DK165263B - Fremgangsmaade ved og anlaeg til hoejvaerdig udnyttelse af biobraendsler - Google Patents

Description

DK 165263B

i

Opfindelsen angår en fremgangsmåde af den i krav l's indledning angivne art.

Det er almindeligt kendt at producere damp til process-5 og kraftvarmeforbrug ved hjælp af faste biobrændsler.

Ved forbrænding af sådanne især kiselholdige brændsler sætter problemer med bl.a. slagge/askesintring i dampkedlen en øvre grænse for opnåeligt tryk, eksempelvis 40 bar, og temperatur, eksempelvis 380°C, for den producerede 10 damp, og dermed en thermodynamisk grænse for, hvor meget mekanisk arbejde, der kan produceres ved de opnåede tryk og temperaturer. Disse ulemper kan imødegås ved at overhede dampen særskilt ved hjælp af et højværdigt supplements-brændsel, f.eks. naturgas.

15

Det er kendt, at en inert opvarmning af et biobrændsel (pyrolyse) vil medføre frigivelse af brændbare gasser, og at restproduktet vil have et stort kulstofindhold.

20 Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, der er ejendommelig ved det i krav l's kendetegnende del angivne, opnås en højere temperatur såvel i kogedelen som i overhederen og dermed en højere thermodynamisk virkningsgrad i lighed med f.eks. naturgasoyerhedning, men under anvendelse 25 af biobrændslets gasindhold, altså uden brug af supplementsbrændsel.

Opvarmningen af pyrolyseenheden kan hensigtsmæssigt finde sted som angivet i krav 2, og ved start af processen 30 kan da anvendes den i krav 3 angivne foranstaltning.

Pyrolyseenheden kan også opvarmes af damp som angivet i krav 4.

35 Når der anvendes en fastbrændselskedel med to eller flere riste, som det sædvanligvis er tilfældet, kan det faste brændsel fra pyrolyseenheden hensigtsmæssigt tilføres

DK 165263 B

2 som angivet i krav 5, eventuelt i kombination med riste-gennemfald fra overliggende riste i fastbrændselskedlen.

Opfindelsen angår også et anlæg til udøvelse af fremgangs-5 måden og af den i krav 6’s indledning angivne art, og det ejendommelige ved anlægget ifølge opfindelsen er angivet i krav 6's kendetegnende del.

En foretrukken udførelse af pyrolyseenheden er angivet 10 i krav 7.

Opfindelsen skal forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor 15 fig. 1 i diagramform viser en udførelsesform for anlægget ifølge opfindelsen, fig. 2 skematisk og i perspektivisk afbildning en udførelse af den i anlægget indgående pyrolyseenhed, og 20 fig. 3 og 4 henholdsvis et vandret og et lodret snit gennem pyrolyseenhedens kanal.

I fig. 1 er 1 en fastbrændselskedel, der f.eks. fyres 25 med 4 tons biobrændsel pr. time og producerer damp ved 65 bar, 281°C. 2 er en separat overheder, som fyres med halmgas fra pyrolyseenhed 3. Fastbrændselskedlen 1 fyres endvidere med halmkul, som udgør pyrolyseresten. Damp fra overhederen 2 driver en dampturbine 4 med en elgene-30 rator 5. Efter dampturbinen 4 ledes dampen til en varmeveksler 6, hvori dampen kondenseres under afgivelse af varme, der f.eks. kan anvendes til fjernvarmeforsyning. Kondensatet fra dampen føres ved hjælp af en .pumpe 7 til en fødevandsforvarmer (ekonomiser) 8. En røggaskedel 35 9 udnytter restvarmen fra overhederen 2 og pyrolyseenheden 3, før røggassen føres til en skorsten, der ikke er vist på tegningen.

3

DK 165263 B

Indtil pyrolyseenheden 3 begynder at udvikle gas efter start af anlægget, kan overhederen 2 få tilført et andet brændsel, f.eks. naturgas, gennem en tilførselskanal 22.

3 Den i fig. 2-4 viste pyrolyseenhed 3 har en materialeløsner 10, som får tilført halmballer 21, og en stempelindføder 11, begge af almindelig kendt art. Stempelindføderen komprimerer halmen således, at den danner en gastæt prop ved indgangen til en pyrolysekanal 12, hvori halmen under 10 stadig fremskubning udsættes for opvarmning i en inert atmosfære, så at fugt uddrives, og der dannes pyrolysegas. Opvarmningen sker fra en varmekanal 17, der omslutter pyrolysekanalen 12, og hvorigennem et varmemedium, f.eks. røggasser, cirkuleres via en rørkanal 20. Pyrolysekanalens 15 sidevægge er udstyret med ribber 16 til fremme af varmeover-førslen. Varmekanalen er omsluttet af varmeisolerende vægge 18.

Varmeovergangen indvendigt i pyrolysekanalen 12 sker hoved-20 sagelig ved intern konvektion og turbulens dannet ved de uddrevne gassers bevægelse gennem biobrændslet hen imod en selvstændig qasafgang 13 bestående af perforeringer 1 pyrolysekanalen 12's topvæg. Gasafgangen 13 er udformet således, at biobrændslets evne til selv filtrering af pyroly- 25 segassen udnyttes. Pyrolysegassen ledes til overhederen 2 eller en anden forbrændingsenhed. Restproduktet fra pyrolysekanalen 12 er hovedsagelig aske med højt kulstofindhold, der ledes igennem en afkølingssektion 14 af pyrolysekanalen og derefter via et modhold og en sluse 15 30 til forbrændingskedlen 1.

Ued opbygning af pyrolysekanalen af moduler kan længden af enheden tilpasses efter forskellige biobrændslers egenskaber.

Enkelthederne ved det viste og beskrevne anlæg kan ændres på mange måder. F.eks. kan pyrolysekanalen med omsluttende 35

DK 165263B

4 varmekanal udgøres af koaksiale rør, og de benyttede biobrændsler kan udover halm være mange f.eks. risskaller og træflis.

Claims (8)

1. Fremgangsmåde ved højværdig udnyttelse af biobrændsler, f.eks. halm eller en kombination af forskellige biobrænds- 5 ler, og af den art, hvor der fremstilles overhedet vanddamp, kendetegnet ved, at et eller flere af biobrændslerne tilføres en pyrolyseenhed (3), hvori der frembringes brændbar gas, som tilføres en overheder (2), og at pyrolyseresten indfyres i en fastbrændselskedel (1), 10 hvorfra den frembragte damp tilføres overhederen (2).

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at pyrolyseenheden (3) opvarmes af røggasser fra fastbrændselsenheden Cl) og/eller overhederen (2). 15

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at overhederen (2) ved igangsætning af processen får tilført naturgas eller andet højværdigt brændsel, indtil der udvikles gas af pyrolyseenheden (3). 20

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at pyrolyseenheden (3) opvarmes af damp.

5. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, 25 ved hvilken der anvendes en fastbrændselskedel (1) med en eller flere riste, kendetegnet ved, at kulstof fra pyrolyseenheden (3) indfyres separat over fastbrændselskedlens (1) nederste riste.

5 DK 165263 B

6. Anlæg til udøvelse af fremgangsmåden ifølge ethvert af de foregående krav og indeholder en fastbrændselskedel (1) og en overheder (2), kendetegnet ved, at anlægget yderligere har en pyrolyseenhed (3), hvorfra den frembragte gas tilføres overhederen (2) og det afgassede 35 biobrændsel tilføres fastbrændselskedlen (1). 6 DK 165263 B

7. Anlæg ifølge krav 6, kendetegnet ved, at pyrolyseenheden (3) udgøres af en kanal (12) samt organer (11) til fremføring af biobrændslet gennem kanalen (12), samt at denne er omsluttet af en varmekanal (17) til 5 cirkulation af et varmemedium, hvilken varmekanal (17) udadtil er begrænset af varmeisolerende vægge.

8. Anlæg ifølge krav 6 eller 7, kendetegnet ved, at pyrolysekanalen (12) er opbygget af moduler.