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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren für eine thermische Feuergas-Trocknung wasserhaltiger Stoffe in einer Trockneranlage, mittels fester, feuchter Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockner-Abwärme im Brüden in der Trockneranlage selbst zur Vortrocknung des Brennstoffes zwecks Heizwert-Erhöhung und zur Vorwärmung der benötigten Trocknerluft verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Trockneranlage verwendete feuchte Brennstoff vor seiner Verbrennung in einer Brennstofftrocknungsanlage, vornehmlich einer Silo-Trocknungsanlage, nachgetrocknet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Abwärme-Luft-Wärmeaustauscher zweistufig gearbeitet wird, wobei in der ersten Stufe die Vorwärmung der Trocknerluft und in einer zweiten Stufe die Erzeugung der für die Brennstoff-Trocknung notwendigen Warmluft erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknerbrüden zur Rekuperation der Abwärme unter den Taupunkt des Brüdens abgekühlt wird, wobei eine Kondensation des Wasserdampfes und dadurch eine Rekuperation eines Teils der Verdampfungswärme erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einhalten der Brüdentemperatur eine Zusatzbeheizung über einen Heizöl- oder Gasbrenner erfolgt.
6. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, zum Trocknen wasserhaltiger Stoffe mittels fester, feuchter Brennstoffe, bestehend aus einem Trockner (1) sowie einer diesem nachgeschalteten Einrichtung (6) zum Ausscheiden des Trockengutes aus dem Brüden sowie einem Wärmeaustauscher (8), von welchem aus eine erste Warmluftleitung (10) zum Ofen (2) des Trockners führt, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage einen Brennstoff-Trockner (12) aufweist und vom Wärmeaustauscher (8) eine zweite Warmluftleitung (11) zu diesem Brennstoff-Trockner führt.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaustauscher (8) zweistufig ausgebildet ist, und dass von der ersten Stufe des Wärmeaustauschers die erste Warmluftleitung (10) zum Trockner (1, 2) und von der zweiten Stufe die zweite Warmluftleitung (11) zum Brennstoff-Trockner (12) führt.
8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Trockner (1) ein Vorofen (2) mit einem Brenner (3) für das Verbrennen eines Gases aus getrockneten, festen Brennstoffen vorgeschaltet ist.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (3) für Gas zusätzlich noch für Ölverbrennung ausgebildet ist.
10. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Brennstoff-Trockner (12) ein Gaserzeuger (17) nachgeschaltet ist, der über ein Transportorgan (15) für den vorgetrockneten Brennstoff und über eine Gasleitung (18) mit dem Brenner (3) verbunden ist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für eine thermische Feuergas-Trocknung wasserhaltiger Stoffe, wie Schlämme und vegetabile Stoffe, z.B. Gras, in einer Trockneranlage, mittels fester, feuchter Brennstoffe, z.B. Holz, Torf, Lignit sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einem Trockner sowie einer diesem nachgeschalteten Einrichtung zum Ausscheiden des Trockengutes aus dem Brüden sowie einem Wärmeaustauscher, von welchem aus eine erste Warmluftleitung zum Ofen des Trockners führt.
Verknappung und Verteuerung der flüssigen und gasförmigen Brennstoffe, Heizöl und Erdgas, zwingen zum Übergang auf fossile, feste Brennstoffe, wie Holz, Torf, Lignit, usw. Die Verwendung, insbesondere von Abfallholz aus Wäldern und auch Sägereiabfällen, hat bereits eingesetzt.
Vielerorts, in der Schweiz und auch im Ausland, sind thermische Trocknungsanlagen, z.B. für Gras, mit Heizöl-Feuerung in Betrieb. Eine solche Anlage mittlerer Leistung verbraucht in einer Saison, ab etwa April bis September/Oktober, eine Heizölmenge von etwa 400 t/Jahr. Bei einer weiteren Verknappung und Verteuerung von Heizöl und Erdgas werden solche Anlagen unrentabel und sind auf andere Brennstoffe umzustellen.
Bisher sind bei der thermischen Trocknung von nassen Gütern, wie z.B. Gras, nur Verfahren bekannt, bei denen die in den Trocknerbrüden enthaltene Wärme in geringem Umfang in der Trocknung selbst Verwendung findet. Die Erzeugung von Warmwasser aus Trocknerabwärme wurde schon vorgeschlagen und ausgeführt, wobei jedoch zu berücksichtigen ist, dass die Trocknung vegetabiler Stoffe auf die Sommersaison fällt, und deshalb der Bedarf an Warmwasser, z.B. für Heizzwecke, nicht vorliegt.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die thermische Feuergas-Trocknung über die Vergasung von festen Brennstoffen, wie Holz, vornehmlich Abfallholz, Torf, Lignit beheizt. Diese Brennstoffe sind mehr oder weniger wasserhaltig. Ihr Heizwert in diesem Zustand ist je nach Wassergehalt gering.
Aufgabe der Erfindung ist, den Wirkungsgrad und damit auch die Rentabilität derartiger Anlagen zu erhöhen, wobei als erstes Ziel die im Brüden anfallende Wärme besser nutzbar zu machen, angestrebt wird.
Dies wird beim beschriebenen Verfahren erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Trockner-Abwärme im Brüden in der Trockner-Anlage selbst zur Vortrocknung des Brennstoffes zwecks Heizwert-Erhöhung und zur Vorwärmung der benötigten Trocknerluft, verwendet wird.
Die eingangs erwähnte Anlage ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage einen Brennstoff-Trockner aufweist, und vom Wärmeaustauscher eine zweite Warmluftleitung zu diesem Brennstoff-Trockner führt.
Die Brüdenwärme wird also, zusätzlich zur Erwärmung der Trocknerluft, noch zur Trocknung des festen, wasserhaltigen Brennstoffes herangezogen, wodurch einerseits deren Heizwert erhöht und anderseits der Feuchtigkeitsgehalt des der Trocknung dienenden Feuergases aus der Brennstoffvergasung vermindert wird. Die Trocknung der Schlämme oder vegetabilen Stoffe, z.B. Gras, wird begünstigt.
Die Trockner-Brüden enthalten Rauchgase, Luft und Wasserdampf, wobei letzterer zum grösseren Teil der dem Nassgut entzogenen Feuchtigkeit entspricht. Der Wärmegehalt dieser Brüden entspricht, bis auf die Verluste durch Feuerung und Abstrahlung, der mit dem Brennstoff zugeführten Wärme. Die Verdampfungswärme des aus dem Nassgut verdampften Wassers macht den Grossteil des Wärmegehalts der Brüden aus.
Bei der Rekuperation der Brüden-Abwärme wird zweckmässig darauf geachtet, dass der Brüden durch Austausch mit Luft in einem Wärmaustauscher so weit gekühlt wird, dass ein Teil der Verdampfungswärme durch Kondensation des Dampfes rekuperiert wird. Die so aus dem Trocknungsprozess gewonnene, an die Frischluft übertragene Abwärme, dient beim beschriebenen Verfahren einerseits dem Aufwärmen der Trocknerluft und anderseits dem Trocknen und damit der Heizwert-Erhöhung des nassen oder feuchten, festen Brennstoffes, der einem Gas erzeuger, zur Herstellung eines Gases aus Holz, Torf oder Lignit, zugeführt wird, wobei das erzeugte Gas im Brenner des Vorofens der Trockneranlage verbrannt wird.
In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemässen Anlage dargestellt.
Dem eigentlichen Trockner list ein Vorofen 2 mit Brenner 3 vorgeschaltet. Die Nass-Gut-Zuführung ist mit 4 bezeichnet. Über die Leitung 5 mit dem Ventilator 50 wird der Brüden und das getrocknete Gut dem Zyklonabscheider 6 zugeführt, aus dem im unteren Teil das Trockengut und über die Leitung 7 der Brüden entweicht. Im zweistufigen Wärmeaustauscher 8 wird dem Brüden die Abwärme durch die über die Ventilatoren 9 zugeführte Frischluft entzogen. Ein Teil der erzeugten Warmluft wird als Trocknerluft über die erste Leitung 10 dem Ofen 2, ein anderer Teil über die zweite Leitung 11 dem Brennstoff-Trockner 12 zugeführt. Der Restbrüden wird über die Leitung 13 abgelassen.
Mit 14 ist der Beschicker für den Nass-Brennstoff bezeichnet. Der getrocknete Brennstoff wird über das Transportorgan 15 dem Gaserzeuger 17 zugeleitet, während die zugeführte Warmluft als gekühlte, feuchte Abluft bei 16 auftritt.
Die Anlage besteht also aus drei Einheiten.
1. der an sich bekannten thermischen Feuergas-Trocknungs-Anlage für nasse, bzw. feuchte Güter, wie Schlämme, vegetabile Stoffe usw., umfassend den Vorofen 2 mit Gas-Öl Brenner 3; den eigentlichen Trockner 1 mit Nassgut-Zuführung 4; den Brüden-Ventilator 5 und den Zyklon 6 bzw. Trokkengutabscheider und Trockengutaustrag;
2. dem Rekuperationsteil für die Brüden-Abwärme umfassend den zweistufigen Brüden-Luft-Wärmeaustauscher 8, wobei die erste Stufe der Vorwärmung der Trocknerluft dient, und die zweite Stufe für die Erzeugung der für die Trocknung des Nass-Brennstoffes erforderlichen Warmluftmenge, welche dem Brennstoff-Trockner 12 über die Leitung 11 zugeführt wird, den Ventilatoren 9 für die zwei Stufen, der Rest Brüden-Ableitung 13 an die Atmosphäre;
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3. der Brennstoff-Trocknungsanlage, umfassend die Warmluft-Zuleitung 11 mit den Verteilern zum Brennstoff Trockner 12, z.B. einen Silo-Trockner, mit oberer Einführung 14 des Nass-Brennstoffes und unterer Entnahme des Trokken-Brennstoffes, inklusive den erforderlichen Transportorganen 15 zur Beschickung der Gaserzeugung 17, der Gasleitung 18 zum Gas-Öl-Brenner sowie der Abluftabführung 16 an die Atmosphäre.
Die Arbeitsweise der thermischen Feuergas-Trocknungs Anlage ist folgende: Die im Vorofen 2 der Trocknungsanlage 1 bzw. dessen Brenner 3 zur Verbrennung gelangenden Gase erzeugen die für die Nassguttrocknung erforderlichen Feuergase, gemischt mit Trocknerluft, die mit etwa 600-6500C in den Trockner 1 eintreten. Über die Zuführung 4 wird das Nassgut in den Trockner eingegeben. Der Brüdenventilator 50 fördert auf pneumatischem Weg Gut und Gase durch den Trockner, wobei die Nässe des Gutes sukzessive in Wasserdampf übergeht und mit dem Brüden in den Zyklon bzw. den Trockengutabscheider 6 gelangt, wo das Trockengut ausgetragen wird. Der vom Trockengut befreite heisse Brüden tritt mit einer Temperatur von zwischen 120-140 C in den Wärme- Rekuperationsteil über.
Zur Abwärme-Rekuperation erwärmt der heisse Trocknerbrüden in der ersten Stufe des Wärmeaustauschers 8 die Trocknerluft von 18-20"C auf etwa 100-120 C. Die Zufuhr der Frischluft zum Austauscher erfolgt durch einen Ventilator 9. In der zweiten Stufe des Wärmeaustauschers, die der ersten Stufe nachgeschaltet ist, wird aus der Brüdenabwärme Warmluft von etwa 90C gewonnen, die mit einem separaten Ventilator 9 dem Brennstoff-Trockner 12 zugeführt wird, der beispielsweise als Silotrockner-Anlage ausgebildet ist.
Zur Brennstoff-Trocknung wird der Nass-Brennstoff, z.B.
Holzabfälle, in zerkleinerter Form durch Transportorgane 14 kontinuierlich von oben in den Silotrockner 12 eingeführt.
Auf seinem Weg, vornehmlich unter Schwerkraftwirkung.
gelangt der Brennstoff langsam durch die Trocknungszone. in welcher während dem Trocknerbetrieb für das Nassgut die Warmluft z.B. im Querstrom von etwa 90"C C aus der zweiten Stufe der Abwärme-Rekuperation kontinuierlich für die Trocknung des Nassgutes sorgt. Der trockene Brennstoff wird am unteren Ende dem Silotrockner entnommen und durch Transportorgane 15 dem Brennstoffvergaser 17 z.B. als Holzvergaser ausgebildet, zugeführt, wobei das erzeugte Gas im Vorofen 2 zur Verbrennung gelangt.
Die Trocknungsanlage für das Nassgut arbeitet kontinuierlich und praktisch mit gleichbleibender, konstanter Belastung. Da aber die Nässe des eintretenden Nassgutes, und auch die Menge, gewissen Schwankungen unterworfen sind, kann, ausgehend von der Brüdentemperatur, die Gas- oder Ölmenge automatisch geregelt werden, welche Regelung bei flüssigem und gasförmigem Brennstoff verhältnismässig leicht zu bewerkstelligen ist.
Aus den nachstehenden Ausführungen ist ersichtlich, dass die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens in erster Linie auf wirtschaftlichem Gebiet liegen.
Die Vortrocknung des festen, nassen Brennstoffes, wie Holz, Torf, Lignit, usw. durch Abwärme einer Trocknungsanlage für nasse Stoffe, wie Schlämme, Gras, vegetabile Stoffe, usw. ergibt eine wesentliche Brennstoffeinsparung. Diese geht aus der Heizwert-Erhöhung durch Trocknung auf die Gleichgewichtsfeuchtigkeit von etwa 12-15% hervor. Durch das Vortrocknen solcher Brennstoffe werden diese zur Gaserzeugung und damit zum Beheizen einer Feuergas-Trocknungs-Anlage brauchbar. Die Feuergase der Trocknungsanlage sind nicht bereits bei der Verbrennung von nassen Brennstoffen mit Feuchtigkeit angereichert, wodurch der Wirkungsgrad derselben ungenügend ist.
Erfordert eine Trocknungsanlage für nasse Güter beispielsweise einen Wärmeaufwand von etwa 2.8 Gcal/h, bei einer Verdampfungsleistung von etwa 3500 kg/h, und wird mit Holzgas, erzeugt in einem Gaserzeuger aus Holz mit 12-15% Feuchtigkeit lufttrocken betrieben, sind hiefür etwa 777 kg/h Holz zu verbrennen. Dabei entstehen etwa 2175 Nm3/h Holzgas mit einem Heizwert von etwa 1300 Kcal/ Nm3 die der Feuerung des Vorofens zugeführt und dort verbrannt werden. Vergleichsweise müssen für die erwähnte Trockenholzmenge etwa 1015 kg/h feuchtes Holz von etwa 35% Wassergehalt, dessen unterer Heizwert etwa 2500 Kcal/kg beträgt, getrocknet werden. Die Differenz zwischen der Trocken- und der Nassholzmenge wird durch Abwärme der Trockneranlage für nasse Güter in der Brennstoff-Trocknung, z.B. Silotrocknung, durch Austreibung von 238 kg/h Feuchtigkeit, Wasser, bewerkstelligt.
Die Heizwert-Erhöhung ergibt sich zu etwa 1100 Kcal/kg oder etwa 30% des Heizwertes des lufttrockenen Holzes.
Die für die Brennstoff-Trocknung zu verwendende Wärme wird als ein Teil der Trocknerabwärme der zweiten Stufe des Brüden-Luftwärmeaustauschers rekuperiert.
Neben dem wirtschaftlichen Vorteil weist die beschriebene Arbeitsweise noch einen ökologischen Vorteil auf.
Durch die Brüden-Abwärme-Rekuperation wird ein Teil des in den Brüden enthaltenen Wasserdampfes im Brüden-Luft Wärmeaustauscher kondensiert. Durch die an die Atmosphäre austretenden Restbrüden gelangt somit weniger Wasserdampf ins Freie, welch letzterer Umstand dann von Bedeutung ist, wenn geruchsbeladene Nassgüter zu trocknen sind, wie z.B. Abwasserschlämme oder Schlämme von Tierzuchtanlagen. Die Teilkondensation des Wasserdampfes im Wärmeaustauscher bewirkt eine Auswaschung der Wärmeübertragungsfläche und damit einen Austrag von feinen Feststoffteilchen die an dieser Fläche abgeschieden werden und die, würden sie mit den Restbrüden ins Freie gelangen, in erster Linie für die Geruchsbildung in Frage kommen.
Ein weiterer wirtschaftlicher Vorteil ergibt sich aus dem Anwärmen der Trockenluft für die Verbrennung des aus dem luftgetrockneten Brennstoff erzeugten Holzgases im Vorofen der Trocknungsanlage. Diese Rekuperation findet in der ersten Stufe des Brüden-Luft-Wärmeaustauschers statt.
Beispielweise beträgt die aus den Trocknerbrüden von etwa 120-140 C rekuperierte Wärmemenge für das Vorwärmen der Trocknerluft von 18-20"C auf 100-120"C in der ersten Stufe etwa 241 000 Kcal/h für die Warmluft von 18-20 C auf 80-90 C zur Trocknung des Nassbrennstoffes, z.B. Holz, Vortrocknung des Nassgutes, usw.
in der zweiten Stufe etwa 625000 Kcal/h Total rekuperierte Wärmemenge etwa 866000 Kcal/h d.h. etwa 30% des Wärme-Einsatzes von 2,8 Gcal/h.
Es sei noch erwähnt, dass die in den Trocknerbrüden der zweiten Stufe angeführte Wärmemenge erlaubt, weiteren Verwendungs- bzw. Verwertungszwecken zu dienen, wie z.B. der Vortrocknung von Nassgut in der Trockneranlage selbst, und/oder der Brennstofftrocknung für Kundenabnahme.
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PATENT CLAIMS
1. A method for thermal flue gas drying of water-containing substances in a dryer system, using solid, moist fuels, characterized in that the dryer waste heat in the vapor in the dryer system itself is used for pre-drying the fuel for the purpose of increasing the calorific value and for preheating the required dryer air becomes.
2. The method according to claim 1, characterized in that the moist fuel used in the dryer system is re-dried before being burned in a fuel drying system, primarily a silo drying system.
3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that two-stage work is carried out in a waste heat-air heat exchanger, the preheating of the dryer air taking place in the first stage and the generation of the hot air necessary for fuel drying taking place in a second stage.
4. The method according to claim 3, characterized in that the dryer vapor is cooled to recuperate the waste heat below the dew point of the vapor, with a condensation of the water vapor and thereby a recuperation of part of the heat of vaporization.
5. The method according to claim 4, characterized in that an additional heating is carried out via a heating oil or gas burner to maintain the vapor temperature.
6. Plant for carrying out the method according to claim 1, for drying water-containing substances by means of solid, moist fuels, consisting of a dryer (1) and a device (6) connected downstream thereof for separating the dry material from the vapor and a heat exchanger (8), from which a first hot air line (10) leads to the oven (2) of the dryer, characterized in that the system has a fuel dryer (12) and from the heat exchanger (8) a second hot air line (11) leads to this fuel dryer .
7. Installation according to claim 6, characterized in that the heat exchanger (8) is designed in two stages, and that from the first stage of the heat exchanger, the first hot air line (10) to the dryer (1, 2) and from the second stage, the second hot air line ( 11) leads to the fuel dryer (12).
8. Plant according to claim 6 or 7, characterized in that the dryer (1) is preceded by a pre-furnace (2) with a burner (3) for burning a gas from dried, solid fuels.
9. Plant according to claim 8, characterized in that the burner (3) for gas is additionally designed for oil combustion.
10. Installation according to one of claims 6 to 9, characterized in that the fuel dryer (12) is followed by a gas generator (17), via a transport member (15) for the pre-dried fuel and via a gas line (18) with the Burner (3) is connected.
The invention relates to a method for thermal fire gas drying of water-containing substances, such as sludges and vegetable substances, e.g. Grass, in a dryer, using solid, moist fuels, e.g. Wood, peat, lignite and a system for carrying out the process, consisting of a dryer and a device connected downstream for separating the dry material from the vapor as well as a heat exchanger, from which a first hot air line leads to the dryer oven.
Shortages and increases in the cost of liquid and gaseous fuels, heating oil and natural gas, are forcing the transition to fossil, solid fuels such as wood, peat, lignite, etc. The use, in particular of waste wood from forests and sawmill waste, has already started.
In many places, in Switzerland and abroad, there are thermal drying systems, e.g. for grass, with fuel oil firing in operation. Such a medium-power plant consumes around 400 t / year of heating oil in one season, from around April to September / October. If fuel oil and natural gas become scarcer and more expensive, such systems become unprofitable and have to be converted to other fuels.
So far, the thermal drying of wet goods, such as Grass, only processes are known in which the heat contained in the dryer vapors is used to a small extent in the drying itself. The generation of hot water from dryer waste heat has already been proposed and carried out, but it must be taken into account that the drying of vegetal substances falls in the summer season and therefore the need for hot water, e.g. for heating purposes, not available.
In the present invention, the thermal fire gas drying is heated by the gasification of solid fuels, such as wood, primarily waste wood, peat, lignite. These fuels contain more or less water. Your calorific value in this state is low depending on the water content.
The object of the invention is to increase the efficiency and thus also the profitability of such systems, the first aim being to make the heat generated in the vapor more usable.
In the method described, this is achieved according to the invention in that the dryer waste heat in the vapor in the dryer system itself is used for predrying the fuel for the purpose of increasing the calorific value and for preheating the required dryer air.
The system mentioned at the outset is characterized in that the system has a fuel dryer and a second hot air line leads from the heat exchanger to this fuel dryer.
In addition to heating the dryer air, the vapor heat is also used to dry the solid, water-containing fuel, which on the one hand increases its calorific value and on the other hand reduces the moisture content of the fire gas from the fuel gasification used for drying. Drying the sludge or vegetable matter, e.g. Grass, is favored.
The dryer vapors contain flue gases, air and water vapor, the latter largely corresponding to the moisture removed from the wet material. The heat content of these vapors corresponds to the heat supplied by the fuel, except for the losses from firing and radiation. The heat of vaporization of the water evaporated from the wet material accounts for the majority of the heat content of the vapors.
When recuperating the vapor waste heat, it is expedient to ensure that the vapor is cooled by exchanging it with air in a heat exchanger to such an extent that part of the heat of vaporization is recuperated by condensation of the steam. The waste heat thus obtained from the drying process and transferred to the fresh air is used in the described method on the one hand to warm up the dryer air and on the other hand to dry and thus increase the calorific value of the wet or moist solid fuel that a gas generator uses to produce a gas Wood, peat or lignite is supplied, the gas generated being burned in the burner of the forehearth of the dryer.
An exemplary embodiment is shown schematically in the drawing
shown a system according to the invention.
The actual dryer is preceded by a pre-oven 2 with a burner 3. The wet-good feed is designated by 4. Via the line 5 with the fan 50, the vapors and the dried material are fed to the cyclone separator 6, from which the dry material escapes in the lower part and via line 7 of the vapors. In the two-stage heat exchanger 8, the waste heat is extracted from the vapor by the fresh air supplied via the fans 9. Part of the warm air generated is fed as dryer air via the first line 10 to the furnace 2, another part via the second line 11 to the fuel dryer 12. The residual vapor is drained off via line 13.
The feeder for the wet fuel is designated by 14. The dried fuel is fed to the gas generator 17 via the transport member 15, while the warm air supplied occurs as cooled, moist exhaust air at 16.
The system therefore consists of three units.
1. the thermal fire gas drying plant known per se for wet or moist goods, such as sludges, vegetable substances, etc., comprising the pre-oven 2 with gas-oil burner 3; the actual dryer 1 with wet material feed 4; the vapor fan 5 and the cyclone 6 or dry matter separator and dry matter discharge;
2. the recuperation part for the vapor waste heat comprising the two-stage vapor-air heat exchanger 8, the first stage serving to preheat the dryer air, and the second stage for generating the amount of warm air required for drying the wet fuel, which is the fuel Dryer 12 is fed via line 11, the fans 9 for the two stages, the rest of the vapor discharge line 13 to the atmosphere;
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3. the fuel drying system, comprising the hot air supply line 11 with the distributors to the fuel dryer 12, e.g. a silo dryer, with upper inlet 14 of the wet fuel and lower removal of the dry fuel, including the necessary transport elements 15 for feeding the gas generation 17, the gas line 18 to the gas-oil burner and the exhaust air discharge 16 to the atmosphere.
The method of operation of the thermal fire gas drying system is as follows: The gases that come into combustion in the forehearth 2 of the drying system 1 or its burner 3 generate the fire gases required for drying the wet goods, mixed with dryer air, which enter the dryer 1 at about 600-6500C . The wet material is fed into the dryer via the feed 4. The vapor fan 50 conveys goods and gases through the dryer in a pneumatic manner, the moisture of the goods successively changing into water vapor and reaching the cyclone or the dry goods separator 6 with the vapor, where the dry goods are discharged. The hot vapors, freed from the dry material, pass into the heat recuperation section at a temperature of between 120-140 ° C.
For waste heat recuperation, the hot dryer vapor in the first stage of the heat exchanger 8 heats the dryer air from 18-20 ° C. to approximately 100-120 C. The fresh air is supplied to the exchanger by a fan 9. In the second stage of the heat exchanger, the downstream of the first stage, hot air of about 90 ° C. is obtained from the vapor waste heat, which is fed to the fuel dryer 12 with a separate fan 9, which is designed, for example, as a silo dryer system.
For fuel drying, the wet fuel, e.g.
Wood waste, in shredded form, continuously introduced into the silo dryer 12 from above by transport members 14.
On its way, mainly under the influence of gravity.
the fuel slowly passes through the drying zone. in which during the dryer operation the warm air e.g. in the cross flow of about 90 "CC from the second stage of the waste heat recuperation continuously ensures the drying of the wet material. The dry fuel is removed from the bottom of the silo dryer and supplied to the fuel gasifier 17, for example as a wood gasifier, by transport members 15, the generated gas Gas in the forehearth 2 burns.
The drying system for the wet goods works continuously and practically with constant, constant load. However, since the wetness of the incoming wet goods, and also the amount, are subject to certain fluctuations, the amount of gas or oil can be regulated automatically based on the vapor temperature, which regulation is relatively easy to achieve with liquid and gaseous fuel.
It can be seen from the explanations below that the advantages of the method according to the invention lie primarily in the economic field.
The pre-drying of the solid, wet fuel, such as wood, peat, lignite, etc., by waste heat from a drying plant for wet materials, such as sludge, grass, vegetable matter, etc., results in substantial fuel savings. This results from the increase in calorific value by drying to the equilibrium moisture content of about 12-15%. By pre-drying such fuels, they become usable for gas generation and thus for heating a fire gas drying plant. The fire gases in the drying system are not already enriched with moisture when burning wet fuels, which means that their efficiency is insufficient.
For example, if a drying system for wet goods requires a heat input of around 2.8 Gcal / h, with an evaporation capacity of around 3500 kg / h, and is operated with wood gas generated in a gas generator made of wood with 12-15% moisture, this is around 777 kg / h of wood to burn. This produces about 2175 Nm3 / h wood gas with a calorific value of about 1300 Kcal / Nm3 which is fed to the furnace of the forehead and burned there. By comparison, about 1015 kg / h of moist wood with about 35% water content, the lower calorific value of which is about 2500 Kcal / kg, must be dried for the amount of dry wood mentioned. The difference between the amount of dry and the amount of wet wood is caused by waste heat from the dryer for wet goods in fuel drying, e.g. Silo drying, by expelling 238 kg / h of moisture, water.
The increase in calorific value results in approximately 1100 Kcal / kg or approximately 30% of the calorific value of air-dried wood.
The heat to be used for fuel drying is recuperated as part of the dryer waste heat from the second stage of the vapor air heat exchanger.
In addition to the economic advantage, the method of operation described also has an ecological advantage.
Through the vapor-waste heat recuperation, part of the water vapor contained in the vapor is condensed in the vapor-air heat exchanger. As a result of the residual vapors released to the atmosphere, less water vapor is released into the atmosphere, the latter being of importance when odor-laden wet goods have to be dried, e.g. Sewage sludge or sludge from animal breeding facilities. The partial condensation of the water vapor in the heat exchanger causes a washing out of the heat transfer surface and thus a discharge of fine solid particles which are separated on this surface and which, if they were released outside with the remaining vapors, would primarily be considered for odor formation.
Another economic advantage results from the heating of the dry air for the combustion of the wood gas generated from the air-dried fuel in the forehearth of the drying system. This recuperation takes place in the first stage of the vapor-air heat exchanger.
For example, the amount of heat recuperated from the dryer vapors of about 120-140 C for preheating the dryer air from 18-20 "C to 100-120" C in the first stage is about 241,000 Kcal / h for the warm air of 18-20 C. 80-90 C for drying the wet fuel, e.g. Wood, pre-drying of wet goods, etc.
in the second stage about 625000 Kcal / h total recuperated heat quantity about 866000 Kcal / h i.e. about 30% of the heat input of 2.8 Gcal / h.
It should also be mentioned that the amount of heat indicated in the dryer vapors of the second stage allows it to be used for further purposes, such as e.g. the pre-drying of wet goods in the dryer system itself and / or the fuel drying for customer acceptance.