NISKOEMISYJNE PALIWO WĘGLOWE możliwości technologiczne i oferta rynkowa OPRACOWAŁ: Zespół twórców wynalazku zgłoszonego do opatentowania za nr P.400894 Za zespól twórców Krystian Penkała
Katowice 15 październik 2016 r. Sposób ograniczenia poziomu niskiej emisji poprzez zastosowanie ulepszonych produktów węglowych. 1. Cel i zakres opracowania Celem opracowania jest przedstawienie sposobu ograniczenia niskiej emisji w piecach domowych oraz w energetyce zawodowej poprzez zastosowanie ulepszonych wyrobów węglowych, produkowanych technologią opracowaną według wynalazku zgłoszonego do Urzędu Patentowego R.P. pod nr 400894. Unikalną właściwością tej technologii jest możliwość komponowania receptury w taki sposób, że przed uformowaniem produktu, dodaje się do mieszaniny surowców, odpowiednie substancje chemiczne nieorganiczne niezbędne do ograniczenia niskiej emisji. Zastosowane substancje chemiczne spełniają rolę katalizatora który można ukierunkować na wybrane reakcje chemiczne. Przedstawiony sposób jest próbą stworzenia technologii przyjaznej środowisku naturalnemu polegającej na dostosowaniu paliw kopalnianych do określenia c z y s t y w ę g i e l " 2. Wykazanie sposobu ograniczenia emisji. Produkt węglowy można uformować w zależności od potrzeb, na przykład w regularną kostkę o dowolnym wymiarze lub w ekogroszek o wymiarach ø 25 mm x 12 mm stosując odpowiednie maszyny i urządzenia. Zastosowane przez twórców wynalazku dodatki oczyszczające, są wynikiem poszukiwania najbardziej efektywnych substancji chemicznych tak, aby w końcowym rezultacie uzyskać paliwo, w przystępnej dla odbiorców cenie, emitujące mniej części lotnych. Jednym z dodatków jest substancja chemiczna będąca mieszaniną soli nieorganicznych które w temperaturze powyżej 650 stopni C ulegają rozkładowi na substancje posiadające właściwości katalityczne. Innym z dodatków jest roztwór wodny katalizatora procesów spalania. Ponad to zastosowane lepiszcze do scalania miałów węglowych jest również katalizatorem procesów spalania produktu węglowego. 2.1 Efekty spalania produktu węglowego " za kominem" : Podstawowym efektem spalania naszego produktu jest obniżenie emisji części lotnych, powstających w wyniku spalania węgla. Z wykresu znajdującego się na stronie czwartej opracowania Ćwiczenia Laboratoryjne
wykonanego w Akademii Górniczo Hutniczej w Krakowie - Wydział Energetyki i Paliw a zamieszczonego poniżej wynika, że przy emisji części lotnych wynoszącej 21 %, obniżamy poziom emisji następujących związków chemicznych: - CO 2 o 65 % - CO o 20 % - C n H m o 30 % - Benzol o 30 % - Smoła o 20 % Dodatkowe korzyści płynące ze spalania naszego wyrobu węglowego to: - ograniczenie zanieczyszczeń atmosfery sadzą - sadza jest dopalana, - zmniejszenie ilości masy pyłów - nie spalone węglowodory w tym benzopiren są dopalane wraz z sadzą - tlenek węgla utlenia się do dwutlenku węgla - ograniczenie możliwości zapalania się sadzy w kominie.
2.2 Efekty spalania produktu węglowego przed kominem" - obniżenie zużycia paliwa w zależności od jego kaloryczności o 20 do 35 % - podwyższenie ekonomiczności eksploatacyjnej urządzenia cieplnego - stabilny i bardziej efektywny proces spalania - zwiększenie sprawności i mocy kotła na skutek zmniejszenia strat - nie zachodzi konieczność czyszczenia pieca z sadzy - zmniejszona zawartość części palnych w popiele. Obniżenie niskiej emisji części lotnych naszego produktu węglowego zostało potwierdzone wynikami badań w 2015 i 2016 roku przez Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu oraz przez Pracownię Analiz Paliw POLCARGO INTERNATIONAL SP Z O.O. Wyniki badań w załączeniu 3. Oczekiwania klienta dotyczące paliwa stałego. - Dostępność paliwa stałego. - Łatwy zapłon. - Dobre i efektywne spalanie. - Niska emisja zanieczyszczeń powietrza. - Dostępna cena. Wszystkie wyszczególnione powyżej warunki spełnia nasz produkt węglowy
Stałe paliwa kwalifikowane dla ogrzewnictwa indywidualnego Zestawienie porównawcze paliw Paliwo / parametr Pelety drzewne Węgiel ekogroszek Pelety VARMO Kostka węglowa wg. P.400894 Paliwo bezdymne ECOCOAL Półkoks Koks opałowy Wartość opałowa GJ / kg Części lotne V daf, % > 17 > 25 > 25 26 29 > 26 > 28 > 28 > 70,0 > 32,0 32-37,0 20-21 < 12,0 < 10 < 1,0 Siarka S a t, % 0 < 1,0 < 0,8 0,43-0,51 < 0,6 < 0,5 < 0,6 Emisja pyłu Śr D/Śr Śr M M M M Zalecany kocioł A A R/A R/A R/A R R Cena paliwa zł 1000 750 800 680 1200 1000 1000 Legenda Emisja pyłu: M mała, Śr średnia, D duża. Rodzaj kotła: A automatyczny zasób paliwa, R ręczny zasyp paliwa Korzystny Umiarkowany Dopuszczalny Dane zawarte w tabeli zamieszczonej powyżej pokazują, że kostka węglowa posiada bardzo wysoką wartość opałową i ciepło spalania, przy cenie sprzedaży równej produktom o słabszych walorach użytkowych. Bardzo istotną cechą tego produktu jest ciepło spalania, które w znaczny sposób wpływa na koszt wytworzenia 1 GJ ciepła co obrazuje tabela zamieszczona poniżej.
Koszt 1GJ ciepła wyprodukowanego z różnych paliw spalanych w typowych kotłach c.o. stosowanych w ogrzewnictwie indywidualnym Lp Rodzaj paliwa Cena za wyprodukowanie 1GJ ciepła 1 Pelety drewniane 55-65 zł/gj 2 Ekogroszek workowany 30-40 zł/gj 3 Pelety VARMO 35-40 zł/gj 4 Paliwo ECOCOAL 60-65 zł/gj 5 Kostka węglowa 25-30 zł/gj 6 Półkoks 50-55 zł/gj 7 Koks opałowy 50-55 zł/gj Z powyższego zestawienia wynika, że kostka węglowa jest również najbardziej efektywne pod względem relacji ceny do wyprodukowanego ciepła. EFEKTY PROEKOLOGICZNE Najbardziej pożądanym i oczekiwanym efektem proekologicznym jest obniżenie niskiej emisji, powstającej w wyniku spalania kostki węglowej o około 50%. W naszym produkcie węglowym zastosowaliśmy lepiszcze mineralne w ilości 8 %/t ( badanie 1) i 4 %/t ( badanie 2), które jest niepalne i po spaleniu węgla stanowi popiół, obojętny dla środowiska naturalnego. Posiadamy również lepiszcze, używane do produkcji ekogroszku, które nie zwiększa ilości popiołu. Produkcja kostki węglowej oraz ekogroszku, pozwala na zagospodarowanie miałów węglowych, które są mało użyteczne jako paliwo i zalegają w dużych ilościach na hałdach kopalnianych.