CN107820559A - 用于处理和干燥固体的小块材料的方法和设备 - Google Patents

用于处理和干燥固体的小块材料的方法和设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于干燥木屑、碎木片或其它固体的、小块的有机和/或矿物初始物材料的方法和设备，其中，‑在第一干燥步骤中借助预热过的第一干燥气体对材料进行预干燥，‑在第二干燥步骤中借助预热过的第二干燥气体对来自第一干燥步骤的干燥过的材料进行干燥，‑对环境空气进行加热并且将环境空气作为预热过的第二干燥气体输送给第二干燥步骤，‑借助冷却气体对来自第二干燥步骤的干燥过的材料进行冷却，和‑将通过材料的冷却而被加热的冷却气体和/或在第二干燥步骤中冷却的第二干燥气体作为第一干燥气体输送给第一干燥步骤。

Description

用于处理和干燥固体的小块材料的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于干燥木屑、碎木片或其它固体的、小块的有机和/或矿物初始物材料的方法和设备。所述材料由大量固体颗粒组成并且是可倾倒的。它们也被称为散装货物或者颗粒。按照本发明的方法和按照本发明的设备尤其适合于用在用于制造木质团粒或其它由小块有机和/或矿物初始物材料制成的固体丸粒的方法和设备中。
背景技术
木质团粒是杆状的丸粒，它们由锯屑或刨屑、碎木片、木材切碎物或木材经济和林业经济的其它副产品或废料组成。其它的由小块的有机和/或矿物初始物材料制成的固体丸粒可以例如由麦秆、向日葵壳、橄榄核、橄榄的压制渣滓、稻壳、肉下脚料或鱼下脚料和农业经济、肉，鱼或食品行业的其它生物残余物尤其是在添加矿物成分的情况下以不同的组合和含量被制造。在制造木质团粒时，输送的材料针对造粒的目的被处理，尤其是通过干燥、在需要时也通过破碎和调温处理。由处理过的材料压制成团粒。为此例如使用碾压式压力机，材料在碾压式压力机中按照所期望的团粒直径被挤压通过带孔的下模。材料中包含的木质素在调温处理或者说压制时通过加热被释放并且将各个木材小粒相互连接。此外已知的是，给有待制成球丸的材料添加粘结剂，以便使小粒相互连接。在从下模排出之后，刀具将团粒条切成期望的长度。然后使团粒冷却并且由此变结实。
DE 10 2013 224 204A1描述一种用于制造木质团粒或者其它固体球丸的设备，该设备可通过较小的耗费被运输、安装并且移动到其它地点，以及能实现能量优化的运行。该设备至少部分地布置在可单个运输的并且可组合部件式地组装成该设备的至少一个重要部分的容器中，其中，至少用于冷却的装置在作为竖井式冷却器的实施方式中完全地布置在容器中。至少一个用于交付、准备、干燥、压紧、冷却和排出的装置布置在具有竖直的纵轴线的容器中。在该实施例中，干燥机是带式干燥机并且在干燥机之后布置一个用于中间存放的存放料仓。材料从存放料仓被输送到干燥研磨机，在那里材料被破碎到最佳的颗粒大小。
由于加热过的空气在横穿过带和带上的干燥物之后被释放到大气中，在带式干燥机中干燥时产生热损失。因为进行了不均匀的干燥，所以在实践中仅最上层被反复刮掉并且位于下面的层重新被供应于干燥。对于强通风器运行而言高的热损失伴随能量损失。
在滚筒式干燥机中的干燥也是已知的。这通过将加热气体加热到例如400℃的非常高的温度的燃烧器工作。废热始终还具有例如90℃的高温并且不被利用。也不利的是，挥发性有机化合物(VOC)和来自木质颗粒的木质素被释放出。由此降低材料的质量。在制成团粒时缺少作为粘结剂的木质素。
DE 10 2006 061 340 B3描述一种用于制造木质团粒的装置，该装置具有至少各一个用于给料、干燥、压制和排出的组件模块。这些组件模块以相应的功能组件的竖直布置结构设置在全球商业通用的容器(12-20英尺容器)中。多个形成水平和/或竖直排的容器借助电的和/或气动的介质管路彼此连接并且这些容器中一个容器可连接到局部存在的介质源上。由预先准备的组件模块组成的设备的容易并且快速的装配是有利的。
该设备包括干燥机，该干燥机包括用于木屑的竖直的干燥竖井，该干燥竖井在两个水平地叠置的容器上延伸。木屑在上方进入干燥竖井中并且在下端部重新排出。布置在干燥竖井的各个侧面的通风机和换热器负责木屑的除湿。上方的通风机将由上方的换热器加热的空气抽吸通过干燥竖井并且下方的通风机将由下方的换热器加热的空气以相反的方向抽吸通过干燥竖井。由此应实现高的通过能力。穿过干燥竖井抽吸的干燥空气被排出到环境中。在干燥机与各种通过能力适配方面的灵活性很小。
发明内容
由此本发明的任务在于，提供一种用于干燥木屑、碎木片或其它固体的、小块的有机和/或矿物初始物材料的方法和设备，该方法和设备具有改善的能量效率和提高的灵活性。
该任务通过具有权利要求1的特征的方法解决。在从属权利要求中给出该方法的有利的实施方案。
按照本发明的用于干燥木屑、碎木片或其它固体的、小块的有机和/或矿物初始物材料的方法包括以下步骤：
-在第一干燥步骤中借助预热过的第一干燥气体对材料进行预干燥，
-在第二干燥步骤中借助预热过的第二干燥气体对来自第一干燥步骤的干燥过的材料进行干燥，
-对环境空气加热并且作为预热过的第二干燥气体输送给第二干燥步骤，
-借助冷却气体对来自第二干燥步骤的干燥过的材料进行冷却，和
-将通过材料的冷却而被加热的冷却气体和/或在第二干燥步骤中冷却的第二干燥气体作为第一干燥气体输送给第一干燥步骤。
在按照本发明的方法中，通过用于加热环境空气的能量的多次利用节约能量。为此，第二干燥气体在第二干燥步骤中的冷却之后也被用在第一干燥步骤中和/或在材料中结合的热能被用于第一干燥步骤中的干燥。优选地，干燥气体是空气或者是燃烧气体和空气的混合物。
按照本发明的一种优选实施方案，在第三干燥步骤中借助预热过的第二干燥气体对来自第二干燥步骤的干燥过的材料进行干燥并且将在第三干燥步骤中冷却到高于环境空气温度的预热过的第二干燥气体输送给第二干燥步骤。在该实施方案中，预热过的第二干燥气体的能量被用于第三干燥步骤和第二干燥步骤并且能量效率进一步改善。来自第二干燥步骤的干燥过的材料只有在经过第三干燥步骤之后才借助冷却气体冷却。
此外本发明涉及如下实施方案，其中，材料经过超过三个干燥级。预热过的第二干燥气体优选首先用于相应最后的干燥步骤并且在冷却到高于环境温度的温度之后用于至少一个前置的干燥步骤。
按照另一种实施方案，来自第一或第二干燥步骤的干燥过的材料经历静止时间，在静止时间中，材料小粒内的含水量或多或少变均匀，且在经历静止时间之后在第二或第三干燥步骤中对材料进行干燥。在优选半小时至两个小时、进一步优选一个至一个半小时之间的静止时间期间，或多或少导致小粒的横截面的含水量变均匀，从而水从所述小粒的核心转移到小粒表面上。由此改善接下来的干燥步骤的效率。
按照另一种实施方案，将来自第一干燥步骤或来自第二干燥步骤的干燥过的材料破碎，然后输送给第二干燥步骤或第三干燥步骤。通过材料的破碎，所述小粒内部的湿气暴露在表面上，从而能够更有效地执行接下来的干燥。
按照另一种实施方案，干燥过的材料在两个干燥步骤之间被破碎并且经历静止时间。破碎和经历静止时间可以以任意的顺序进行。优选这些小粒首先被破碎，然后经历静止时间。优选地，干燥过的材料在相同的干燥步骤之间被破碎并且经历静止时间。本发明此外包括一些实施方案，其中，破碎在两个与静止时间的经历不同的干燥步骤之间进行。
按照另一种实施方案，将来自第一干燥步骤和/或来自第二干燥步骤的冷却的和变潮湿的干燥气体排出到环境中。在该实施方案中，进一步冷却的干燥气体被释放到环境中。
按照另一种实施方案，对来自第二干燥步骤的冷却的和变潮湿的干燥气体进行干燥，将干燥过的干燥气体与环境空气混合并且作为第二干燥气体输送给第二或第三干燥步骤。在该实施方案中，来自第二干燥步骤的干燥气体的剩余热能被用于环境空气的加热。
按照另一种实施方案，将通过对来自第二干燥步骤的干燥气体的干燥产生的、冷凝的水输送给热泵并且利用由热泵以提高的温度水平提供的热量来加热环境空气。由此也重新获得在干燥空气中的水中结合的能量用于处理过程并且进一步改善能量效率。
按照另一种实施方案，将一部分来自第三干燥步骤的冷却的第二干燥气体与被加热的冷却气体混合并且作为第一干燥气体输送给第一干燥步骤。由此进一步改善第二干燥气体的热能的利用。
按照另一种实施方案，借助换热器和/或借助加热燃烧器加热环境空气和/或干燥过的干燥气体。按照一种实施方案，换热器借助由热泵提供的能量运行和/或借助来自生产过程的废热和/或以来自中央供暖站的热量运行。在使用加热燃烧器时可以使用由该方法处理的木屑或木质团粒或者另一种化石燃料。加热燃烧器的使用具有优点，即干燥气体具有高含量的热气体，这由于热气体的剧烈减少的含氧量降低了易着火或者可容易燃烧材料的着火风险。
按照另一种实施方案，这样地执行第一和/或第二和/或第三干燥步骤，使得材料从上向下经过竖直的干燥路段并且干燥气体以交叉对流的方式穿过干燥路段，其中，所述干燥路段被分成各个区段，在这些区段中，在干燥路段的一个区段中横向穿过该干燥路段的干燥气体的质量流是可调节的。由此能够在干燥路段的不同区段中引导穿过干燥路段的干燥气体的较大或较小的流量。这能够实现与相应使用的材料的适配。在较大粒的材料(例如碎木片)时，在横穿干燥路段时干燥气体以相对较高的干燥气体速度多次转向是有利的，因为由此实现干燥并且大粒的材料更不容易侧向地从干燥路段排出。相反，在较精细的材料(例如切屑)情况下在横穿干燥竖井时干燥气体的更不频繁的转向并且由此较小的流动速度会是有利的。
按照另一种实施方案，对环境空气加热，其方式是环境空气由鼓风机以基本水平的方向抽吸经过盒形地、竖直地布置的四个换热器，且在穿过换热器时被加热并且接着以竖直方向被布置在换热器下方的鼓风机抽吸并且被所述鼓风机输送给第二或第三干燥步骤。由此实现高的热传递效率，因此用于执行所述方法的设备的空间需求仅是很小的。
此外该任务通过具有用于执行按照权利要求1至11之一所述的方法步骤的机构的设备解决。
此外该任务通过具有权利要求12的特征的设备来解决。在从属权利要求中给出该设备的有利的实施方案。
按照本发明的用于干燥木屑、碎木片或其它固体的、小块的有机或矿物初始物材料的设备适合用于执行根据权利要求1至11之一所述的方法，该设备包括：
-第一干燥单元，第一干燥单元被构造为在第一干燥步骤中借助预热过的第一干燥气体对材料进行预干燥，
-第二干燥单元，第二干燥单元被构造为借助预热过的第二干燥气体对来自第一干燥单元的干燥过的材料进行干燥，
-气体准备单元(气体加热单元)，气体准备单元被构造为对环境空气加热并且作为预热过的第二干燥气体为第二干燥单元提供，
-冷却单元，冷却单元被构造为借助冷却气体对来自第二干燥级的干燥过的材料进行冷却，和
-管路，这些管路将在冷却单元中被加热的冷却气体和/或在第二干燥单元中冷却到高于环境温度的温度的第二干燥气体作为第一干燥气体输送给第一干燥单元。
该设备是实施开头提到的方法的优选形式并且具有其能量方面的优点。
按照一种优选的实施方案，存在第三干燥单元，第三干燥单元被构造为在第三干燥步骤中借助预热过的第二干燥气体对来自第二干燥单元的材料进行干燥并且将冷却到高于环境空气温度的温度的第二干燥气体输送给第二干燥级。由此进一步改善设备的能量效率。
按照一种优选的实施方案，所述设备包括静止容器，静止容器被构造为在静止容器中来自第一干燥步骤或来自第二干燥步骤的干燥过的材料经历静止时间，在静止时间中，材料小粒内的含水量或多或少变均匀，其中，所述材料在经历静止时间之后被提供用于在第二或第三干燥步骤中进一步干燥。由此进一步改善干燥的效率。
按照另一种实施方案，所述设备包括破碎单元，所述破碎单元被构造为将来自第一干燥单元或来自第二干燥单元的干燥过的材料破碎并且提供用于在第二干燥单元或第三干燥单元中干燥。由此进一步改善干燥的效率。
按照一种优选的实施方案，所述设备不仅包括静止容器而且包括破碎装置，其中，顺序基本是任意的，但是优选破碎装置在静止容器之前被材料经过。此外，破碎装置可以布置在两个不同于静止容器的另外的干燥单元之间。
按照另一种实施方案，第一干燥单元和/或第二干燥单元具有通向环境的出口用于排出冷却的和变潮湿的干燥气体。由于第一干燥单元和/或第二干燥单元中的干燥气体的温度低，干燥气体仅还具有低的能量并且可以被排放到环境中。
按照另一种实施方案，所述设备包括气体干燥单元，所述气体干燥单元被构造为对来自第二干燥单元的被冷却的和变潮湿的干燥气体进行干燥并且提供给气体准备单元用于与环境空气混合。由此可以将来自第二干燥单元的冷却的干燥气体的热能用于加热环境空气。
按照另一种实施方案，所述设备包括热泵，所述热泵被构造为将在气体干燥单元中冷凝出的水的热量提高到升高的温度水平并且提供给气体准备单元，以便加热环境空气。由此进一步提高设备的能量效率。
按照另一种实施方案，所述第三干燥单元通过管路与冷却单元和第一干燥单元之间的管路连接，以便将来自第三干燥单元的冷却的第二干燥气体与来自冷却单元的被加热的空气混合并且作为第一干燥空气输送给第一干燥单元。
此外该任务通过尤其根据权利要求12至19之一所述的用于干燥木屑、碎木片或其它固体的、小块的有机和/或矿物初始物材料的设备解决，所述设备具有用于产生加热的干燥气体的气体准备单元(空气加热单元)，气体准备单元包括长方体形的壳体，壳体带有在四个竖直的侧壁中与下端部间隔距离地布置的、分别在水平方向上允许气体通过的换热器，所述气体准备单元包括布置在壳体中的换热器下方的鼓风机，鼓风机具有在上侧的空气入口和空气出口，所述空气出口通过管路与干燥单元连接。气体准备单元能够在空间需求小的情况下实现高的热功率的传递。
按照一种优选的实施方案，所述气体准备单元的每个换热器具有一个调节器并且在调节器的内侧具有管束。这对于吸入的干燥气体的能量有利的预热和继续加热是有利的。管束优选同时是所有的换热器的组成部分。
此外该任务通过具有权利要求22的特征的，用于干燥木屑、碎木片或其它固体的、小块的有机和/或矿物初始物材料的设备解决。在从属权利要求中给出该设备的有利实施方案。
按照本发明的尤其根据权利要求12至21之一所述的用于干燥木屑和其它固体的由小块的有机和/或矿物初始物材料形成的材料的设备包括干燥单元，干燥单元具有至少一个竖直的干燥竖井和在干燥竖井两侧的竖直的气体竖井，其中，干燥竖井和气体竖井之间的竖井壁被打孔，所述干燥竖井在上方具有用于待干燥的材料的入口并且在下方具有用于干燥过的材料的出口，气体竖井中的至少一个在下端部具有气体入口并且气体竖井中的至少一个在上端部具有气体出口，并且在气体竖井内部布置有带有可调节的贯穿横截面的水平的阻隔装置。
在干燥单元中，通流横截面可以从最大地打开的调节位置改变直到最大地关闭的调节位置。优选地，通流横截面可以在最大地关闭的位置和最大地打开的位置之间无级地调节。在最大地关闭的位置中，通流横截面优选完全地闭锁，除了闭锁装置可能具有的必要的不密封性。借助闭锁装置能够调节在闭锁装置下方横向地穿过干燥竖井偏转的干燥气体的流量。借助闭锁装置能够多次地在其中一个方向和另一个方向上改变干燥气体穿过干燥竖井的通流方向。也可能的是，干燥气体在干燥竖井的高度区段中的流动速度通过调节闭锁装置而被调节。由此能够使干燥单元中的干燥灵活地适配于分别有待干燥的材料。
按照另一种实施方案，在干燥竖井和气体竖井之间的竖井壁是打孔的板。按照一种优选的实施方案，板中的孔向上被遮盖，以防从上穿过干燥竖井的材料穿过壁中的孔排出到气体竖井中。
按照一种优选的实施方案，干燥竖井和气体竖井之间的竖井壁中的至少一个侧向地在竖直的导向装置上引导并且在上端部与偏移装置连接，所述偏移装置被构造为使竖井壁在导向装置内部竖直地向上和向下偏移，以便阻断干燥竖井的竖井壁之间的材料桥。由此能够防止干燥竖井被有待干燥的材料阻塞。
按照另一种实施方案，两个竖井壁在上端部与偏移装置连接，其中所述偏移装置这样地同步，使得它们将这两个竖井壁反向运动地偏移。由此特别有效地阻断干燥竖井的竖井壁之间的材料桥。
按照另一种实施方案，闭锁装置是分别具有至少一个可围绕水平轴线摆动的叶片的叶片装置。通过叶片的摆动能够释放不同的通流横截面。优选每个闭锁装置包括多个平行的、围绕水平轴线可摆动的叶片。
按照另一种实施方案，在输送干燥气体的气体竖井两侧布置有干燥竖井并且在每个干燥竖井外侧布置有一个外部的气体竖井。由此以高的效率实现干燥单元的特别紧凑的结构。
按照另一种涉及所有的按照本发明的设备的实施方案，在至少一个容器中布置有至少一个部件，其中，一个容器完全地或部分地容纳所述设备的一个或多个部件。该实施方案对安装特别友好并且适合于在各种地点的移动应用。该设备优选这样地构成，使得这些部件完全地或者部分地布置在多个容器中，这些容器可以组合成所述设备的至少一个重要部分。
在本申请的意义上，容器优选是具有敞开的壁或者具有一个或多个封闭的壁的框架结构。按照ISO标准ISO 668：2013，该框架结构优选具有包装尺寸和连接尺寸以及例如可堆垛性、可运输性、彼此固定等特性。优选地，所述容器具有自承重的框架结构。优选地，这些框架结构同时是所述设备的一个或多个部件的集成结构件。这些部件或者包含在部件中的机器牢固地集成在框架结构中。优选地，容器的实施方案与传统的标准容器的实施方案不同，例如在承载能力、框架强度、角撑数量和类型等方面。但是在本发明的范围中基本上也可以将传统的标准容器用于容纳这些部件或者这些部件的部分。
按照另一种实施方案，气体准备单元和/或干燥单元完全地或部分地布置在竖直的容器中。在冷却单元和气体准备单元的结构设计方面，该实施方案是特别有效以及节省空间的。
按照一种优选的实施方案，所述设备的部件的至少一个结构元件是容器的至少一个结构元件。按照一种优选的实施方案，气体准备单元和/或干燥单元的至少一个结构元件是框架结构和/或容器壳的组成部分。优选地，气体准备单元和/或干燥单元的至少一个框架件和/或外壁是结构元件，该结构元件同时至少部分地是容器壳的组成部分。作为容器壳的组成部分，该结构元件同时至少部分地形成容器的外壳。
附图说明
在下面借助实施例的附图详细阐述本发明。在附图中：
图1以粗略示意图示出用于制造木质团粒的设备；
图2A以示意图示出用于制造木质团粒的设备的干燥装置的第一变型；
图2B以示意图示出用于制造木质团粒的设备的干燥装置的第二变型；
图3A以俯视图示出图2A的设备的部件的布置；
图3B以俯视图示出图2B的设备的部件的布置；
图4以透视图从斜侧面示出同一设备的气体准备单元；
图5A和5B以竖直剖面(图5A)和水平剖面(图5B)示出同一个气体准备单元；
图6以透视的X射线图示出同一设备的干燥单元；
图7以竖直截面示出同一干燥单元；
图8A和8B分别以粗略的竖直剖面示出具有闭锁装置的各种调节的同一干燥单元。
具体实施方式
在图1中通过虚线框出了用于制造木质团粒的设备的各种模块。这些模块优选分别由一个或多个容器组成，在这些容器中包含有所述设备的部件。这例如在模块1，2，5，6，8和9中如此地实施。模块3包括一个按照本发明的用于干燥的设备并且模块4和7例如是料仓。
原料、例如锯屑或碎木片通过载重汽车运送并且在原料接收单元11中卸货。在需要时原料按照质量或者说属性分类地存放在位置上并且以适当的混合物形式输送给设备，例如借助车轮轴承。在设备中借助筛子12对原料分级。粗的分级物在湿法破碎机13中被破碎。在湿法破碎机13中破碎之后并且在通过筛子14之后，精细分级物与来自塞子12的精细分级物一起到达缓冲和配量容器15。
接下来在用于干燥的设备16中进行干燥并且接下来在存放料仓17中临时存放。接着向着干法研磨机18进行配量的输送，材料在干法研磨机中被破碎到最佳的颗粒大小。接着材料在调温装置19中为压制进行准备。在经过混料螺旋输送机20之后，预处理过的原料到达压力机21，在需要时在混料螺旋输送机中输送粘结剂。
在压力机21中的压制工序之后，热的团粒在冷却器22中被冷却并且为了存放置入到存放料仓23中。在存放在存放料仓23中之后，团粒在包装设备24中被包装成小包并且直接作为散装货物装载在装载设备25中。
借助图2a，2b和3a，3b说明两种用于干燥的变型设备16。在图2a和b中干燥气体的温度以摄氏度并且材料的湿度以重量百分比在设备的不同位置被标注。在这两种变型中，给设备输送温度为10℃和相对空气湿度70％的环境空气。输送的材料由含水量为45％重量百分比并且平均小粒大小在30mm至50mm范围中的碎木片组成。
在这两种变型中，有待干燥的材料先后通过第一干燥单元101，第二干燥单元102，中间破碎机103，静止容器104，第三干燥单元105和冷却单元106。
在这两种变型中，环境空气在气体准备单元107中被加热并且作为预热过的第二干燥气体输送给第三干燥单元105。由于在第三干燥单元105中材料的被加热而冷却到环境温度之上的温度的第二干燥气体被输送给第二干燥单元102，以便干燥从第一干燥单元101输送给第二干燥单元的材料。
给冷却单元106提供环境空气用以冷却在第三干燥单元105中干燥时被加热的材料。
在冷却单元106中被加热的环境空气作为第一干燥气体被输送给第一干燥单元101，以便预干燥输送给第一干燥单元的材料。
在第二干燥单元102中进一步干燥在第一干燥单元101中预干燥的材料。
在第二干燥单元102之后，材料在破碎单元103中被破碎，以便显露材料表面上的湿气。接着材料在静止容器103中存放经历确定的静止时间，例如一个到一个半小时，由此使小粒横截面上的湿度变均匀。
在静止时间之后，材料在第三干燥单元105中最终干燥。最后才在冷却单元106中冷却。
接着干燥过的材料进入到存放料仓17中。
在第一干燥单元101中冷却的第一干燥气体被排出到环境中。在图2A的变型中，在第二干燥单元102中冷却的第二干燥气体被排出到环境中。在图2B的变型中，在第二干燥单元102中冷却并且变潮湿的第二干燥气体被输送给气体干燥单元108。在气体干燥单元108中例如通过喷洒水使气体温度下降并且执行蒸汽冷凝。来自气体干燥单元108的池槽的冷凝水可以输送给热泵，热泵带来适合于干燥气体准备的温度水平的热能。在气体干燥单元108中干燥的干燥气体在气体准备单元107中与环境空气混合。
图2A的变型的气体准备单元107通过换热器工作，其被输送温度为例如100℃的加热介质，加热介质以例如60℃离开换热器。第二干燥气体被加热到大约80℃的温度。图2B的变型具有燃烧器。燃料例如是干燥过的并且精细破碎的生物原料(例如木屑)。该实施方式特别适合于并且优选适用于没有外部热源或外部热源(KWK(力-热-耦合)设备，过程余热等等)不足的布置和地点。
具有燃烧炉的气体准备单元107的另一个优点在于运行安全性的改善，因为来自气体准备单元107的低氧废气的几乎在循环运行中的利用导致防火。仅仅输送对于燃料的完全燃烧所必需的空气量，从而热的燃烧气体(例如大约600℃至800℃)与来自气体干燥单元108的干燥过的干燥气体混合成具有期望的干燥气体温度(大约100℃)的第二干燥气体并且输送给第三干燥级105。干燥气体被加热到最大120℃、优选最大100℃的温度，这至少降低或减少了材料的富含能量的并且对于木质团粒的制造很重要的成分的挥发，例如木质素的挥发。此外低的干燥温度降低了火灾风险。
借助图4和5阐述气体准备单元107的一个实施例的结构和工作方式。
气体准备单元107具有长方体形的壳体201，该壳体带有与下端间隔距离地布置在四个竖直的侧壁202中的、分别在水平方向上允许气体通过的换热器203。每个换热器203包括一个板形的调节器204，该调节器布置在侧壁202的开口205中。此外，换热器203包括管束206，所述管束构造为螺旋形卷绕的具有竖直卷绕轴线的蛇管。
在换热器203下方在壳体201中布置有鼓风机207，该鼓风机具有竖直的空气入口208和通过壳体侧壁的径向的空气出口209。
气体准备单元107构造为容器210，即，气体准备单元具有标准容器的尺寸。侧壁202是容器壳的集成组成部分。在其中一个侧壁中存在下修正阀瓣211。
容器210可以在水平方向上被运送。在运行中，容器具有在图4中所示的竖直的定向。
鼓风机207抽吸有待加热的环境空气穿过调节器204和管束206。在穿过调节器204时，环境空气被预热并且在穿过管束206时被进一步加热。预热过的干燥气体从气体准备单元107例如进入到第三干燥单元中。
管束206优选实施为加肋管束并且用作第二加热级。热水或者其它合适的液体/混合物首先穿过管束206并且接着穿过调节器204。在穿过调节器204之后，冷却过的介质作为回流被引回到外部热源。
调节器204优选为层式加热调节器。鼓风机207例如是离心通风机或侧通道压缩机。
气体准备单元107具有特别好的基面利用和对输送来的加热热量的改善利用。此外，通过在上方区域中布置换热器203，减少气体准备单元107由于涡流而承受底部粉尘。这提高了换热器203的效率并且延长了清洗间隔。
借助图6至8阐述构造为竖井式干燥机的干燥单元101，102，105的结构和功能。
竖井式干燥机101，102，105具有一个竖直的中央气体竖井301并且在气体竖井两侧具有干燥竖井302，303。竖井式干燥机在干燥竖井302，303的两个外侧具有具有外部的气体竖井304，305。
气体竖井301，304，305和干燥竖井301，303彼此通过穿孔的竖井壁306，307，308，309分隔，竖井壁优选构造为孔板。
干燥竖井302，303和气体竖井301，304，305分别具有基本上矩形的横截面。
在气体竖井301，304，305内部布置有带有可调节的贯穿横截面的闭锁装置310，所述闭锁装置构造为分别带有至少一个可围绕水平轴线无级摆动的叶片311的叶片装置。例如每个闭锁装置310有三个叶片311。
例如，闭锁装置310在竖直方向上布置在三个在竖井式干燥机的高度上几乎均匀地分布的位置上。
干燥气体在下方通过入口管路312和分配漏斗313被输送给中央气体竖井。在外部的气体竖井304，305的上端部上存在收集管路314，315，变潮湿并且冷却的干燥气体穿过收集管路进入到排出管路316中。
有待干燥的材料通过例如构造为竖直蜗杆317的充填装置被输送。蜗杆317在下端部附近获取输送来的材料并且将材料输送到竖井式干燥机101，102，105的上端部附近。在那里，材料被输送给分配装置318，这些分配装置将材料输送给两个干燥竖井302，303的上端部。
干燥竖井302，303的竖井壁306，307，308，309在其竖直边缘处在竖直的导向装置上引导。每个竖井壁306，307，308，309在上方与一个偏移装置319连接，该偏移装置被构造为使竖井壁竖直地上升和下降，例如经过几个厘米的路程(例如5cm至10cm)。这些偏移装置这样地同步，从而它们使得对同一个干燥竖井302，303限界的壁反向地偏移。每个偏移装置319例如是一个液压的偏移装置，尤其是液压缸。优选地，每个偏移装置319布置在一个气体竖井301，304，305中。
在每个干燥竖井302，303的下端部上存在一个缝隙式底部320，干燥过的材料能够通过该缝隙式底部受调节地排出。排出的材料借助蜗杆底部321，322导入到收集和卸料蜗杆323中。
干燥竖井302，303的继续充填被这样地调节，使得干燥竖井完全被有待干燥的材料填充，并且不产生渗入空气。
竖井壁306，307，308，309被这样地打孔，使得材料不能侧向穿过并且落入气体竖井301，304，305中。
干燥气体穿过入口管路312和分配漏斗313进入到中央气体竖井301中并且横向地通过打孔的竖井壁306，307，308，309流过干燥竖井302，203。干燥气体通过外部的气体竖井304，305到达收集管路314，315并且接着通过卸料管路316被吸走。
干燥气体在干燥竖井302，303中的导向和量分配借助于闭锁装置310进行。该闭锁装置可以或多或少地打开。由此能够实现的是，根据材料属性(颗粒大小、堆积密度等)和有待干燥的材料的(每小时)通过量(公斤)调节干燥气体在干燥竖井302，303的不同高度区段上的导向。
对于具有大的表面和大的空气阻力的精细粒度的原料，对干燥竖井302，303的单次横穿会是有利的，如在图8A中所示。对于具有相应较小的空气阻力的粗粒度的原料，单次或多次横穿会是有利的，如在图8B和C中所示。意外中进入到气体竖井304，305中的精细颗粒可以借助位于外部干燥竖井304，305的下端部上的蜗杆324，325排出。
此外，根据图8B和C的干燥气体的导向在部分负载运行时或者在对于小时输出功率较小的设备的实施方式中是有利的。在此可实现的是，设备仅实施有两个而不是三个干燥级。
在另一种实施方式中可实现的是，通过给竖井式干燥机101，102，105配置其它的干燥竖井和气体竖井，材料被干燥到明显更低的例如重量百分比4％或者重量百分比2％的含水量。
优选地，竖井式干燥机101，102，105构造在一个唯一的容器326中。竖井301至305的外壁在此同时形成容器326的壳的部分。容器326是可水平输送的并且在运行中竖直地定向，如在图6至8中所示那样。

Claims (30)

1.用于干燥木屑、碎木片或其它固体的、小块的有机和/或矿物初始物材料的方法，其中，
-在第一干燥步骤中借助预热过的第一干燥气体对材料进行预干燥，
-在第二干燥步骤中借助预热过的第二干燥气体对来自第一干燥步骤的干燥过的材料进行干燥，
-对环境空气进行加热并且作为预热过的第二干燥气体输送给第二干燥步骤，
-借助冷却气体对来自第二干燥步骤的干燥过的材料进行冷却，且
-将通过材料的冷却而被加热的冷却气体和/或在第二干燥步骤中冷却的第二干燥气体作为第一干燥气体输送给第一干燥步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第三干燥步骤中借助预热过的第二干燥气体对来自第二干燥步骤的干燥过的材料进行干燥并且将在第三干燥步骤中冷却到高于环境空气温度的第二干燥气体输送给第二干燥步骤。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，来自第一或第二干燥步骤的干燥过的材料经历静止时间，在静止时间中，使在材料小粒内的含水量或多或少变均匀，并且在经历静止时间之后在第二或第三干燥步骤中对材料进行干燥。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，将来自第一干燥步骤或来自第二干燥步骤的干燥过的材料破碎，且然后输送给第二干燥步骤或第三干燥步骤。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，将来自第一干燥步骤和/或来自第二干燥步骤的冷却的和变潮湿的干燥气体排出到环境中。
6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，对来自第二干燥步骤的冷却的和变潮湿的干燥气体进行干燥，且将干燥过的干燥气体与环境空气混合并且作为第二干燥气体输送给第二或第三干燥步骤。
7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，将通过对来自第二干燥步骤的干燥气体的干燥产生的、冷凝的水输送给热泵并且利用由热泵以提高的温度水平提供的热量来加热环境空气。
8.根据权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，将一部分来自第三干燥步骤的冷却的第二干燥气体与被加热的冷却气体混合并且作为第一干燥气体输送给第一干燥步骤。
9.根据权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，借助换热器和/或借助加热燃烧器加热环境空气和/或干燥过的干燥气体。
10.根据权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，以如下方式执行第一和/或第二和/或第三干燥步骤，使得材料从上向下经过竖直的干燥路段并且干燥气体以交叉对流的方式穿过干燥路段，其中，所述干燥路段被分成各个的区段，其中，在干燥路段的一个区段中横向穿过该干燥路段的干燥气体的质量流是可调节的。
11.根据权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，对环境空气进行加热，其方式是由鼓风机将环境空气沿基本水平的方向抽吸经过四个换热器的盒形的、竖直的布置结构，在穿过换热器时对环境空气进行加热并且接着使环境空气由布置在换热器下方的鼓风机沿竖直方向吸走并且由其输送给第二或第三干燥步骤。
12.用于干燥木屑、碎木片或其它固体的、小块的有机和/或矿物初始物材料的设备，所述设备适合用于执行根据权利要求1至11之一所述的方法，所述设备包括：
-第一干燥单元(101)，第一干燥单元被构造为在第一干燥步骤中借助预热过的第一干燥气体对材料进行预干燥，
-第二干燥单元(102)，第二干燥单元被构造为借助预热过的第二干燥气体对来自第一干燥单元(101)的干燥过的材料进行干燥，
-气体准备单元(107)，气体准备单元被构造为对环境空气进行加热并且将环境空气作为预热过的第二干燥气体为第二干燥单元(102)提供，
-冷却单元(106)，冷却单元被构造为借助冷却气体对来自第二干燥单元(102)的干燥过的材料进行冷却，和
-管路，这些管路将在冷却单元(106)中被加热的冷却气体和/或在第二干燥单元(102)中冷却到高于环境温度的温度的第二干燥气体作为第一干燥气体输送给第一干燥单元(101)。
13.根据权利要求12所述的设备，所述设备具有第三干燥单元(105)，所述第三干燥单元被构造为在第三干燥步骤中借助预热过的第二干燥气体对来自第二干燥单元(102)的干燥过的材料进行干燥并且将冷却到高于环境温度的温度的第二干燥气体输送给第二干燥单元(102)。
14.根据权利要求12或13所述的设备，所述设备包括静止容器(104)，静止容器被构造为，使得在静止容器中(104)中，来自第一或第二干燥步骤的干燥过的材料经历静止时间，在静止时间中，在材料小粒内的含水量或多或少变均匀，其中，所述材料在经历静止时间之后被提供用于在第二干燥步骤或第三干燥步骤中的进一步干燥。
15.根据权利要求12至14之一所述的设备，所述设备包括破碎单元(103)，所述破碎单元被构造为将来自第一干燥单元(101)或来自第二干燥单元(102)的干燥过的材料破碎并且提供用于在第二干燥单元(102)或第三干燥单元(105)中的干燥。
16.根据权利要求12至15之一所述的设备，其中，第一干燥单元(101)和/或第二干燥单元(102)具有通向环境的出口，以用于排出冷却的和变潮湿的干燥气体。
17.根据权利要求12至16之一所述的设备，所述设备包括气体干燥单元(108)，所述气体干燥单元被构造为对来自第二干燥单元(102)的冷却的和变潮湿的干燥气体进行干燥并且提供给气体准备单元(107)，以用于与环境空气混合。
18.根据权利要求12至17之一所述的设备，所述设备包括热泵，所述热泵被构造为将在气体干燥单元(108)中冷凝出的水的热量提高到升高的温度水平并且提供给气体准备单元(107)，以便加热环境空气。
19.根据权利要求12至18之一所述的设备，其特征在于，所述第三干燥单元(105)通过管路与冷却单元(106)和第一干燥单元(101)之间的管路连接，以便将来自第三干燥单元的冷却的第二干燥气体与来自冷却单元(106)的被加热的空气混合并且作为第一干燥空气输送给第一干燥单元(101)。
20.尤其根据权利要求12至19之一所述的用于干燥木屑、碎木片或其它固体的、小块的有机和/或矿物初始物材料的设备，所述设备具有用于产生被加热的干燥气体的气体准备单元(107)，所述气体准备单元包括长方体形的壳体(201)，所述壳体带有在四个竖直的侧壁(202)中与下端间隔距离地布置的、分别在水平方向上允许气体通过的换热器(203)，所述气体准备单元包括布置在壳体(201)中的换热器(203)下方的鼓风机(207)，所述鼓风机具有在上侧的空气入口(208)和空气出口(209)，所述空气出口通过管路与干燥单元连接。
21.根据权利要求20所述的设备，其中，所述气体准备单元(107)的每个换热器(203)具有一个调节器(204)并且在调节器的内侧具有管束(206)。
22.尤其根据权利要求12至21之一所述的用于干燥木屑、碎木片或其它固体的、小块的材料的设备，所述设备包括干燥单元(101，102，105)，所述干燥单元具有至少一个竖直的干燥竖井(302，303)和在干燥竖井(302，303)两侧的竖直的气体竖井(301，304，305)，其中，在干燥竖井(302，303)和气体竖井(301，304，305)之间的竖井壁(306至309)被打孔，所述干燥竖井(302，303)在上方具有用于待干燥的材料的入口并且在下方具有用于干燥过的材料的出口，气体竖井(301，304，305)中的至少一个在下端具有气体入口并且气体竖井中的至少一个在上端具有气体出口，并且在气体竖井(301，304，305)内部布置有带有可调节的贯穿横截面的水平的阻隔装置(310)。
23.根据权利要求22所述的设备，其中，在干燥竖井(302，303)和气体竖井(301，304，305)之间的竖井壁是打孔的板。
24.根据权利要求22或23所述的设备，其中，干燥竖井(302，303)和气体竖井(301，304，305)之间的竖井壁(306至309)中的至少一个竖井壁侧向地在竖直的导向装置上引导并且在上端部与偏移装置连接，所述偏移装置被构造为，使得竖井壁(306至309)在导向装置内部竖直地向上和向下偏移。
25.根据权利要求24所述的设备，其中，两个竖井壁(306至309)在上端部与偏移装置连接，其中，所述偏移装置这样地同步，使得所述偏移装置将这两个竖井壁(306至309)反向运动地偏移。
26.根据权利要求22至25之一所述的设备，其中，闭锁装置(310)是分别具有至少一个可围绕水平轴线摆动的叶片(311)的叶片装置。
27.根据权利要求22至26之一所述的设备，其中，在输送干燥气体的气体竖井(301)两侧布置有干燥竖井(302，303)并且在每个干燥竖井(302，303)外侧上布置有一个另外的气体竖井(304，305)。
28.根据权利要求12至27之一所述的设备，其中，在至少一个容器(210，326)中布置有至少一个部件，其中，一个容器完全地或部分地容纳所述设备的一个或多个部件。
29.根据权利要求12至28之一所述的设备，其中，气体准备单元(107)和/或干燥单元(101，102，105)布置在竖直的容器(210，326)中。
30.根据权利要求28或29所述的设备，其中，气体准备单元和/或干燥单元的至少一个结构元件同时是容器(210，326)的结构元件。
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