[go: up one dir, main page]

LT6701B - Pupų atliekų biokuro granulės ir (arba) sorbentas, trąša - Google Patents

Pupų atliekų biokuro granulės ir (arba) sorbentas, trąša Download PDF

Info

Publication number
LT6701B
LT6701B LT2019024A LT2019024A LT6701B LT 6701 B LT6701 B LT 6701B LT 2019024 A LT2019024 A LT 2019024A LT 2019024 A LT2019024 A LT 2019024A LT 6701 B LT6701 B LT 6701B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
waste
pellets
faba bean
bean
biofuel
Prior art date
Application number
LT2019024A
Other languages
English (en)
Other versions
LT2019024A (lt
Inventor
Kęstutis ROMANECKAS
Algirdas JASINSKAS
Egidijus ŠARAUSKIS
Aleksandra MINAJEVA
Original Assignee
Vytauto Didžiojo universitetas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vytauto Didžiojo universitetas filed Critical Vytauto Didžiojo universitetas
Priority to LT2019024A priority Critical patent/LT6701B/lt
Publication of LT2019024A publication Critical patent/LT2019024A/lt
Publication of LT6701B publication Critical patent/LT6701B/lt

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses

Landscapes

  • Housing For Livestock And Birds (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

Išradimas priklauso bioenergetikos sričiai, sprendžiančiai pupų derliaus atliekų panaudojimo biokuro gamybai problemas, nes iš 100 proc. pupų derliaus dorojimo atliekų pagaminamos granulės, atitinkančios kokybės ir aplinkosaugos standartus ir yra tinkamos naudoti biokurui. Pupų atliekos derliaus nuėmimo metu dažniausiai yra pakankamai sausos ir granuliavimui jų priverstinai džiovinti nebūtina, todėl gamybos procesas yra rentabilus ir ekologiškas. Pašalinus iš laukų pupų antžeminės dalies atliekas, priešingai nei javų šiaudus, dirvožemio derlingumas nesumažėja, o išlieka stabilus. Pupų biokuro granulių piltinis tankis yra didesnis nei pagamintų iš žolės, šiaudų ar medienos atliekų, todėl yra patogesnis ir pigesnis jų transportavimas. Be to, pupų atliekų biokuro granulės yra atsparios gniuždymui, todėl fasuojant ir transportuojant mažiau sutrupa. Deginant pupų atliekų granules užtikrinamas kokybiškas ir efektyvus procesas, o nustatytos kenksmingų teršalų (anglies dioksido ir monoksido, azoto oksidų, nesudegusių angliavandenilių ir sieros dioksido) emisijos neviršija leistinų normų, todėl jų vartojimas leistinas mažo galingumo (iki 100 kW) šildymo katiluose. Išradimas taip pat priklauso ir žemės ūkio sričiai, sprendžiančiai mėšlo ir srutų dispozicijos bei dirvožemio derlingumo atstatymo problemas, nes pupų atliekų granulės efektyviai absorbuoja drėgmę, o prisotintos skystų gyvūnų fekalijų ir šlapimo, jos yra puiki organinė trąša, nes pačiose granulėse yra iki 3 - 4 kartų daugiau pagrindinių makroelementų (N, P, K, Ca, Mg) nei šiauduose ir pjuvenose.

Description

Sritis, kuriai skiriamas išradimas
Išradimas susijęs su kuru, gaminamu iš pupų derliaus atliekų ir Z arba serbentu, trąša, presuojant jas į granules. Išradimas priklauso bioenergetikos sričiai, sprendžiančiai pupų derliaus atliekų panaudojimo biokuro gamybai problemas. Taip pat žemės ūkio sričiai, sprendžiančiai drėgmės gyvulių fermose sorbavimo ir dirvožemio derlingumo atstatymo problemas.
Technikos lygis
Atsinaujinančių energijos išteklių vartojimas kasmet auga. Europos Sąjungoje vieną didžiausių šios energetikos potencialą turi biokuras. Lietuvoje apie 97 proc. pagaminamo biokuro žaliavos sudaro medienos atliekos ir šiaudai. Pupų derliaus atliekos iki šiol nebuvo naudotos biokuro gamybai, nes jų auginimo plotai buvo per maži, o išauginama antžeminės dalies biomasė buvo nedidelė. Pastaraisiais metais išaugus pupų pasėlių plotams ir pradėjus auginti aukštaūges (iki 150 cm aukščio) lauko pupų (Vida faba L.) veisles, išauginančias didelę antžeminės dalies biomasę, pupų derliaus atliekas tapo tikslinga panaudoti biokuro gamybai. Tačiau pupų auginimo ir granuliuoto biokuro gamybos būdas iš pupų atliekų iki šiol nebuvo žinomas, nes skiriasi nuo medienos ar šiaudų granuliavimo. Netirtos ir granulių iš 100 proc. pupų atliekų savybės.
Išradimo esmė
Išradimo uždavinys - iš pupų derliaus dorojimo atliekų (antžeminė augalo dalis: stiebas, lapai, iškultos ankštys) pagaminti granules, atitinkančias kokybės ir aplinkosaugos standartus ir tinkančias naudoti biokurui.
Vidutiniškai prikulama apie 4,2 - 4,5 t/ha pupų sėklų, lauke lieka 5,4 - 5,5 t/ha atliekų-kūlenų (sausomis medžiagomis). Pupų sėklų ir antžeminės dalies atliekų santykis yra apie 1:1,4. Nors pupų atliekų esti mažiau nei, pvz., kukurūzų (bet daugiau nei javų šiaudų), tačiau, naudojant kukurūzų atliekas biokuro gamybai, alinamas dirvožemis, kurio derlingumo palaikymui/atstatymui reikia daug investicijų. Yrant pupų šaknims, dirvožemis pakankamai papildomas mitybos elementais ir, pašalinus antžeminės dalies atliekas, jo derlingumas vis tiek išlieka stabilus. Nepalankiais pupų auginimui metais (perteklinė/nepakankama drėgmė) ar pasėlyje išplitus piktžolėms ir kitiems žaladariams, dažnai gaunamas nerentabilus pupų sėklų derlius, tačiau bendroji biomasė išlieka panaši. Visą tokio pasėlio antžeminės dalies biomasę kartu su piktžolėmis (vidutiniškai apie 1 t/ha sausosios biomasės) ir pupų sėklomis tikslinga panaudoti biokuro gamybai. Tokia biomasė priverstinai džiovinama.
Išradimo patente LT4773B aprašomas kuro gaminimo iš augalinių atliekų būdas, kai suformuojami kuro gabalai, jie supjaustomi ir džiovinami. Pupų sėklų derliaus nuėmimo metu antžeminės dalies liekanos (biomasė) dažniausiai yra pakankamai sausos (10 - 12 proc. drėgnio) ir granuliavimui jų priverstinai džiovinti nebūtina. Tai didelis privalumas, nes džiovinant pjuvenas ar skiedras reikia iki 400 kWh/t energijos.
Būgniniu smulkintuvu susmulkintų pupų liekanų frakcija granuliavimui yra per stambi, ją reikia dar labiau susmulkinti iki miltų frakcijos. Sumalus turi vyrauti ne stambesnė kaip 1,0 mm frakcija. Granulių fizikinės savybės pateiktos 1 lentelėje. Granuliuoto pupų biokuro granulių piltinis tankis yra apie 700 kg/m3 ir 30 - 50 kg/m3 didesnis nei pagamintų iš žolės, šiaudų ar medienos atliekų, todėl yra patogesnis ir pigesnis jų transportavimas. Be to, pupų liekanų biokuro granulės yra atsparios gniuždymui, todėl fasuojant ir transportuojant mažiau sutrupa.
Pupų granulės, pagamintos iš giliai (22 - 25 cm gyliu) artoje dirvoje augusių pupų atliekų yra pačios kokybiškiausios, tačiau nedaug prastesnės esti pagamintos iš giliai (23 - 25 cm gyliu) purentoje dirvoje augusių pupų atliekų. Jų peleningumas yra vienas mažiausių, o apatinis šilumingumas - vienas didžiausių. Mažinant rudeninio žemės dirbimo gilumą 2 ar daugiau kartų, gaunamos prastesnės kokybės granulės.
Artima pagal turinį yra išradimo paraiška CZ PV 2002-0885, kurioje aprašytas kuras, supresuotas j granules iš kanapių pluošto, tačiau kanapės alina dirvožemius, o pupos - juos praturtina makroelementais, todėl mūsų pateiktas sprendimas yra ekologiškesnis.
Iš aprašytu būdu pagamintų 100 proc. pupų atliekų biokuro granulių sauso kuro apatinis šilumingumas prilygsta pagamintų iš kanapių ir yra didesnis už vasarinių javų šiaudų, drambliažolės, pievų žolės, tačiau šiek tiek mažesnis nei iš žieminių kviečių šiaudų, medienos ar nendrių. Pupų atliekų granulių peleningumas yra nedidelis ir atitinka aukščiausius A klasės reikalavimus žolinės augalijos žaliavai (2 lentelė).
Deginant pupų atliekų granules užtikrinamas kokybiškas ir efektyvus procesas, o nustatytos kenksmingų teršalų emisijos - anglies dioksido CO2, anglies monoksido CO, azoto oksidų NOx, nesudegusių angliavandenilių CxHy ir sieros dioksido SO2 - neviršija leistinų normų, nors jose yra iki 3-4 kartų daugiau azoto, nei javų šiaudų granulėse (3 lentelė). Pupų atliekų granulių naudojimas leistinas mažo galingumo šildymo katiluose.
Artimas pagal tematiką yra išradimo patentas LT5459B, kuriame aprašomas granuliuoto kuro ir/ar pašarų gaminimo būdas iš augalinių-gyvulinių atliekų, kuris, parinkus sudėtį, tinka ir gyvulių šėrimui. Pagal savo cheminę sudėtį 100 proc. pupų atliekų granulės nėra tinkamos gyvulių pašarui, tačiau gali būti naudojamos kaip sorbentas (sumažinti santykinį oro drėgnumą) ir kraikas. Pupų atliekų granulės iš aplinkos gali absorbuoti (higroskopiškumas) apie 8,5 proc. drėgmės, o tiesioginio sąlyčio metu sugerti 310 proc. skysčių nuo savo masės (4 lentelė). Medienos atliekų granulių higroskopiškumas yra mažesnis nei pupų, tačiau vandens imlumas yra didesnis ir spartesnis, todėl gyvūnų kraikui šias granules vertėtų maišyti. Durpių vandens imlumas (vandentalpa) yra iki 410 proc., tačiau jų, kaip kuro, neigiama ypatybė yra ta, kad durpių granulės yra neatsparios gniuždymui, o sudeginus jas lieka net 8 - 15 proc. pelenų.
Prisotintos skystų gyvūnų fekalijų ir šlapimo, jos yra puiki organinė trąša, savo verte gerokai pralenkianti mėšlą su javų šiaudų kraiku, nes pačiose granulėse yra iki 3 - 4 kartų daugiau pagrindinių makroelementų (N, P, K, Ca, Mg) nei šiauduose ir pjuvenose (5 lentelė).
Tyrimų rezultatai
Žaliava pupų granulių gamybai išauginta Vytauto Didžiojo universiteto Žemės ūkio akademijos (VDU ŽŪA) Bandymų stotyje, pupų atliekų granulių fizikinės savybės nustatytos VDU ŽŪA laboratorijose; elementinė sudėtis - Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Agrocheminių tyrimų laboratorijoje; šilumingumas, peleningumas ir dujų emisijos deginant - Lietuvos energetikos instituto laboratorijose.
lentelė. Iš skirtingų augalinių žaliavų pagamintų biokuro granulių fizikinės savybės.
Žaliava Granulės tankis, kg/m3s.m. Piltinis tankis, kg/m3 Didžiausia gniuždymo jėga, N/mm2
Pupų atliekos 1435,89 700,3 20,74
Javų šiaudai 1000-1100 680,0 12,89
Spygliuočių medienos pjuvenos 1000-1400 650,0 15,35
Drambliažolė 654 nd nd
Nendriniai dryžučiai 1035 nd nd
Pastaba: nd - nėra duomenų.
lentelė. Iš skirtingų augalinių žaliavų pagamintų biokuro granulių šilumingumas ir peleningumas jas deginant.
Žaliava Drėgnis, proc. Peleningumas, proc. Sausosios masės apatinis šilumingumas, MJ/kg Drėgnosios masės apatinis šilumingumas, MJ/kg
Pupų atliekos 9 3,93 17,0 15,3
Javų šiaudai 7-14 6-8 16,7-17,8 12,9-13,8
Spygliuočių medienos pjuvenos <12 <1,50 17,2-19,5 >16,9
Drambliažolė 8,4 8,84 17,8 16,2
Pievų žolė (šunažolė) 10,0 7,65 17,7 15,7
Nendriniai dryžučiai 6,7 8,0 17,4 16,1
Pastaba: pagrindiniai reikalavimai biokuro žaliavai yra šilumingumas (A klasė >14,1 MJ/kg; B klasė > 13,2 MJ/kg) ir peleningumas (A < 5 proc.; B s 10 proc.).
lentelė. Kenksmingų emisijų tyrimo rezultatai deginant granules, pagamintas iš įvairių augalinių žaliavų.
Žaliava CO2 proc. o2 proc. CO PPm 3 O X CxHy ppm so2, PPm
Pupų atliekos 4,1 15,2 1072 151 56 2,0
Javų šiaudai 1,0 nd 850 60 nd 0,11
Spygliuočių medienos pjuvenos 4,9 14,8 360 46 34 0,01
Drambliažolė 5,2 38,6 2295 216 61 0,11
Pievų žolė (šunažolė) 6,0 39,8 1035 205 49 0,21
Nendriniai dryžučiai 7,4 30,4 905 176 56 0,19
lentelė. Pupų atliekų granulių sorbcinių savybių palyginimas su medienos atliekų granulėmis ir nepresuotomis aukštapelkių durpėmis.
Absorbcinė medžiaga Vandens imlumas (vandentalpa) proc. Higroskopiškumas proc.
Pupų atliekų granulės 310 8,5
Medienos atliekų granulės 390-400 8,2
Aukštapelkių durpės 420 16,0
lentelė. Iš skirtingų augalinių žaliavų pagamintų biokuro granulių elementinė sudėtis (proc.).
Žaliava N P K Ca Mg S C
Pupų atliekos 1,27 0,38 2,92 1,05 0,27 <0,01 46,22
Javų šiaudai 0,34-0,50 0,07-0,18 0,52-1,12 0,21-0,33 0,05-0,07 <0,05 45-48
Spygliuočių 0,5-2,3 0,02-0,03 0,26-0,46 nd nd 0,05 48-50
medienos pjuvenos

Claims (2)

  1. IŠRADIMO APIBRĖŽTIS
    1. Iš pupų liekanų gaminamas kuras, supresuotas j granules, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad gamybai naudojamos tik pupų augalinės liekanos, susidarančios sėklų derliaus nuėmimo metu.
  2. 2. Kuras pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad jį galima naudoti mažo galingumo šildymo katiluose ir/arba gyvulių fermose kaip sorbentą (kraiką) ir organinę trąšą.
LT2019024A 2019-05-09 2019-05-09 Pupų atliekų biokuro granulės ir (arba) sorbentas, trąša LT6701B (lt)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2019024A LT6701B (lt) 2019-05-09 2019-05-09 Pupų atliekų biokuro granulės ir (arba) sorbentas, trąša

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2019024A LT6701B (lt) 2019-05-09 2019-05-09 Pupų atliekų biokuro granulės ir (arba) sorbentas, trąša

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT2019024A LT2019024A (lt) 2019-11-11
LT6701B true LT6701B (lt) 2020-02-10

Family

ID=68459447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT2019024A LT6701B (lt) 2019-05-09 2019-05-09 Pupų atliekų biokuro granulės ir (arba) sorbentas, trąša

Country Status (1)

Country Link
LT (1) LT6701B (lt)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116478730B (zh) * 2023-04-13 2024-02-13 新疆兆荣石油化工装备制造有限公司 一种利用秸秆生产生物炭的撬装式装置

Also Published As

Publication number Publication date
LT2019024A (lt) 2019-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103214315A (zh) 一种含采石场渣土、畜粪、秸秆和木炭粉的绿化基质及其制备方法
Bhattacharyya et al. Crop residue management and greenhouse gases emissions in tropical rice lands
Jain et al. Sustainable management of crop residues in India
Saeidy Technological fundamentals of briquetting cotton stalks as a biofuel
Kumar et al. Application of farmyard manure and vermi-compost on vegetative and generative characteristics of Jatropha curcas
Naresh et al. Alternative uses, in and off-field managements to reduce adverse impact of crop residue burning on environment: A review
Sharma et al. Crop residues utilization: Wheat, paddy, cotton, sugarcane and groundnut
Rathod et al. Recycling and management of crop residues for sustainable soil health in climate change scenario with farmer’s profit as frontline moto
LT6701B (lt) Pupų atliekų biokuro granulės ir (arba) sorbentas, trąša
Chandana et al. Influence of nutrient management practices on growth and yield of pearl millet in Melia dubia based agri-silvi system
Zapałowska et al. Influence of fertilization with the use of biomass ash and sewage sludge on the chemical composition of Jerusalem artichoke used for energy-related purposes
Birla et al. Modern Strategies for Crop Residue Management
Yuniwati et al. Application of biochar and liquid smoke from biomass waste management to increase yields and raise farmers’ income
Phogat et al. A review on zero tillage as a sustainable approach for crop residue burning
CN109836228A (zh) 一种生物炭基杉木缓释专用肥及其制备方法
Lopez et al. Effects of biomass ashes on plant nutrition in tropical and temperate regions
Singh et al. On and off farm crop residue management: a brief review on options, benefits, drawbacks, limitations and policy interventions
Jasinskas et al. Assessment of unconventional tall grasses cultivation and preparation for solid biofuel
Skuodienė et al. The effect of meadow phytocenoses productivity and herbage quality on the energy value of biomass.
Gopi et al. Biochar and its scope in nutrient, pest and disease management in sugarcane
KR102390527B1 (ko) 농업부산물로부터 제조된 블랙카본을 이용한 완효성 비료 조성물 및 그 제조방법
Balandaitė et al. Biomass formation and yield performance in diverse multicrops and their potential for biofuel use
LT5459B (lt) Iš augalinių medžiagų gaminamas kuras ir/arba pašarai
Raccuia et al. Globe artichoke genetic variability for residual biomass production as renewable resources of energy in South Italy
Zargar et al. Converting crop residue waste to wealth: a review

Legal Events

Date Code Title Description
BB1A Patent application published

Effective date: 20191111

FG9A Patent granted

Effective date: 20200210

MM9A Lapsed patents

Effective date: 20230509