Aglomerat mieszaniny trocin z drewna drzew iglastych oraz luski slonecznika uszlachetniony kompozycja dodatków DZlEDZlNA TECHNlKl Przedmiotem wynalazku jest aglomerat mieszaniny trocin z drewna drzew iglastych ornz luski slonecznika uszlachetniony komvozycja dodatków, ograniczajacavoziom emisji toksycznych skladników spalin. STAN TECHNIKI Poczaw:,.;zy od drugiej polowy lat osiemdziesiatych ubieglego wieku, na calym swiecie wprowadzane :,.;a i systematycznie zaostrzane przepisy ograniczajace wielkosc emisji szkodliwych skladników spalin do atmosfery. Wielkosc emisji oraz rodzaj emitowanych skladników spalin z ouiektów energetycznych wykorzystujacych uiornase zalezy glównie od skladu paliwa, stosowanego procesu spalania i metody oczyszczania gazów wylotowych. Emisje toksycznych skladników spalin mozna równiez ograniczac wykorzystujac do tego celu substancje rlozowane clo paliwa na etapie jego wytwarzania. W opisie patentowym US 804824B przerlstawiono sklarl uniwersalnego rlodatku do paliw kopalnych takich jak w(;'giel, ropa naftowa, gaz ziemny. a nawet do drewna i wQgla drzewnego, którego zastosowanie obniza emisjQ tlenków siarki, tlenków azotu oraz tlenku wegla. Dodatek sklada sie z azotanu sodu w ilosci 12 - 18% mas., nadmanganianu potasu 0,2 - 0,4% mas., weglanu sodu 0,5 - 1,5% mas., dwutlenku krzemu 40 - 65% mas., tlenku zelaza(II) 3 - 5% mas., tlenku magnezu 2 - 5% mas., tlenku potasu 0,3 - 0,8% mas., tlenku glinu - 24% mas. oraz tlenku zelaza(III) 2,6 - 5,3% mas. W celu obnizenia emisji tlenku wegla, sadzy i czastek stalych z procesu spalania biomasy stosuje sie m.in. odpowiednie dodatki do paliwa, których PL 440557 A1 2/11znclnni0m j0st lrntnlizownni0 proc0su spnlnnin. Autorzy prnc (R. 8. H. Knssmnnn, C. Andersson, ,J. Carlsson, U. Tijórklund, "Decrcasecl cmissions of CO and NOx by injcction of mnmonium sulphatC' into the combustion chamber," Stockholm, 2005 oraz T. Streibcl, F. Mi.:thlberger, R. Gei13ler, M. Saraji-I3ozorgzad, T. Adam, and R. Zimnwrmann, "Influence of sul_µhur audition on cmissions of polycyclic aromatic hydrocarbons dming Liomass combustion," Proc. CombusL Inst., vol. 35, no. 2, pp. 1 771-1 777, 2015) przeustawili wyniki Lauaii, w których sLwicnlzaja, Zt\ douatek siarczanu amonu wplywa na obnizenie emisji wielopitidcicniowych wQglowodorów aromatycznych, tlenków azotu oraz tlenku wegla. Autorzy Lauaii, których wyniki zamieszczono w adykule (M. Gehrig, M. Wohler, S. Pelz, ,J. Stein!Jrink, and 11. Thorwarth, "Kaolin as additive in wood pellet com!Justion with several mixtmes of spruce and short·rotatiori-coppice willow and its influence on emissions and ashes,'' Fuel, vol. 285, pp. 610-61G, 2019) stwierdzili, ZP skutecznym srodkiem obniziljacym 8m1s,1e tlenku weglil powstil_iacf'go w proc8s1e spillilniil pilliwil bedacf'go m1eszilnma wif'rzby 81wrgetyczn8j i swi8rk3 jf'st kilolin. Dodiltek tf'go minerillu rlo pilliwil olmizill !"misje tlf'nku weglil, w zili8znosci od jf'go stez8niil w pilliwi8 i sklilrlu hiomilsy orl 2:~,8 do 68,4% w stosunku do p:::tliwil lwz dodatku. Natomiast w artykul!" (1,. S. HiiJv8r, M. Ronnhi'lck, H. Jpcknf'r. F. Clil8sson, m1d C. 'Tullin, "Pilrticl0 0mission from r,omlrnstion of Oilt grRin m1cl its pot0nti3] r0cludion hy Rdclition of lim0stone or kilolin." Fuel Proc0ss. 1'0chnol., vol. 90, no. :~, pp. 8Fi8-859, 2009) prz0clstnwiono lrnclnnin nml skut0cznoscia knolinu i wnpienin w r0dukcji emisji tl0nku wQgln w proc0si0 spnlnnia zinr0n owsn. Dodatek 2% masowych wnpienia obnizyl 0misj(.' w stosunku do c:zyst0go zinrna o 10%, nntomiast dodatek 2% masowych kaolinu o GG%, a dodatek 1°ó masowych kaolinu o G9°ó. Niestety jednoczesnie zastosowanie tych mineralów zwiekszylo emisje NOx o 5% - 32%, natomiast SOx o 0,8% - 19, 7%. Celem niniejszego wynalazku jest uzyskanie aglomeratu mieszaniny trocin z drewna drzew iglastych oraz luski slonecznika, uszlachetnionego kompozycja dodatków ograniczajacych poziom emisji do atmosfery toksycznych skladników spalin emitowanych w procesie spalania, który bedzie charakteryzowal sie nizszym poziomem emisji powstajacych w procesie jego spalania organicznych zwiazków PL 440557 A1 3/11wQgln, CO oraz SO, niz nglom0rnt miesznniny trocin z rlrewnn rlrzew iglnstych ornz luski slonecznika nic zawierajacy kompozycji dodatków. Nieoczekiwanie stwierdzono, ze takie wlasciwosci posiada, zgodny z niniejszym wynalazkiem, aglomerat mieszaniny trocin z drewna drzew iglastych ornz luski slonecznika, uszlachetniony konalozycja dodatków, który charnkteryzuje siQ nizszym voziumem emisji powstajacych w prncesic jego spalania organicznych zwiazków wQgla uraz CO niz aglomerat mieszaniny Lrucin z u1·ew11a drzew iglastych i luski slonecznika nie zawiernjacy kum pozycji uuuatków. lSTOTA WY NALAZKU Aglomerat mieszaniny trocin z drewna drzew iglastych oraz luski slonecznika, uszlachetniony kompozycja dodatków ograniczajaca poziom emisji toksycznych skladników spalin, zawiera.iaca tlenek zelaza(l 11) oraz weglan potasu, charakteryzuje sie tym. ze w jego sklad wchodzi: oraz 99% (m/m), w przeliczeniu na calkowita mase aglomeratu, sklarlnika I, w którym od 19 do 51% (m/m) stanowia trociny z dr0wna drzew iglastych, i od !J9 do Fil% (m/m) stanowi luska slonecznika, 1 % (m/m), w przeliczeniu na calkowita niasQ aglumerntu, sklaunika II, w którym ud 21,0 uu 2G,0% (111/2n) stanowi wQglan vutasu, i ocl 71,0 uu ,G,0% (111/2n) stanowi tle1wk zelaza(III), które to skladniki I i II przed procesem aglomeracji sa zmieszane i dokladnie ujednorodnione. Dla potrzeb niniejszego wynalazku jako aglomerat nalezy rozumiec produkt poddany procesom zageszczania lub kompaktowania m.in. pelet oraz brykiet. Okazalo sie w trakcie badan, ze uszlachetnienie aglomeratu mieszaniny trocin z drewna drzew iglastych oraz luski slonecznika, kompozycja dodatków wykazujacych synergizm dzialania pozwala ograniczyc emisje pochodzacych z jego PL 440557 A1 4/11spnlnnin orgnnicznych zwiazków wQgln o ok. 88°1i ornz CO o ok 70% w stosnnkn do aglomeratu mieszaniny trocin z drewna drzew iglastych oraz lnski slonecznika nic zawierajacego kompozycji dodatków, a takze o ok. GS% w przypadku OCC i o ok. 11% w przypadku CO w stosunku clo aglomeratu mieszaniny trocin z drewna drzew iglastych oraz luski slonecznika zawierajacego tlenek zclaza(III) ::-;Losowany irnlywidualnie. Nininjszy wynalaznk prznclstawiono w przyklaclach wykonania od 1 clo 1, ilnstrujacych sklncl, sposób wytwnrznnin i skntncznosc ogrnnicznnin nmisji toksycznych sklnclników spnlin prznz znstosownnin w 11roc0si0 spnlnnin nglomnrntu mioszaniny trocin z drnwnn clrzow iglnstych ornz luski slonncznikn uszlacl1ctnioncgo kompozycja cloclatków w próbacl1 testowych, nic mozna ich zatem traktowac za ograniczenie istoty wynalazku, poniewaz maja one jedynie ilu::-;Lracyjny charakter. PltZYKLADY Przyklad 1 - przyklad pmównawczy Ouwazono G000 g trocin z urcwna d1·zew iglastych o wlasciwrn'.;ciach z tabeli 1 oraz G000 g luski slonecznika o wlasciwosciach z tabeli 2, nastQpnic doklmlnie wymie::-;zano komponenty, a mie::-;zaninQ lJOddano aglomeracji w ul'Zadwniu peletujacym ZLSP-lG0D firmy Ilaven Polska Sp. z o.o. z za::-;tosowaniem matrycy o srednicy oczek 1·ównej G mm. Tauela l. Charaktery::-;tyka trocin z drewna drzew iglastych zastosowanych do 1Jadai1. Zawartosc wilgoci calkowitej % 11,2 Zawartosc popiolu % 0,3 Cieplo spalania kJ/kg 18918 Wartosc opalowa kJ/kg 16560 PL 440557 A1 /11Z11wartosc wegl11 piPrwiastkowPgo O/ IO 4fi. 7 Zawartosc wouoru O.' G,GG T11bPl11 2. CharaktPrystykil luski slonPcznika zastosow11nPj Nazwa oznaczenia, metoda Ladania Jodnm,tka Wartosc Z11wartosc wilgoci c11lkowitPj O/ IO 12.fi Zawartosc popiolu O.' ,o 3,1 Cieplo spnlnnin k,T/kg 18;j9fi Wartosc opalowa kJ/kg 1G092 Zawartosc wc.;gla pierwiastkowego o, ,o 1G,0 Znwnrtosc wocloru O/ '0 f,22 Przyklncl 2 - przyklml porównnwczy Odwazono 1950 g trocin z drewna drzew iglastych o wlasciwosciach z tabeli l, 1950 g luski slonecznika o wlasciwosciach z tabeli 2 oraz 100 g tlenku zelaza (III) o wlasciwosciach z tabeli 3, a nasuwnie je polaczono i dokladnie wymieszano. Próbke z wymieszanymi trocinami, luska slonecznika oraz tlenkiem zelaza (III) poddano nastepnie aglomeracji w urzadzeniu peletujacym ZLSP-150B firmy Haven Polska Sp. z o.o. z zastosowaniem matrycy o srednicy oczek równej 6 mm. PL 440557 A1 6/11Tnbcln 3. Chnrnktorystylrn tlenku z0lnzn (TTT) znstosownn0go clo bndmi • .. · Nazwa oznaczenia, metoda badania Jednostka Wartosc Znwnrtosc F02O:i Ol o 96.0 pH (zawiPsim1 Fi%), 2()o(; Fi Gestosc kg/dm:i G,24 CiQznr nnsypowy kg/rlm:i 0,7 Przyklad 3 Odwazono 1975 g trocin z drewna drzew iglastych o wlasciwosciach z tabeli l, 1925 g luski slonecznika o wlasciwosciach z tabeli 2, nastQpnie je polaczono i dokladnie wymie::;zano. Odwazono 7G gramów tlenku zolaza(III) o wlw~ciwosciach z taLdi ;3 oraz 2G g wQglanu potasu o wlw~ciwosciach z taLeli 1, a na::;tQpnic je polaczono i doklwlnic wymic::;zano. \Vymic;szmw trociny z drewna drzew iglastych ornz luske :,;lonecznika zmie::;zano z kompozycja dodatków: tlenku zelaza(III) i weglanu lJota::;u i dokladnie wymie::;zano. Otrzymana vróLke voddano aglomeracji w urzadzeniu µeletujacym ZLSP-lG0D firmy llaven Polska Sµ. z o.o. z zasto::;owaniem matrycy o srednicy oczek równej G mm. Tabela 4. Charakterystyka weglanu potasu za::;tosowanego du badai1. Nazwa oznaczenia, metoda badania ·· Jednostka Wartosc .. ·. .· Zawartosc K2CO:1 O/ /O 98,0 pH (roztwór 50 g/1), 20°C - 11,5 - 12,5 Gestosc, 20°C g/cm 3 2,43 Przyklad 4 Wykonano testy spalania produktów z przykladów od 1 do 3 w piecu kominkowym na pelet model AIRPELL 8 firmy Defro o nominalnej mocy cieplnej 8 kW. PL 440557 A1 7/11W trnkci0 t0stów wykmrnno pominry znwnrtosci w spnlinncl1: tl0nku w<:gln(TT) ornz organicznych zwiazków W<;'gla. Spaliny przeznaczone clo analizy zawartosci substancji szkodliwych pobierano z krócców zamontowanych w odcinku ponuarowym laczacym ogrzewacz z p1·zcwodem kominowym. Do badania zawmtosci Llenku WQgla(II) wykorzystano analizator gazu modd MRU ECU 3000, natomiast do badania zawartosci organicznych zwiazków wQgla wykorzystano analizator gazu model Tlwrmo-FID TG. Pomiar Llcnku wQgla(II) rnalizowano zgodnie z norma PN-EN 1478G:2009 (Ogrzewacze pomi(_;szczmi opalane pdutami - vVymagania i metody badaii). Pomiar organicznych zwiazków wegla rnalizowano zgodnie z norma PN-EN 30:J-G:::m12 (Kotly grzewcze. Czesc G: Kotly grzewcze na paliwa stale z recznym i automatycznym zasypem paliwa o mocy nominalne.i do GOO kW - Terminologia, wymagania, uadania i oznakowanie). Oznaczone wyniki srednich 25·minutowych zawartosci CO oraz organicznych zwiazków wegla emitowanych w trakciP spalania produktów z przykladów od l do 3 zamipszczono w tabPli 5. ZgorlniP z wymaganiami normy PN- ~:N 14785:20ml oraz 1{01/.POl{ZADZ~;N IA KOMIS,11 (UE) 201:'l/118/5 z rlnia 24 kwiPtnia 201/5 r. w sprawiP wykonania rlyrPktywy ParlamPntu EuropP_iskiPgo i l{arly 200~)/l 2:i/W~; w odniPsiPniu do wymogów rlotyczacych mi0jscowych ogrz0waczy pomi0szczm1 na paliwo stal0 zmi0rzon0 wnrtosci substancji w spnlinnch prz01iczono na 18 % zawnrtosci tl0m1. Tauela G. Zawartosci CO oraz organicznych zwiazków wegla emitowanych w trakcie spalania produktów z przykladów od l do 3. Skladnik spalin [jednostka] CO przeliczone [ppm] OGC przeliczone [mg/m 3 ] Produkt z przykladu 1 8600,1 367,1 (porównawczy) Produkt z przykladu 2 4523,0 138,9 (porównawczy) Produkt z przykladu 3 2539,0 44,2 PL 440557 A1 8/11W powyzszych 1,rzyklnclnch wyknznno clzi nlnnic kompozycji cloclntków wedlug wynalazku ograniczajace poziom emisji CO oraz organicznych zwiazków wQgla emitowanych w procesie spalania poddanych procesowi aglomeracji, paliw z biomasy oraz udowodniono jej przemyslowa ::;Losowalnosc. PL 440557 A1 9/11Zastrzezenie patentowe 1. Aglomerat mieszaniny trocin z drewna drzew iglastych oraz luski slonecznika, uszlachetniony kompozycja dodatków ogramczaJaca poz10m emisji toksycznych sklauników spalin, zawierajaca tlenek zclaza(III) oraz wQglan potmm, znamienny tym, ze w jego sklau wchodzi: orilz 9~)% (m/m), w prz0licz0niu nil Cillkowita milSQ 3g]om0r3tu, sklilrlnikil T, w którym od 19 do 51 % (m/m) stnnowia trociny z dr0wnn drz0w iglnstych, i od !J9 rlo 51 % (m/m) stnnowi luskn slorn,cznikn, 1 % (m/m), w przeliczeniu na calkowita masQ aglomernLu, sklaunika II, w którym od 24,0 uo 2G,0% (111/2n) stanowi weglan potasu, i od 74,0 do 7G,0% (111/111) stanowi tlenek zelaza(III), które to sklndniki T i TT przcrl procesem nglomeracji sa zmi0sznn0 i doklndnie ujednorodnione. PL 440557 A1 /11al. Niepodleglosci 188/192 00-950 Warszawa, skr. poczt 203 URZAD PATENTO\'VY RZ[CZ' 'PQ3PCLl7EJ ?OLSUU tel.: (+48) 22 579 05 55 I fax: (+48) 22 579 00 01 e-mail: kontakt@uprp.gov.pl I www.uprp.gov.pl SPRAWOZDANIE O STANIE TECHNIKI ZGLOSZENIA NR P.440557 Klasyfikacja zgloszenia: C1 0L5/44 (2006.01 ), C1 0L9/1 O (2006.01 ), C10L10/04 (2006.01) Poszukiwania prowadzone w klasach: C1 OL Bazy komputerowe, w których prowadzono poszukiwania: bazy UPRP, Espacenet, Epoquenet, Google Kategoria dokumentu Dokumenty - z podana identyfikacja Odniesienie do zastrz. A A A WO2012047065 A2 (OH Ml HYE; RYU NA HYEON; RYU HWAN WOO) 2012-04-12, CALY DOKUMENT WO9838266 A1 (COALCORP PTY LTD; ZHOU NIAN FANG; QIN LIANG) 1998-09-03, CALY DOKUMENT CN108865318 A 1 (HUANGSHAN LIANXING BIOMASS ENERGY CO L TO) 2018-11-23, CALY DOKUMENT D Dalszy ciag wykazu dokumentów na nastepnej stronie A - dokument okreslajacy ogólny stan techniki. który nie jest uwazany za posiadajacy szczególne znaczenie, E - dokument stanowiacy wczesniejsze zgloszenie lub patent, ale opublikowany w lub po dacie zgloszenia, Zastrz. Zastrz. Zastrz. L - dokument, który moze poddawac w watpliwosc zastrzegane pierwsze11stwo( -wa), lub przytoczony w celu ustalenia daty publikacji innego cytowanego dokumentu lub z innego szczególnego powodu, O - dokument odnoszacy sie do ujawnienia ustnego przez zastosowanie, wystawienie lub ujawnienie w inny sposób, P - dokument opublikowany przed data zgloszenia, ale pózniej niz zastrzegana data pierwsze11stwa, T- dokument pózniejszy, opublikowany po dacie zgloszenia lub w dacie pierwsze11stwa i nieb,dacy w kontlikcie ze zgloszeniem, ale cytowany w celu zrozumienia zasad lub teorii lezacych u podstaw wynalazku, X - dokument o szczególnym znaczeniL1; zastrzegany wynalazek nie moze byc uwazany za nowy IL1b nie moze byc uwazany za posiadajacy poziom wynalazczy, jezeli ten dokument brany jest pod uwage samodzielnie, Y dokument o szczególnym znaczeniL1; zastrzegany wynalazek nie moze byc uwazany za posiadajacy poziom wynalazczy, jezeli ten dokument zostanie polaczuny z jednym lub kilkoma tegu typu dokumentami, a takie polaczenie bedzie oczywiste dla znawcy, & - dokument nalezacy do tej samej rodziny patentowej. Sprawozdanie wykonali-a: Monika Dominiak Uwagi do zgloszenia data 24.10.2022r. podpis /-Dokument podpisany elektronicznie-/ Sprawozdanie zostalo wykonane w oparciu o wersje zastrzezen patentowych z dnia 04-03-2022 r. PL 440557 A1 11/11 PL PL