202270. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szilárd tüzelőanyag előállítására
1 HU 202270 B 2 A találmány szilárd tüzelőanyag előállítására szolgáló eljárásra vonatkozik. Közismert, hogy a világszerte alkalmazott tüzelőanyagok közül használati értéküket tekintve a légnemű és cseppfolyós szénhidrogének a legkedvezőbbek, amelyek alapvetően az egyre fokozódó motorizáció és a háztartások tüzelőanyagai. Közepes és nagy fogyasztóknál mér a szilárd tüzelőanyagok, elsősorban a szén és származékai kerülnek előtérbe. Mező- és erdőgazdasági hulladékoknak önmagéban túlnyomórészt csak helyi felhasználása gazdaságos. A hagyományos energiahordozók a kőolaj, a földgáz, a szén, a tőzeg és a fa nem, vagy csak igen hosszú idő alatt megújuló tüzelőanyagok közé tartoznak. A jelenleg feltárt és esetleg még feltárható földgáz- és kőolajkészletek - tudományos prognózisok szerint - legfeljebb négy-öt emberöltőn át lesznek elegendőek az emberiség számára. A kőolaj és földgáz felhasználói a jövőben feltehetőleg túlnyomórészt a kémiai iparágak lesznek. Ezeknek a termékeknek a felszínre liuzÚHfi egyre nagyobb költségeket igényel, ennek megfelelően a fogyasztók - kisebb ingadozásoktól eltekintve - egyre magasabb árakat kénytelenek fizetni ezekért. A fentiek alapján világszerte arra a következtetésre jutottak, hogy azon túlmenően, hogy takarékoskodni kell az energiahordozókkal, a kőolajat és a földgázt csak olyan mértékben szabad tüzelésre fordítani, amenynyiben más energiahordozóval a mindenkori feladat nem megoldható, másrészt, hogy - ezzel összhangban - törekedni kell a gyengébb minőségű tüzelőanyagok és éghető melléktermékek, mint pl. a szénpor, kokszpor, fahulladék, ipari, mezőgazdasági és erdészeti hulladékok és hasonlók lehető legszélesebb körű felhasználására. E megfontolások eredményeként erőteljes fejlődésnek indult a tüzeléstechnika mind a tüzelőberendezések, mind a tüzelőanyag -gyártás vonatkozásában. Ez utóbbi területen a különféle melléktermékek és hulladékok olyan feldolgozása került előtérbe, amelynek révén jó tüzelési tulajdonságú, jól tárolható és szállítható, gépesített tüzelésre is alkalmas, a hagyományos tüzelőanyagokéval versenyképes áron forgalmazható energiahordozók állíthatók elő. Egyre nagyobb mértékben terjed őrölt melléktermékek és hulladékok tömörítéssel történő darabos, szilárd tüzelőanyaggá - briketté, pelletté vagy granulátummá - történő feldolgozása. Az egy, vagy több egymással összekevert komponensek által alkotott alapanyag tömörítéséhez dugattyús, extruderes vagy matricás (gyűrűs vagy tárcsás) présgépeket használnak. Az alapanyag többnyire aprított fakéreg, kukoricaszár, illetve fürészpor, faapríték, szénpor, tőzeg atb., amelyek közül rendszerint csak egy fajtát használnak. Ha kétkomponensű brikettet vagy pelletet gyártanak, a második komponens általában kötőanyag, vagy a préselést 6egitő anyag, például bitumen, carbamid, furfurolkorpa stb. A jelenleg alkalmazott présgépek meglehetősen költségesek, és annak ellenére, hogy présszerszámaik igen szívós, kopásálló, jó minőségű acélból, speciális hőkezeléssel készülnek, élettartamuk relative rövid. E présgépek másik jellemzője, hogy magas a teljesítményfelvételük, 80-300 kW/t préselvény, tehát a kihozatali (.output') energiatartalomhoz képest magas a befektetett (.input') energia. Ezeknek a viszonyszéma jó esetben 10, rosssz esetben 2 is lehet. Ha ehhez hozzászámítjuk a hulladékok és melléktermékek gyűjtési, tárolási és szárítási energiaszükségletét - kitűnik, hogy a tüzelőanyag-gyártásnak a fent leírt módja nem problémamentes, nem mindig egyszerű ilyen anyagokból minden tekintetben versenyképes préselt tüzelőanyagokat előállítani. Ha a préselendő keverék kemény szemcséjű komponens(ek)et (például szénpor, kokszpor) is tartalmaz, számolni kell azzal a súlyos hátránnyal, hogy a koptató hatás miatt rohamosan csökken a présszerszámok élettartama (az élettartam-csökkenés mértéke a tervezettnek akár 1/5- -1/10-e is lehet), a teljesítményfelvétel pedig jelentősen, akár kétszeresre is megnövekedhet. Ugyanakkor jó tüzelőanyag préselési technológiával olyan alapkeverék bői állítható elő, amely - elsősorban szén- vagy kokszpor által alkotott - kemény, szilárd komponenst is tartalmaz. A tüzeléstechnikában jó tüzelőanyag legfontosabb ismérve a következők: környezeti hőmérsékleten nem, de 180-480 °C hőmérsékleten meggyullad; 400-950 °C hőmérséklet-tartományban ki- vagy elgázosodik; sok (50-75%) szabad karbont tartalmaz, amely intenzív, magas hőmérsékletű, .jó sugárzó' égést, ezért kedvező hőátszármaztatást biztosit; a tüzelés jól szabályozható; a környezetet szennyező kén - és kénhidrogén-tartalma a lehető legalacsonyabb; salakja nincs, vagy kevés, és a kevés salak is gazdaságosan hasznosítható. Ismeretes, hogy a különféle növényi hulladékok, például faszármazékok, így a fűrészpor, faapríték, fakéreg, fanyesedék, valamint a gabonaféleségek szalmája, a kukoricaszár és más mezőgazdasági melléktermékek- elsősorban nagy nedvességtartalmuk miatt- nem minősülnek jó tüzelőanyagnak, mert a fenti kritériumok közül lényegében csak annak felelnek meg, hogy kis hőmérsékleten meggyulladnak, mivel azonban nagy tömegben rendelkezésre állnak, eltüzelésükhöz fontos érdek fűződik. Miután a szalma és a kukoricaszár pelletizálható, a fahulladékok pedig brikettálhatók, hasznosításuk az említett helyi felhasználáson túl is indokolt lenne (a növényi tűzipellet könnyen és alacsony hőmérsékleten gyulladó anyag). Előállítási költ-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
