RO131562A2 - Sistem integrat pentru producere de biocombustibili din coceni şi ciucalăi de porumb, în vederea obţinerii de energie curată - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un sistem integrat pentru producerea de biocombustibili din deşeuri agricole. Sistemul conform invenţiei este format dintr-un tocător (1) primar de deşeuri, o moară (2) cu cuţite, o conductă (3) de transport material mărunţit cu o granulaţie de maximum 6 mm, preluat de un ciclon (4) şi o valva (5) stelară, într-un buncăr (6) prevăzut cu nişte hote (7 şi 8) de aspiraţie vapori, şi un sistem de uscare format dintr-un generator (9) de aer cald şi un ventilator (10) pentru absorbţia vaporilor produşi în timpul uscării din buncăr (6).

Description

IOFICIUL DE STAT PENTRU INVENȚII Șl MĂRC

Cerere de brevet de invenție

Sistem integrat pentru producere de biocombustibili din coceni si cîucalai de porumb în vederea obținerii de energie curată.

Invenția se refera la un sistem integrat care produce biocombustibili din coceni de porumb, cîucalai si alte deșeuri agricole. Porumbul este printre cele mai importante cereale la nivel mondial, iar cocenii de porumb prezintă proprietăți de combustie remarcabile, folosirea acestui combustibil uitat are un viitor promițător, 1 ha de coceni de porumb transformați in peleti este echivalent cu 700 pana la 1100 litri de petrol pentru încălzire.

Sistemul conform invenției este format dintr-un modul de componente pentru alimentare a materiei prime, maruntire, tocare la granulația optima, un modul de realizare a umidității optime a materiei prime pentru producția de peleti si un modul de producție peleti care conține buncărul de alimentare cu snec de transport comandat electronic, mixer si presa pentru producerea de peleti.

Sunt cunoscute instalații pentru producție peleti din paie de grâu, dezavantajul acestora este ca sunt construcții complexe si foarte scumpe iar cele de capacitate redusa nu asigura calitatea produsului obtinut iar peletii din paie au un conținut ridicat de siliciu ce se depune in arzătoarele centralelor termice.

Brevetul US 4314825 descrie un procedea de preparare a combustibilului solid de la resturi de cereale care include etapele de trecere a materiei prime printr-o zona de granulare unde este supusa la o presiune foarte mare. Se folosește ca adaos praf de cărbune sau alte materiale combustibile.

Brevetul DE 19639330 prezintă un aparat si o metoda pentru producerea unui combustibil pe baza de materiale reziduale.

Brevetul US 2015/0030752A folosește glicerina sau alte substanțe in amestec cu biomasa.

1/

’ 2 Ο 1 5 - - 0Β3710 2 -06- 2015

Problema tehnica pe care o rezolva invenția consta in proiectarea unui sistem integrat ce conține etapa tehnologica de pregătire, tocare, uscare la umiditatea optima de peletizare 8-12% si precomprimare materiei prima pentru a creste densitatea si implicit a puterii calorice respective dar si construcția speciala a presei pentru peleti, în vederea obținerii de energie curată prin valorificarea superioara a biomasei.

Sistemul integrat pentru obținere de biocombustibili din coceni de porumb si ciucalai conform invenției elimina dezavantajele soluțiilor cunoscute si rezolva problema tehnica propusa, prin aceea ca este alcătuit dintr-un buncăr de alimentare cu transportator comandat electronic, un maruntitor primar, o moara cu ciocane, ciclon, valva stelara, buncăr de alimentare presa peleti, mixer si presa de peleti.

Sistemul integrat pentru obținere de biocombustibili, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

-este ușor de realizat si de ansamblat;

-devine operațional in timp scurt;

- instalația folosește ca materie prima coceni si ciucalai de porumb care se găsesc in agricultura in cantitati mult mai mari decât paiele de grâu iar puterea calorica a acestora este superioara.

Se prezintă doua exemple de realizare a invenției, in legătură si cu fig. 1-4, care prezintă:

-fig. 1, schița unui sistem integrat de capacitate redusa;

-fig.2, schița unui sistem integrat de producție biocombustibili montat intr-un container;

-fig.3, vedere laterala a unei instalații industriale de producție biocombustibili folosiți la centrale termice automate;

-fig.4, schița presei de peleti din cadrul instalației;

-fig.5, vedere generala a instalație pentru producție peleti;

-fig.6, peleti obținuți din ciucalai tocati si macinati.

Λ,20 15-- DΒ 37 1

Ο 2 -06-7015

Instalația, conform invenției din primul exemplu prezentat in fig. 1 este compusa dintr-un tocătorul primar 1 care toaca cocenii de porumb si ciucalai, materialele ce trebuie sa fie tocate sunt introduce in cuva tocătorului primar si sunt deplasate de către un transportator antrenat de un motoreductor si apoi sunt preluate de doua valțuri dintate care presează materialele si aceste ajung la un vait cu 4 cutite montate elicoidal care debitează cocenii la lungimi de cativa cm. Acest material ajuge apoi la o moara 2 cu cutite montate pe un disc si un modul 3 cu ciocanele care macina la o granulatie de maxim 6 mm. Materialul tocat este transportat pneumatic cu o conducta la ciclonul 4 si valva stelara 5 care deversează materialul in buncărul 6 cu hote 7,8 de aspratie aburi.

In cazul in care umiditatea depășește 15% este necesar un proces lent de uscare cu aer ferbinte la 120-150 grade provenit de la un generator de aer cald 9 alimentat cu peleti de calitatea a doua ce consuma circa 10% din cantitatea de material uscat.

Deasupra pe buncăr se afla cele doua guri de aspirație 7, 8 cu o tubulatura comuna ce transporta aburii produși la un ventilator 10, ventilatorul are un regulator electronic de turatie. Buncărul are un ax de barbotare antrenat un un motoreductor melcat. Pe axul de barbotare sunt montate palete ce deversează materialul in ansamblul comun 11 snec combinat cu un mixer ce asigura debitul necesar producției de peleti dar se adauga si un procent suplimentar de apa in cazul in care umiditatea este sub 8-10%.

Pentru a inbunatati caracteristicile termice ale peletilor obținuți este necesar o etapa prelimanara de precomprimare format dintr-un ansamblu snec conic-bucsa de presare 12. Densitatea inițiala este de circa 60-80 kg/mc si densitatea după parcurgerea etapei de precomprimare va fi de 200-230 kg/mc.

Materialul astfel pregătit este transportat in cuva presei 13 cu matrita plana pentru produs peleti. Presa de peleti are o construcție speciala pentru producția peletilor din deșeuri agricole. Căldură si aburii produși in procesul de peletizare si degajați in gura 14 a presei de peleti sunt transportați cu o tubulatura 15 la ventilatorul 10.Sistemul este comandat si controlat cu un tablou electronic 16..

3)/ fl 15 -- O D 3 7 ΙΟ 2 -06- 2015 întregul sistem poate va fi montat intr-un container prezentat in figura 2 ce se poate deplasa in zonele de producție stabilite, se poate dota si cu o instalație de cogenerare energie electrica necesara procesului tehnologic.

Pentru producția industriala a peletilor din coceni de porumb sau ciucalai se da un exemplu de realizare a invenției prezentat in figura 3.1nstalatia conform invenției este compusa din: un tocător primar 1 pentru coceni de porumb cu niște role 2 pentru antrenare material si un tambur 3 cu cutite elicoidale pentru tocare material, întregul sistem este antrenat cu un motoreductor melcat neprezentat in desen, materialul maruntit ajunge la o moara cu ciocane 4 care il macina la granulație de maxim 6 mm. Pentru situația in care se folosește ca materie prima numai ciucalai de porumb fara boabe, aceștia se incarca cu un încărcător cu cupa intr-un buncăr 5 prevăzut cu un ax 6 cu palete montate elicoidal si un ax 7 cu palete pentru barbotarea mateialului in buncăr, ambele axe 6 si 7 si antrenate cu un motoreductor melcat si turatia acestuia este comandata cu un convertizor de frecventa pentru a asigura debitul optim pentru un tocător primar 8 care marunteste ciucalaii in bucăți. Tocătorul primar 8 are un ax 9 cu lamele robuste montat elicodal iar in carcasa acestui tocător sunt montate un set de placi rigide, antrenarea acestui tocător se realizează cu un motor electric si o transmisie cu curele trapezoidale nefigurate in desen. Materialul maruntit in tocătorul primar ajunge la o moara cu ciocane 4 care care il macina la granulația de 6 mm apoi este transportat pneumatic la un ciclon 10 si printr-o valva stelara 11 acest material coboara intr-un buncăr 12 de alimentare ce are un snec de transport antrenat printr-un reductor melcat si este reglata turatia acestuia cu un covertizor de frecventa. De la snecul buncărului 12 materialul ajunge intr-un mixer ce are rolul de a uniformiza materialul si de a i se adauga un procent de apa de 2-3 % in cazul in care umiditatea este sub 10%. Materialul astfel pregătit ajunge in cuva presei pentru peleti ce are o construcție speciala, figura 4.

Presa pentru peleti confom fig.4 are un ax central 1 susținut de un set de rulmenți pe care se montează o matrita plana 2 in sine cunoscuta iar matrita se sprijină pe un inel de rigidizare 3 care asigura stabilitatea ei in timpul funcționarii, pentru presarea materialului se folosește un ax 4 cu 2 role 5 cu diametrul mărit ce are drept scop

^-2015--003710 2 -06- 2015 reducerea efortului la comprimarea materialului si evitarea blocării funcționarii la suprasarcina, rolele 5 sunt sprijinite pe cate un set de rulmenți radial-axiali cu role conice si etansarea este realizata cu un set de semeringuri rezistente la temperatura. Pentru a evita uzura intre role si matrita prin contact direct in timpul funcționarii, axul 4 cu cele doua role 5 sunt susținute pe doua arcuri 6 si doua bile 7 care pastreaza un spațiu intre ele de 0,1-0,5 mm, reglarea si strângerea axului cu role in vederea realizării forței de comprimare a materialului se realizează cu doua șuruburi speciale 8 si doua piulițe de blocare 9. Antrenarea axului central se realizează cu un motoreductor conico-cilindric 10. Comanda si reglarea parametrilor de lucru se face cu un tablou electronic.

Cercetările efectuate pe instalația pilot fig.5 au determinat obținerea unor peleti pentru central termicecu o calitate deosebita, bine presați fig.6 si cu luciu comparabil cu cei produși din rumeguș uscat de fag, marele avantaj economic este ca aceasta materie prima se gaseste foarte ușor, puterea calorica fiind comparabila cu peleti obținuți din lemn de esența tare.

Claims (5)

Revendicări:

1 .Sistem integrat pentru producerea de biocombustibili conform fig. 1, caracterizat prin aceea ca, este alcătuit din tocătorul primar (1), moara (2) cu cutite montate pe un disc si un modul cu ciocanele si care macina la o granulație de maxim 6 mm, materialul tocat este transportat pneumatic cu o conducta (3) la ciclonul (4) si valva stelara (5) care deversează materialul in buncărul (6) cu hote de aspirație aburi (7,8) are un sistem de uscare format din generatorul de aer cald (9) si ventilatorul (10) pentru absortia aburilor produși in timpul uscării din buncărul (6).

2.Sistemul integrat pentru producerea de biocombustibili conform fig.1, caracterizat prin aceea ca, are un ansamblu snec conic-bucsa de presare (12) care creste densitatea inițiala a biomasei tocate de la 60-80 kg/mc la 200-300 kg/mc după parcurgerea etapei de precomprimare.

3.Sistemul integrat pentru producerea de biocombustibili, caracterizat prin aceea ca, intr-o varianta constructiva monobloc, este amplasat intr-un container mobil conform fig. 2 si este comandat automat cu un tablou electronic.

4.Sistemul integrat pentru producerea de biocombustibili, caracterizat prin aceea ca, in varianta de producție industriala a biocombustibilor, conform fig.3 este format din buncărul (5) pentru ciucalai, un sfaramator primar (8), moara cu ciocane (4), ciclonul (10), valve stelara (11), buncărul (12) cu snec comandat electronic, mixerul (13) si presa de peleti (14).

5.Sistemul integrat pentru producerea de biocombustibili, caracterizat prin aceea ca, pentru a evita uzura intre role si matrita prin contact direct in timpul funcționarii, axul (4) cu cele doua role sunt susținute pe doua arcuri (6) si doua bile (7) care pastreaza un spațiu intre matrita si role de 0,1-0,5 mm, reglarea si strângerea axului cu role in vederea realizării forței de comprimare a materialului se realizează cu doua șuruburi speciale (8) si doua piulițe de blocare (9).