słomy zbóż, przeprowadzonym w reaktorze mikrofalowym w temperaturze 600°C, w czasie 10 minut, w przepływie 16 l/h gazu obojętnego. 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 miscanthus with the properties in Table 2, and 10 g of carbon obtained by pyrolysis of cereal straw with the properties in Table 3. This carbon was obtained by pyrolysis of cereal straw in a microwave reactor at 600°C for 10 minutes, under a flow of 16 l/h of inert gas. 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 4Example 4

Odważono 492,5 g trocin z drewna drzew iglastych o właściwościach z tabeli 1,492,5 g miskanta o właściwościach z tabeli 2, oraz 15 g węgla uzyskanego w procesie pirolizy słomy zbóż o właściwościach z tabeli 3, który został uzyskany w procesie pirolizy słomy zbóż, przeprowadzonym w reaktorze492.5 g of coniferous wood sawdust with the properties given in Table 1, 492.5 g of miscanthus with the properties given in Table 2, and 15 g of carbon obtained in the pyrolysis of cereal straw with the properties given in Table 3, which was obtained in the pyrolysis of cereal straw carried out in the reactor were weighed.

PL 249548 Β1 mikrofalowym w temperaturze 600°C, w czasie 10 minut, w przepływie 16 l/h gazu obojętnego. 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.PL 249548 Β1 microwave at 600°C for 10 minutes, in a flow of 16 l/h of inert gas. The ingredients were then thoroughly mixed and granulated in a ZLSP-150B pelletizing machine from Haven Polska Sp. z o.o. using a matrix with a mesh diameter of 6 mm.

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 peletów i brykietów - Część 1: Pelety) 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 próbka Wytrzymałość mechaniczna l%]Tested sample Mechanical resistance [l%]

Produkt z przykładu 1 (przykład porównawczy)85.0Product from example 1 (comparative example)85.0

Produkt, z przykładu 289,4Product, from example 289.4

Produkt z przykładu 392,2Product from example 392.2

Produkt z przykładu 494,0Product from example 494.0

W powyższych przykładach zaprezentowano skład pelletu mieszanego z udziałem roślin trawiastych, uszlachetnionych dodatkiem poprawiającym wytrzymałość mechaniczną pelletu według wynalazku, i wykazano skuteczność w poprawie wytrzymałości mechanicznej poprzez zastosowanie dodatku w próbach testowych udowadniając przemysłową stosowalność wynalazku.The above examples present the composition of mixed pellets with the participation of grass plants, enriched with an additive improving the mechanical strength of the pellets according to the invention, and demonstrate the effectiveness in improving the mechanical strength by using the additive in test samples, proving the industrial applicability of the invention.

Wytrzymałość mechaniczną pelletu mieszanego, z udziałem roślin trawiastych, uszlachetnionego dodatkiem, porównano z wytrzymałością mechaniczną pelletu nie zawierającego dodatku.The mechanical resistance of mixed pellets containing grass plants and enriched with an additive was compared with the mechanical resistance of pellets without the additive.

Claims (1)

Zastrzeżenie patentowePatent claim 1. Pellet mieszany z udziałem roślin trawiastych, zawierający trociny drewna z drzew iglastych i miskant, uszlachetniony dodatkiem poprawiającym jego wytrzymałość mechaniczną będącym biowęglem uzyskanym w procesie pirolizy biomasy, znamienny tym, że w jego skład wchodzi: - od 98,5% (m/m) do 99,5% (m/m), w przeliczeniu na całkowitą masę pelletu mieszanego z udziałem roślin trawiastych, 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 miskanta w ilości od 49% do 51% (m/m);1. Pellet mixed with grass plants, containing sawdust from coniferous trees and miscanthus, refined with an additive improving its mechanical strength, being biochar obtained in the biomass pyrolysis process, characterized in that it contains: - from 98.5% (m/m) to 99.5% (m/m), calculated on the total mass of pellets mixed with grass plants, refined with an additive improving its mechanical strength, of component I, which consists of sawdust from coniferous trees in an amount of 49% to 51% (m/m) and miscanthus in an 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 udziałem roślin trawiastych, uszlachetnionego dodatkiem poprawiającym jego wytrzymałość mechaniczną, składnika II, stanowiącego dodatek poprawiający wytrzymałość mechaniczną pelletu, którym to dodatkiem jest węgiel uzyskany w procesie pirolizy słomy zbóż przeprowadzonym w reaktorze mikrofalowym w temperaturze 600°C, w czasie 10 minut, w przepływie 16 l/h gazu obojętnego.- from 0.5% (m/m) to 1.5% (m/m), calculated on the total mass of pellets mixed with grass plants, refined with an additive improving its mechanical strength, component II, constituting an additive improving the mechanical strength of the pellets, which is carbon obtained in the process of pyrolysis of cereal straw carried out in a microwave reactor at a temperature of 600°C, for 10 minutes, in a flow of 16 l/h of inert gas.
PL447302A 2023-12-27 2023-12-27 Mixed pellets with grass plants PL249548B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL447302A PL249548B1 (en) 2023-12-27 2023-12-27 Mixed pellets with grass plants

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL447302A PL249548B1 (en) 2023-12-27 2023-12-27 Mixed pellets with grass plants

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL447302A1 PL447302A1 (en) 2025-06-30
PL249548B1 true PL249548B1 (en) 2026-05-11

Family

ID=96171625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL447302A PL249548B1 (en) 2023-12-27 2023-12-27 Mixed pellets with grass plants

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL249548B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL440365A1 (en) * 2022-02-10 2023-08-14 Inst Nafty I Gazu Panstwowy Inst Badawczy New pellet made from a mixture of miscanthus and dry sewage sludge, with improved mechanical strength
PL440561A1 (en) * 2022-03-04 2023-09-11 Inst Nafty I Gazu Panstwowy Inst Badawczy Agglomerate of a mixture of sawdust from coniferous wood and miscanthus, refined with a composition of additives

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL440365A1 (en) * 2022-02-10 2023-08-14 Inst Nafty I Gazu Panstwowy Inst Badawczy New pellet made from a mixture of miscanthus and dry sewage sludge, with improved mechanical strength
PL440561A1 (en) * 2022-03-04 2023-09-11 Inst Nafty I Gazu Panstwowy Inst Badawczy Agglomerate of a mixture of sawdust from coniferous wood and miscanthus, refined with a composition of additives

Also Published As

Publication number Publication date
PL447302A1 (en) 2025-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
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
Botelho et al. Evaluation of the combustion characteristics of raw and torrefied grape pomace in a thermogravimetric analyzer and in a drop tube furnace
Pradhan et al. Pilot scale evaluation of fuel pellets production from garden waste biomass
Oladeji Fuel characterization of briquettes produced from corncob and rice husk resides
Brand et al. Production of briquettes as a tool to optimize the use of waste from rice cultivation and industrial processing
Jeguirim et al. Pyrolysis kinetics and physicochemical properties of agropellets produced from spent ground coffee blended with conventional biomass
Song et al. Producing a high heating value and weather resistant solid fuel via briquetting of blended wood residues and thermoplastics
Adekunle et al. Proximate and ultimate analyses of biocoal briquettes of Nigerian’s Ogboyaga and Okaba sub-bituminous coal
Hassan et al. Experimental study of palm oil mill effluent and oil palm frond waste mixture as an alternative biomass fuel
Waheed et al. Quality enhancement of fuel briquette from cornhusk and cassava peel blends for co‐firing in coal thermal plant
CN111925853A (en) Production method of solid biomass fuel
Balraj et al. Potential use of biomass and coal-fine waste for making briquette for sustainable energy and environment
García et al. Residual pyrolysis biochar as additive to enhance wood pellets quality
WO2011041880A1 (en) Method and apparatus for producing oil-impregnated biomass products
de Oliveira et al. Briquettes production for use as power source for combustion using charcoal thin waste and sanitary sewage sludge
Jeníček et al. Spruce and barley elemental and stochiometric analysis affected by the impact of pellet production and torrefaction
Baur et al. Optimizing biomass pellet quality from sugarcane leaves and bamboo for sustainable biofuel production
Japhet et al. Production and characterization of rice husk pellet
PL249549B1 (en) Mixed pellets with plant components
Olivia et al. Characterization Of Selected Nigerian Indigenous Biomass Wastes For Their Suitability In Biofuel Production.
PL249547B1 (en) Mixed pellets with edible seed husks
PL249185B1 (en) Mixed pellets with plant-based ingredients
PL249183B1 (en) Mixed pellets with biocomponents
Hakim et al. Charcoal Briquette Manufactured from Indonesian Sugar Palm Bunches (Arenga longipes Mogea) as Biomass-Based New Renewable Energy.