PL249549B1 - Mixed pellets with plant components - Google Patents

Mixed pellets with plant components

Info

Publication number
PL249549B1
PL249549B1 PL447306A PL44730623A PL249549B1 PL 249549 B1 PL249549 B1 PL 249549B1 PL 447306 A PL447306 A PL 447306A PL 44730623 A PL44730623 A PL 44730623A PL 249549 B1 PL249549 B1 PL 249549B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
pellets
mechanical strength
plant components
mixed
cereal straw
Prior art date
Application number
PL447306A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL447306A1 (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 PL447306A priority Critical patent/PL249549B1/en
Publication of PL447306A1 publication Critical patent/PL447306A1/en
Publication of PL249549B1 publication Critical patent/PL249549B1/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)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia są pellety mieszane z udziałem komponentów roślinnych, według niniejszego wynalazku, zawierające trociny drewna z drzew iglastych i słomę zbóż, oraz dodatek poprawiający ich wytrzymałość mechaniczną, będący węglem 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 komponentów 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 komponentów roślinnych, 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 are mixed pellets with plant components, according to the present invention, containing sawdust from coniferous trees and cereal straw, and an additive improving their mechanical strength, being carbon 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 plant components, 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 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 plant components, 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 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 komponentów roślinnych, uszlachetniony dodatkiem poprawiającym wytrzymałość mechaniczną pelletu.The subject of the invention is a mixed pellet with plant components, enriched with an additive improving 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 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 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 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. 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 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 w formie pelletu mieszanego z udziałem komponentów roślinnych, uszlachetnionego dodatkiem poprawiającym wytrzymałość mechaniczną pelletu, który to pellet po procesie aglomeracji komponentów 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 in the form of mixed pellets with the participation of plant components, refined with an additive improving the mechanical strength of the pellets, which pellets after the process of agglomeration of plant components 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 udziałem komponentów roślinnych, 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 roślinnych nie zawierających tego dodatku.It was surprisingly found that such desirable properties are possessed by pellets mixed with plant components, 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 plant components not containing this additive.

ISTOTA WYNALAZKUTHE ESSENCE OF THE INVENTION

Pellet mieszany z udziałem komponentów roślinnych, według niniejszego wynalazku, zawierający trociny drewna z drzew iglastych i słomę zbóż, oraz dodatek poprawiający jego wytrzymałość mechaniczną, będący węglem uzyskanym w procesie pirolizy biomasy, charakteryzuje się tym, że w jego skład wchodzi:The pellet mixed with plant components, according to the present invention, containing sawdust from coniferous trees and cereal straw, and an additive improving its mechanical strength, being carbon obtained in the process of pyrolysis of biomass, 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 komponentów 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 plant components, 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 udziałem komponentów roślinnych, uszlachetnionego dodatkiem poprawiającym jego 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.- from 0.5% (m/m) to 1.5% (m/m), calculated on the total mass of pellets mixed with plant components, refined with an additive improving its 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, for 10 minutes, in a flow of 16 l/h of inert gas.

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 roślinnych poddawanych procesowi aglomeracji dodatku będącego węglem uzyskanym w procesie pirolizy słomy zbóż pozwala na poprawę wytrzymałości mechanicznej pelletu od ponad 3% do 8% w stosunku do poziomu wytrzymałości mechanicznej pelletu uzyskanego z komponentów roślinnych, 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 plant components subjected to the agglomeration process allows for an improvement in the mechanical strength of the pellets from over 3% to 8% compared to the level of mechanical strength of pellets obtained from plant components that do not contain an 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, therefore they cannot be considered as limiting the essence of the invention, because 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 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 249549 Β1PL 249549 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 badania ....Name of the marking, test method.... Jednostka Unit Wartość Value Wygląd Appearance chara kterystyczn y 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 badań.Table 2. Characteristics of cereal straw used for testing.

Nazwa ozhaczenia, metoda badania Tag name, 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 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 given in Table 1, 497.5 g of cereal straw with the properties given in Table 2, and 5 g of carbon obtained by pyrolysis of cereal straw with the properties given 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 6 mm mesh matrix.

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 słomy zbóż 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 cereal straw 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 matrix.

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 słomy zbóż o właści492.5 g of coniferous wood sawdust with the properties given in Table 1, 492.5 g of cereal straw with the properties given in Table 2, and 15 g of carbon obtained in the pyrolysis process of cereal straw with the properties given in Table 2 were weighed.

PL 249549 Β1 wościach 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.PL 249549 Β1 values from Table 3, which was obtained by pyrolysis of cereal straw, carried out in a microwave reactor 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 device 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 próbkaTested sample Wytrzymałość mechaniczna l%JMechanical resistance l%J Produkt z przykładu 1 (przykład porównawczy)Product from Example 1 (comparative example) 90,6 90.6 Produkt z przykładu 2Product from example 2 93,8 93.8 Produkt z przykładu 3Product from example 3 96,4 96.4 Produkt z przykładu 4Product from example 4 97,8 97.8

W powyższych przykładach zaprezentowano skład pelletu mieszanego, według wynalazku, z udziałem komponentów roślinnych, uszlachetnionego dodatkiem poprawiającym jego 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 mixed pellets according to the invention, with the participation of plant components, enriched with an additive improving its mechanical strength, and demonstrate the effectiveness of improving mechanical strength by using the additive in test samples, proving the industrial applicability of the invention.

Wytrzymałość mechaniczną pelletu mieszanego, według wynalazku, z udziałem komponentów roślinnych, uszlachetnionego dodatkiem porównano z wytrzymałościami mechanicznymi pelletu nie zawierającego dodatku.The mechanical resistance of the mixed pellets, according to the invention, containing plant components and enriched with an additive, was compared with the mechanical resistance of the pellets without the additive.

Claims (1)

Zastrzeżenie patentowePatent claim 1. Pellet mieszany z udziałem komponentów roślinnych, zawierający trociny drewna z drzew iglastych i słomę zbóż, oraz dodatek poprawiający ich wytrzymałość mechaniczną będący węglem 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 komponentów 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);1. Pellet mixed with plant components, containing sawdust from coniferous trees and cereal straw, and an additive improving their mechanical strength, being carbon 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 plant components, 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 cereal straw 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 komponentów roślinnych, uszlachetnionego dodatkiem poprawiającym jego wytrzymałość mechaniczną składnika II, stanowiącego dodatek poprawiający wytrzymałość mechaniczną pelletu, 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.- from 0.5% (m/m) to 1.5% (m/m), calculated on the total mass of pellets mixed with plant components, refined with an additive improving its mechanical strength, component II, which is 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.
PL447306A 2023-12-27 2023-12-27 Mixed pellets with plant components PL249549B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL447306A PL249549B1 (en) 2023-12-27 2023-12-27 Mixed pellets with plant components

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL447306A PL249549B1 (en) 2023-12-27 2023-12-27 Mixed pellets with plant components

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL447306A1 PL447306A1 (en) 2025-06-30
PL249549B1 true PL249549B1 (en) 2026-05-11

Family

ID=96171641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL447306A PL249549B1 (en) 2023-12-27 2023-12-27 Mixed pellets with plant components

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL249549B1 (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

Also Published As

Publication number Publication date
PL447306A1 (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
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
Faizal et al. Torrefaction of densified mesocarp fibre and palm kernel shell
Oladeji Fuel characterization of briquettes produced from corncob and rice husk resides
Jeguirim et al. Pyrolysis kinetics and physicochemical properties of agropellets produced from spent ground coffee blended with conventional biomass
Borowski et al. Effect of starch binder on charcoal briquette properties
Adekunle et al. Proximate and ultimate analyses of biocoal briquettes of Nigerian’s Ogboyaga and Okaba sub-bituminous coal
Song et al. Producing a high heating value and weather resistant solid fuel via briquetting of blended wood residues and thermoplastics
Araújo et al. Effect of a mild torrefaction for production of eucalypt wood briquettes under different compression pressures
Hassan et al. Experimental study of palm oil mill effluent and oil palm frond waste mixture as an alternative biomass fuel
CN111925853A (en) Production method of solid biomass fuel
Waheed et al. Quality enhancement of fuel briquette from cornhusk and cassava peel blends for co‐firing in coal thermal plant
Kułażyński et al. Technological aspects of sunflower biomass and brown coal co-firing
WO2011041880A1 (en) Method and apparatus for producing oil-impregnated biomass products
García et al. Residual pyrolysis biochar as additive to enhance wood pellets quality
Samaksaman et al. Co-combustion Characteristics and Kinetics Behavior of Torrefied Sugarcane Bagasse and Lignite.
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
Zhang et al. In-situ torrefaction-densification approach for pelletizing of rice hull/rice stalk and the combustion behavior analysis
PL249548B1 (en) Mixed pellets with grass plants
Japhet et al. Production and characterization of rice husk pellet
PL249547B1 (en) Mixed pellets with edible seed husks
PL249185B1 (en) Mixed pellets with plant-based ingredients
PL249183B1 (en) Mixed pellets with biocomponents