ENERBIO SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ,

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) Int.Cl. C10L 5/04 ( ) C10L 5/14 ( ) C10L 5/44 ( ) (54) Sposób wytwarzania granulatu z biomasy z wykorzystaniem naturalnego lepiszcza oraz instalacja do wytwarzania granulatu z biomasy z wykorzystaniem naturalnego lepiszcza (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 07/11 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 11/13 (73) Uprawniony z patentu: ENERBIO SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Tczew, PL (72) Twórca(y) wynalazku: MICHAŁ KUBECKI, Chęciny, PL JAROSŁAW WYSOCKI, Kielce, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Tadeusz Wilczarski

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania granulatu z biomasy z wykorzystaniem naturalnego lepiszcza oraz instalacja do wytwarzania granulatu z biomasy z wykorzystaniem naturalnego lepiszcza. Znany jest z polskiego zgłoszenia opisu patentowego P sposób oddzielania hemiceluloz z biomasy zawierającej hemicelulozę oraz otrzymana tym sposobem biomasa i hemiceluloza. Wynalazek dotyczy sposobu oddzielania hemiceluloz z biomasy zawierającej hemicelulozę za pomocą etapów a) ekstrahowania hemiceluloz z biomasy zawierającej hemicelulozę na drodze traktowania związkiem kompleksowym w roztworze wodnym z utworzeniem rozpuszczalnego kompleksu tych hemiceluloz i b) oddzielenia skompleksowanych hemiceluloz z tej biomasy. Sposób ten nadaje się, zwłaszcza do wytwarzania wysokowartościowej celulozy chemicznej z surowych celuloz. Obok wysokiego stopnia czystości otrzymanych produktów dalsze zalety sposobu polegają na znakomitej opłacalności tego sposobu i na nikłych emisjach. Sposób ten wyróżnia się nadto tym, że jako produkt uboczny można w czystej postaci otrzymywać polimeryczne hemicelulozy. Znana jest z polskiego opisu patentowego PL biomasa, zwłaszcza opałowa i sposób jej otrzymywania, mająca zastosowanie w energetyce cieplnej jako paliwo stałe lub dodatek do paliw stałych, szczególnie węglowych. Biomasa może być przeznaczona dla kotłowni przydomowych, ogrzewania indywidualnych gospodarstw, budynków użyteczności publicznej, szpitali, szkół czy przedszkoli, dla kotłowni przyszklarniowych, do ogrzewania budynków dla hodowli zwierząt, a także dla urządzeń suszarniczych. Biomasa, zwłaszcza opałowa z odpadów poprodukcyjnych, odsortów i wytłoków wyróżnia się tym, że odpady poprodukcyjne, odsorty i wytłoki stanowią owoce, korzystnie owoce wiśni, w stanie naturalnym, o zawartości wilgoci około 30%. Znana jest z polskiego opisu patentowego PL biomasa opałowa oraz sposób zbioru gorczycy białej przeznaczonej na cele energetyczne. Biomasa opałowa w postaci sprasowanych kostek, zwiniętych bel lub brykietów składa się z wysuszonych, wraz z nasionami, roślin gorczycy białej oraz, w przypadku brykietów, jednego ze znanych lepiszczy, korzystnie 0,75 do 1,0% roztworu wodnego skrobi ziemniaczanej w ilości do 3,0% wagowych. Sposób polega na tym, że w pierwszym etapie dosusza się dojrzałe rośliny do uzyskania wilgotności niższej niż 20%, stosując albo przetrzymanie roślin w łanie albo desykację albo dosuszenie na pokosie, a w drugim etapie dosuszone w łanie rośliny kosi się jednym ze znanych sposobów, po czym całą masę roślinną skoszoną po dosuszeniu lub dosuszoną na pokosie zbiera się prasą kostkującą lub zwijającą. Dojrzałe rośliny przetrzymane w łanie lub poddane desykacji zbiera się sieczkarnią polową, a zebraną rozdrobnioną masę brykietuje się z dodatkiem lepiszcza w ilości do 3,0%, stosując natrysk dostarczanej do brykieciarki masy. Znany jest z polskiego opisu patentowego PL lekki granulat oraz sposób jego wytwarzania. Lekki granulat o zwiększonej zdolności zmniejszania ciężaru do produkcji nienośnych, lekkich betonów charakteryzuje się tym, że ma gęstość poniżej 1 oraz granulometrię powyżej 1,4 mm i że jego powierzchnia jest powleczona mieszaniną, zawierającą środek powierzchniowo czynny, środek przyspieszający wiązanie cementu i środek upłynniający cement, przy czym wymieniony środek przyspieszający wiązanie cementu stanowi azotan i/lub chlorek sodu. Wynalazek obejmuje również sposób wytwarzania lekkiego granulatu oraz betoniarkę do wykonywania tego sposobu. Znany jest z polskiego zgłoszenia opisu patentowego P otoczkowany granulat biomasy- -salinomycyny oraz sposób jego wytwarzania. Granulat biomasy-salinomycyny wytworzony przez otoczkowanie, charakteryzuje się tym, że zawiera 30 do 40% wagowych środka przeciw spiekaniu i pomocniczego środka przeciwdziałającego aglomeracji oraz 0,5 do 2% wagowych eteru celulozy, w odniesieniu do ciężaru cieczy hodowlanej powstającej fermentacyjnie, przy czym stosunek środka przeciw spiekaniu do środka pomocniczego przeciwdziałającego aglomeracji wynosi 3:1 do 9:1, a sposób wytwarzania wytworzonego przez otoczkowanie granulatu biomasy-salinomycyny przez suszenie rozpyłowe cieczy hodowlanej salinomycyny, polega na tym, że przed suszeniem rozpyłowym dodaje się środek przeciw spiekaniu i eter celulozy do cieczy hodowlanej i podczas suszenia rozpyłowego dodaje się pomocniczy środek przeciwdziałający aglomeracji. Znany jest z polskiego zgłoszenia opisu patentowego P zgęszczony granulat, sposób jego wytwarzania i sposób wytwarzania kształtek wytłaczanych. Zagęszczony granulat substancji rozsadzającej oraz sposób jego wytwarzania i sposób wytwarzania kształtek wytłaczanych stanowi rozwiązanie przedmiotowego wynalazku. Cechą w/w granulatu jest to, że zawiera skrobię i/lub pochodne skrobi i drobnocząsteczkowe polimery/kopolimery kwasu (met)akrylowego lub jego sole i zawiera jed-

3 PL B1 3 ną lub wiele ciekłych, tworzących z wodą żel lub zagęszczających substancji powierzchniowo czynnych. Cechą sposobu wytwarzania w/w granulatu jest to, że skrobię/pochodne skrobi i ewentualnie wykazującą(e) wysoki stopień czystości celulozę i/lub pochodne celulozy miesza się z niejonową(ymi), anionową(ymi) i amfoteryczną(ymi) substancją(ami) powierzchniowo czynną(ymi) i w całości mieszając rozprowadza się drobnocząsteczkowy(e) polimer(y)/kopolimer(y) kwasu (met)akrylowego lub jego soli, poddaje się granulowaniu, a następnie zagęszcza się ten granulat. Cechą sposobu wytwarzania kształtek wytłaczanych jest to, że w/w granulat stosuje się jako substancję rozsadzającą w tych kształtkach. Istota wynalazku w zakresie sposobu wytwarzania granulatu z biomasy z wykorzystaniem naturalnego lepiszcza charakteryzuje się tym, że rozdrabnia się biomasę w postaci słomy, odpadów produkcji rolnej do frakcji o wielkości do 10 mm, zaś drewna do frakcji o wielkości do 5 mm w urządzeniach rozdrabniających, po czym rozdrobnioną masę poddaje się procesowi suszenia w suszarni z wymuszonym obiegiem ciepłego powietrza, do wilgotności od 7 do 10%, jednocześnie wytworzony w biogazowni substrat pofermentacyjny stanowiący naturalne lepiszcze, podsusza się do uzyskania właściwości kleistych i wilgotności 20-30%, po czym prowadzi się proces odparowania wody z substratu pofermentacyjnego, którą skrapla się i wprowadza do procesu oczyszczania, który prowadzi się w parowniku, zaś substrat pofermentacyjny o temperaturze C wprowadza się do rozdrobnionej i wysuszonej biomasy i poddaje się mechanicznemu mieszaniu w mieszalniku, po czym mieszaninę, korzystnie o temperaturze 50 C poddaje się obróbce w prasie do uzyskania granulatu o wymiarze ziarna od 35 do 40 mm, który poddaje się napowietrzaniu w strudze powietrza w ciągu technologicznym łączącym prasę z halą składowania granulatu. Istota wynalazku w zakresie instalacji do wytwarzania granulatu z biomasy z wykorzystaniem naturalnego lepiszcza składającej się z urządzeń rozdrabniających, suszarni, parownika, mieszalnika, prasy, hali składowania granulatu oraz biogazowi charakteryzuje się tym, że urządzenia rozdrabniające połączone są z suszarnią, która połączona jest z mieszalnikiem, który połączony jest z prasą, przy czym prasa połączona jest z halą składowania granulatu, zaś biogazownia połączona jest z parownikiem oraz z suszarnią, przy czym parownik połączony jest z mieszalnikiem. Wynalazek w zakresie sposobu oraz instalacji do wytwarzania granulatu z biomasy z wykorzystaniem naturalnego lepiszcza, charakteryzuje się możliwością przygotowywania i przetwarzania praktycznie każdego rodzaju biomasy stałej pochodzenia rolnego lub drzewnego na wysokoenergetyczny granulat biomasowy. Instalacja może być wykorzystana jako integralna część elektrociepłowni biogazowej. Instalacja składa się z kilku urządzeń do przygotowywania biomasy i lepiszcza oraz wytwarzania produktu końcowego jakim jest granulat biomasowy i produkuje granulat biomasowy o nie stosowanej dotychczas granulacji. Do jego wytworzenia wykorzystuje się biomasę różnorakiego pochodzenia i lepiszcze naturalne. Dzięki temu możliwe jest łączenie w jednym produkcie rożnych rodzajów biomasy, nie koniecznie o wysokiej czystości. Zastosowanie lepiszcza i prasy walcowej pozwala znacznie ograniczyć zużycie energii. Jednocześnie przedmiotowa instalacja wykorzystuje produkty procesu biogazowego, które niekiedy są trudne do zagospodarowania - ciepło i przefermentowane substraty. Ponadto, ponieważ z cyklu produkcyjnego wynika, iż instalacja taka powinna być położona w bezpośrednim sąsiedztwie lub być integralną częścią biogazowi, możliwe jest zasilanie wszystkich urządzeń ekologiczną energią elektryczną produkowaną w bloku biogazowym. Przedmiot wynalazku uwidoczniony został na rysunku schematycznym przedstawiającym instalację do wytwarzania granulatu z biomasy z wykorzystaniem naturalnego lepiszcza. Przykład wykonania Sposób wytwarzania granulatu z biomasy z wykorzystaniem naturalnego lepiszcza, polega na tym, że rozdrabnia się biomasę w postaci słomy, odpadów produkcji rolnej do frakcji o wielkości do 10 mm, zaś drewna do frakcji o wielkości do 5 mm w urządzeniach rozdrabniających 1 i 2, po czym rozdrobnioną masę poddaje się procesowi suszenia w suszarni 3 z wymuszonym obiegiem ciepłego powietrza, do uzyskania średniej wilgotności 8,5%. Jednocześnie wytworzony w biogazowni 8 substrat pofermentacyjny stanowiący pozostałość po procesie fermentacji metanowej produktów pochodzenia rolniczego, podsusza się do uzyskania właściwości kleistych i średniej wilgotności 25%, po czym prowadzi się proces odparowania wody z substratu pofermentacyjnego, w celu poprawy jego właściwości kleistych, którą następnie skrapla się i wprowadza do procesu oczyszczania, który prowadzi się w parowniku 5. Substrat pofermentacyjny stanowiący naturalne lepiszcze, o średniej temperaturze 65 C wprowadza się do rozdrobnionej i wysuszonej biomasy i poddaje się mechanicznemu mieszaniu w mieszalniku 4, po czym mieszaninę o temperaturze 50 C poddaje się obróbce w prasie 6 do uzy-

4 4 PL B1 skania granulatu o wymiarze ziarna od 35 do 40 mm, który poddaje się napowietrzaniu w strudze powietrza w ciągu technologicznym łączącym prasę 6 z halą składowania granulatu 7. Instalacja do wytwarzania granulatu z biomasy z wykorzystaniem naturalnego lepiszcza składa się z urządzeń rozdrabniających 1 i 2, suszarni 3, parownika 5, mieszalnika 4, prasy 6, hali składowania granulatu 7 oraz biogazowni 8, jako źródła energii i substratu pofermentacyjnego. Urządzenia rozdrabniające 1 i 2 połączone są z suszarnią 3, która połączona jest z mieszalnikiem 4, który połączony jest z prasą 6, przy czym prasa 6 połączona jest z halą składowania granulatu 7, zaś biogazownia 8 połączona jest z parownikiem 5 oraz z suszarnią 3, przy czym parownik 5 połączony jest z mieszalnikiem 4. Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób wytwarzania granulatu z biomasy z wykorzystaniem naturalnego lepiszcza, znamienny tym, że rozdrabnia się biomasę w postaci słomy, odpadów produkcji rolnej do frakcji o wielkości do 10 mm, zaś drewna do frakcji o wielkości do 5 mm w urządzeniach rozdrabniających (1) i (2), po czym rozdrobnioną masę poddaje się procesowi suszenia w suszarni (3) z wymuszonym obiegiem ciepłego powietrza, do wilgotności od 7 do 10%, jednocześnie wytworzony w biogazowni (8) substrat pofermentacyjny stanowiący naturalne lepiszcze, podsusza się do uzyskania właściwości kleistych i wilgotności 20-30%, po czym prowadzi się proces odparowania wody z substratu pofermentacyjnego, którą skrapla się i wprowadza do procesu oczyszczania, który prowadzi się w parowniku (5), zaś substrat pofermentacyjny o temperaturze C wprowadza się do rozdrobnionej i wysuszonej biomasy i poddaje się mechanicznemu mieszaniu w mieszalniku (4), po czym mieszaninę, korzystnie o temperaturze 50 C poddaje się obróbce w prasie (6) do uzyskania granulatu o wymiarze ziarna od 35 do 40 mm, który poddaje się napowietrzaniu w strudze powietrza w ciągu technologicznym łączącym prasę (6) z halą składowania granulatu (7). 2. Instalacja do wytwarzania granulatu z biomasy z wykorzystaniem naturalnego lepiszcza składająca się z urządzeń rozdrabniających, suszarni, parownika, mieszalnika, prasy, hali składowania granulatu oraz biogazowni, znamienna tym, że urządzenia rozdrabniające (1) i (2) połączone są z suszarnią (3), która połączona jest z mieszalnikiem (4), który połączony jest z prasą (6), przy czym prasa (6) połączona jest z halą składowania granulatu (7), zaś biogazownia (8) połączona jest z parownikiem (5) oraz z suszarnią (3), przy czym parownik (5) połączony jest z mieszalnikiem (4).

5 PL B1 5 Rysunek

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)