Получение брикетов из целлюлозного материала и цеолита.
Перевод статьи: Рахманов С.О.
Авторы: ANDREWS,
Michael, R. BILODEAU, Michael, A. MACKAY, Susan
Источник: http://www.sumobrain.com/patents/wipo/Fuel-pellets-briquettes-fire-logs/WO2011094403.html
Изобретатели: Эндрюс, Майкл Р. (129 Saratoga Road, Suite 102South Glens Falls, NY, 12803, США) Билодо, Майкл А.
(58 Craig Drive, Brewer, ME, 04412, США) MACKAY, Сьюзен (1011 Olive Street, Veazie , ME, 04401, США)
Регистрационный номер
заявки: US2011/022714
Дата публикации: 4 августа 2011
Дата подачи заявки: 27 января 2011
Назначена: Университет штата Мэн системной плате ПОПЕЧИТЕЛЕЙ (107 Maine Avenue, Бангор, ME, 04401, США), Эндрюс, Майкл Р.
(129 Saratoga Road, Suite 102South Glens Falls, NY, 12803, США) Билодо, Майкл А.
(58 Craig Drive, Brewer, ME, 04412, США) MACKAY, Сьюзен (1011 Olive Street, Veazie, ME, 04401, США)
Международные классы: C10L5/00
Адвокат, агент или
фирма: Саттер, Гари, M. (Macmillan, Sobanski & Todd LLC., One Maritime Plaza, 5 этаж, 720 Вода Stree, Толедо, Огайо, 43604, США)
Изобретение относится:
1. Промышленное изделие топлива состоящий
из целлюлозного материала, термопластичных материалов, и цеолита.
Описание:
Топливные
гранулы и брикеты
[0001] Данная заявка претендует на благо Соединенных
Штатов предварительной заявке 61/298, 642, поданной 27 января 2010 года,
раскрытие которого включено здесь в качестве ссылки.
Уровень техники
[0002] Настоящее изобретение относится в целом к промышленным товарам топлива, и в
частности к улучшению топливных гранул и брикетов.
[0003] Известно, что производство топлива изделий,
таких как топливные гранулы и брикеты. Например, в некоторых статьях
топлива производится из целлюлозных материалов и возможны связующие, такие как
термопласты, крахмал, воск, или асфальт, с высокой удельной энергией
материалов, таких как уголь и древесный уголь. Топливные гранулы, имеющие
разные составы материалы были использованы для отопления с середины
восьмидесятых годов.
[0004]
Хотя в таком топливе, как известно, существует постоянная необходимость уменьшать или устранить соединения серы находяшиеся
в дымовых газах во время сжигания или газификации для соблюдения экологических
разрешений и/или последующих операций, таких, как производство биотоплива с помощью катализа, или электрическое
производство через турбины или двигатели внутреннего сгорания, в частности,
когда топливные гранулы, брикеты содержат соединения серы и/или совместно
удалить с серосодержащими видами топлива, таких как
уголь или мазут.
[0005]
Таким образом, было бы желательно, чтобы обеспечить улучшение топлива, таких
как паллеты и брикеты, которые сократили выбросы соединений серы.
Сущность изобретения
[0006]
Данное изобретение относится к промышленным видам топлива состоящих
из целлюлозного материала, термопластичных материаллов,
и цеолита.
[0007]
Различные аспекты данного изобретения станут очевидными для специалистов в
данной области из следующего подробного описания предпочтительного варианта.
Подробное описание предпочтительного варианта
[0008] Данное изобретение относится к изготовлено
топлива, такова как паллеты и брикеты, имеющих возможность сокращения или
ликвидации выбросов соединений серы в процессе сжигания или газификации
топлива, одного или более компонентов топлива и/или другими совместных видов
топлива, таких как уголь или мазут.
[0009]
Горючие топливные брикеты включают цеолит для уменьшения выбросов серы. В некоторых вариантах, цеолит обладает
способностью поглощать соединений серы и выделяется при горении или газификации
топлива, обеспечивая тем самым экономичный и эффективный метод изолирующий серу
в дымовых газах. Сера более легко
утилизируется как часть остаточной золы. Кроме
того, в некоторых вариантах, цеолит может снизить выбросы соединений серы,
выступая в роли катализатора реакции соединений серы в другие соединения,
которые не являются вредными, это функция катализа может произойти при высокой
температуре горения.
[0010] Термин "цеолит" используется здесь в
самом общем смысле и относится к кристаллической неорганической молекулярной
решетке, такие как аминофосфаты, фосфаты кремния
алюминием, микропористые боросиликаты, титаносиликаты и титаноалюмосиликаты,
а также микропористых алюмосиликаты и их аналоги диоксид кремния, имеющий рамки
структуры, состоящей из нанопор и взаимосвязанные
полости, которые могут быть заняты ионами и/или молекулами воды, обе из которых
имеют значительную свободу
передвижения позволяет обмен ионов и обратимой дегидратации. В отличие от
аморфных материалов эти кристаллические структуры содержат регулярные массивы
внутрикристаллических пор (нанопоры) и пустот
равномерных размеров. Типичный естественный цеолит является минеральный клиноптилолит с формулой (Ca, Na, K) 2-3 Al 3 (Al, Si) 2 Si 13 0 36 12 (H 2 0).
[0011]
В определенных вариантах цеолит ионно обменчив с цеолитом. Использование
ионного обмена цеолита может улучшить способность цеолитов поглощать соединения
серы. Как здесь используется, "ионный обмен цеолита" относится
природным или синтетическим цеолитом, который был изменен в процессе ионного
обмена для увеличения содержания одного или нескольких ионов металлов в цеолит. Любой подходящий ион металла может
быть использован, например, Zn, Fe,
Mg, или Mn.
[0012]
Еще один метод чаще всего используется для формирования цеолит катализатора
является начальной пропитки влажности относящиеся к
технике, с помощью которой большее количество соли металлов могут быть включены
внутрь цеолита, чем обменной емкости, как правило, позволяет. После того, цеолит пропитанный солью
металла можно нагревать в присутствии воздуха, образуя оксид металла из солей
металлов, которые затем могут быть использованы в качестве материала
катализатора оксида металла.
[0013]
Цеолит может быть включен в горючее топливо в любом подходящем количестве по
сокращению выбросов серы. Например,
в некоторых вариантах топлива цеолит содержится в количестве в диапазоне от
приблизительно 2% до приблизительно 20% от массы топлива, и более
предпочтительно от примерно 2% до примерно 10%.
[0014] Патент США № 5980595 на Эндрюса,
выданном 9 ноября 1999 года, включен здесь в качестве ссылки. Этот патент описывает топливные гранулы из целлюлозы,
термопластов и угля. Однако, в
отличие от топлива статьи настоящего изобретения, топливных гранул, раскрытые в
патенте Эндрюса не включают цеолит.
[0015]
В дополнение к цеолиту, горючие топливо включают целлюлозные материалы. Любой подходящий целлюлозный материал
или комбинации различных материалов могут быть использованы. Например, целлюлозный материал может
содержать бумажные отходы комбината, древесной щепы, волокна бумаги,
травянистых культур, таких как сено или солома и другие природные целлюлозные
отходы, такие как вишневые косточки, оливковые косточки, сахарный тростник
(жмых), скошенную траву и ели, то есть рождественские
елки. Кроме того, целлюлозный материал
может содержать материал, используемый в подгузниках, и/или гигиенические
салфетки. Целлюлозный материал
может быть использован в любой подходящей форме. В некоторых вариантах целлюлозный
материал в форме частиц с размером частиц, по меньшей мере, 80 Mesh и так хорошо, как
200 Mesh.
[0016]
Целлюлозные материалы могут быть включены в горючее топливо в любом подходящем
количестве. Например, в некоторых
вариантах топливо включает в себя целлюлозный материал в количестве в диапазоне
от приблизительно 10% до приблизительно 80% от массы топлива, и более
предпочтительно от примерно 30% до примерно 70%.
[0017]
В другом варианте изобретения, целлюлозных материалов в топливе может быть
заменена, частично или полностью, углем, биомассой torrified,
древесным углем, асфальт, и/или лигнина для дальнейшего увеличения содержания
энергии топлива. Например, когда
целлюлозный материал заменяется в части топлива и может включать в себя
целлюлозный материал в количестве в диапазоне от приблизительно 10% до
приблизительно 80% от массы топлива, и одного или более из этих заменимых
материалов в количестве в диапазоне от приблизительно 30% до приблизительно 70%
от массы топлива.
[0018]
В топливное горючие необязательно включать связующий материал. Связующий материал может способствовать
высокому содержанию энергии топлива и может обеспечить улучшенную прочность и
водонепроницаемость. Любой
подходящий тип связующего материала может быть использован. В некоторых вариантах материал
представляет собой связующий полимер. Такие
полимеры хорошо известны и включают, например полипропилен, полиэтилен, полимер
молочной кислоты, полиэтилентерефталата, полиуретан, полистирол,
поливинилхлорид, и полиамида. В
некоторых вариантах связующие уплотняется, а в некоторых вариантах связующие было
в виде пленки. Описанные выше Эндрюсом патент описывает уплотненный термопластов и
фильмов. Термопластичный материал
может быть использован в любой подходящей форме. В некоторых вариантах термопластичный
материал в виде частиц до производства топлива статья и была землю в размерах частиц,
по меньшей мере, 80 Mesh и в качестве штрафа в 200 Mesh.
[0019]
Связующие могут быть включены в горючее топливо в любом подходящем количестве. Например, в некоторых вариантах
топлива статья содержит связующие в количестве в диапазоне от около 0% до около
50% от массы топлива статья, более предпочтительно от примерно 5% до примерно
50%, и более предпочтительно от около 10 % до примерно 30%.
[0020]
Топливные брикеты могут включать в себя
целлюлозный материал, цеолит и связующие в любой приемлемой форме. В некоторых вариантах топливо состоит
из однородной смеси целлюлозных материалов, связующего и цеолита.
[0021] В дополнение к целлюлозным материалам,
цеолиту и связующему, топливо может
дополнительно в себя включать один или более дополнительных материалов. Например, топливо может включать в себя связующее, такое
как крахмал или воск в любом подходящем количестве, например, в количестве от
примерно 0,5% до примерно 10% по весу топлива статье.
[0022]
Горючее топливо может быть изготовлено любым подходящим способом. Например, вышеупомянутый Эндрюсом патент описывает методы формования гранул топлива. Способы получения брикетов и паллетов,
хорошо известные в данной области.
[0023]
В некоторых вариантах топливо имеет высокую удельную энергоемкость. Так, например, паллеты могут
обеспечить тепловой мощностью от около 10000 BTU за фунт до 16000 BTU за фунт.
[0024]
Брикетные изделия в соответствии с изобретением могут быть получены любого
подходящего размера и формы. Например,
они могут быть получены в широком диапазоне размеров, от 1/8 "до 12"
в диаметре и 1/8 "до 24" в длину, в зависимости от применения и
предпочтений заказчика.
[0025]
В альтернативном варианте, цеолит в топливе не является обязательным, и изделие
изготовлено в размерах, которые больше или меньше, чем размеры описаны в
патенте Эндрюса. Патент
Эндрюса описывает топливные гранулы, которые меньше,
чем
[0026]
Хотя это изобретение было описано в связи с конкретными вариантами, описанными
выше, очевидно, что многие альтернативы, модификации и изменения будут очевидны
для специалистов в данной области. Соответственно,
предпочтительные варианты осуществления изобретения, как изложено выше,
предназначены для иллюстрации, а не ограничения. Различные изменения могут быть сделаны
без отступления от сущности и объема изобретения.