EA022689B1 - Устройство и способ сушки и торрификации потока по меньшей мере одного углеродсодержащего материала в многоярусной печи - Google Patents

Устройство и способ сушки и торрификации потока по меньшей мере одного углеродсодержащего материала в многоярусной печи Download PDF

Info

Publication number
EA022689B1
EA022689B1 EA201291322A EA201291322A EA022689B1 EA 022689 B1 EA022689 B1 EA 022689B1 EA 201291322 A EA201291322 A EA 201291322A EA 201291322 A EA201291322 A EA 201291322A EA 022689 B1 EA022689 B1 EA 022689B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
zone
torrification
drying
stream
gas
Prior art date
Application number
EA201291322A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201291322A1 (ru
Inventor
Карл Лампе
Юрген Денкер
Кристоф Бейер
Рихард Эрпельдинг
Original Assignee
Тиссенкрупп Полизиус Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тиссенкрупп Полизиус Аг filed Critical Тиссенкрупп Полизиус Аг
Publication of EA201291322A1 publication Critical patent/EA201291322A1/ru
Publication of EA022689B1 publication Critical patent/EA022689B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B7/00—Coke ovens with mechanical conveying means for the raw material inside the oven
    • C10B7/02—Coke ovens with mechanical conveying means for the raw material inside the oven with rotary scraping devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/08—Treating solid fuels to improve their combustion by heat treatments, e.g. calcining
    • C10L9/083—Torrefaction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/001—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement the material moving down superimposed floors
    • F26B17/003—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement the material moving down superimposed floors with fixed floors provided with scrapers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/02—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure
    • F26B21/04—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure partly outside the drying enclosure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/14—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects using gases or vapours other than air or steam, e.g. inert gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B23/00—Heating arrangements
    • F26B23/02—Heating arrangements using combustion heating
    • F26B23/022—Heating arrangements using combustion heating incinerating volatiles in the dryer exhaust gases, the produced hot gases being wholly, partly or not recycled into the drying enclosure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B2200/00—Drying processes and machines for solid materials characterised by the specific requirements of the drying good
    • F26B2200/02—Biomass, e.g. waste vegetative matter, straw
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

Соответствующее изобретению устройство для сушки и торрификации потока по меньшей мере одного углеродсодержащего материала в многоярусной печи, по существу, состоит из зоны сушки, которая имеет устройство подвода для подачи потока углеродсодержащего материала, выпускной канал для выведения содержащего водяной пар сушильного газового потока и впускной канал для возвращения по меньшей мере части сушильного газового потока, зоны торрификации для сухой перегонки высушенного в зоне сушки потока материала, которая имеет выпускной канал для выведения подвергнутого торрификации потока материала, по меньшей мере один впускной канал для отходящего газа и выпускной канал для потока газообразных продуктов торрификации, теплообменника для нагревания сушильного газового потока, причем выпускной канал зоны сушки сообщается через теплообменник с впускным каналом зоны сушки, устройства сжигания, причем выпускной канал зоны торрификации через устройство сжигания и теплообменник сообщается с впускным каналом зоны торрификации, причем выведенный через выпускной канал зоны торрификации поток газообразных продуктов торрификации сгорает в устройстве сжигания и образовавшийся при этом отходящий газ используется в теплообменнике для нагревания сушильного газового потока и вводится в зону торрификации, причем зона сушки и зона торрификации имеют два отдельных друг от друга контура циркуляции газа.

Description

Изобретение относится к устройству и способу сушки и торрификации по меньшей мере одного углеродсодержащего потока материала в многоярусной печи.
Термином торрификация обозначают термическую обработку биомассы без доступа воздуха при относительно низких температурах от 250 до 300°С путем пиролитического разложения.
Из патентного документа И8 4347156 известен способ реактивации активированного угля в многоярусной печи, которой предшествует зона сушки. При этом газовый поток отводится из многоярусной печи и направляется в дожигатель для сжигания. Образующийся при этом отходящий газ подается в сушилку, которая может работать в качестве теплообменника как прямого, так и косвенного нагрева.
Дополнительное устройство для торрификации представлено в патентном документе \УО 2005/056723 А1. И там также выведенные из стадии торрификации газы возвращаются в сушилку или вовлекаются в рециркуляцию в зону торрификации в качестве горячего газа.
Кроме того, из патентного документа ЕР 2017325 А2 известно устройство для разложения биомассы и для получения горючего газа, причем биомасса высушивается в зоне сушки и подвергается сухой дегазации в зоне торрификации. Наконец, обработанный таким образом материал сначала измельчается, и затем направляется в стадию пиролиза. Часть содержащего водяной пар сушильного газового потока из сушилки отводится и нагревается в теплообменнике и затем, по меньшей мере частично, опять подается в сушилку.
Патентный документ И8 2010/0083530 А1 описывает способ и установку для торрификации целлюлозного материала в инертной атмосфере. Обрабатываемый материал подается в состоящую из многочисленных ярусов технологическую камеру и после обработки выгружается в качестве подвергнутого торрификации материала. Содержащий пар отходящий газ выводится из технологической камеры и частично подается через конденсатор в горелку, горячий отходящий газ которой используется для нагревания остальной части содержащего пар отходящего газа, прежде чем нагретая остальная часть содержащего пар отходящего газа будет опять возвращена в технологическую камеру.
В основу изобретения положена задача разработать более эффективные устройство и способ для сушки и торрификации по меньшей мере одного углеродсодержащего потока материала.
Соответственно изобретению эта задача решена согласно признакам пп. 1 и 7 патентной формулы.
Соответствующее изобретению устройство для сушки и торрификации по меньшей мере одного углеродсодержащего потока материала в многоярусной печи состоит, по существу, из зоны сушки, которая имеет устройство подвода для подачи углеродсодержащего потока материала, выпускной канал для выведения содержащего водяной пар сушильного газового потока и впускной канал для возвращения по меньшей мере части сушильного газового потока;
зоны торрификации для сухой перегонки высушенного в зоне сушки потока материала, которая имеет выпускной канал для выведения подвергнутого торрификации потока материала, по меньшей мере один впускной канал для отходящего газа и выпускной канал для потока газообразных продуктов торрификации;
теплообменника для нагревания сушильного газового потока, причем выпускной канал зоны сушки сообщается через теплообменник с впускным каналом зоны сушки;
устройство сжигания, причем выпускной канал зоны торрификации через устройство сжигания и теплообменник сообщается с впускным каналом зоны торрификации, причем выведенный через выпускной канал зоны торрификации поток газообразных продуктов торрификации сгорает в устройстве сжигания и образовавшийся при этом отходящий газ используется в теплообменнике для нагревания сушильного газового потока и вводится в зону торрификации, причем выведенный из зоны торрификации поток газообразных продуктов торрификации сгорает в устройстве сжигания и нагревается, и образовавшийся при этом отходящий газ охлаждается в теплообменнике до температуры торрификации и вводится в зону торрификации, причем зона сушки и зона торрификации имеют два отдельных друг от друга контура циркуляции газа.
В соответствующем изобретению способе сушки и торрификации по меньшей мере одного углеродсодержащего потока материала в многоярусной печи биомасса высушивается в зоне сушки посредством сушильного газового потока и затем подвергается торрификации в зоне торрификации. При этом часть содержащего водяной пар сушильного газового потока выводится из зоны сушки и нагревается в теплообменнике и затем, по меньшей мере частично, опять возвращается в зону сушки. Кроме того, часть образовавшегося в зоне торрификации потока газообразных продуктов торрификации выводится из зоны торрификации и направляется в устройство сжигания для сжигания, причем образовавшийся при этом отходящий газ используется для нагревания сушильного газового потока в теплообменнике и вводится в зону торрификации. При этом выведенный из зоны торрификации и сожженный в устройстве сжигания поток газообразных продуктов торрификации нагревается и образовавшийся при этом отходящий газ охлаждается в теплообменнике до требуемой для торрификации температуры и вводится в зону торрификации. Кроме того, зона сушки и зона торрификации действуют с двумя отдельными друг от друга контурами циркуляции газа.
В отличие от известных до сих пор из практики способов в зону торрификации вводятся не газооб- 1 022689 разные продукты торрификации, а отходящий газ, образовавшийся при сжигании газообразных продуктов торрификации в устройстве сжигания. Отходящий газ тем самым имеет совершенно другой состав, который не содержит летучих или конденсируемых компонентов, и тем самым благоприятствует массопереносу при торрификации. Благодаря сжиганию возникающих при торрификации летучих веществ отходящий газ перед его введением в зону торрификации обогащается СО2 и Н2О-паром. СО2 и Н2О-пар являются активными в отношении излучательной способности газообразными компонентами, содействуют теплопередаче в зоне торрификации и повышают эффективность торрификации.
Благодаря разделению обоих контуров циркуляции газа может быть использован выигрыш в энергии, который обусловливается дожиганием потока газообразных продуктов торрификации и применением выделившегося при этом тепла для нагревания сушильного газового потока. Кроме того, сушка является особенно эффективной, когда сушильный газовый поток не смешивается с отходящими газами зоны торрификации и от дожигания. Дополнительное повышение эффективности может быть достигнуто более всего тогда, когда содержащий водяной пар сушильный газовый поток перегревается в теплообменнике.
Кроме того, для обоих вводимых в зону сушки и соответственно зону торрификации газовых потоков требуется только один теплообменник, и оба протекающих через теплообменник газовых потока затем используются в многоярусной печи. Благодаря этому достигаются особенно производительные сушка и торрификация потока углеродсодержащего материала.
Дополнительные варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения зона сушки и/или зона торрификации соответственно состоит из многочисленных, размещенных друг над другом подов. В качестве транспортного средства применяются, например, так называемые гребки. Кроме того, между зоной сушки и зоной торрификации может быть предусмотрено механическое передаточное устройство для перемещения высушенного потока углеродсодержащего материала, которое предпочтительно выполнено газонепроницаемым, чтобы предотвратить смешение обоих циркулирующих газов.
Кроме того, оказалось особенно эффективным, когда зона сушки работает в прямоточном режиме и зона торрификации в противоточном режиме (поток материала/газовый поток).
Температура потока углеродсодержащего материала при переходе в зону торрификации наиболее целесообразно составляет менее 150°С.
В основополагающих для изобретения экспериментах оказалось преимущественным, когда возвращаемое в контур сушки количество водяного пара настолько велико, что устанавливается инертная атмосфера с содержанием кислорода <10%, предпочтительно <8%. Кроме того, возвращаемое в контур торрификации количество отходящего газа должно быть настолько большим, чтобы могла быть создана инертная атмосфера с содержанием кислорода менее 10%, предпочтительно менее 8%.
Кроме того, является предпочтительным, когда температура в возвращаемом в зону торрификации отходящем газе составляет более 300°С и температура возвращаемого сушильного газового потока установлена в диапазоне от 150 до 300°С, предпочтительно в диапазоне от 200 до 300°С.
Регулирование времени пребывания материала в обеих зонах может быть выполнено тем, что в зоне сушки и/или в зоне торрификации измеряется температура, и/или величина расход газа, и/или количество газа, и/или давление.
Время пребывания в зоне сушки и в зоне торрификации может быть отрегулировано путем изменения числа подов, сокращения площадей поверхности подов, изменения конструкции и числа транспортных устройств (например, гребков и зубьев гребков) или вариации скорости вращения транспортных устройств (например, гребков).
Дополнительные преимущества и варианты осуществления изобретения подробнее разъясняются далее посредством описания и чертежа.
Чертеж показывает принципиальную схему соответствующего изобретению устройства для сушки и торрификации по меньшей мере одного углеродсодержащего потока материала в многоярусной печи.
Устройство для сушки и торрификации по меньшей мере одного углеродсодержащего потока материала, по существу, состоит из многоярусной печи 1 с зоной 2 сушки и зоной 3 торрификации, теплообменника 4 и устройства 5 сжигания, которое, в частности, может быть сформировано горелкой или двигателем внутреннего сгорания.
В зонах 2, 3 сушки и торрификации в каждом случае предусмотрены многочисленные ярусы 6, 7 (поды) и соответственно 8, 9. Обрабатываемый материал, а именно поток 10 углеродсодержащего материала, вводится через устройство 11 подвода сверху в зону 2 сушки. Перемещение материала на подах выполняется с помощью обычных транспортных устройств, например, таких как вращающиеся гребки, которые перемещают материал к расположенным внутри или снаружи отверстиям, где материал падает на следующий нижележащий ярус. Сушка потока 10 материала в зоне 2 сушки производится посредством сушильного газового потока 13, который в чертеже представлен точечными стрелками. Теплообменник имеет первый входной канал 4а и соединенный с ним первый выходной канал 4Ь, а также второй входной канал 4с и соединенный с ним второй выходной канал 4ά, причем первый входной канал 4а со- 2 022689 единен с выпускным каналом 14 зоны (2) сушки и первый выходной канал 4Ь связан с первым впускным каналом 15 зоны 2 сушки таким образом, что содержащий водяной пар сушильный газовый поток 13 выводится через выпускной канал 14, нагревается в теплообменнике 4 и через впускной канал 15 опять может быть введен в зону 2 сушки.
Содержащийся в сушильном газовом потоке водяной пар наиболее целесообразно перегревается в теплообменнике 4, благодаря чему может быть достигнута особенно эффективная сушка в зоне 2 сушки. В зависимости от потока материала, в отношении которого речь может идти, например о древесине, древесных отходах, сельскохозяйственных продуктах, таких как солома, рисовая лузга, ореховая скорлупа, злаки для производства энергии или отходы пищевой промышленности (из производства пива, вина, сахара), может быть целесообразным размещение фильтра 16 между выпускным каналом 14 и теплообменником 4, чтобы осаждать присутствующую в сушильном газовом потоке пыль, благодаря чему может быть улучшена производительность теплообменника 4.
Образующийся в зоне 3 торрификации поток 17 газообразных продуктов торрификации (представленный пунктирными стрелками) выводится через выпускной канал 18 и подается в устройство 5 сжигания для сжигания, причем между ними может быть промежуточно встроен конденсатор 27. Выведенный из зоны 3 торрификации поток 17 газообразных продуктов торрификации затем перед введением в устройство 5 сжигания пропускается через конденсатор 28, в котором, по меньшей мере частично, осаждаются конденсируемые компоненты и неконденсируемые компоненты вводятся в устройство сжигания для сжигания.
Разумеется, в устройство 5 сжигания может подаваться дополнительное топливо и/или воздух для горения. Если устройство сжигания выполнено в форме двигателя внутреннего сгорания, энергия потока 17 газообразных продуктов торрификации может быть в результате сжигания частично преобразована в механическую энергию. Образовавшийся в устройстве 5 сжигания отходящий газ, который далее обозначен пунктирными стрелками, направляется на второй входной канал 4с теплообменника 4 для косвенного нагревания сушильного газового потока 13, выводится через второй выходной канал 4й и через впускной канал 19 и/или 20 подается в зону 3 торрификации. Поддержание действия обоих контуров циркуляции газа обеспечивается вентиляторами 21 и соответственно 22. Необязательно, отходящий газ перед поступлением в зону 3 торрификации может быть обогащен горячим паром 29, чтобы интенсифицировать торрификацию и улучшить тепло- и массообмен.
Для выведения установки из рабочего режима и в аварийной ситуации может быть предусмотрен факел, чтобы сжигать поток 17 газообразных продуктов торрификации. В остальном же избыточные количества сушильного газового потока 13 и соответственно потока 17 газообразных продуктов торрификации выводятся по трубопроводам 23 и 24 через фильтр 25 и дымовую трубу 26.
Поток 10' материала, подвергнутый торрификации в зоне 3 торрификации, выводится через выпускной канал 27, чтобы затем при необходимости быть подвергнутым измельчению, брикетированию или дальнейшей переработке обычным образом.
Между зоной 2 сушки и зоной 3 торрификации предусмотрено передаточное устройство 12 для перемещения высушенного углеродсодержащего потока материала из зоны 2 сушки в зону 3 торрификации. Это передаточное устройство выполнено газонепроницаемым, чтобы предотвратить смешивание сушильного газового потока 13 с потоком 17 газообразных продуктов торрификации.
Температура возвращаемого в зону 3 торрификации потока 17 газообразных продуктов торрификации предпочтительно составляет более 300°С, тогда как температура возвращаемого сушильного газового потока 13 устанавливается в диапазоне от 150 до 300°С, предпочтительно в диапазоне от 200 до 300°С.
Для того чтобы торрификация происходила лишь в зоне торрификации, температура углеродсодержащего потока 10 материала при переходе в зону 3 торрификации должна быть менее 150°С.
С помощью подходящих датчиков в зоне 2 сушки и/или зоне 3 торрификации могут быть по выбору измерены температура, и/или величина расхода газа, и/или количество газа, и/или давление и использованы для регулирования времени пребывания потока 10 углеродсодержащего материала в обеих зонах. Время пребывания в зонах 2, 3 сушки и торрификации может быть установлено или соответственно отрегулировано, например, изменением числа подов, сокращением эффективных площадей поверхности подов или вариацией скорости вращения транспортных устройств.
Многоподовая печь имеет транспортные устройства для перемещения потока 10 материала, которые приводятся в движение приводным валом, причем приводной вал наиболее целесообразно разделен между зоной 2 сушки и зоной 3 торрификации и в каждом случае оснащен собственным приводом, чтобы времена пребывания потока 10 углеродсодержащего материала в обеих зонах могли изменяться независимо друг от друга регулированием конкретных скоростей вращения.
Благодаря разделению обоих контуров циркуляции газа может происходить очень эффективная сушка потока материала в зоне сушки под действием перегретого пара. Возвращение потока 17 газообразных продуктов торрификации из теплообменника 4 обратно в зону 3 торрификации также оказывается чрезвычайно эффективным в энергетическом отношении. Благодаря этому в совокупности получается очень производительный способ сушки и торрификации потока по меньшей мере одного углеродсодержащего материала в многоярусной печи.

Claims (20)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Устройство для сушки и торрификации потока (10) по меньшей мере одного углеродсодержащего материала в многоярусной печи (1), имеющее зону (2) сушки, которая имеет устройство (11) подвода для подачи потока (10) углеродсодержащего материала, выпускной канал (14) для выведения содержащего водяной пар сушильного газового потока (13) и впускной канал (15) для возвращения по меньшей мере части сушильного газового потока;
    зону (3) торрификации для сухой перегонки высушенного в зоне (2) сушки потока материала, которая имеет выпускной канал (27) для выведения подвергнутого торрификации потока (10') материала, по меньшей мере один впускной канал (19, 20) для отходящего газа и выпускной канал (18) для потока (17) газообразных продуктов торрификации, причем между зонами сушки и торрификации (2, 3) предусмотрено механическое передаточное устройство для перемещения высушенного потока углеродсодержащего материала из зоны (2) в зону (3), при этом механическое передаточное устройство выполнено газонепроницаемым, чтобы предотвращать смешение обоих циркулирующих газов, так что зона (2) сушки и зона (3) торрификации имеют два отдельных друг от друга контура циркуляции газа;
    теплообменник (4) для нагревания сушильного газового потока (13), причем выпускной канал (14) зоны сушки сообщается через теплообменник с впускным каналом (15) зоны сушки;
    устройство (5) сжигания, причем выпускной канал (18) зоны (3) торрификации через устройство (5) сжигания и теплообменник (4) сообщается с впускным каналом (19, 20) зоны (3) торрификации.
  2. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что теплообменник имеет первый входной канал (4а) и соединенный с ним первый выходной канал (4Ъ), а также второй входной канал (4с) и соединенный с ним второй выходной канал (46), причем первый входной канал (4а) соединен с выпускным каналом (14) зоны (2) сушки и первый выходной канал (4Ъ) сообщается с впускным каналом (15) зоны (2) сушки, кроме того, второй входной канал (4с) через устройство (5) сжигания соединен с выпускным каналом (18) зоны (3) торрификации и второй выходной канал (4Ъ) соединен с впускным каналом (19, 20) зоны (3) торрификации.
  3. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зона (2) сушки и/или зона (3) торрификации имеют многочисленные размещенные друг над другом ярусы (6, 7, 8, 9).
  4. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что многоярусная печь имеет транспортные устройства для перемещения потока (10) материала, которые приводятся в движение приводным валом, причем приводной вал разделен между зонами сушки и торрификации (2, 3) и в каждом случае оснащен собственным приводом, чтобы времена пребывания потока (10) углеродсодержащего материала в обеих зонах могли изменяться независимо друг от друга регулированием конкретных скоростей вращения.
  5. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между выпускным каналом (18) зоны (3) торрификации и устройством (5) сжигания промежуточно встроен конденсатор (28).
  6. 6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что устройство (5) сжигания сформировано горелкой или двигателем внутреннего сгорания.
  7. 7. Способ сушки и торрификации потока (10) по меньшей мере одного углеродсодержащего материала в многоярусной печи (1) с использованием устройства по п.1, причем:
    a) биомассу высушивают в зоне (2) сушки посредством сушильного газового потока (13), перемещают в зону торрификации и затем подвергают торрификации в зоне (3) торрификации;
    b) часть содержащего водяной пар сушильного газового потока выводят из зоны сушки и нагревают в теплообменнике (4) и затем, по меньшей мере частично, опять возвращают в зону (2) сушки; причем
    c) часть образовавшегося в зоне (3) торрификации потока (17) газообразных продуктов торрификации выводят из зоны (3) торрификации и направляют в устройство (5) сжигания для сжигания, причем образовавшийся при этом отходящий газ используют для нагревания сушильного газового потока в теплообменнике (4) и затем вводят в зону (3) торрификации.
  8. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что зону (2) сушки эксплуатируют в прямоточном режиме.
  9. 9. Способ по п.7, отличающийся тем, что зону (3) торрификации эксплуатируют в противоточном режиме.
  10. 10. Способ по п.7, отличающийся тем, что температура потока (10) углеродсодержащего материала при переходе в зону (3) торрификации составляет менее 150°С.
  11. 11. Способ по п.7, отличающийся тем, что сушильный газовый поток (13) в контуре циркуляции газа подвергают фильтрации.
  12. 12. Способ по п.7, отличающийся тем, что содержащий водяной пар сушильный газовый поток (13) перегревают в теплообменнике (4).
  13. 13. Способ по п.12, отличающийся тем, что возвращаемое в сушильный контур количество водяного пара поддерживают в таком количестве, чтобы установить инертную атмосферу с содержанием кислорода <10%, предпочтительно <8%.
  14. 14. Способ по п.7, отличающийся тем, что вводимое в зону (3) торрификации количество отходящего газа поддерживают в таком количестве, чтобы в зоне (3) торрификации установить инертную атмо- 4 022689 сферу с содержанием кислорода <10%.
  15. 15. Способ по п.7, отличающийся тем, что температура возвращаемого в зону торрификации отходящего газа составляет более 300°С и температура возвращаемого сушильного газового потока установлена в диапазоне от 150 до 300°С.
  16. 16. Способ по п.7, отличающийся тем, что отходящий газ перед поступлением в зону (3) торрификации обогащают горячим паром (29).
  17. 17. Способ по п.7, отличающийся тем, что выведенный из зоны (3) торрификации поток (17) газообразных продуктов торрификации перед введением в устройство сжигания пропускают через конденсатор (28), в котором, по меньшей мере частично, осаждают конденсируемые компоненты, и неконденсируемые компоненты вводят в устройство (5) сжигания для сжигания.
  18. 18. Способ по п.7, отличающийся тем, что выведенный из зоны (3) торрификации поток (17) газообразных продуктов торрификации сжигают в устройстве сжигания и частично преобразуют в механическую энергию.
  19. 19. Способ по п.7, отличающийся тем, что в зоне (2) сушки и/или зоне (3) торрификации измеряют температуру, и/или величину расхода газа, и/или количество газа, и/или давление и используют для регулирования времени пребывания материала в обеих зонах.
  20. 20. Способ по п.7, отличающийся тем, что время пребывания в зонах сушки и торрификации (2, 3) устанавливают изменением числа ярусов, сокращением площадей поверхности ярусов, изменением конструкции и числа транспортных устройств или вариацией скорости вращения транспортных устройств.
EA201291322A 2010-07-15 2011-07-15 Устройство и способ сушки и торрификации потока по меньшей мере одного углеродсодержащего материала в многоярусной печи EA022689B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010036425A DE102010036425A1 (de) 2010-07-15 2010-07-15 Vorrichtung und Verfahren zur Trocknung und Torrefizierung von wenigstens einem kohlenstoffhaltigen Stoffstrom in einem Etagenofen
PCT/EP2011/062131 WO2012007574A1 (de) 2010-07-15 2011-07-15 Vorrichtung und verfahren zur trocknung und torrefizierung von wenigstens einem kohlenstoffhaltigen stoffstrom in einem etagenofen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201291322A1 EA201291322A1 (ru) 2013-04-30
EA022689B1 true EA022689B1 (ru) 2016-02-29

Family

ID=44629309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201291322A EA022689B1 (ru) 2010-07-15 2011-07-15 Устройство и способ сушки и торрификации потока по меньшей мере одного углеродсодержащего материала в многоярусной печи

Country Status (22)

Country Link
US (1) US9102876B2 (ru)
EP (1) EP2424955B1 (ru)
JP (1) JP5856615B2 (ru)
CN (1) CN102985513B (ru)
AU (1) AU2011278225B2 (ru)
BR (1) BR112012031704B1 (ru)
CA (1) CA2798582C (ru)
CY (1) CY1113165T1 (ru)
DE (1) DE102010036425A1 (ru)
DK (1) DK2424955T3 (ru)
EA (1) EA022689B1 (ru)
ES (1) ES2391886T3 (ru)
HR (1) HRP20120849T1 (ru)
ME (1) ME01483B (ru)
MY (1) MY158510A (ru)
PL (1) PL2424955T3 (ru)
PT (1) PT2424955E (ru)
RS (1) RS52501B (ru)
SI (1) SI2424955T1 (ru)
UA (1) UA108647C2 (ru)
WO (1) WO2012007574A1 (ru)
ZA (1) ZA201208550B (ru)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012202532A1 (de) * 2012-02-20 2013-08-22 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Verwerten von Treber in einer Brauerei und zugehörige Vorrichtung
PL2855643T3 (pl) * 2012-05-25 2023-09-25 Airex Energie Inc. Sposób toryfikacji biomasy z reaktorem ze złożem cyklonowym
DE102012105428A1 (de) * 2012-06-22 2013-12-24 Thyssenkrupp Resource Technologies Gmbh Verfahren und Anlage zur Erhöhung des Brennwerts eines kohlenstoffhaltigen Stoffstroms
DE102012105427B3 (de) * 2012-06-22 2013-07-18 Thyssenkrupp Polysius Ag Verfahren und Anlage zur Verarbeitung eines feuchten, Kerogen enthaltenden Stoffstroms
DE102012105431B3 (de) * 2012-06-22 2013-10-17 Thyssenkrupp Resource Technologies Gmbh Anlage und Verfahren zur thermischen Behandlung eines Stoffstroms
DE102012013132A1 (de) * 2012-07-03 2014-01-09 Rwe Innogy Gmbh Verfahren zur Torrefizierung von Biomasse
DE102012109919A1 (de) 2012-10-17 2014-04-17 Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer Torrefizierungsanlage für Biomasse
DE202012103991U1 (de) 2012-10-17 2014-02-05 Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau Vorrichtung zur Trocknung und Torrefizierung von Biomasse
DE102012109917A1 (de) 2012-10-17 2014-04-17 Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau Vorrichtung und Verfahren zur Trocknung und Torrefizierung von Biomasse
DE202012103993U1 (de) 2012-10-17 2014-01-09 Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau Vorrichtung zur Regelung einer Torrefizierungsanlage für Biomasse
US9175235B2 (en) 2012-11-15 2015-11-03 University Of Georgia Research Foundation, Inc. Torrefaction reduction of coke formation on catalysts used in esterification and cracking of biofuels from pyrolysed lignocellulosic feedstocks
DE102012111050A1 (de) 2012-11-16 2014-05-22 Thyssenkrupp Resource Technologies Gmbh Mehretagenofen und Verfahren zur thermischen Behandlung eines Stoffstroms
FR3015513B1 (fr) 2013-12-19 2016-01-01 Axens Procede de torrefaction d'une charge carbonee comprenant une etape de sechage optimisee
CN103756745B (zh) * 2014-01-03 2015-09-02 张家港天源生物能源科技有限公司 生物质烘焙方法
BE1023937B1 (fr) 2016-02-05 2017-09-15 Cockerill Maintenance & Ingenierie S.A. Four a soles multiples pour utilisation a basse temperature
DE102019201763A1 (de) * 2019-02-12 2020-02-20 Thyssenkrupp Ag Vorrichtung zur thermischen Behandlung eines Schüttgutes
KR102065883B1 (ko) * 2019-07-01 2020-02-11 미진테크 주식회사 배기 회전식 배치로
CN110425829A (zh) * 2019-07-26 2019-11-08 勤丰众成生物质新材料(南京)有限公司 一种高产炭量的秸秆生物质炭化工艺
CO2020004451A1 (es) 2020-04-14 2020-05-15 Biotecnologia Y Bioingenieria Core S A Reactor vertical continuo multifásico para la producción limpia de hidrocarburos y energía y proceso termoquímico realizado

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100083530A1 (en) * 2008-10-03 2010-04-08 Wyssmont Co. Inc. System and method for drying and torrefaction
EP2189512A1 (fr) * 2008-11-24 2010-05-26 Sa Cockerill Maintenance Et Ingenierie Procédé de torrefaction de la biomasse et controle de celui-ci
US20100242351A1 (en) * 2009-03-27 2010-09-30 Terra Green Energy, Llc System and method for preparation of solid biomass by torrefaction

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2286309A (en) * 1940-05-02 1942-06-16 Nichols Eng & Res Corp Method and apparatus for drying and incinerating waste materials of high moisture content
US4347156A (en) 1979-04-02 1982-08-31 Lurgi Corporation System and process for reactivating carbon
JPS63139987A (ja) * 1986-12-02 1988-06-11 Agency Of Ind Science & Technol オイルシエ−ル乾留方法及びその装置
DE4017806A1 (de) * 1990-06-01 1991-12-05 Koerting Ag Verfahren und anlage zur kontinuierlichen trocknung von holzspaenen, holzfasern oder anderen schuettguetern
JP4393628B2 (ja) * 1999-07-19 2010-01-06 圭一 熊川 多段式ロータリキルン
JP2002257311A (ja) * 2001-03-02 2002-09-11 Rikyu:Kk 木材等の乾留装置とこれに使用する熱分解炉及び冷却回収装置
JP2004225953A (ja) * 2003-01-21 2004-08-12 Ihi Aerospace Engineering Co Ltd 汚物乾燥処理装置
JP4125618B2 (ja) * 2003-03-12 2008-07-30 日本下水道事業団 有機物含有汚泥の炭化処理装置
NL1025027C2 (nl) 2003-12-15 2005-06-21 Stichting Energie Werkwijze en stelsel voor de productie van vaste stoffen uit grondstoffen.
CN101636473A (zh) * 2007-02-16 2010-01-27 考奇碳与燃烧私人有限公司 干燥和气化方法
ITTO20070438A1 (it) 2007-06-19 2008-12-20 Martini Aldo Apparato per la decomposizione di sostanze organiche vegetali e la produzione di gas combustibile per via termochimica, e relativo metodo
US20090093555A1 (en) * 2007-07-09 2009-04-09 Range Fuels, Inc. Methods and apparatus for producing syngas
JP4996416B2 (ja) * 2007-10-15 2012-08-08 株式会社東芝 汚泥燃料化装置
CN101260307B (zh) * 2008-04-18 2011-08-17 清华大学 一种褐煤干燥提质装置及方法
SE532746C2 (sv) * 2008-06-11 2010-03-30 Bio Energy Dev North Ab Förfarande och apparatur för framställning av torrefierat lignocellulosamaterial
US8669404B2 (en) * 2008-10-15 2014-03-11 Renewable Fuel Technologies, Inc. Method for conversion of biomass to biofuel
JP5152668B2 (ja) * 2008-10-23 2013-02-27 睦和興業株式会社 乾燥・炭化装置
US20100223839A1 (en) * 2009-03-04 2010-09-09 Washington State University Systems and processes for producing bio-fuels from lignocellulosic materials
AU2010318258B2 (en) * 2009-11-16 2015-04-09 Proactor Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Device and method for creating a fine-grained fuel from solid or paste-like raw energy materials by means of torrefaction and crushing
US8282694B2 (en) * 2010-01-15 2012-10-09 Syngas Technology Inc. Pretreatment of biomass feed for gasification
US8795399B2 (en) * 2010-01-15 2014-08-05 Syngas Technology, Llc Pretreatment of biomass feed for gasification

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100083530A1 (en) * 2008-10-03 2010-04-08 Wyssmont Co. Inc. System and method for drying and torrefaction
EP2189512A1 (fr) * 2008-11-24 2010-05-26 Sa Cockerill Maintenance Et Ingenierie Procédé de torrefaction de la biomasse et controle de celui-ci
US20100242351A1 (en) * 2009-03-27 2010-09-30 Terra Green Energy, Llc System and method for preparation of solid biomass by torrefaction

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JAMES R. ARCATE: "Global markets and technologies for torrefied wood in 2002", WOOD ENERGY, ITEBE, LONS-LE-SAUNIER, FR, 1. Juli 2002 (2002-07-01), Seiten 26-28, XP002292486, ISSN: 1811-2722, Abbildung 2 *

Also Published As

Publication number Publication date
CA2798582A1 (en) 2012-01-19
BR112012031704B1 (pt) 2022-09-20
WO2012007574A1 (de) 2012-01-19
UA108647C2 (uk) 2015-05-25
ES2391886T3 (es) 2012-11-30
CY1113165T1 (el) 2016-04-13
ZA201208550B (en) 2013-09-25
EP2424955A1 (de) 2012-03-07
SI2424955T1 (sl) 2012-12-31
JP5856615B2 (ja) 2016-02-10
PL2424955T3 (pl) 2012-11-30
US9102876B2 (en) 2015-08-11
DK2424955T3 (da) 2013-01-02
BR112012031704A8 (pt) 2018-01-02
BR112012031704A2 (pt) 2016-11-08
AU2011278225A1 (en) 2012-12-20
EA201291322A1 (ru) 2013-04-30
HRP20120849T1 (hr) 2012-11-30
DE102010036425A1 (de) 2012-01-19
EP2424955B1 (de) 2012-09-05
JP2013531777A (ja) 2013-08-08
MY158510A (en) 2016-10-14
CA2798582C (en) 2019-04-09
ME01483B (me) 2014-04-20
PT2424955E (pt) 2012-10-04
RS52501B (en) 2013-04-30
AU2011278225B2 (en) 2015-06-25
CN102985513B (zh) 2014-06-18
CN102985513A (zh) 2013-03-20
US20120137538A1 (en) 2012-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA022689B1 (ru) Устройство и способ сушки и торрификации потока по меньшей мере одного углеродсодержащего материала в многоярусной печи
US8151482B2 (en) Two-stage static dryer for converting organic waste to solid fuel
CN101376813B (zh) 高含水有机物的碳化处理方法及其装置
MX2008008751A (es) Proceso y dispositivo para tratar biomasa.
CN109485043A (zh) 生物质两段式制备活性炭的系统和方法
CN101691493B (zh) 一种外燃内热式煤干馏炉
SE531101C2 (sv) Förfarande och anläggning för framställning av syntesgas från biomassa
WO2013003960A1 (en) System and process for conversion of organic matter into torrefied product
US11981868B2 (en) Continuous reactor device and process for treatment of biomass
JP4318697B2 (ja) 高含水有機物の炭化処理方法及びその装置
TW200905139A (en) Pyrolysis gas treating method and its device for highly hydrous organic matter carbonizing system
EP1200777B1 (en) System for the drying of damp biomass based fuel
CN101691492A (zh) 一种煤干馏工艺
RU2463331C1 (ru) Способ производства древесного угля
SE437655B (sv) Forfarande for framstellning av aktivt kol eller koks fran fuktig organisk substans samt trumugn for utforande av forfarandet
CN211694912U (zh) 一种高温飞灰余热利用的热解焚烧装置
RU2083633C1 (ru) Способ термической переработки древесины
JP2001220120A (ja) 廃棄物からの活性炭製造方法及び製造装置
CN211522112U (zh) 无焦油产生的生物质炭-热联产装置
CN110396417A (zh) 一种干化炭化处理系统及处理工艺
CN109504405A (zh) 处理玉米秸秆的系统和方法
CN113998866A (zh) 一种有机固废处理系统及其处理工艺
JPH10330761A (ja) 熱分解方法及び熱分解装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KZ RU