CN109982723B - 连续消除植物来源的有机颗粒中的植物检疫害虫的烘炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于消除造成植物检疫风险并存在于颗粒形式的植物来源的材料中的有害有机体的烘炉，所述烘炉包括：(a)被安装成围绕轴线Z旋转的第一圆板和第二圆板，所述板的表面被穿孔并且能够使空气和水透过，(b)用于将从该第一板上收集的颗粒传送到该第二板的装置，以及(c)形成闭合气体循环的吹气装置，该吹气装置包括鼓风机，该鼓风机用于使气流加速并且将该气流引向加热台以便加热该气体并且将该气体平行于轴线Z引向该第一板，使该气体穿过该第一板的穿孔表面、之后直接穿过该第二板的穿孔表面以便回到该鼓风机并且使该气体循环重新开始。

Description

连续消除植物来源的有机颗粒中的植物检疫害虫的烘炉
技术领域
本发明涉及一种烘炉，该烘炉能够消除呈现出植物检疫风险的有害有机体，例如昆虫或其他比如木屑或锯屑等以颗粒形式呈现的有机体。具体地，本烘炉满足植物检疫要求，这些植物检疫要求通常应用于进口锯屑或木屑以及树皮、以及其他颗粒形式的木材副产品、以及准备进口到欧洲或从欧洲出口的干球果。从能量观点来看，本烘炉使得能够连续并且有效地处理此类材料。
技术背景
在全球化的商业环境中，穿过边境运输植物来源的材料、特别是运输所有形式的木材产生了使存在于所述材料中的有害有机体传播的风险。这种风险涉及例如木质包装和货板，但是其还涉及木材或其他颗粒形式的植物来源的有机材料，例如锯屑、木片、颗粒、木丝、树皮、球果等。
为了提供针对有害有机体的传播风险的有效防御、同时使妨碍国际交易的风险最小化，已经建立了将杀虫剂施用于在不同国家之间流通的木材的国际标准。例如，越来越多国家采用联合国粮农组织(FAO)的关于“规范国际贸易中木质包装材料的指导”(ISMP 15)的第15号植物检疫措施国际标准以避免木材寄生物传播。向这些国家进口货物必须使用已经受到严格的植物检疫处理的木质包装(板条箱、货板等)。特别地，该标准要求包装用木材要根据热处理进行处理，将木材加热至56℃的最低中心温度持续至少30分钟。
虽然ISMP 15标准仅对大木块有效，但是许多国家也要求对进口的木质颗粒和植物来源的其他颗粒进行同样的热处理。
使颗粒的粒芯升温到例如56℃的处理温度Tt、并且将其维持例如30分钟的时间t1的热处理代表着出口商的技术和经济上的挑战。显然可以通过在具有合适能力的烘炉或火炉中对给定体积的植物来源的颗粒进行处理来分批完成此类热处理。然而，这样的方法是漫长的并且需要许多操作：装载要在烘炉中进行处理的材料；等待烘炉达到温度Tt；使材料在温度Tt下保持时间t1；并且将经处理的材料从烘炉中卸下。在该方法结束时，可以重新装载新的一定体积的待处理材料并且重复以上所述的循环。这样的方案并不令人满意。
存在连续运行的颗粒干燥机，例如WO 2013139720 A1中所述的干燥机，该干燥机使得能够在非常有利的时间和能量条件下对颗粒进行干燥。然而，对颗粒进行干燥包括消除颗粒中吸取的水，这与使相同颗粒升温至温度Tt并且使其在这种温度下维持时间t1的热处理没有太大关系。因此，使用连续干燥对于木质颗粒以及植物来源的其他材料的植物检疫处理而言是不理想的。
本发明提出了一种特别适于对木质颗粒和植物来源的其他材料进行连续处理的烘炉，这种处理满足通常应用于出口此类产品的标准。本发明的烘炉使得能够在时间有效的、在能量方面进行了优化的、并且仅占用有限占位面积的方法中确保颗粒处理的温度Tt和时间t1。本发明的烘炉更容易维护并且是成本有效的。在以下详细说明中详细地描述了这些优点和其他优点。
发明内容
本发明在独立权利要求中被限定。优选变体在从属权利要求中被限定。特别地，本发明涉及一种用于消除存在于颗粒形式的植物来源的材料中的呈现植物检疫风险的有害有机体的烘炉，所述烘炉包括：
(a)外壳，该外壳包括沿竖直轴线Z延伸的基本上圆柱形的壁，
(b)第一圆板，该第一圆板基本上垂直于该竖直轴线Z安装在所述外壳的该壁上、并且被布置成以第一旋转速度v1在第一方向上围绕该竖直轴线Z旋转，所述板的表面被穿孔并且能使空气、水蒸气和水透过，
(c)第二圆板，该第二圆板距该第一板一定距离地、基本上垂直于该竖直轴线Z安装在所述外壳的该壁上、并且被布置成以第二旋转速度v2围绕所述竖直轴线Z、优选地在与该第一板相反的旋转方向上旋转，所述板的表面被穿孔并且能使空气、水蒸气和水透过，
(d)用于分配所述颗粒的第一分配装置，该第一分配装置能够在沿该第一板的半径烘烤之前分配所述颗粒，
(e)第一回收装置，该第一回收装置用于在该第一板旋转给定角度之后将分配在该第一板上的颗粒回收，所述第一回收装置位于该第一分配装置的下游并且优选地与该第一分配装置相邻，
(f)传送装置，该传送装置用于将该第一回收装置从该第一板上收集的颗粒传送到第二分配装置，该第二分配装置能够将所述颗粒沿该第二板的半径分配，以及
(g)形成闭合气体循环的吹气装置，该吹气装置包括：
·鼓风机，该鼓风机用于使气流具有速度并且将该气流引向
·加热台，以形成具有初始温度T0以及初始相对湿度RH0的热气流、然后将该热气流引向
·上游挡板，该上游挡板使该热气流偏转成具有第一温度T1和第一相对湿度RH1的、基本上平行于该轴线Z的流，使其首先穿过该第一板的穿孔表面、在该穿孔表面上该流损失热能，并且从该穿孔表面上产生了具有第二温度T2和第二相对湿度RH2的冷却气流，然后该冷却气流之后直接穿过该第二板的穿孔表面，在该穿孔表面上该冷却气流损失更多热能，并且从该穿孔表面上产生了具有第三温度T3和第三相对湿度RH3的冷气流，然后该冷气流到达
·下游挡板，该下游挡板使该冷气流朝向该鼓风机偏转并且使该气体循环重新开始。
在本发明的第一变体中，第一板位于第二板的上方，并且热气体从上到下循环并且优选地是热空气。在本发明的第二变体中，第一板位于第二板的下方，并且热气体从下到上循环并且优选地是热空气。
该烘炉可以包括控制器，该控制器被配置用于检查第一板的第一旋转速度v1优选地大于第二板的第二旋转速度v2。例如，v2＝1/k·v1，其中，|k|≥1，并且k的绝对值优选地在1与5之间、优选地在2与4之间、更优选地|k|＝3，并且其中v2优选地在每小时0.5转与1.2转之间。
该烘炉可以包括控制器，该控制器被配置用于控制气流的温度和相对湿度。为了有效消除植物检疫害虫，热气流(52)的第一温度T1优选地在75℃与120℃之间、优选地在85℃与100℃之间、更优选地在90℃与95℃之间。所述热气流的第一相对湿度RH1优选地在15％与60％之间、优选地≥20％。冷却气流的第二温度T2优选地在60℃与80℃之间、优选地在65℃与70℃之间，并且所述冷却气流的第二相对湿度RH2优选地在60％与90％之间、优选地在75％与85％之间。冷气流的第三温度T3优选地在55℃与65℃之间，优选地在58℃与62℃之间，并且所述冷却气流的第三相对湿度RH3优选地在80％与100％之间、优选地在95％与99％之间。
为了让待处理材料在性质上具有更大柔性，第一板和第二板优选地包括具有高渗透性的、格栅类型的自支撑刚性结构，在该结构上放置有包括开口的过滤层，这些开口的尺寸和密度对应于根据这些待处理的颗粒的类型和尺寸所要求的渗透性。由于当过滤层损坏或阻塞时可以更换该过滤层，因此还有利于对这些板进行维护。
用于将该颗粒分配在该第一板和第二板上的该第一分配装置和第二分配装置分别各自优选地包括分别沿该第一板和第二板的半径延伸的至少一个阿基米德式螺钉，所述至少一个阿基米德式螺钉封闭在外壳中，该外壳设置有沿这些板的所述半径延伸的一个或多个开口。
该第一板的回收装置还优选地包括沿所述板的半径延伸的、封闭在外壳中的至少一个阿基米德式螺钉，该外壳设置有沿该第一板的所述半径延伸的一个或多个开口。这些开口联接至刮刀或刷子，该刮刀或刷子能够收集由该板旋转带来的颗粒并且将这些颗粒引导至该阿基米德式螺钉。在优选变体中，该烘炉进一步包括第二回收装置，该第二回收装置用于在该第二板旋转给定角度之后将分配在该第二板上的颗粒回收，所述第二回收装置位于该第二分配装置的下游、优选地与该第二分配装置相邻，所述回收装置使得能够回收该第二板上的颗粒并且将这些颗粒传送出该外壳。该第二板的第二回收装置包括例如沿所述板的半径延伸的、封闭在外壳中的至少一个阿基米德式螺钉，该外壳设置有沿该第二板的所述半径延伸的一个或多个开口，所述开口联接至刮刀或刷子，该刮刀或刷子能够收集由该板旋转带来的颗粒并且将这些颗粒引导至该阿基米德式螺钉。
该竖直轴线Z优选地在该加热管道上居于中心，该加热管道形成了基本上圆柱形中空中央外壳，该外壳的壁至少从该第一板延伸到该第二板。中央外壳因而可以容纳鼓风机和加热台。
该烘炉可以包括位于该下板的下方的静止底板，该下板位于所述竖直轴线Z的最下方。该底板包括用于排出将会沉积在该底板上的最细颗粒的开口。该烘炉还可以包括刮刀，该刮刀牢固地固定到位于最下方的该下板上并且能够遵循该下板的旋转运动以将沉积在该底板上的颗粒推向排出开口。
为了使处理自动化，用于将所述颗粒分配在第一板上的第一分配装置可以联接至所述颗粒的源的上游，该源优选地是筒仓。这些颗粒优选地包括以下各项的废物或副产品：
·锯木厂的木材或建筑材料木材，或
·纸或硬纸板。
所述废物或副产品可以是粉末、锯屑、碎片、木片、薄片、球粒、粉块的形式和/或优选地这些颗粒的最大平均尺寸在1mm与150mm之间，优选地在5mm与50mm之间。
本发明还涉及一种用于对植物来源的有机颗粒进行处理以便消除呈现植物检疫风险的有害有机体的方法。本发明的方法包括使用以上所述的烘炉来执行以下步骤：
(a)通过使用所述烘炉的鼓风机将冷气体吹送穿过该烘炉的加热台来形成热气体，并且将因此在第一温度T1和第一相对湿度RH1下形成的热气流以基本上平行于该轴线Z的流进行引导，使该流首先穿过该第一板、之后直接穿过该第二板；
(b)将这些待处理颗粒分配在该热气流首先穿过的该第一圆板上，并且使该第一板以该第一旋转速度v1围绕该竖直轴线Z旋转，以便使被分配在该第一板上的颗粒(20a)在旋转给定第一角度θ之后达到处理温度Tt，
(c)在该第一板旋转给定角度θ之后，从所述第一板上回收这些具有该处理温度Tt的颗粒，并且将这些颗粒传送并分配在
(d)该第二圆板，具有第二温度T2≥Tt和第二相对湿度RH2的冷却气流在穿过该第一板之后穿过该第二圆板，并且使该第二板以该第二旋转速度v2围绕该竖直轴线Z旋转，以便使这些颗粒在该处理温度Tt下保持时间t1，
(e)在该第二板旋转给定第二角度θ之后，从所述第二板上回收这些具有该处理温度Tt的颗粒，并且将这些颗粒传送出该烘炉，以及
(f)在该冷气流穿过该第二板之后，将该具有小于T2的第三温度T3和大于RH2的第三相对湿度RH3的冷气流引导至该鼓风机，并且重复这些步骤(a)到步骤(f)。
附图说明
为了更好理解本发明的性质，参考以下附图。
图1：示意性地展示了根据本发明的烘炉的两个变体。
图2：展示了(a)穿过本发明的烘炉的板的颗粒流和气流、以及(b)板的平面视图。
图3：展示了根据颗粒分别在第一板和第二板上的角度位置的颗粒的温度Tp。
图4：展示了气体在烘炉中不同位置时的温度Tg和相对湿度RH。
图5：展示了上游挡板和下游挡板的不同几何形状。
图6：展示了上游挡板和下游挡板的不同几何形状。
具体实施方式
如图1展示的，根据本发明的烘炉由外壳(8)限定，该外壳包括沿竖直轴线Z延伸的基本上圆柱形的壁。第一圆板(1a)基本上垂直于竖直轴线Z安装在所述外壳(8)的壁上，该第一圆板的表面被穿孔并且可使空气、水蒸气和水透过。第一板被布置成以第一旋转速度v1在第一方向上围绕竖直轴线Z旋转。
第二圆板(1b)距第一板一定距离地、基本上垂直于竖直轴线Z安装在所述外壳(8)的壁上，该第二圆板表面被穿孔并且可使空气、水蒸气和水透过。第二板被布置成以第二旋转速度v2围绕所述竖直轴线Z旋转。第一板和第二板的旋转方向可以相同或相反。优选地，第二板的旋转方向与第一板的旋转方向相反。第二旋转速度v2优选地小于或等于第一旋转速度v1：v1＝kv2(或v2＝1/kv1)，其中k≥1。旋转速度的这种差异一方面使得置于第一板上的颗粒(20a)能够在第一板旋转之后达到处理温度Tt，并且另一方面使得置于第二板上的颗粒(20b)能够在第二板旋转期间使处理温度Tt维持处理时间t1。
用于分配所述颗粒的第一分配装置(2a)被布置成在第一板上方、优选地沿所述第一板的半径延伸。第一分配装置使得能够在烘烤之前沿第一板(1a)的半径分配所述待处理颗粒(200)。第一回收装置(3a)布置在第一分配装置(2a)的下游。这样使得能够在该第一板旋转给定角度之后将分配在第一板(1a)上的颗粒回收。给定角度尽可能接近360℃；例如从340℃到359℃。在这种情况下，所述第一回收装置优选地沿第一板的半径延伸并且与第一分配装置(2a)相邻。如图2(b)所指示的，通过相应分配装置测量板的旋转角度θ。
传送装置(4a)使得能够将通过第一回收装置(3a)从第一板(1a)上收集的颗粒(20t)传送到第二分配装置(2b)。第二回收装置(2b)旨在沿第二板(1b)的半径分配所述颗粒。术语“上游”和“下游”在此是根据情况相对于颗粒或气体的移动方向来限定的。
第二分配装置(2b)优选地沿所述第二板的半径延伸。在本发明的优选变体中，第二板(1b)还包括回收装置(3b)，该回收装置用于在第二板旋转给定角度之后将沉积在该第二板上的颗粒回收。关于上述第一板的回收装置(3a)，第二回收装置位于第二分配装置(2b)的下游。为了使旋转角度最大化，第二回收装置优选地沿第二板的半径延伸并且与第二分配装置相邻。
本发明的烘炉还包括形成闭合气体循环的吹气装置。如图1和图2(a)展示的，吹气装置包括鼓风机(5)，该鼓风机例如包括一个或多个风扇，用于使气流(51)具有速度并且将该气流引向加热台(7)以形成具有初始温度T0和初始相对湿度RH0的热气流(52)。加热台可以位于以竖直轴线Z为中心的加热管道(6)中，该加热管道形成基本上圆柱形的中空中央外壳，该外壳的壁至少从第一板(1a)延伸到第二板(1b)，如图1展示的。替代性地，加热台可以位于外壳外部并且得益于外部可用热源。热气流在加热台中积聚热能之后被引导至上游挡板，该上游挡板使热气流朝向第一板(1a)偏转成基本上平行于轴线Z的流。在到达第一板之前，气体具有第一温度T1和第一相对湿度RH1，该第一温度相等于或略小于T0，该第一相对湿度等于RH0或在T1＜T0的情况下略大于RH0。
然后，气体首先穿过分配在第一板(1a)的穿孔表面上的颗粒(20a)，该气体在此损失热能和动能。气体从第一板出现、形成具有小于T1的第二温度T2以及大于RH1的第二相对湿度RH2的冷却气流(53)。冷却气流(53)继续行进、之后直接穿过分配在第二板(1b)的穿孔表面上的颗粒(20b)，该冷却气流在此处损失更多热能，并且从此处出现具有小于T2的第三温度T3以及大于RH2的第三相对湿度RH3的冷气流(54)。术语“热气体”、“冷却气体”和“冷气体”是相互相对的术语，使得T1＞T2＞T3，其中T1、T2和T3分别是“热的”、“冷却的”和“冷的”气体的温度。
下游挡板使得能够使冷却气流朝向鼓风机偏转并且使气体循环重新开始。与干燥机不同，本发明的烘炉的目的不是使水分从颗粒排出而是将颗粒升温至温度Tt并且使颗粒在这个温度下维持时间t1。出于这个理由，即使气体在第一循环中带有水分，也不需要为了下一循环而将该气体撤出或干燥。相反的，由于水是良好的热导体，一定水分含量有助于加速从气体到颗粒的热传递。因此，与干燥机不同，根据本发明的烘炉优选地利用闭合气体循环来运行。然而，将阀(10)有利地布置成以便允许气体的至少一部分从循环中撤出、并且在证明是有必要的情况下用新鲜气体替换。
第一板(1a)和第二板(1b)优选地由具有高渗透性的、格栅类型的自支撑刚性结构组成。可以将包括开口的过滤层直接放置在刚性结构上，这些开口的尺寸和密度对应于根据待处理颗粒的类型和尺寸所要求的渗透性。因而，同样的一个烘炉可以简单地通过更换过滤层来用于处理尺寸非常不同的颗粒。该过滤层可以是穿孔板、垫子、格栅、或由植物纤维(例如，麻类植物、棉花)、人造纤维(例如，聚乙烯、聚丙烯、聚酯)或金属纤维(例如，钢)编织而成的织物。替代性地，过滤层可以由穿有孔的油布形成，这些孔的尺寸和密度适用于待处理颗粒。
根据本发明的植物来源的颗粒包括例如木材的、树皮的、果球的颗粒。这些颗粒可以采取木丝、球粒、木片、锯屑、纤维、粉末、薄片、粉块等形式。颗粒可以具有的最大平均尺寸在1mm与150mm之间、优选地在5mm与50mm之间，其中，“最大尺寸”是颗粒的彼此相距最远的点之间的距离。颗粒可以例如是锯木厂的木材的、或建筑材料木材的、甚至纸或硬纸板的废物或副产品。颗粒可以有利地储存在直接联接至第一分配装置(2a)的筒仓(11)或任何其他储存容器中，因而使得能够将颗粒从其储存位置直接分配到第一板上。
用于将待处理颗粒分配在第一板(1a)上的第一分配装置(2a)的目的是将待加热颗粒沿第一板的半径均匀地分配。通常，第一分配装置(2a)因此包括：
·优选地但非必要地沿该第一板的半径从第一板的外周边延伸到内周边的结构，
·将颗粒从第一板的外周边输送到内周边的装置，以及最后
·将所述颗粒从输送装置沉积到第一板上的装置。
可以有几种解决方案。例如，通过穿孔的或横向倾斜的传送带可以确保将颗粒从第一板的外周边输送到中央以便允许颗粒洒落到位于下方的板上。为了有助于洒落，带可以振动。在图2(b)展示的替代性的且优选的变体中，第一分配装置(2a)包括沿第一板(1a)的半径延伸的至少一个阿基米德式螺钉，以便将颗粒从对应的板的周边输送到内周边。所述至少一个阿基米德式螺钉封闭在外壳中，该外壳设置有向下并且沿第一板(1a)的所述半径延伸的一个或多个开口以便允许颗粒洒落到所述板上。
因此，颗粒以0°的旋转角度θ(参见图2和图3中的
Figure BDA0002069516750000101
)积聚在第一板的半径上。由于第一板以速度v1围绕轴线Z旋转，因此高度Ha的均匀的一层颗粒(20a)覆盖第一板的表面。如图3展示的，在第一板旋转期间，颗粒被热气流(52)加热，并且这些颗粒的温度Tp随第一板(Tp＝Tp(θ))的旋转角度θ增加。第一板的旋转速度v1被限定成以便确保在第一板旋转给定角度之后颗粒(20a)达到处理温度Tt，该给定角度小于或等于并且尽可能接近360°(参见图2和图3中的
Figure BDA0002069516750000102
)。旋转速度v1因此取决于颗粒床的类型和特性、并且取决于热气流(52)的特征，这些特征包括其温度T1、其相对湿度RH1以及其流速。处理温度Tt优选地在55℃与80℃之间、优选地Tt≥60℃。
此时，颗粒(20a)在温度≥Tt下被回收装置(3a)收集起来以传送到第二板(1b)上。如图2(b)展示的，第一板(1a)的回收装置(3a)优选地包括沿所述板的半径延伸的、封闭在外壳中的至少一个阿基米德式螺钉，该外壳设置有沿对应的板的所述半径延伸的一个或多个开口。这些开口联接至刮刀或刷子，该刮刀或刷子能够收集由该板旋转带来的颗粒并且将这些颗粒引导至该阿基米德式螺钉。用于将颗粒从第一板(1a)传送到第二板(1b)的传送装置(4a)的类型取决于烘炉的构造。如果第一板(1a)是上板，则传送装置可以是将第一板的回收装置(3a)与第二板的分配装置(2b)联接的简单的管，在该管中颗粒由于重力而下落。另一方面，如果第一板是下板，则传送装置(4a)优选地包括阿基米德式螺钉，使得能够使颗粒从较低的第一板上升到较高的第二板。
因而，颗粒(20t)被传送到第二分配装置(2b)，该第二分配装置将颗粒均匀地分配在第二板(1b)的表面上。第二分配装置可以是与上述第一分配装置相同的类型。通常但非必要地，第一分配装置和第二分配装置是相同的。如图2(b)展示的，第二分配装置(2b)优选地包括沿第二板(1b)的半径延伸的至少一个阿基米德式螺钉。至少一个阿基米德式螺钉封闭在外壳中，该外壳设置有沿板(1b)的所述半径延伸的一个或多个开口。因此，颗粒以0°的旋转角度θ积聚在第二板的半径上。
由于第二板以速度v2围绕轴线Z旋转，因此高度Ha的均匀的一层颗粒(20b)覆盖第二板的表面。第二板的旋转速度v2通常与第一板的旋转速度v1不同。实际上，如果旋转速度v1被优化成使颗粒(20a)在第一板旋转之后(也就是说在颗粒从第一分配装置(2a)旋转到回收装置(3a)之后)达到处理温度Tt，则第二板的旋转速度v2取决于颗粒必须在温度Tt下维持的时间t1。例如，如果如在ISPM 15标准中所限定的在至少56℃的处理温度Tt下的持续30分钟的时间t1进行热处理，则第二板的旋转速度v2将约等于
Figure BDA0002069516750000111
度/30min＝12度/min。如图3展示的，在第二板旋转期间，颗粒在第二板的整个旋转过程中通过冷却气流(53)保持在其处理温度Tt下。
第一板的旋转速度v1可以用第二板的旋转速度v2表达为：v1＝kv2。如果第一板和第二板在相反方向上旋转，则k是负的。在大多数情况下，放置在第一板上的颗粒(20a)所需的暴露于热气流(52)以将其加热到处理温度Tt的时间小于颗粒(20b)必须在处理温度Tt下维持的时间t1。如果第一板的旋转速度v1大于或等于第二板的速度v2，则k的绝对值大于或等于1
Figure BDA0002069516750000121
例如，如果v2在每小时0.5转与1.2转之间，k的绝对值可以在1与5之间、优选地在2与4之间、并且更优选地|k|＝3±0.5。
根据质量守恒定律，位于第一板(1a)和第二板(1b)上的各层颗粒(20a，20b)的厚度Ha和Hb直接取决于将颗粒分配在相应各板上的流速q以及旋转速度。待处理颗粒(200)以流速q[kg/s]分配在第一板上。在回收颗粒(20a)并且将其传送到第二板之前，第一板以速度v1旋转一圈。在这里，这些颗粒以与第一板的相同流速q分配在第二板上(参见图2(a))。在回收颗粒(20b)并且以与之前限定的流速相同的流速q排出颗粒(201)之前，第二板以速度v2旋转一圈。由于颗粒(200)、(20t)和(201)的流速q相等，高度Ha和Hb可以表达成Hb＝|k|Ha。
热气体(例如热空气或例如来自燃烧方法的任何其他气体)遵循与颗粒的方向相同的方向，即首先穿过第一板以将颗粒(20a)加热到处理温度Tt、然后穿过第二板以使这些颗粒在所述处理温度Tt下保持时间t1。在图4的曲线图中，离开鼓风机(5)的气流(51)具有给定温度Tg和相对湿度RH(参见图1、图2和图4中的位置
Figure BDA0002069516750000122
)。在这个阶段，气体(例如空气)处于其最低温度。例如，气流(51)的温度是55℃级别的。依赖于气流(51)的温度、相对湿度RH的空气的露点是最高的。例如，RH＝100％。气流穿过加热台(7)以便使气流温度增大到值T0，其影响是使相对湿度RH0下降(参见图1、图2和图4中的位置
Figure BDA0002069516750000123
)。例如，热气流的温度T0可以在75℃与120℃之间、优选地在85℃与100℃之间、或优选地在90℃与95℃之间。所述热气流的相对湿度RH0可以在15％与60％之间、优选地在30％与40％之间。
在加热台的输出处，经加热的气流偏转成平行于轴线Z定向以被引向第一板。气流(52)的第一温度T1和第一相对湿度RH1与T0和RH0基本上相同，区别仅在于，温度T1相对于T0由于受到损失(不良隔离等)的影响而下降(参见图1、图2和图4中的位置
Figure BDA0002069516750000131
)。关于T0，热气流(52)的第一温度T1可以在75℃与120℃之间、优选地在85℃与100℃之间、更优选地在90℃与95℃之间，并且所述热气流的第一相对湿度RH1可以在15％与60％之间、优选地RH1≥20％。在穿过颗粒床(20a)和第一板时，气流(52)传递其能量的一部分，并且根据暴露于气流的时间、并且因此根据在第一板上的位置θ而对颗粒(20a)进行加热(Tp＝Tp(θ)，参见图3，#Tp(20a))。
因此，冷却气流(53)在穿过第一板之后冷却到第二温度，T2＜T1。因此，在穿过颗粒床(20a)和第一板(1a)的穿孔表面时，该冷却气流不仅损失热能，而且损失其动能的一部分。因此，相对湿度增大到第二值，RH2＞RH1(参见图1、图2和图4中的位置
Figure BDA0002069516750000132
)。例如，冷却气流的第二温度T2在60℃与80℃之间、优选地在65℃与70℃之间、并且所述冷却气流的第二相对湿度RH2在60％与90％之间、优选地在75％与85％之间。
因此，冷气流(54)在穿过第二板之后冷却到第三温度，T3＜T2＜T1。因此，在穿过颗粒床(20b)和第二板(1b)的穿孔表面时，该冷气流不仅损失热能，而且损失其动能的一部分。因此，相对湿度增大到第三值，RH3＞RH2＞RH1(参见图1、图2和图4中的位置
Figure BDA0002069516750000133
)。例如，冷气流的第三温度T3在55℃与65℃之间、优选地在58℃与62℃之间，并且所述冷气流的第三相对湿度RH3在80％与100％、优选地在95％与99％之间。用于对颗粒进行处理的气体可以是没有呈现出爆炸或毒性或污染的任何危险的任何类型的气体。气体可以优选地是空气。
在本发明的第一变体中，如图1(a)、图2(a)和图5展示的，第一板(1a)位于第二板(1b)上方。于是热气体从上到下循环。这种变体具有的优势是向颗粒吹风使其抵靠板的表面，从而使得能够减少悬浮灰尘。然而，因而使得布置在第一板和第二板上的颗粒床更加密集，从而减小其气体渗透性并且使得对颗粒进行单独加热更困难。因此，这种变体优选地用于对非常轻并且细的颗粒进行处理、或相反地用于对即使在压缩的情况下也能形成对于气体具有高渗透性的床的相当大的颗粒进行处理。
在本发明的第二变体中，如图1(b)和图6展示的，第一板(1a)位于第二板(1b)下方。于是热气体从下到上循环。如果颗粒非常轻，则可能形成要避免的悬浮的云状物。相比之下，如果颗粒具有合适的重量，则这种变体的优势在于可以因而形成流化床，这样允许热气体到达几乎每个颗粒，因而增大了对于颗粒的热传递的有效性。因此，涉及第一板和第二板的相对位置的一种或另一种变体的选择取决于待处理颗粒的性质以及所使用的气流。
如果上游挡板(9a)和下游挡板(9b)能够改变气流的取向，则其不需要具有特定几何形状。例如，在圆柱形外壳(8)的情况中，顶部(例如平整的或圆锥形的)和水平底板可以形成上游挡板和下游挡板。实际上，无论在第一板(1a)上游进入外壳的热气流(52)的取向是什么，该热气流都有必要通过顶部或底板朝向第一板的穿孔表面偏转，取决于第一板是位于顶部还是底部、因而用作上游挡板(9a)。同样地，第二板下游的冷气流(54)有必要根据第二板位于何处并因此用作下游挡板(9b)而通过底板或顶部朝向鼓风机偏转。
上游挡板(9a)和下游挡板(9b)可以优选地具有异形几何形状，从而使得能够通过减少湍流并且以层流或近乎层流的方式使流动通畅来使热气流(52)和冷气流(54)偏转。因而，如图5和图6展示的，上游挡板(9a)使得能够将热气体(52)定向成基本上与第一板的表面垂直。如图5(a)和图6(a)展示的，如果加热管道(6)形成以竖直轴线Z为中心的基本上圆柱形中空外壳，那么上游挡板(9a)可以根据第一板(1a)位于第二板上方还是下方分别由天花板中的或外壳的底板上的拱形物形成。拱形物可以是如图5(a)和图6(a)展示的曲线或是圆锥形。如图5(a)和图6(b)展示的，在加热管道(6)位于烘炉的外壳的外部的情况下，所述加热管道包括弯曲部(9a)，从而使得能够在垂直于第一板的方向上使气流偏转。加热管道可以在其下游端处设置有带有格栅的分配旋钮。上游分配器(9c)可以位于加热管道的下游端的下游以确保热气体(52)分配在第一板的整个表面上。
为了防止热气体绕过放置在板上的颗粒并且穿过各板的周边，在板的圆周与烘炉的外壳之间设置用于对板的圆周进行充分密封的装置(12)。例如，裙部可以从烘炉的外壳延伸并且与每个板的上游表面的一部分在其圆周上重叠(参见图5和图6)。这些板还可以装配到烘炉的外壳的内表面上的凹槽中。可以在不修改本发明的情况下使用本领域技术人员已知的任何其他动态密封装置。
下游挡板使得能够将已经穿过第二板(1b)之后的冷气体(54)引向形成鼓风机(5)或压缩机的风扇或多个风扇，该风扇在将该冷气流送至加热管道(6)中的加热台(7)之前使冷气流重新得到动能。在如图5(a)和图6(a)展示的以竖直轴线Z为中心的加热管道(6)的情况下，下游挡板(9b)使得能够朝向分布在加热管道的周边上的开口将冷气流(54)重新引导至鼓风机，从而使得能够使冷气流重新得到动能并且将冷气流重新引导至加热台以使其重新得到热能。在如图5(a)和图6(b)展示的外部加热管道(6)的情况下，下游挡板(9b)使得能够朝向位于外壳的壁中或烘炉的顶部中的用于提供进入加热管道的通路的孔口来引导冷空气流(54)。下游挡板(9b)可以由具有双曲率的或圆锥形的表面形成、或由分布在第二板下游的烘炉的外壳的圆周上的平面表面形成。
这些图展示了包括两个板的烘炉。然而，为了减少设备所占用的区域，完全可以安装：
·至少一个第三圆板，该第三圆板基本上水平地安装，距第一板(1a)某一距离、并通过第二板(1b)与第一板分开、围绕所述竖直轴线Z旋转，所述板的表面被穿孔并且可使空气、水蒸气和水透过，以及
·传送装置，该传送装置用于将回收装置(3b)从第二板(1b)上收集的颗粒传送到第三分配装置，该第三分配装置能够将所述颗粒沿第三板的半径分配。
考虑到同一种类型的颗粒的粒径分布的分析，难以避免的最细的颗粒部分穿过各板的穿孔并且下落到下板上、然后落到烘炉的包围各板的外壳的底板上。为了避免颗粒过量积聚在底板上，有利的是底板设置有用于排出将要沉积在底板上的最细颗粒的开口。此外，刮刀或刷子牢固地固定至下板并且能够遵循下板的旋转运动以将沉积在底板上的颗粒推向所述排出开口。由于刮刀或刷子固定至下板，因此其不需要单独机动化。
本发明还涉及一种用于对植物来源的有机颗粒进行处理以便消除呈现植物检疫风险的有害有机体的方法。本发明的方法使用如上所述的烘炉并且包括以下步骤：
(a)通过使用所述烘炉(1)的鼓风机(5)将冷气体(51)吹送穿过该烘炉的加热台(7)来形成热气体(52)，并且将因此在第一温度T1和第一相对湿度RH1下形成的热气流(52)以基本上平行于该轴线Z的流进行引导，使该流首先穿过该第一板(1a)、之后直接穿过该第二板(1b)；
(b)将这些待处理颗粒(200)分配在该热气流(52)首先穿过的该第一圆板(1a)上，并且使该第一板以该第一旋转速度v1围绕该竖直轴线Z旋转，以便使被分配在该第一板上的颗粒(20a)在旋转给定第一角度θ之后达到处理温度Tt，
(c)在该第一板旋转给定角度θ之后，从所述第一板上回收这些具有该处理温度Tt的颗粒，并且将这些颗粒传送并分配在
(d)该第二圆板(1b)，具有第二温度T2≥Tt和第二相对湿度RH2的冷却气流(53)在穿过该第一板之后穿过该第二圆板，并且使该第二板以该第二旋转速度v2围绕该竖直轴线Z旋转，以便使这些颗粒在该处理温度Tt下保持时间t1，
(e)在该第二板旋转给定第二角度θ之后，从所述第二板上回收这些具有该处理温度Tt的颗粒(20b)，并且将这些颗粒传送出该烘炉，以及
(f)在该冷气流穿过该第二板之后，将该具有小于T2的第三温度T3和大于RH2的第三相对湿度RH3的冷气流(54)引导至该鼓风机，并且重复这些步骤(a)到步骤(f)。
本发明的烘炉使得能够根据国际标准来对大小和性质非常不同的植物来源的有机颗粒进行连续处理以便消除呈现植物检疫风险的有害有机体。通过将以下步骤分开而使进行处理所需要的能量得到优化：在第一板上加热到处理温度Tt、以及使颗粒在第二板上在这种温度Tt下维持处理时间t1。该烘炉的建造简单并且经济，易于维护，并且确保了向颗粒施加的处理是可再现并且恒定不变的。
附图标记 定义
1 烘炉
1a 第一板
1b 第二板
2a 第一分配装置
2b 第二分配装置
3a 第一回收装置
3b 第二回收装置
4a 第一传送装置
5 鼓风机
6 加热管道
6a 进入加热管道的进口窗
7 加热台
8 烘炉的外壳
9a 上游挡板
9b 下游挡板
9c 上游分配器
10 设有阀的烟囱
11 筒仓
12 用于对板的圆周进行密封的装置
20a 置于第一板上的颗粒
20b 置于第二板上的颗粒
20t 将颗粒从第一板传送到第二板
51 离开鼓风机的气流
52 离开加热台的热气流
53 已经穿过第一板但没有穿过第二板的热气流
54 已经穿过第二板的冷却气体
200 待处理的颗粒
201 处理之后的颗粒
q 颗粒的流速(kg/s)
Ha 第一板(1a)上的颗粒层的高度
Hb 第二板(1b)上的颗粒层的高度
k v1与v2之间的比例因子，v1＝kv2，k≥1
RH0 气体的初始相对湿度(离开加热台时)
RH1、RH2、RH3 气体的第一相对湿度、第二相对湿度和第三相对湿度
t1 在温度Tt或以上温度下的处理时间
T0 气体的初始温度(离开加热台时)
T1、T2、T3 第一气体温度、第二气体温度和第三气体温度
Tt 颗粒处理温度
v1 第一板的旋转速度
v2 第二板的旋转速度
θ 板从相应的分配装置旋转的角度

Claims (34)

1.一种用于消除存在于颗粒形式的植物来源的材料中的呈现植物检疫风险的有害有机体的烘炉(1)，所述烘炉包括：
(a)外壳(8)，该外壳包括沿竖直轴线Z延伸的基本上圆柱形的壁，
(b)第一圆板(1a)，该第一圆板基本上垂直于该竖直轴线Z安装在所述外壳(8)的该壁上、并且被布置成以第一旋转速度v1在第一方向上围绕该竖直轴线Z旋转，所述第一圆板的表面被穿孔并且能使空气、水蒸气和水透过，
(c)第二圆板(1b)，该第二圆板距该第一圆板一定距离地、基本上垂直于该竖直轴线Z安装在所述外壳(8)的该壁上、并且被布置成以第二旋转速度v2围绕所述竖直轴线Z旋转，所述第二圆板的表面被穿孔并且能使空气、水蒸气和水透过，
(d)用于分配所述颗粒的第一分配装置(2a)，该第一分配装置能够在沿该第一圆板(1a)的半径烘烤之前分配所述颗粒，
(e)第一回收装置(3a)，该第一回收装置用于在该第一圆板(1a)旋转给定角度之后将分配在该第一圆板上的颗粒(20a)回收，所述第一回收装置位于该第一分配装置(2a)的下游，
(f)传送装置(4a)，该传送装置用于将该第一回收装置(3a)从该第一圆板(1a)上收集的颗粒传送到第二分配装置(2b)，该第二分配装置能够将所述颗粒(20t)沿该第二圆板(1b)的半径分配，以及
(g)形成闭合气体循环的吹气装置，该吹气装置包括：
鼓风机(5)，该鼓风机使气流(51)具有速度并且将该气流引向
加热台(7)，以形成具有初始温度T0以及初始相对湿度RH0的热气流(52)、然后将该热气流引向
上游挡板，该上游挡板使该热气流偏转成具有第一温度T1和第一相对湿度RH1的、基本上平行于该轴线Z的流，使其首先穿过该第一圆板(1a)的穿孔表面、在该穿孔表面上该基本上平行于该轴线Z的流损失热能，并且从该穿孔表面上产生了具有第二温度T2和第二相对湿度RH2的冷却气流(53)，然后该冷却气流之后直接穿过该第二圆板(1b)的穿孔表面，在该穿孔表面上该冷却气流损失更多热能，并且从该穿孔表面上产生了具有第三温度T3和第三相对湿度RH3的冷气流(54)，然后该冷气流到达
下游挡板，该下游挡板使该冷气流(54)朝向该鼓风机偏转并且使该气体循环重新开始。
2.如权利要求1所述的烘炉(1)，其中，该第二圆板(1b)被布置成在与该第一圆板相反的旋转方向上旋转。
3.如权利要求1所述的烘炉(1)，其中，该第一回收装置(3a)与该第一分配装置(2a)相邻。
4.如权利要求1所述的烘炉(1)，其中，该第一圆板(1a)位于该第二圆板(1b)上方，并且该基本上平行于该轴线Z的流在该烘炉中从上到下循环。
5.如权利要求1所述的烘炉(1)，其中，该第一圆板(1a)位于该第二圆板(1b)下方，并且该基本上平行于该轴线Z的流在该烘炉中从下到上循环。
6.如权利要求4或5所述的烘炉(1)，其中，该基本上平行于该轴线Z的流是热空气的流。
7.如权利要求1-5中任一项所述的烘炉(1)，包括控制器，该控制器被配置用于检查该第一圆板的第一旋转速度v1大于该第二圆板的第二旋转速度v2，其中v2＝1/k·v1，其中，|k|≥1。
8.如权利要求7所述的烘炉(1)，其中，k的绝对值在1与5之间。
9.如权利要求8所述的烘炉(1)，其中，k的绝对值在2与4之间。
10.如权利要求9所述的烘炉(1)，其中，|k|＝3。
11.如权利要求7所述的烘炉(1)，其中，v2在每小时0.5转与1.2转之间。
12.如权利要求1-5中任一项所述的烘炉(1)，包括控制器，该控制器被配置用于检查该热气流(52)的第一温度T1在75℃与120℃之间，以及所述热气流的第一相对湿度RH1在15％与60％之间。
13.如权利要求12所述的烘炉(1)，其中，该控制器被配置用于检查该热气流(52)的第一温度T1在85℃与100℃之间。
14.如权利要求13所述的烘炉(1)，其中，该控制器被配置用于检查该热气流(52)的第一温度T1在90℃与95℃之间。
15.如权利要求12所述的烘炉(1)，其中，该控制器被配置用于检查所述热气流的第一相对湿度RH1≥20％。
16.如权利要求1-5中任一项所述的烘炉(1)，包括控制器，该控制器被配置用于检查：
该冷却气流(53)的第二温度T2在60℃与80℃之间，以及所述冷却气流的第二相对湿度RH2在60％与90％之间，以及
该冷气流(54)的第三温度T3在55℃与65℃之间，以及所述冷气流的第三相对湿度RH3在80％与100％之间。
17.如权利要求16所述的烘炉(1)，其中，该控制器被配置用于检查该冷却气流(53)的第二温度T2在65℃与70℃之间。
18.如权利要求16所述的烘炉(1)，其中，该控制器被配置用于检查所述冷却气流的第二相对湿度RH2在75％与85％之间。
19.如权利要求16所述的烘炉(1)，其中，该控制器被配置用于检查该冷气流(54)的第三温度T3在58℃与62℃之间。
20.如权利要求16所述的烘炉(1)，其中，该控制器被配置用于检查所述冷气流的第三相对湿度RH3在95％与99％之间。
21.如权利要求1-5中任一项所述的烘炉(1)，其中，该第一圆板(1a)和该第二圆板(1b)包括具有高渗透性的、格栅类型的自支撑刚性结构，在该结构上放置有包括开口的过滤层，这些开口的尺寸和密度对应于根据这些待处理的颗粒的类型和尺寸所要求的渗透性。
22.如权利要求1-5中任一项所述的烘炉(1)，其中，用于将该颗粒分配在该第一圆板(1a)和该第二圆板(1b)上的该第一分配装置(2a) 和该第二分配装置(2b)分别各自包括分别沿该第一圆板(1a)和该第二圆板(1b)的半径延伸的至少一个阿基米德式螺钉，所述至少一个阿基米德式螺钉封闭在外壳中，该阿基米德式螺钉的外壳设置有沿该第一圆板(1a)和该第二圆板(1b)的所述半径延伸的一个或多个开口。
23.如权利要求1-5中任一项所述的烘炉(1)，其中，该第一圆板(1a)的该第一回收装置(3a)包括沿所述第一圆板的半径延伸的、封闭在外壳中的至少一个阿基米德式螺钉，该阿基米德式螺钉的外壳设置有沿该第一圆板(1a)的所述半径延伸的一个或多个开口，所述开口联接至刮刀或刷子，该刮刀或刷子能够收集由该第一圆板旋转带来的颗粒并且将这些颗粒引导至该阿基米德式螺钉。
24.如权利要求1-5中任一项所述的烘炉(1)，还包括第二回收装置(3b)，该第二回收装置用于在该第二圆板旋转给定角度之后将分配在该第二圆板(1b)上的颗粒回收，所述第二回收装置位于该第二分配装置(2b)的下游，所述第二回收装置使得能够回收该第二圆板上的颗粒并且将这些颗粒传送出该外壳。
25.如权利要求24所述的烘炉(1)，其中，该第二回收装置(3b)与该第二分配装置(2b)相邻。
26.如权利要求24所述的烘炉(1)，其中，该第二圆板(1b)的第二回收装置(3b)包括沿所述第二圆板的半径延伸的、封闭在外壳中的至少一个阿基米德式螺钉，该阿基米德式螺钉的外壳设置有沿该第二圆板(1b)的所述半径延伸的一个或多个开口，所述开口联接至刮刀或刷子，该刮刀或刷子能够收集由该第二圆板旋转带来的颗粒并且将这些颗粒引导至该阿基米德式螺钉。
27.如权利要求1-5中任一项所述的烘炉，还包括加热管道(6)，其中，该竖直轴线Z在该加热管道(6)上居于中心，该加热管道形成了基本上圆柱形的中空中央外壳，该中空中央外壳的壁至少从该第一圆板(1a)延伸到该第二圆板(1b)，所述中空中央外壳容纳该鼓风机和该加热台。
28.如权利要求1-5中任一项所述的烘炉(1)，包括位于下板的下方的静止的底板，该下板是该第一圆板(1a)和该第二圆板(1b)中的位于所述竖直轴线Z的最下方的板，所述底板包括用于排出将会沉积在该底板上的最细颗粒的开口，所述烘炉还包括刮刀，该刮刀牢固地固定到该下板上、并且能够跟随该下板的旋转运动以将沉积在该底板上的颗粒推向排出开口。
29.如权利要求1-5中任一项所述的烘炉(1)，其中，用于将所述颗粒分配在该第一圆板(1a)上的第一分配装置(2a)联接到所述颗粒的源(11)的上游。
30.如权利要求29所述的烘炉(1)，其中，该源是筒仓。
31.如权利要求29所述的烘炉(1)，其中，所述颗粒包括以下各项的废物或副产品：
锯木厂的木材或建筑材料木材，
纸或硬纸板，
其中，所述废物或副产品是粉末、锯屑、碎片、木片、薄片、球粒、粉块的形式。
32.如权利要求29所述的烘炉(1)，其中，这些颗粒的最大平均尺寸在1mm与150mm之间。
33.如权利要求32所述的烘炉(1)，其中，这些颗粒的最大平均尺寸在5mm与50mm之间。
34.一种用于处理植物来源的有机颗粒以便消除呈现植物检疫风险的有害有机体的方法，所述方法包括使用如以上权利要求中任一项所述的烘炉来执行以下步骤：
(a)通过使用所述烘炉(1)的鼓风机(5)将冷气体(51)吹送穿过该烘炉的加热台(7)来形成热气体(52)，并且将因此在第一温度T1和第一相对湿度RH1下形成的热气流(52)以基本上平行于该轴线Z的流进行引导，使该基本上平行于该轴线Z的流首先穿过该第一圆板(1a)、之后直接穿过该第二圆板(1b)；
(b)将这些待处理颗粒(200)分配在该热气流(52)首先穿过的该第一圆板(1a)上，并且使该第一圆板以该第一旋转速度v1围绕该竖直轴线Z旋转，以便使被分配在该第一圆板上的颗粒(20a)在旋转给定第一角度θ之后达到处理温度Tt，
(c)在该第一圆板旋转给定角度θ之后，从所述第一圆板上回收这些具有该处理温度Tt的颗粒，并且将这些颗粒传送并分配在
(d)该第二圆板(1b)，具有第二温度T2≥Tt和第二相对湿度RH2的冷却气流(53)在穿过该第一圆板之后穿过该第二圆板，并且使该第二圆板以该第二旋转速度v2围绕该竖直轴线Z旋转，以便使这些颗粒在该处理温度Tt下保持时间t1，
(e)在该第二圆板旋转给定第二角度θ之后，从所述第二圆板上回收这些具有该处理温度Tt的颗粒(20b)，并且将这些颗粒传送出该烘炉，以及
(f)在该冷气流穿过该第二圆板之后，将该具有小于T2的第三温度T3和大于RH2的第三相对湿度RH3的冷气流(54)引导至该鼓风机，并且重复这些步骤(a)到步骤(f)。
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