AT409184B - Verfahren und vorrichtung zur holztrocknung - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Holztrocknung, nach dem das Holz in einem Behandlungsraum auf eine Temperatur von über 100 C erwärmt und die dabei entstehenden Gase aus dem Behandlungsraum abgeleitet werden, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. 



   Zur Holztrocknung werden derzeit meist Anlagen eingesetzt, die dem Holz in einer feuchten Atmosphäre bei ca. Temperaturen bis ca 90 C die Feuchtigkeit entziehen, wobei die Abfuhr der aus dem Holz entweichenden Feuchtigkeit durch den Austausch von heisser, feuchter Luft aus dem Behandlungsraum mit kühler, trockener Aussenluft erfolgt. 



   Es sind auch schon Anlagen zur Holztrocknung bekannt, die mit Trocknungstemperaturen von uber 100 C arbeiten. Diese Anlagen nutzen die physikalische Eigenschaft, wonach Wasser bei Temperaturen von über 100 C und bei einem Umgebungsdruck von 1 bar ausschliesslich in dampf- förmiger Phase vorliegt, so dass der im Zuge der Holztrocknung entstehende Dampf nur mehr aus dem Behandlungsraum geleitet werden muss und sich eine Zufuhr von trockener Frischluft erübrigt. 



  Hiebei entfällt der Energieaufwand zur Erwärmung der trockenen Frischluft und die Trocknungsge- schwindigkeit nimmt überproportional zu. 



   Wird die Trocknungstemperatur bis in den Bereich von ca. 200 C gesteigert, lässt sich die Trocknungsgeschwindigkeit zwar nicht mehr nennenswert erhöhen, doch kommt es zu einer vor- teilhaften Veränderung der Materialeigenschaften des Holzes, wie Farbänderungen, Verringerung des feuchtigkeitsbedingten Schwindmasses und der Rohdichte u. dgl. Der Massenverlust des Holzes während seiner Behandlungsphase entspricht der Masse der entwichenen Gase bzw. des entwichenen Wasserdampfes. 



   Diese bekannten Hochtemperaturbehandlungsanlagen erfordern erhebliche Mengen an ther- mischer Energie, die üblicherweise von herkommlichen Heizanlagen zur Verfügung gestellt wer- den. Da die während des Prozesses entstehenden Gase bzw. der Wasserdampf und dessen Inhaltsstoffe ungenutzt ins Freie entweichen, ist der Wirkungsgrad dieser Anlagen gering und es entstehen hohe Betriebskosten. Zudem sind diese Gase mit Geruchsstoffen belastet, so dass der Einsatz derartiger Anlagen vor allem in oder in der Nähe von Wohngebieten starken Beschränkun- gen unterliegt. 



   Um die geruchsbelästigenden Stoffe aus den Gasen zu entfernen, wurden bereits Trocknungs- anlagen entwickelt, in denen die Abgase kondensiert und/oder in Wäschern von den Geruchsstof- fen befreit werden, wobei aber das anfallende saure Kondensat bzw. die Waschlösung aufwendig und teuer zu entsorgen ist. So ist ein Verfahren zum Trocknen von Holzspänen bekannt (WO 94/25812 A1)bei dem die Holzspane in einem Vortrockner bei einer Temperatur von bis zu 130 C vorgetrocknet und anschliessend einem Endtrockner zugeführt werden. Die im Endtrockner aus den Holzspanen entweichenden organischen Holzinhaltsstoffe werden anschliessend aus dem Abgas ausgeschieden und die im gereinigten Abgas enthaltene Wärme zur Vortrocknung weiterer Holzspäne verwendet.

   Gemäss diesem Verfahren wird somit die Abwärme des Trockenprozesses zur Vortrocknung von Holzspänen genutzt, die organischen Holzinhaltsstoffe müssen aber nach wie vor aus dem Abgas herausgewaschen und teuer entsorgt werden, ohne dass die in diesen Holzinhaltsstoffen enthaltene Energie nutzbar gemacht wird. Ein ähnliches Trocknungsverfahren, das allerdings nicht für Holz, sondern für Schlamm vorgesehen ist, ist ebenfalls bereits bekannt (WO 93/24800). 



   Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und ein Verfahren der eingangs geschilderten Art anzugeben, das sich durch seinen vergleichsweise hohen Wir- kungsgrad auszeichnet und eine Geruchsbelästigung der Umwelt weitgehend vermeidet. Ausser- dem soll eine Vorrichtung zur rationellen Durchführung dieses Verfahrens geschaffen werden. 



   Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Gase ab einer vorbestimmbaren Behand- lungstemperatur oberhalb von ca 150 C, insbesondere ca 170 C, einer Heizanlage zugeführt und verbrannt werden. Das während der Trocknung und thermischen Behandlung entstehende Gas ist in seiner Zusammensetzung von der jeweiligen Prozessphase abhängig. Zu Beginn des Trocken- vorganges entsteht beinahe ausschliesslich Wasserdampf, der über eine Ableitung entweicht. Bei Temperaturen über ca 150 C tritt allerdings zusätzlich Gas auf, das Zersetzungsprodukte und Inhaltsstoffe des Holzes, wie beispielsweise Kohlenmonoxid, Wasserstoff, Essigsäure, Ameisen- säure, Alkohole und Phenole, enthält und damit einen beträchtlichen Heizwert aufweist.

   So ent- spricht die in den Gasen enthaltene Wärmemenge ungefähr der für den gesamten Behandlungs- 

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 prozess erforderlichen Wärmemenge. 



   Um diese Energie nutzen zu können, werden die Gase der Heizanlage zugeführt, wo sie ver- brannt und die dabei entstehende Wärme zu Heizzwecken, zur Warmwasserbereitung od. dgl. verwendet wird. Die Förderung der Gase aus der Behandlungskammer in die Heizanlage wird durch den während der Trocknungsphase in der Kammer entstehenden Überdruck oder durch Zuschalten eines Fördergebläses gewährleistet und die Regelung der Verbrennung kann über die Einstellung der der Heizanlage zugeführten Menge an als Zusatzbrennstoff eingesetzten Gasen erfolgen. Um den in der Heizanlage ablaufenden Verbrennungsprozess optimieren bzw. die bei der Verbrennung entstehenden Abgase minimieren zu können, lässt sich die Einleitung der Gase in die Heizanlage in Abhängigkeit vom Heizwert der Gase und/oder vom Druck im Behandlungsraum regeln bzw. steuern.

   Neben der so erzielten Wirkungsgradsteigerung werden auch noch die ge- ruchsbelästigenden Anteile im Gas durch die Verbrennung weitestgehend eliminiert. 



   Um einen von den anfallenden Gasmengen unabhängigen Betrieb der Heizanlage zu ermögli- chen, werden die Gase abgekühlt und das entstehende Kondensat wird verbrannt, wobei das Kondensat beispielsweise auf einen anderen Brennstoff wie Holzspäne, aufgespritzt oder direkt in den Brennraum eingespritzt wird. 



   Ein besonders guter Gesamtwirkungsgrad des Verfahrens ist dadurch zu erreichen, dass die beim Verbrennen der Gase bzw. des Kondensates in der Heizanlage entstehende Wärme zum Heizen des Behandlungsraumes verwendet wird. 



   In manchen Prozessphasen entsteht mehr Gas als für den momentanen Heizvorgang notwen- dig ist, weshalb günstigerweise die überschüssige thermische Energie zwischengespeichert wird, so dass diese Energie unabhängig vom Behandlungsvorgang für den Vorwärmzyklus der nächsten Charge oder für andere Heizzwecke nutzbar ist. 



   Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens umfasst einen Behandlungsraum, eine aus dem Behandlungsraum führende, mit einer Überdruckklappe versehene Ableitung und eine Heizanlage zum Beheizen des Behandlungsraumes und zeichnet sich dadurch aus, dass der Behandlungsraum mit der Brennkammer der Heizanlage über eine Gasleitung verbunden und in der Gasleitung ein Regel- oder Steuerventil vorgesehen ist. Die Gase lassen sich so auf einfache und entsprechend regelbare Weise der Heizanlage zuführen, wo sie zur Nutzung der in ihnen gebundenen Energie verbrannt werden. 



   Eine andere Möglichkeit für die Nutzung der in den Gasen enthalenen thermischen Energie er- gibt sich dadurch, dass in die Gasleitung ein Kondensator eingebunden ist. Durch den Kondensator können die wertvollen Zusatzstoffe der Gase auskondensiert werden und dieses Kondensat lässt sich dann gegebenenfalls dem Brennstoff für die Heizanlage beimengen, wodurch ein vom Gasvo- lumen unabhängiger Heizanlagenbetrieb erreichbar ist. 



   Um für den momentanen Heizvorgang überschüssige thermischer Energie für den Vorwärm- zyklus der nächsten Charge, zu Heizzwecken, zur Warmwasseraufbereitung od. dgl. verwenden zu können, ist der Heizanlage ein Wärmespeicher, z. B. ein Heisswasser- oder ein Heissölspeicher, zugeordnet. 



   In der Zeichnung ist eine erfindungsgemässe Vorrichtung anhand eines Anlagenschemas näher veranschaulicht. 



   Eine Anlage 1 zur thermischen Behandlung von Holz 2 besteht aus einem Behandlungsraum 3 und einer dem Behandlungsraum 3 zugeordneten Heizanlage 4 Aus dem Behandlungsraum 3 führt eine mit einer Überdruckklappe 5 versehene Ableitung 6 ins Freie. Die Aufheizung des Be- handlungsraumes 3 und des eingebrachten Holzes 2 erfolgt mittels eines Wärmetauschers 7, der über Rohrleitungen 8 und einen Wärmeträger, beispielsweise O1 von der Heizanlage 4 wärmebeaufschlagt wird, wobei ein Gebläse 9 für eine ausreichende Umwälzung der erwärmten Luft bzw. des erwärmten Gases im Behandlungsraum 3 sorgt.

   Der Behandlungsraum 3 ist mit der Brennkammer der Heizanlage 4 über eine Gasleitung 10 verbunden, in der ein Regel- oder Steuerventil 11sitzt 
Zu Beginn des Behandlungsvorganges entsteht im Behandlungsraum 3 beinahe ausschliesslich Wasserdampf, der bei entsprechendem Überdruck über die Ableitung 6 abgeleitet wird. Ist nun die vorbestimmbare Behandlungtemperatur oberhalb von 150 C erreicht, werden vom zu trocknenden Holz 2 geruchsbelästigende, aber brennbare Gase freigesetzt.

   Ab diesem Zeitpunkt wird das Regel- oder Steuerventil 11 geöffnet und die Gase werden zur Verbrennung in die Heizanlage 4 

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 geleitet, wo eine Nutzung der in den Gasen enthaltenen Wärmemenge und ein Eliminieren der geruchsbelästigenden Gasanteile erfolgt Nach Abschluss der thermischen Holzbehandlung werden die Wärmezufuhr zum Behandlungsraum 3 sowie die Gaszufuhr zur Heizanlage 4 unterbrochen und das Holz 2 wird abgekühlt. 



   PATENTANSPRÜCHE: 
1. Verfahren zur Holztrocknung, nach dem das Holz in einem Behandlungsraum auf eine 
Temperatur von über 100 C erwärmt und die dabei entstehenden Gase aus dem Behand- lungsraum abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Gase ab einer vorbe- stimmbaren Behandlungstemperatur oberhalb von ca 150 C, insbesondere ca 170 C, einer Heizanlage zugeführt und verbrannt werden.

Claims (1)

1. 2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gase abgekühlt werden und das entstehende Kondensat verbrannt wird 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Verbrennen der Gase bzw. des Kondensates in der Heizanlage entstehende Wärme zum Heizen des Behandlungsraumes verwendet wird.

   4 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die für den momentanen Heizvorgang überschüssige thermische Energie zwischengespeichert wird 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Behandlungsraum, einer aus dem Behandlungsraum führenden, mit einer Über- druckklappe od. dgl. versehenen Ableitung und einer Heizanlage zum Beheizen des Be- handlungsraumes, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsraum (3) mit der Brenn- kammer der Heizanlage (4) über eine Gasleitung (10) verbunden und in der Gasleitung (10) ein Regel- oder Steuerventil (11) vorgesehen ist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in die Gasleitung (10) ein Kondensator eingebunden ist.

   7 Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizanlage (4) ein Wärmespeicher zugeordnet ist.

   HIEZU 1 BLATT ZEICHNUNGEN