DE29504464U1 - Plant for processing wood, especially waste wood - Google Patents
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Description
GLAWE, DELFS, MOLL & PARTNER PATENTANWÄLTEGLAWE, DELFS, MOLL & PARTNER PATENT ATTORNEYS
EUROPEAN PATENT ATTORNEYSEUROPEAN PATENT ATTORNEYS
MÜNCHEN 16. März 1995 WM/ksMUNICH 16 March 1995 WM/ks
Anmelder : Josef Greß Holzaufbereitungs GmbHApplicant: Josef Greß Holzaufbereitungs GmbH
Titel : Anlage zur Verarbeitung von Holz, insbesondere AltholzTitle: Plant for processing wood, especially waste wood
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Verarbeitung von Holz, insbesondere Altholz, von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a plant for processing wood, in particular waste wood, of the type specified in the preamble of claim 1.
Aus Altholz läßt sich durch Zerkleinern, Sortieren und Absondern von Fremdstoffen ein Brennmaterial hohen Heizwertes gewinnen, das für verschiedene Anwendungszwecke vorteilhaft verwendet werden kann. Ein Problem hierbei ist jedoch die schwankende Beschaffenheit, und insbesondere der schwankende Feuchtigkeitsgehalt des angelieferten Altholzes und damit ein unerwünscht hoher und in unerwünschter Weise schwankender Feuchtigkeitsgehalt des hergestellten Brennmaterials. Dies kann für manche Anwendungszwecke besonders nachteilig sein. Insbesondere bei Verwendung des Brennmaterials zur Beheizung von Drehrohröffen von Zementwerken, als Ersatz für den bisher verwendeten Kohlenstaub, kann einBy crushing, sorting and separating out foreign matter, waste wood can be turned into a fuel with a high calorific value that can be used advantageously for various purposes. One problem here, however, is the fluctuating nature and in particular the fluctuating moisture content of the waste wood supplied and thus an undesirably high and undesirably fluctuating moisture content of the fuel produced. This can be particularly disadvantageous for some applications. In particular, when the fuel is used to heat rotary kilns in cement works, as a replacement for the coal dust used previously, a
schwankender Feuchtigkeitsgehalt zu entsprechenden Schwankungen der Verbrennungstemperatur und des Wasserdampfgehaltes der Verbrennungsgase führen, was Schwankungen in der Qualität und insbesondere der Farbe des gebrannten Zements zur Folge haben kann.Fluctuating moisture content can lead to corresponding fluctuations in the combustion temperature and the water vapor content of the combustion gases, which can result in fluctuations in the quality and in particular the color of the fired cement.
Ein weiteres Problem einer derartigen Anlage besteht darin, daß für den mechanischen Antrieb der zahlreichen Zerkleinerungs-, Sortier-, und Fördervorrichtungen eine große Menge an elektrischer Energie benötigt wird, die in der Regel am Einsatzort nicht zur Verfügung steht und deshalb durch ein der Anlage zugeordnetes eigenes Generatoraggregat erzeugt werden muß. Damit ergeben sich aber Probleme im Zusammenhang mit der Abgasreinigung und der Restwärmeverwertung dieses Generatoraggregates.Another problem with such a system is that a large amount of electrical energy is required to mechanically drive the numerous shredding, sorting and conveying devices, which is usually not available at the site and therefore has to be generated by a separate generator unit assigned to the system. However, this gives rise to problems in connection with the exhaust gas purification and the residual heat utilization of this generator unit.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage der genannten Art zu schaffen, die ein vorzugsweise zur Beheizung von Drehrohröffen zur Zementherstellung geeignetes Brennmaterial mit kontrolliertem Feuchtigkeitsgehalt liefern kann und eine autarke Stromerzeugung mit Verwertung der dabei anfallenden Abwärme aufweist.The object of the invention is to create a plant of the type mentioned which can supply a fuel with a controlled moisture content, preferably suitable for heating rotary kilns for cement production and has self-sufficient power generation with utilization of the waste heat generated in the process.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der im Anspruch 1 angegebenen Anlage gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung.This object is achieved according to the invention with the system specified in claim 1. The subclaims relate to advantageous further embodiments of the invention.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in Fig. la und der daran angeschlossen zu denkenden Fig. Ib eine schematische Seitenansicht der verschiedenen hintereinander geschalteten Zerkleinerungs-, Sortier- und Fördervorrichtungen der erfindungsgemäßen Anlage.An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing. This shows in Fig. 1a and the connected Fig. 1b a schematic side view of the various crushing, sorting and conveying devices of the system according to the invention, connected in series.
Gemäß Fig. la befindet sich am Anfang der Anlage ein Grobbrecher 1 mit einer langsam umwalzenden Brechwalze für dieAccording to Fig. la, at the beginning of the plant there is a coarse crusher 1 with a slowly rotating crushing roller for the
Vorzerkleinerung der im angelieferten Altholz enthaltenen groben und sperrigen Holzteile auf eine Zerkleinerungsgröße von z.B. unter 500 mm. Der Großbrecher hat einen Aufgabetrichter la, in den das angelieferte Altholz z.B. mittels eines Radladers (nicht dargestellt) eingeworfen werden kann. Die Anlage kann beispielsweise auf eine Anlieferungsmenge von 10 t/h Altholz ausgelegt sein. Eine an den Großbrecher 1 angeschlossene Schwingrinne 2 dient zur Entsorung des Großbrechers und zur gleichzeitigen Vereinzelung des RohmaterialStroms und zu dessen Aufgabe auf ein Steigförderband 3. Oberhalb des Steigförderbandes 3 befindet sich ein Bandmagnet 4 zur Abtrennung eisenhaltiger Verunreinigungen aus dem vorgebrochenen Altholz.Pre-shredding of the coarse and bulky wood parts contained in the delivered waste wood to a shredding size of e.g. less than 500 mm. The large crusher has a feed hopper la into which the delivered waste wood can be thrown, e.g. using a wheel loader (not shown). The system can be designed for a delivery quantity of 10 t/h of waste wood, for example. A vibrating chute 2 connected to the large crusher 1 is used to dispose of the large crusher and to simultaneously separate the raw material stream and feed it onto an ascending conveyor belt 3. Above the ascending conveyor belt 3 there is a belt magnet 4 for separating ferrous impurities from the pre-shredded waste wood.
Vom Steigförderer 3 gelangt das Rohmaterial auf ein Sortierband 5, das Bestandteil einer manuellen Sortierstation ist, in der metallische und mineralische Verunreinigungen im Aufgabegut sowie Fremdstoffe wie Folien, Plastikgebinde, Kartonagen und ähnliche Verunreinigungen von Hand aussortiert werden und z.B. in Abwurfschächte 5a eingeworfen werden, aus denen sie in Container 6 zum Sammeln der Verunreinigungen fallen.From the ascending conveyor 3, the raw material reaches a sorting belt 5, which is part of a manual sorting station, in which metallic and mineral impurities in the feed material as well as foreign substances such as foil, plastic containers, cardboard and similar impurities are sorted out by hand and, for example, thrown into discharge chutes 5a, from which they fall into containers 6 for collecting the impurities.
Nach Aussortierung der Verunreinigungen wird das Altholz vom Sortierband 5 in einen Schlagrotor 7 aufgegeben, der beispielsweise in vertikaler Bauweise als Schnellläufer mit schwerem Schlagwerk ausgebildet ist und das Altholz zu einem schnitzelartigen Grobspanngut zerkleinert und aufschließt. Dieses grobzerkleinerte Gut gelangt über eine Fördervorrichtung, z.B. in Form eines Trogschneckenförderers 8 mit zwei parallel laufenden Förderschnecken, auf ein Steigförderband 9, über dem ein weiterer Bandmagnet 10 angeordnet ist zur Abscheidung von kleineren eisenhaltigen Verunreinigungen wie Nägel, Klammern, kleinere Schrauben und Bolzen. Das Steigförderband 9 läuft an seinem oberen Ende um eine Magnetrolle 11 um, an der eisenhaltigesAfter the impurities have been sorted out, the waste wood is fed from the sorting belt 5 into an impact rotor 7, which is designed, for example, in a vertical design as a high-speed runner with a heavy impact mechanism and which chops up and breaks down the waste wood into a coarse chipping material. This coarsely chopped material is fed via a conveyor device, e.g. in the form of a trough screw conveyor 8 with two parallel conveyor screws, to an ascending conveyor belt 9, above which another belt magnet 10 is arranged to separate smaller ferrous impurities such as nails, staples, small screws and bolts. The ascending conveyor belt 9 runs at its upper end around a magnetic roller 11, on which ferrous
Feinstmaterial abgeschieden werden kann. Das abgeschiedene eisenhaltige Material von der Magnetrolle 11 und gegebenenfalls auch aus dem Bandmagneten 10 kann in einem Container lla für eisenhaltiges Material gesammelt werden.Fine material can be separated. The separated ferrous material from the magnet roller 11 and possibly also from the strip magnet 10 can be collected in a container lla for ferrous material.
Das grobzerkleinerte Altholzmaterial wird vom Steigförderband 9 in einen Plansichter 12 abgeworfen, in dem es in verschiedene Korngrößen fraktioniert wird, z.B. in die Korngrößenfraktionen 0-10, 10-20, 20-30, 30-40 und > 40 mm. Diese Fraktonierung ist vorteilhaft, um einen nachgeschalteten Windsichter 13 korngrößengerecht zu beschicken. In dem Windschichter 13 mit zugehörigem Gebläse 13a werden von dem Altholz Leichtstoffe (organische Stoffe, Folien, Grundstoffe) und Schwerstoffe (Mineralien und Nichteisenmetalle) abgetrennt.The coarsely shredded waste wood material is dropped from the ascending conveyor belt 9 into a plan sifter 12, in which it is fractionated into different grain sizes, e.g. into the grain size fractions 0-10, 10-20, 20-30, 30-40 and > 40 mm. This fractionation is advantageous in order to feed a downstream wind sifter 13 with the appropriate grain size. In the wind sifter 13 with the associated blower 13a, light materials (organic materials, foils, basic materials) and heavy materials (minerals and non-ferrous metals) are separated from the waste wood.
Das mittels des Windsichters 13 gereinigte Altholzmaterial gelangt über einen Steilförderer 14 (der auch den Übergang von Fig. la zu Fig. Ib darstellt) in einen weiteren Schlagrotor 14, der vorzugsweise in vertikaler Bauweise als Schnelläufer mit schwerem Schlagwerk ausgebildet ist und zum Aufschluß des auf die Korngröße 0-40 mm vorgebrochenen Altholzmaterials auf die endgültige Korngröße 0-10 mm dient. Das zerkleinerte Material gelangt über einen weiteren Steilförderer 16, der vorzugsweise als Trogkettenförderer ausgebildet ist, in eine Siebmaschine 17, die als Doppeldeckersiebmaschine ausgebildet ist und die Überkornfraktion mit Korngröße > 10 mm und eine Feinfraktion mit Korngröße < 3 mm abtrennt. Die Überkornfraktion > 10 mm wird über einen Rückgutförderer 18 zum Schlagrotor 15 für einen zweiten Durchgang zurückgefördert. Ein weiterer Förderer 19 kann zum Wegfördern der Feinfraktion < 3 mm vorgesehen sein.The waste wood material cleaned by means of the wind sifter 13 passes via a steep conveyor 14 (which also represents the transition from Fig. la to Fig. 1b) into another impact rotor 14, which is preferably designed in a vertical design as a high-speed rotor with a heavy impact mechanism and serves to break down the waste wood material, which has been pre-crushed to a grain size of 0-40 mm, to the final grain size of 0-10 mm. The shredded material passes via another steep conveyor 16, which is preferably designed as a trough chain conveyor, into a screening machine 17, which is designed as a double-deck screening machine and separates the oversize fraction with a grain size > 10 mm and a fine fraction with a grain size < 3 mm. The oversize fraction > 10 mm is conveyed back to the impact rotor 15 for a second pass via a return conveyor 18. A further conveyor 19 can be provided to transport away the fine fraction < 3 mm.
Die Gutfraktion mit Korngröße 3 bis 10 mm aus der Siebmaschine 17 gelangt in einen Trockner 20, der vorzugsweiseThe material fraction with grain size 3 to 10 mm from the screening machine 17 enters a dryer 20, which preferably
als Wirbelschichttrockner in bekannter Bauweise ausgebildet ist. Die Beheizung des Trockners 20 erfolgt mit heißen Verbrennungsabgasen, wie noch erläutert wird. In dem Trockner 20 wird das zerkleinerte und gereinigte Altholzmaterial auf einen gewünschten und insbesondere konstanten Endwassergehalt getrocknet, so daß es ein zur Verbrennung, insbesondere in einem Zementwerk geeignetes Brennmaterial von gleichbleibender Qualität darstellt.is designed as a fluidized bed dryer in a known construction. The dryer 20 is heated with hot combustion exhaust gases, as will be explained later. In the dryer 20, the shredded and cleaned waste wood material is dried to a desired and in particular constant final water content, so that it represents a fuel of consistent quality suitable for combustion, in particular in a cement plant.
Dieses getrocknete Brennmaterial aus dem Trockner 20 wird mittels einer Stopfförderschnecke 22, eines Becherwerks 21, einer Förderschnecke 24 und eines zum Beispiel als Doppeltrogkettenförderers 25 ausgebildeten Verteilförderers in ein Silo 26 aufgegeben und kann zum Beispiel druch steuerbare Bodenklappen im Boden des Doppeltrogkettenförderes 25 auf verschiedene Silopositionen bzw. Silokammern verteilt werden. Aus dem Silo 26 kann das Brennmaterial mittels eines pneumatischen Austragbodens 27 und einer Förderschnecke 28 entnommen und zum Gebrauchsort gefördert werden.This dried fuel from the dryer 20 is fed into a silo 26 by means of a stuffing screw conveyor 22, a bucket elevator 21, a conveyor screw 24 and a distribution conveyor designed, for example, as a double trough chain conveyor 25 and can be distributed, for example, to different silo positions or silo chambers by controllable bottom flaps in the bottom of the double trough chain conveyor 25. The fuel can be removed from the silo 26 by means of a pneumatic discharge floor 27 and a conveyor screw 28 and conveyed to the place of use.
Die verschiedenen beschriebenen Zerkleinerungs-, Sortier- und Fördereinrichtungen sind mit Elektromotoren zu ihrem Antrieb versehen. Für die Versorgung dieser zahlreichen Elektromotoren ist eine erhebliche elektrische Leistung erforderlich, die je nach Verarbeitungskapazität der Anlage mehrere hundert kW betragen kann. Zum Beispiel ist die als Ausführungsbeispiel beschriebene Anlage mit einer Verarbeitungskapazität von 10 t/h auf eine elektrische Vollast von ca. 0,7 MW und eine Dauerlast von ca. 0,5 MW ausgelegt. Zur Bereitstellung dieser elektrischen Energie ist die Anlage mit einem eigenen Blockheizkraftwerk 21 versehen, bei dem in typischer Weise ca. 40% der erzeugten Energie (also z.B. 0,5 MW) als elektrischer Strom und ca. 60% (also ca. 0,75 MW) als Abwärme anfallen. Der vom Blockheizwerk 21 erzeugte Elektrostrom wird über (nicht dargestellte) Leitungen den Antriebsmotoren aller Zerkleinerungs-, Sortier- undThe various crushing, sorting and conveying devices described are equipped with electric motors to drive them. A considerable amount of electrical power is required to supply these numerous electric motors, which can amount to several hundred kW depending on the processing capacity of the system. For example, the system described as an example with a processing capacity of 10 t/h is designed for a full electrical load of approx. 0.7 MW and a continuous load of approx. 0.5 MW. To provide this electrical energy, the system is equipped with its own combined heat and power plant 21, in which typically approx. 40% of the energy generated (e.g. 0.5 MW) is used as electrical power and approx. 60% (i.e. approx. 0.75 MW) as waste heat. The electrical power generated by the combined heat and power plant 21 is fed via cables (not shown) to the drive motors of all crushing, sorting and conveying devices.
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Fördereinrichtungen der Anlage zugeführt. Die Abwärme des Blockheizkraftwerkes 21 wird erfindungsgemäß zur Beheizung des Trockners 20 genutzt, in dem die Abgase des Blockheizkraftwerkes 21 über (nicht dargestellte) Leitungen direkt in den Trockner 20 eingeblasen werden und dort ein von dem zerkleinerten Altholzmaterial gebildetes Bett, insbesondere ein Wirbelschichtbett durchströmen. Diese Bett dient in vorteilhafter Weise als Filter, so daß in den Abgasen des Blockheizkraftwerks 21 enthaltene Staubanteile zurückgehalten werden. Nach Wärmeabgabe im Trockner 20 gelangen die Abgase zurück in die übliche Abgasreinigungsstufe des Blockheizkraftwerkes 21.The waste heat from the combined heat and power plant 21 is used according to the invention to heat the dryer 20, in which the exhaust gases from the combined heat and power plant 21 are blown directly into the dryer 20 via lines (not shown) and flow through a bed formed by the shredded waste wood material, in particular a fluidized bed. This bed advantageously serves as a filter, so that dust particles contained in the exhaust gases from the combined heat and power plant 21 are retained. After heat has been released in the dryer 20, the exhaust gases return to the usual exhaust gas purification stage of the combined heat and power plant 21.
Weitere in der Zeichnung nicht dargestellte Ausgestaltungen der Anlage sind möglich. Beispielsweise kann in vorteilhafter Weise eine Entstaubungsanlage vorgesehen sein, die den an einigen oder sämtlichen Staubentstehungsstellen, wie Förderbandübergaben, Brecher, Siebmaschinen und Förderer abgesaugten Staub aufhängt und mittels eines Filters zurückhält. Hierfür sind die relevanten Staubentstehungsstellen mit entsprechenden Absaugeinrichtungen und gegebenenfalls Einhausungen versehen. Der Filter der Entstaubungsanlage kann als Schlauchfilter ausgelegt sein und die abgesaugte Luft auf einen Reingasstaubgehalt von maximal 5 0 mg/Nm3 reinigen. Auch die Antriebsenergie für die Entstaubungsanlage wird vom Blockheizkraftwerk 21 geliefert.Other configurations of the system not shown in the drawing are possible. For example, a dust extraction system can advantageously be provided which suspends the dust extracted at some or all of the dust generation points, such as conveyor belt transfers, crushers, screening machines and conveyors, and retains it using a filter. For this purpose, the relevant dust generation points are provided with appropriate extraction devices and, if necessary, enclosures. The filter of the dust extraction system can be designed as a bag filter and clean the extracted air to a clean gas dust content of a maximum of 50 mg/Nm 3. The drive energy for the dust extraction system is also supplied by the cogeneration plant 21.
Falls die im Blockheizkraftwerk 21 verwendeten Brennkraftaggregate eine Wasserkühlung aufweisen, kann das Kühlwasser zusätzlich zur Beheizung des Trockners 2 0 verwendet werden.If the combustion units used in the combined heat and power plant 21 have water cooling, the cooling water can also be used to heat the dryer 2 0.
Die erfindungsgemäße Anlage hat den Vorteil, daß sie als autarke Anlage ohne Energiezuführung von außen arbeitet, wobei die bei der Stromerzeugung durch das Blockheizkraftwerk entstehende Abwärme zur Verbesserung der Eigenschaften des Brennmaterials verwendet wird. Durch die ReduzierungThe system according to the invention has the advantage that it operates as a self-sufficient system without external energy supply, whereby the waste heat generated during electricity generation by the combined heat and power plant is used to improve the properties of the fuel. By reducing
des Wassergehaltes in den feinen Hackspänen, die als Brennmaterial zum Beispiel in einen Drehtrommelofen eingeblasen werden sollen, ergibt sich eine größere Energieausbeute pro Tonne Brennmaterial. Typischerweise hat das angelieferte und mechanisch zerkleinerte Altholzmaterial einen Wassergehalt im Bereich von 30%. Durch das Trocknen im Trockner 20 kann der Endwassergehalt auf einen wähl- und regelbaren Wert, z.b. 20%, 16% oder 10% reduziert werden, wodurch der Energieinhalt des getrockneten Holzbrennstoffs auf 3,9 bzw. 4,2 bzw. 4,5 kWh/kg erhöht werden kann.of the water content in the fine wood chips, which are to be blown into a rotary drum furnace as fuel, for example, results in a greater energy yield per ton of fuel. Typically, the delivered and mechanically shredded waste wood material has a water content of around 30%. By drying in the dryer 20, the final water content can be reduced to a selectable and adjustable value, e.g. 20%, 16% or 10%, whereby the energy content of the dried wood fuel can be increased to 3.9 or 4.2 or 4.5 kWh/kg.
Wichtiger als der Absolutwert des Endwassergehaltes ist seine Konstanz. Insbesondere bei der Befeuerung von Drehtrommelöfen für die Zementherstellung würde ein schwankender Feuchtigkeitsgehalt des Brennstoffes zu schwankenden Brenntemperaturen und damit zu Schwankungen der Qualität und Farbe des gebrannten Zementes führen. Durch Messung des Feuchtegehaltes des Trockengutes am Ausgang des Trockners 20 und entsprechende Regelung der Verweilzeit des Gutes im Trockner 20 und/oder der dem Trockner 20 zugeführten Abgasmenge vom Blockheizkraftwerk 21 kann mit bekannten Techniken für einen in sehr engen Grenzen konstanten Endwassergehalt des Trockengutes gesorgt werden.More important than the absolute value of the final water content is its constancy. In particular, when firing rotary drum kilns for cement production, a fluctuating moisture content of the fuel would lead to fluctuating firing temperatures and thus to fluctuations in the quality and color of the fired cement. By measuring the moisture content of the dry material at the outlet of the dryer 20 and correspondingly regulating the residence time of the material in the dryer 20 and/or the amount of exhaust gas fed to the dryer 20 from the combined heat and power plant 21, known techniques can be used to ensure that the final water content of the dry material is constant within very narrow limits.
Das Blockheizkraftwerk 20 wird in bekannter Weise wärmegeführt betrieben. Da erfindungsgemäß seine Abwärme in der Anlage selbst genutzt und nicht an die Umgebung abgegeben wird, kann es mit Heizöl betrieben werden, was einen erheblichen Kostenvorteil gegenüber Dieselaggregaten darstellt.The combined heat and power plant 20 is operated in a heat-controlled manner in a known manner. Since, according to the invention, its waste heat is used in the plant itself and not released into the environment, it can be operated with heating oil, which represents a considerable cost advantage over diesel generators.
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